專(zhuān)利名稱：干式蝕刻以及外延沉積工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于外延沉積方法、系統(tǒng)以及設(shè)備。特別是關(guān)于一種利用清 潔工藝以于外延工藝前移除表面氧化物的外延沉積方法、系統(tǒng)與設(shè)備。
背景技術(shù)：
外延層為成長(zhǎng)于結(jié)晶基材上的一層結(jié)晶薄膜。下層基材當(dāng)作長(zhǎng)膜的墊
層(template)，以使外延層的結(jié)晶圖案特性可由下層結(jié)晶基材所定義。 也就是，結(jié)晶基材為外延成長(zhǎng)提供結(jié)晶圖案種子。基材諸如為單晶硅
(monocrystalline silicon)、珪鍺(silicon germanium)或絕緣層上覆娃 晶片(SOI wafer)。
通常使用化學(xué)氣相沉積(CVD)以長(zhǎng)成外延層。將基材晶片置入CVD 反應(yīng)器中，并接著以非反應(yīng)性氣體一例如，氦氣(He)、氬氣(Ar)、氮 氣(N2)或氫氣(H2)—清洗。接著升高反應(yīng)器的溫度，并將栽氣與反應(yīng)氣 體混合導(dǎo)入反應(yīng)器中。反應(yīng)氣體可包含，但不限于，硅甲烷(SiH4)、硅乙烷
(Si2H6)、硅丙烷(Si3H8) 、 二氯硅烷(SiH2CI2)、三氯硅烷(SiHCI3) 以及四氯硅烷(SiCI4)。亦可導(dǎo)入摻雜氣體，諸如砷化氫(AsH3)、磷化 氫(PH3)與二硼烷(B2H6)。栽氣通常為氫氣。當(dāng)達(dá)到外延的所需厚度 時(shí)，可再次使用非反應(yīng)氣體以清潔反應(yīng)器，同時(shí)降低反應(yīng)器溫度。
然而，為了讓外延工藝成功進(jìn)行，必須將結(jié)晶基材上的氧化物減少至 最低。若基材的表面氧氣含量太高，將會(huì)影響外延成長(zhǎng)工藝，因?yàn)檠踉?會(huì)妨礙沉積材料在種基材上的結(jié)晶位置。例如，在硅外延沉積中，結(jié)晶基 材上的過(guò)多氧氣會(huì)因?yàn)檠踉拥脑哟笮布构柙悠x其外延位 置。隨著外延層成長(zhǎng)厚度增加，局部原子錯(cuò)置會(huì)造成后續(xù)原子順序的錯(cuò)誤。 這樣的現(xiàn)象也稱做堆棧錯(cuò)誤(stacking fault)或稱做凸塊缺陷(hillock defects)?；谋砻婵赡馨l(fā)生氧化，例如，當(dāng)基材在不同工作平臺(tái)間傳送
而暴露在大氣中時(shí)。
為了避免因表面氧化而造成的缺陷，在外延沉積工藝之前應(yīng)該先將殘
余的表面氧氣由結(jié)晶基材上移除。例如，基材可在氬氣環(huán)境中以超過(guò)1000 度的溫度退火，此步驟可稱為氫氣預(yù)烘烤(hydrogen pre-bake)。然而， 這樣的高溫工藝較為昂貴。因此，在將基材置入外延反應(yīng)器前是使用移位
(ex-situ)濕式稀釋氫氟酸蝕刻以取代退火。此工藝有時(shí)是指r以氫氟酸 為最后步驟」(HF-last)的工藝。在浸潤(rùn)之后可干糙基材，并以氫氣(用于 硅基材時(shí))鈍化，而氫氣對(duì)基材而言，可將減緩原生氧化物成長(zhǎng)的硅-氫鍵
(Si-H bond)分布在基材上，此步驟可發(fā)生于晶片由濕式氫氟酸蝕刻溶液 轉(zhuǎn)移至外延反應(yīng)器時(shí)暴露在大氣的過(guò)程中。由于仍有微量的氧化作用發(fā)生
(假設(shè)暴露至大氣的機(jī)會(huì)降至最小)，可原位(in-situ)進(jìn)行反應(yīng)性光氫 氣預(yù)烘烤，例如在小于900。C的溫度下進(jìn)行30至120秒。在預(yù)烘烤步驟 之后，可進(jìn)行外延沉積工藝。
雖然以氫氟酸為最后步驟(HF-last)的預(yù)清潔步驟可有效移除基材表 面上的原生氧化物，但是此步驟導(dǎo)入某些復(fù)雜因素于制造工藝中。第一， 由于為濕式處理，氫氟酸最后步驟會(huì)增加濕式清潔平臺(tái)與外延沉積反應(yīng)器 之間原有的等待時(shí)間(queue time)。第二，在HF-last的預(yù)清潔步驟中 使用稀釋氫氟酸溶液的等向蝕刻會(huì)向下切除(undercut)氧化物。最后， 在硅基材中使用的氫氟酸溶液的選擇性會(huì)隨著氧化物-氮化物-硅蝕刻速率 而升高。減少上述發(fā)生在工藝中的任何議題即可改進(jìn)生產(chǎn)量。因此需要將 濕式氫氟酸預(yù)清潔步驟取代成干式預(yù)清潔步驟，而干式清潔步驟可輕易地 整合至r零周?chē)諝饨佑|j ( zero-ambient exposure)的工藝系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)態(tài)樣中，多腔體工藝設(shè)備包含干式蝕刻處理器，該干 式蝕刻處理器包含用以形成等離子體的腔體，而腔體可與外延沉積反應(yīng)器 真空連結(jié)。利用等離子體的干式蝕刻工藝是在干式蝕刻處理器中的基材上 進(jìn)行，以將氧化物由基材上移除，并使此外延表面棵露?；慕又筛墒?br> 蝕刻處理器中轉(zhuǎn)移至外延沉積反應(yīng)器中而不需暴露于周?chē)諝庵小Ｍ庋映?積反應(yīng)器接著可于外延表面上形成外延層。
在另一個(gè)態(tài)樣中，干式蝕刻工藝包含將待清潔的基材放置于處理室中。 將氣體混合物導(dǎo)入與處理室分開(kāi)的等離子體腔室中。等離子體在此等離子 體腔室中形成以激發(fā)氣體并由此形成反應(yīng)氣體。反應(yīng)氣體接著進(jìn)入處理室 中，并與基材上的表面氧化物反應(yīng)而形成膜層。加熱基材以蒸發(fā)膜層并將 外延表面顯露。外延表面是實(shí)質(zhì)上不具氧化物。外延層可接著形成于外延 表面上。


本發(fā)明的圖式如下
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)態(tài)樣的多腔體工藝系統(tǒng)；
圖2A至圖2C顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的正在處理中的基材;
圖3是干式蝕刻處理室實(shí)施例的局部剖面圖4顯示在圖3中蓋組件的放大剖面圖；以及
圖5顯示圖3中支持組件30的局部剖面圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
10工藝系統(tǒng)
12、 14負(fù)載鎖定室
32、 34、 36、 38處理室
62、 64、 66、 68處理室
20第一機(jī)械手臂
70基材
72氧化物
76外延層
34外延沉積反應(yīng)器
42、 44傳送腔體 50第二機(jī)械手臂 101腔體主體 106抽氣通道 107真空端口 108襯墊 110工藝區(qū)域 120支持組件 121邊環(huán) 122支持構(gòu)件 126軸 129孔 131升降機(jī)構(gòu) 133氣體通道 134氣體導(dǎo)管 136傳送導(dǎo)管 140蓋組件 141第一電極 144能量源 149等離子體腔室 151絕緣環(huán) 152第二電極 153頂板 158分配板 157密封墊 159凸緣 160通道 164蓋緣 165檔板
具體實(shí)施例方式
在闡述本發(fā)明的數(shù)種實(shí)施例之前，可了解的是，本發(fā)明并非限定于下 列敘述中的結(jié)構(gòu)或工藝步驟。本發(fā)明可有其它實(shí)施例或可以各種方式實(shí)施 或進(jìn)行。
本發(fā)明有關(guān)于基材上薄膜外延沉積的系統(tǒng)、設(shè)備與方法。有關(guān)外延沉 積的習(xí)知半導(dǎo)體工藝設(shè)備與技術(shù)并未在后文中闡述，以免不必要地模糊本 發(fā)明。此技藝者當(dāng)了解工藝參數(shù)值會(huì)隨著特定環(huán)境、基材種類(lèi)等而有所不 同。所以，不需要將所有可能數(shù)值與條件條列出，因?yàn)槟切?shù)值可在了解 本發(fā)明的原理之后輕易決定。
本發(fā)明實(shí)施例有關(guān)一種于使用等離子體進(jìn)行外延沉積前的清潔基材
(例如，硅)方法。本發(fā)明的態(tài)樣可于叢集工具(cluster tool)中進(jìn)行。 通常，叢集工具為組合式系統(tǒng)，其包含多個(gè)可進(jìn)行各種功能的腔體，這些 功能包含基材中心尋找與定位、除氣、退火、沉積以及/或蝕刻。根據(jù)本發(fā) 明實(shí)施例，叢集工具包含用來(lái)進(jìn)行氧化物成長(zhǎng)工藝的氧化腔體。叢集工具 的多個(gè)腔體可設(shè)置在中央傳送腔體中，此傳送腔體包含可運(yùn)送基材于不同 腔體間的機(jī)械手臂。傳送腔體通常維持在真空狀態(tài)，且設(shè)有 一 中間階段以 將基材自 一個(gè)腔體傳送至另 一者以及/或傳送至一負(fù)載鎖定室(位于叢集工 具前端)。兩個(gè)可用于本發(fā)明中的習(xí)知叢集工具是可由加州圣塔克拉拉的應(yīng) 用材料公司(Applied Materials, Inc., of Santa Clara, Calif.)獲得的 Centura*5^ Endura 。上述階段真空基材工藝系統(tǒng)是闡述于由T印man等 人申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5186718中，該案名稱為「階段真空晶片工藝系統(tǒng)與 方法J ( Staged-Vacuum Wafer Processing System and Method )，該案 于1993年2月16日獲證，在此是以參考方式納入該案的內(nèi)容。然而，正 確的腔體安置與組合可視工藝進(jìn)行的特定步驟而改變，其包含本清潔工藝。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)態(tài)樣的叢集工具或多腔體工藝系統(tǒng)10的范 例。工藝系統(tǒng)10可包含一或多個(gè)用于傳送基材進(jìn)出系統(tǒng)10的負(fù)載鎖定室
(load lock chamber) 12、 14。通常，因?yàn)橄到y(tǒng)10為真空狀態(tài)，負(fù)載鎖 定室12、 14可將進(jìn)入系統(tǒng)10的基材吸住。第一機(jī)械手臂20可將基材傳 送于負(fù)載鎖定室12、 14與第一組的一或多個(gè)基材處理室32、 34、 36、 38 之間。每個(gè)處理室32、 34、 36、 38可進(jìn)行數(shù)個(gè)基材處理操作。特別是， 處理室32為干式處理器，其可進(jìn)行后文中闡述的干式蝕刻工藝，以及處理 室34為外延沉積反應(yīng)器。處理室36、 38可進(jìn)一步提供諸如圓形層沉積 (cyclical layer deposition, CLD)、原子層沉積(ALD )、化學(xué)氣相沉積
(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、蝕刻、預(yù)清潔、除氣(degas)、定位與 其它基板工藝。
第一機(jī)械手臂20亦可傳送基材進(jìn)出一或多個(gè)傳送腔體42、 44。傳送 腔體42、 44可用以維持超高真空條件，同時(shí)使基材在系統(tǒng)10內(nèi)傳送。第 二機(jī)械手臂50可傳送基材于傳送腔體42、 44與第二組的一或多個(gè)處理室 62、 64、 66、 68之間。類(lèi)似處理室32、 34、 36、 38，處理室62、 64、 66、 68可進(jìn)行各種基材處理操作，包含后文中闡述的干式蝕刻工藝、以及 圓形層沉積(cyclical layer deposition, CLD)、原子層沉積(ALD)、化學(xué) 氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、外延沉積、蝕刻、預(yù)清潔、 除氣(degas)與定位。若有需要，基材處理室32、 34、 36、 38、 62、 64、 66、 68可由系統(tǒng)10中移出。
參照?qǐng)D2A-2C,外延沉積工藝包含干式預(yù)清潔步驟以將表面氧化物72 由基材70上移除，該預(yù)清潔步驟之后為外延沉積工藝。最后，在進(jìn)行外延 沉積工藝之前，待處理基材70首先被加載至干式蝕刻處理器100中以接 受溫和、干式蝕刻工藝而移除表面氧化物72。干式清潔工藝將基材70表 面上的外延表面74棵露，如圖2B所示，此適于維持外延層之后續(xù)長(zhǎng)成。 干式蝕刻處理器100與相關(guān)干式蝕刻工藝闡述于共同受讓予本申請(qǐng)受讓人 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1/063645中，該案于2005年2月22曰申請(qǐng)，名稱為 r前端線路制造的原位干式清潔腔體」(ln-situ Dry Clean Chamber for Front End of Line Fabrication),其美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為US 20050230350,
在此以參考方式納入該案的內(nèi)容。在干式清潔工藝完成之后，可利用機(jī)械
手臂20將基材70由干式蝕刻處理器100傳送至外延沉積反應(yīng)器34中。 因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)10為負(fù)載鎖定，基材70在傳送當(dāng)中不會(huì)暴露于周?chē)諝獯?氣，所以不會(huì)有原生氧化物成長(zhǎng)于實(shí)質(zhì)無(wú)氧化物的外延表面74上。因此， 當(dāng)接著進(jìn)行外延沉積工藝時(shí)，不需要密集的氫氣預(yù)烘烤，或者僅需要非常 短的氫氣預(yù)烘烤。雖然在本說(shuō)明書(shū)中特定使用硅作為基材，但是外延表面 74可為任何適于支持外延沉積表面的材料，諸如，但不限于，硅鍺(silicon germanium)、摻雜珪(doped silicon)、與所有第四族、第三-五族、第 二-六族半導(dǎo)體與其合金。
外延沉積工藝可在外延沉積反應(yīng)器34中以化學(xué)氣相沉積進(jìn)行以形成 外延層76于外延表面74上，此反應(yīng)器例如是位于加州圣塔克拉拉的應(yīng)用 材料公司的EPI CENTURA反應(yīng)器。基材70的外延表面74可接觸以沉積 氣體混合型態(tài)的硅，此沉積氣體包含硅(例如，四氯化硅(SiCl4)、三氯 硅烷(SiHCl3)、 二氯硅烷(SiH2Cl2)、 一氯硅烷(SiH3CI)、乙硅烷(SJ2He)、 硅烷(SiH4)與載氣(例如，氮?dú)庖约?或氫氣)。若基材需要使用含摻雜 物的外延層76,則含硅氣體亦可包含合適的含摻雜物氣體，例如砷化氫 (AsH3)、磷化氫(PH3)以及/或二硼烷(B2Hs)。
若使用二氯硅烷(SiH2CI2)，在沉積過(guò)程中沉積反應(yīng)器34內(nèi)的壓力 可介于約500至約760托(Torr)。另一方面，若使用硅烷(SiH4)或其它 第四族混合，沉積反應(yīng)器34的壓力應(yīng)低于100托。使用三氯硅烷(SiHCl3) 的外延沉積則可于大氣壓力下進(jìn)行。若外延沉積反應(yīng)器34與干式蝕刻處理 器100并未連結(jié)至一共同、負(fù)載鎖定系統(tǒng)，而是連結(jié)至個(gè)別單元(其中基 材70是在周?chē)鷹l件下作裝載及取出)時(shí)，則在大氣壓力下利用SiHCl3的外 延沉積可能較佳。若外延表面74因此暴露在周?chē)諝庵?，在外延沉積工藝 前可能需于外延沉積反應(yīng)器34中先進(jìn)行光氫氣預(yù)烘烤以由外延表面74上 移除產(chǎn)生的原生氧化物?！钢?chē)諝狻?ambient air)通常指于制造室中 的空氣。然而，周?chē)諝庖嗫砂哂凶銐蜓鯕庖栽斐赏庋颖砻?4氧化的 環(huán)境，氧化足以在后續(xù)外延工藝中產(chǎn)生缺陷或瑕疵而不能符合工藝品質(zhì)控制的要求。
在外延沉積工藝中，外延表面74的溫度是較佳地維持在足以避免含硅
氣體沉積多晶硅于外延表面74上。外延表面74的溫度可例如介于約1150 。C至約45CTC之間。
一旦需求厚度的外延層76形成在外延表面74上時(shí)，外延沉積反應(yīng)器 34可以惰性氣體清潔，例如氫氣或其混合氣體?；?0接著被冷卻至低 于700°C，并由外延沉積反應(yīng)器34中移出以進(jìn)行后續(xù)工藝。
圖3為處理室100的局部剖面圖。處理室100可包含腔體主體101、 蓋組件140以及支持組件120。蓋組件140位于腔體主體101的上端，以 及支持組件120至少部分設(shè)置在腔體主體101內(nèi)。腔體主體101可包含縫 閥(slit valve)開(kāi)口 111,其形成于主體的側(cè)壁上以提供對(duì)處理室100內(nèi) 部的存取?？p閥開(kāi)口 111可選擇性開(kāi)關(guān)以使第一機(jī)械手臂20進(jìn)出腔體主 體101的內(nèi)部。
腔體主體101可包含形成其上的通道102，以使熱傳送流體通過(guò)。熱 傳送流體可為加熱流體或冷卻劑且可用以在工藝與基材傳送過(guò)程中控制腔 體主體101的溫度。熱傳送流體的范例包含水、乙二醇(ethylene glycol) 或上述混合物。范例的熱傳送流體液可包含氮?dú)狻?br> 腔體主體101更包含襯墊108,圍繞支持組件120。襯墊108在維修 與清潔時(shí)可移除。襯墊108可由諸如鋁的金屬或陶瓷材料所構(gòu)成。不過(guò)， 襯墊108可為任何工藝兼容材料。襯墊108可以噴珠處理以增加沉積材料 的附著度，由此防止脫落的材料對(duì)處理室100的污染。襯墊108可包含一 或多個(gè)孔洞109與形成其上的抽氣通道106,其與真空系統(tǒng)間流體連通。 孔洞109提供氣體進(jìn)入抽氣通道106的流動(dòng)路徑，其可使位于處理室100 內(nèi)的氣體排出。
真空系統(tǒng)可包含真空泵104與節(jié)流閥105以調(diào)節(jié)通過(guò)處理室100的氣 體流。真空泵104耦接至位于腔體主體101上的真空端口 107，因此泵是 與襯墊108上的抽氣通道106間流體連通。
孑U同109使抽氣通道106與腔體主體101內(nèi)的工藝區(qū)域110間流體連 通。工藝區(qū)域110是由蓋組件140的較低表面與支持組件120的較高表面 所定義，且由襯墊108所環(huán)繞?？锥?09可為均一的尺寸且平均分隔于村 墊108周?chē)２贿^(guò)可使用任何數(shù)量、位置、大小與形狀的孔洞，且每個(gè)設(shè) 計(jì)參數(shù)可視通過(guò)基材接收表面的氣體流圖案而改變，此部分將于下文中闡 述。此外，孔洞的大小、數(shù)量與位置是用來(lái)使離開(kāi)處理室100的氣體均勻。 再者，孔洞大小與位置可用以提供快速或高容量抽氣以利氣體由腔體100 處快速排出。例如，接近真空端口 107的孔洞109的數(shù)量與大小可小于遠(yuǎn) 離真空端口 107的孔洞109的大小。
圖4顯示位于腔體主體101上端的蓋組件140的放大剖面圖。參照?qǐng)D 3與圖4，蓋組件140包含數(shù)個(gè)上下堆棧的組件以于其間形成等離子體區(qū) 域或腔室。蓋組件140可包含第一電極141 (上層電極)垂直位于第二電 極(下層電極)152上方，在這兩個(gè)電極之間決定了等離子體體積或腔室 149。第一電極141連接至能量源144，諸如RF能量供給；以及第二電極 152接地，而在兩個(gè)電極141、 152之間有電容形成。
蓋組件140可包含一或多個(gè)氣體入口 142 (僅于圖中顯示一個(gè))，其 至少部分形成于第一電極141的上部分143內(nèi)。 一或多種氣體通過(guò)一或多 個(gè)氣體入口 142而進(jìn)入蓋組件140。 一或多個(gè)氣體入口 142的第一端與等 離子體腔室149間流體連通，以及其第二端連接至一或多個(gè)上游氣體源以 及/或其它氣體輸送組件，例如氣體混合物。 一或多個(gè)氣體入口 142的第一 端可在延伸段146的內(nèi)徑150的最高點(diǎn)處開(kāi)向等離子體腔室149。同樣地， 一或多個(gè)氣體入口 142的第一端可在沿著延伸段146的內(nèi)徑150的任意高 度處開(kāi)向等離子體腔室149。雖然圖中未顯示，兩個(gè)氣體入口142可位于 延伸段146的對(duì)側(cè)以產(chǎn)生漩渦流圖案或渦流至延伸段146，此有助氣體于 等離子體腔室149中混合。
第一電極141可具有覆蓋等離子體腔室149的延伸段146。延伸段146 可與氣體入口 142間流體連通。延伸段146可為具有內(nèi)表面或直徑150的
環(huán)形構(gòu)件，其由上部分147處逐漸增加至下部分148處。就其本身而論， 第一電極141與第二電極152之間的距離是可以改變的。此改變的距離有 助控制等離子體在等離子體腔室149內(nèi)生成與穩(wěn)定。
延伸段146可類(lèi)似圓錐狀或漏斗狀，如圖3與圖4所示。延伸段146 的內(nèi)表面150可由上部分147逐漸往延伸段的下部分148傾斜。內(nèi)徑150 的斜率或角度可隨著工藝需求以及/或工藝限制條件而改變。延伸段146的 長(zhǎng)度或高度亦可隨著特定工藝需求以及/或限制而改變。內(nèi)徑150的斜率、 或延伸段146的高度、或二者可隨著工藝所需的等離子體而改變。
在不受限于理論下， 一般相信兩個(gè)電極141、 152之間的距離變化可 使形成在等離子體腔室149內(nèi)的等離子體得到所需的功率程度，以使其在 不能遍布整個(gè)等離子體腔室149時(shí)至少能維持在等離子體腔室149的一部 分內(nèi)。在等離子體腔室149內(nèi)的等離子體因此較與壓力無(wú)關(guān)，此使得等離 子體可生成且維持在較寬的操作窗口內(nèi)。所以，較具重復(fù)性與可靠性的等 離子體可形成在蓋組件140內(nèi)。
第一電極141可由任何工藝材料所構(gòu)成，例如鋁、電鍍鋁、鍍鋁鎳、 鍍6061-T6鋁的鎳、不銹鋼以及上述的組合或合金等。在一或多個(gè)實(shí)施例 中，整個(gè)第一電極141或其中的一部分是以鎳包覆以降低不樂(lè)見(jiàn)的粒子形 成。較佳地，至少延伸段146的內(nèi)表面150具鍍鎳材料。
第二電極152可包含一或多個(gè)堆棧板(stacked plates)。當(dāng)需要一或 多個(gè)平板時(shí)，平板是彼此間電性連接。每個(gè)平板包含數(shù)個(gè)孔洞或氣體通道 以使一或多種氣體通過(guò)等離子體腔室149。
蓋組件140更包含絕緣環(huán)(isolator ring )151以電性絕緣第一電極141 與第二電極152。絕緣環(huán)151可由氧化鋁或其它絕緣、工藝兼容材料所構(gòu) 成。較佳地，絕緣環(huán)151包圍或?qū)嵸|(zhì)包圍至少此延伸段146。
第二電極152可包含頂板153、分配板(distribution plate) 158與檔 板(blocker plate) 165,其在處理室內(nèi)將基材與等離子體腔室分開(kāi)。頂板 153、分配板158與文件板165是堆棧且位于連接至腔體主體101的蓋緣 164上，如圖3所示。此技藝人士皆知，鉸接組件(hinge assembly)(未顯示)可用以使蓋緣(lid rim) 164連接至腔體主體101上。蓋緣164可包 含嵌入式通道或出入口 165以覆蓋熱傳送媒介。視工藝的需求而定，熱傳 送々某介可用于加熱、冷卻、或同時(shí)進(jìn)4亍加熱與冷卻。
頂板153包含數(shù)個(gè)形成在等離子體腔室149下方的氣體通道或孔洞 156,以使來(lái)自等離子體腔室149的氣體流經(jīng)頂板。頂板153可包含凹陷 部分154，此部分是用以覆蓋至少一部份的第一電極141。在一個(gè)或多個(gè) 實(shí)施例中，孑U同156是貫穿頂板153的截面且位于凹陷部分154下方。頂 板153的凹陷部分154可為圖4所示的階梯狀(stair stepped),以在其間 提供較佳的密封接合(sealed fit)。此外，頂板153的外徑可加以設(shè)計(jì)以 固定或安置在分配板158的外徑上，如圖4所示。 一種O型環(huán)(o-ring)種 類(lèi)的密封墊(seal)—例如，人造橡膠O型環(huán)155是至少部分設(shè)置在頂板 153的凹陷部分154內(nèi)，以確保其與第一電極141之間的液密(fluid-tight) 接觸。同樣地，O型環(huán)密封墊157可在頂板153的外徑與分配板158之間 提供液密接觸。
分配板158為大致圓盤(pán)狀且包含數(shù)個(gè)孔洞161或通路以輸配氣體流經(jīng) 其間。孑L洞161的大小可加以調(diào)整且位于分配板158附近，以提供可受控 制且均勻的流體分布于具有待處理基材70設(shè)置其中的工藝區(qū)域110里。 再者，孔洞161通過(guò)減緩與改向氣體流的速度輪廓而避免氣體直接沖擊基 材70表面，并可平均分配氣體流以提供氣體在基材70表面上的均勻分布。
分配板158亦可包含環(huán)狀裝置凸緣159形成于分配板的外徑上。裝置 凸緣159的大小可加以調(diào)整以安置于蓋緣164的上表面上。O型環(huán)種類(lèi)的 密封墊一例如，人造橡膠O型環(huán)一是至少部分設(shè)置在環(huán)狀裝置凸緣159內(nèi) 以確保其與蓋緣164的液密接觸。
分配板158可包含一個(gè)或多個(gè)嵌入式通道或出入口 160，用于容納加 熱器或加熱流體以控制蓋組件140的溫度。電阻式加熱組件可置入通道 160內(nèi)以加熱分配才反158。熱耦可連接至分配板158上以調(diào)節(jié)分配板的溫 度。熱耦可用于回饋回路中以控制施加于加熱組件上的電流，如同此技藝 者所熟知。
或者，熱傳送媒介可通過(guò)通道160。視腔體主體101內(nèi)的工藝需求，
若有需要時(shí)， 一個(gè)或多個(gè)通道160可包含冷卻媒介，以使分配板158的溫 度獲得較佳控制。如上所指出，可使用任何熱傳送媒介，例如氮?dú)狻⑺?乙二醇或上述的混合物。
是利用一個(gè)或多個(gè)熱燈管(未顯示)以加熱蓋組件140。通常，熱燈 管是安置在分配板158的上表面附近，以利用輻射加熱包含分配板的蓋組 件140的組件。
文件板162是為選擇性使用的組件，且可設(shè)置在頂板153與分配板158 之間。較佳地，檔板162是為可移除式地固定于頂板153的下表面上。檔 板162應(yīng)該與頂板153有良好的熱接觸和電性接觸。利用螺栓(bolt)或類(lèi)似 的固定器可將檔板162連接至頂板153上。檔板162亦可被穿過(guò)或以螺絲 固定在頂板153的外徑上。
檔板162包含數(shù)個(gè)孔洞163以提供數(shù)個(gè)由頂板153至分配板158的氣 體通道。孑L洞163的大小可加以調(diào)整且位于檔板162附近，以提供可受控 制且均勻的流體分布于分配板158上。
圖5顯示具有支持組件120的局部剖面圖。支持組件120可至少部分 設(shè)置在腔體主體101內(nèi)。支持組件120可包含支持構(gòu)件122以支撐在腔體 主體101內(nèi)受處理的基材70 (未顯示于圖中)。支持構(gòu)件122可通過(guò)軸 126而耦接至升降機(jī)構(gòu)131上，此軸由形成在腔體主體101底表面上的中 央開(kāi)口 103處延伸。升降機(jī)構(gòu)131可通過(guò)風(fēng)箱(bellow) 132而彈性地密 封腔體主體101，其避免真空由軸126周?chē)p。升降機(jī)構(gòu)131使支持構(gòu) 件122在腔體主體101內(nèi)的工藝位置與較低傳送位置之間垂直移動(dòng)。傳送 位置稍微低于形成于腔體主體101側(cè)壁上的縫閥111開(kāi)口 。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，利用真空夾盤(pán)(vacuum chuck)以將基板70 (未顯示于圖5中)固定在支持組件120上。頂板123可包含數(shù)個(gè)開(kāi)孔 124,此開(kāi)孔與形成在支持構(gòu)件122中的一個(gè)或多個(gè)凹槽127間流體連通。 通過(guò)設(shè)置在軸126內(nèi)的真空導(dǎo)管(vacuum conduit)125以及通過(guò)支持構(gòu)件 122，凹槽127是與真空泵(未顯示)間流體連通。在一些條件下，真空
導(dǎo)管125可用以供給純凈的氣體至支持構(gòu)件122的表面上，以在基板70 未設(shè)置于支持構(gòu)件122上時(shí)防止支持構(gòu)件表面發(fā)生沉積。真空導(dǎo)管125亦 可在工藝過(guò)程中傳送凈化氣體以避免反應(yīng)氣體或副產(chǎn)物接觸基板70的背側(cè)。
支持構(gòu)件122可包含一個(gè)或多個(gè)孔(bores)129形成于其間以容納升降 插稍130。每個(gè)升降插稍130是通常由陶瓷或含陶瓷的材料所構(gòu)成，且是 用于基板處理與傳輸上。每個(gè)升降插稍130是為可抽取式地設(shè)置在孔129 內(nèi)。通過(guò)與設(shè)置腔體主體101內(nèi)的環(huán)狀升降環(huán)(annular隨ring)128接合， 升降插稍130可在其各自的孔129中移動(dòng)。升降環(huán)128是可移動(dòng)，而當(dāng)升 降環(huán)128位于上層位置時(shí)，升降插稍130的上表面是位于支持構(gòu)件122的 基板支持表面上方。相反地，當(dāng)升降環(huán)128位于下層位置時(shí)，升降插稍130 的上表面是位于支持構(gòu)件122的基板支持表面下方。因此，當(dāng)升降環(huán)128 由下層位置移動(dòng)至上層位置時(shí)，每個(gè)升降插稍130的一部份是穿過(guò)在支持 構(gòu)件122內(nèi)的各自的孔129。
當(dāng)激活時(shí)，升降插稍130推著基材70的下表面，并將基材70抬升離 開(kāi)支持構(gòu)件122。相反地，可關(guān)閉升降插稍130以降低基材70,由此將基 材安置于支持構(gòu)件122上。
支持組件120可包含邊環(huán)(edge ring)121設(shè)置在支持構(gòu)件122附近。 邊環(huán)121是為環(huán)狀構(gòu)件，其用以覆蓋支持構(gòu)件122的外圍且可避免支持構(gòu) 件122受到沉積。邊環(huán)121可位于支持構(gòu)件122上或在附近，以在支持構(gòu) 件122的外徑與邊環(huán)121的內(nèi)徑間形成環(huán)狀凈化氣體通道133。環(huán)狀凈化 氣體通道133可與貫穿形成于支持構(gòu)件122與軸126內(nèi)的凈化氣體導(dǎo)管 134間流體連通。較佳地，凈化氣體導(dǎo)管134是與凈化氣體供給(未顯示) 間流體連通以提供凈化氣體至凈化氣體通道133中。在搡作上，凈化氣體 通過(guò)導(dǎo)管134而進(jìn)入凈化氣體通道133中，且到達(dá)設(shè)置在支持構(gòu)件310上 的基材邊緣附近。因此，結(jié)合使用邊環(huán)121與凈化氣體可以避免在基板邊 緣以及/或背側(cè)的沉積。
利用循環(huán)通過(guò)流體通道135內(nèi)的流體即可控制支持組件120的溫度，其中流體通道是內(nèi)建于支持構(gòu)件122的主體內(nèi)。流體通道135與熱傳送導(dǎo) 管136間流體連通，該熱傳送導(dǎo)管136貫穿設(shè)置于支持組件120的軸126 內(nèi)。流體通道135是位于支持構(gòu)件122周?chē)詾橹С謽?gòu)件122的基板接收 表面提供均勻熱傳。流體通道135與熱傳送導(dǎo)管136可傳輸熱傳送流體以 加熱或冷卻支持構(gòu)件122。支持組件120可進(jìn)一步包含嵌入式熱耦 (embedded thermocouple)(未顯示)以監(jiān)控支持構(gòu)件122的支持表面的溫 度。
在操作上，支持構(gòu)件122可升高至接近蓋組件140附近以控制待處理 基材70的溫度。也就是，通過(guò)分配板158所發(fā)射的輻射可加熱基材，而 分配板158是由加熱組件474所控制?；蛘撸糜缮淡h(huán)128激活的升 降插稍130,亦可將基材70升高離開(kāi)支持構(gòu)件122并緊鄰已加熱的蓋組 件140。
一種通過(guò)氨氣(NH3)與三氟化氮(NFs)氣體混合物以在處理室100中移 除氧化硅的范例干式蝕刻工藝將于后文中闡述。參照?qǐng)D3與圖5，干式蝕 刻工藝的第一個(gè)步驟為置放基材70至工藝區(qū)域110中。通常通過(guò)縫閥開(kāi) 口 111而將基材70置放于腔體主體101內(nèi)，且位于支持構(gòu)件122的上表 面上?；?0是被夾固于支持構(gòu)件122的上表面上且邊緣凈化氣體(edge purge)通過(guò)通道133。利用通過(guò)開(kāi)孔124與凹槽127汲取真空以將基材吸 附在支持構(gòu)件122的上表面上，其中開(kāi)孔與凹槽是通過(guò)導(dǎo)管125而與真空 泵間流體連通。若支持構(gòu)件122尚未位于工藝位置上，則可將支持構(gòu)件122 升高至腔體主體101內(nèi)的工藝位置上。腔體主體101是較佳地維持在介于 50。C與80。C之間，較佳地在大約65。C。利用傳送熱傳送媒介通過(guò)流體通 道102即可維持腔體主體101的溫度。
利用傳導(dǎo)熱傳送媒介或冷卻劑通過(guò)形成在支持組件120內(nèi)的流體通道 135，即可將基材70冷卻至低于65°C,例如介于15°C至50°C之間。在 一個(gè)實(shí)施例中，將基材的溫度維持低于室溫的狀態(tài)。在另一個(gè)實(shí)施例中， 將基材70的溫度維持在介于22°C至40°C度之間。通常，支持構(gòu)件122 是維持低于大約22°C以達(dá)到上述指定的基材需求溫度。為了冷卻支持構(gòu)
件122，冷卻劑是通過(guò)流體導(dǎo)管135。較佳使用連續(xù)的冷卻劑流體以使支 持構(gòu)件122的溫度獲得較佳控制。
接著導(dǎo)入氨氣與三氟化氮?dú)怏w至腔體100中以形成清潔氣體的混合 物。導(dǎo)入腔體的每種氣體含量是可變動(dòng)且可加以調(diào)整以顧及待移除氧化層 72的厚度、待清潔基材70的型態(tài)、等離子體的體積容量、腔體主體101 的體積容量、以及耦接至腔體主體101的真空系統(tǒng)的能力。在一個(gè)態(tài)樣中， 添加氣體以提供具有氨氣與三氟化氮的分子比率為至少1: 1的氣體混合 物。在另一個(gè)態(tài)樣中，添加氣體以提供具有氨氣與三氟化氮的分子比率為 至少3: 1的氣體混合物。較佳地，輸入至腔體100的混合氣體具有氨氣 與三氟化氮的分子比率為至少為5: 1至30: 1。更佳地，氣體混合物的分 子比率是由大約5: 1 (氨氣比三氟化氮)至大約10: 1。氣體混合物的分 子比率亦可落在大約10: 1 (氨氣比三氟化氮)至大約20: 1。
凈化氣體或載氣亦可添加至氣體混合物中。任何合適的凈化氣體/栽氣 可加以使用，例如氬氣、氦氣、氫氣、氮?dú)饣蛏鲜龅慕M合。通常，整體氣 體混合物的體積是為氨氣與三氟化氮體積的大約0.05%至大約20%。剩下 的比率即為載氣。在一個(gè)實(shí)施例中，于導(dǎo)入反應(yīng)性氣體之前，首先導(dǎo)入凈 化氣體或載氣進(jìn)入腔體主體101中以穩(wěn)定腔體主體101內(nèi)的壓力。
在腔體主體101內(nèi)的操作壓力可加以改變。通常，該壓力維持在介于 約500毫托至約30托之間。較佳地，該壓力維持在介于約1托至約10托 之間。更佳地，在腔體主體101內(nèi)的操作壓力維持在介于約3托至約6托 之間。
介于約5瓦(Watts)至約600瓦(Watts)的RF功率是施加至第一電極 141上以激發(fā)位于等離子體腔室149內(nèi)的氣體混合物等離子體。較佳地， RF功率是小于100瓦。更佳地，功率施加時(shí)的頻率是相當(dāng)?shù)停缧∮?100千赫(kHz)。較佳地，此頻率是介于約50千赫與約90千赫的范圍內(nèi)。 因?yàn)橄聦与姌O153、檔板162與分配板158,在等離子體腔室149內(nèi)激發(fā) 的等離子體并不會(huì)接觸位于工藝區(qū)域110內(nèi)的基材70，反而是被局限在等 離子體腔室149內(nèi)。等離子體因此可相對(duì)于工藝區(qū)域110而遠(yuǎn)程形成在等
離子體腔室149內(nèi)。也就是，處理室100提供兩個(gè)不同區(qū)域等離子體腔 室149與工藝區(qū)域110。以位于等離子體腔室149內(nèi)的等離子體看來(lái)，這 些區(qū)域彼此間并未溝通。更明確而言，由等離子體產(chǎn)生的反應(yīng)性物種可經(jīng) 由孔洞156、檔板162的孔洞163而離開(kāi)等離子體腔室149，并經(jīng)由分配 板158的孔洞161而進(jìn)入工藝區(qū)域110中。
等離子體能量將氨氣與三氟化氮?dú)怏w解離成反應(yīng)物種，此等物種結(jié)合 在一起以形成氣相的高度反應(yīng)性的氟化銨(ammonium fluoride, NH4F)化 合物以及/或氟化氬銨(ammonium hydrogen fluoride, NH4FHF)。上迷分子 接著通過(guò)開(kāi)孔156、 163與161而與基材70的氧化層72反應(yīng)。在一個(gè)實(shí) 施例中，首先導(dǎo)入載氣至腔體100中；載氣的等離子體產(chǎn)生于等離子體腔 室149中；接著添加反應(yīng)性氣體、氨氣與三氟化氮至等離子體中。如前述， 形成在等離子體腔室149內(nèi)的等離子體并未接觸位于工藝區(qū)域110中的基 材70。
在不受限于理論下， 一般相信蝕刻氣體、氟化銨(NH4F)以及/或氟化氫 銨(NhUF'HF)是與氧化硅表面72反應(yīng)形成六氟硅酸銨(ammonium hexafluorosilicate， (NH4)2SiF6)、氨與水的產(chǎn)物。氨與水在工藝條件時(shí)為 蒸氣且可利用真空泵104而于腔體100中移除。尤其，在揮發(fā)氣體經(jīng)由襯 墊108上的孔洞109而進(jìn)入抽氣通道106。六氟硅酸銨薄膜則留在基材70 表面。反應(yīng)機(jī)制可概述成下列反應(yīng)式
NF3 + NH3 — NH4F + NH4FHF + N2 6NH4F + Si02 ~>(NH4)2SiF6 + H20 (NH4)2SiF6+熱(heat)— NH3 + HF + SiF.
在薄膜形成于基材表面上之后，具有基材支撐其上的支持構(gòu)件122會(huì) 升高至非常接近熱分配板158的退火位置上。來(lái)自分配板158的輻射熱應(yīng) 足夠高以將六氟硅酸銨薄膜解離或升華成揮發(fā)性四氟化硅(SiF4)、氨與氟化 氫產(chǎn)物。利用上述的真空泵104以由腔體100中移除揮發(fā)性產(chǎn)物。實(shí)際上，
薄膜被加熱或揮發(fā)而離開(kāi)基材70,剩下棵露的外延表面74。通常，75°C 或更高的溫度可有效將薄膜由基材70上移除。較佳地，可使用100。C或 更高的溫度，例如介于約115°C至約200。C之間。
將(NH4)2SiFe薄膜解離成揮發(fā)性成分的熱量是由分配板158所傳導(dǎo)或 輻射。如上述般，加熱組件160可直接與分配板158耦接，且可加熱分配 板158以及與其熱接觸的組件至介于約75°C至250。C之間的溫度。在一 個(gè)態(tài)樣中，分配板158可加熱至介于約100至約200°C之間，例如約 120。C。
升降機(jī)構(gòu)131可朝向分配板158下表面的方向升高支持構(gòu)件122。在 升降步驟過(guò)程中，基材70是固定在支持構(gòu)件122上，例如通過(guò)上述的真 空夾盤(pán)或靜電夾盤(pán)?；蛘撸ㄟ^(guò)升降環(huán)128升高升降插稍130,可將基材 70抬升離開(kāi)支持構(gòu)件122并置于非常接近熱分配板158處。
具有薄膜于其上的基材70的上表面與分配板158之間的距離并非關(guān) 鍵因素，那只是在一般實(shí)驗(yàn)上需要處理的事情。熟習(xí)此技藝人士能輕易決 定可有效氣化薄膜且不會(huì)傷害下層基材70的需求間距。然而， 一般相信， 介于大約0.254毫米(10密爾)與5.08毫米(200密爾)間的間距是為 上述的有效距離。
一旦將薄膜由基材70上移除，外延表面74將棵露且基材70準(zhǔn)備進(jìn) 行后續(xù)外延沉積工藝。干式蝕刻處理器32被清潔且排空。通過(guò)降低基材 70至傳送位置上、將基材70去靜電、并傳送基材70通過(guò)縫閥111開(kāi)口 而將干凈的基材70由腔體主體101上移除。第一機(jī)械手臂20將基材70 由干式蝕刻處理器32中移至外延沉積反應(yīng)器34中。因?yàn)榛?0維持在 負(fù)載鎖定系統(tǒng)10中，基材70并未在傳送工藝中暴露至任何周?chē)諝庀隆?也就是，等離子體腔室149、工藝區(qū)域110與外延沉積反應(yīng)器34是彼此 間真空連接以防止不必要的氧氣進(jìn)入上述任何區(qū)域中。因此外延表面74 不會(huì)被氧化物污染，且在基材70加載外延沉積反應(yīng)器34中時(shí)維持干凈的 棵露。外延層76可因此如上述般及時(shí)長(zhǎng)于外延表面74上。
將HF-last的濕式清潔步驟以干式清潔程序取代之后，就可以于單一
負(fù)載鎖定系統(tǒng)10中進(jìn)行整個(gè)外延沉積工藝。等待時(shí)間即可以減少。再者，
一般相信上迷的干式清潔工藝具有較少的下切(undercut)問(wèn)題，因?yàn)樵谔幚?氮氧化硅基材時(shí)其為橫向蝕刻氧化物，而HF濕式蝕刻則為向下蝕刻。然 而，可了解的是工藝步驟可于任意時(shí)間改變，尤其是在外延沉積之前馬上 進(jìn)行清潔步驟時(shí)，會(huì)產(chǎn)生表面不能進(jìn)行外延沉積的風(fēng)險(xiǎn)。 一些較高層的元 素例如氧氣、氟、氯或氮?dú)饪赡軙?huì)對(duì)外延工藝有不利影響。
實(shí)作上，根據(jù)上述工藝，可利用習(xí)知HF-last清潔硅基材中的第一群 基材，以及用等離子體干式清潔工藝處理第二群基材。等離子體干式清潔 工藝?yán)冒睔馀c三氟化氮?dú)怏w以及激發(fā)等離子體以轉(zhuǎn)換成反應(yīng)物種，此等 物種結(jié)合在一起以形成氣相且高度反應(yīng)性的氟化銨(ammonium fluoride, NH4F ) 化合物以及/或氟化氬銨(ammonium hydrogen fluoride, NH4F'HF)，用此來(lái)清潔第二群基材。外延沉積是在850° C、 750° C°、 700。 C與650° C的沉積溫度下進(jìn)行。接著以X光繞射(X-ray diffraction (XRD)) 與第二離子質(zhì)量光語(yǔ)儀(second ion mass spectroscopy (SIMS))以決定 在外延薄膜/基材接口的元素等氛XRD分析在所有沉積溫度中被檢視的成 長(zhǎng)速度與薄膜組成，結(jié)果顯示出以HF-last清潔的第一群基材與等離子體 干式清潔的第二群基材之間并無(wú)差異。在大于等于800° C進(jìn)行外延沉積 時(shí)，HF-last清潔基材與等離子體干式清潔基材的SIMS圖形則有不同。然 而，利用干式清潔蝕刻工藝且進(jìn)行溫度小于等于750° C的外延沉積時(shí)，可 在基材/外延接口處觀察到較高階的O、 F、 Cl、與N。在干式清潔基材的 沉積之前利用氫氯酸原位烘烤不會(huì)降低在上述接口處的殘余元素。不過(guò)， 此有限的實(shí)驗(yàn)顯示使用等離子體的干式清潔可取代在外延沉積之前使用的 HF-last工藝。需要進(jìn)一步調(diào)整與改進(jìn)設(shè)備與工藝以降低在低于750° C時(shí) 處理基材所觀察到的O、 F、 Cl、與N。
一般相信除了上述提及的反應(yīng)性物種外，還有其它物種可用在干式蝕 刻步驟中；例如氫氣等離子體有助于降低殘留元素。也就是，其它種類(lèi)的 氣體可輸入至氣體輸送系統(tǒng)220中且形成遠(yuǎn)離基材70的等離子體。等離 子體可形成反應(yīng)物種，該物種與基材70上的氧化物表面72反應(yīng)，由此將外延表面74棵露?？梢佬枨蠹訜峄蚶鋮s基材70以助于移除氧化層72。
雖然本發(fā)明結(jié)合特定實(shí)施例說(shuō)明如上，但是可了解的是實(shí)施例僅為說(shuō) 明本發(fā)明的原則與應(yīng)用之用。雖然前文已闡述本發(fā)明的具體實(shí)施例，在不 脫離本發(fā)明的基本精神與范圍下，當(dāng)可設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它具體實(shí)施例， 且本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1. 一種外延沉積方法，包含:導(dǎo)入基材至處理室中；導(dǎo)入氣體混合物至等離子體腔室中；激發(fā)該氣體混合物以在該腔室中形成反應(yīng)氣體的等離子體；導(dǎo)入該反應(yīng)氣體至該處理室中；利用該反應(yīng)氣體處理該基材以裸露外延表面；以及在該外延表面上形成外延層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該等離子體未接觸該基材。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中該等離子體腔室與該處理室分開(kāi)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成該外延層的步驟包含移動(dòng)該基 材至外延沉積反應(yīng)器中而不將該基材暴露于周?chē)諝狻?br> 5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中該等離子體腔室、該處理室以及該 外延沉積反應(yīng)器是真空連接至多腔體工藝系統(tǒng)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，更包含 使該基材與該反應(yīng)氣體反應(yīng)以形成揮發(fā)薄膜；以及 加熱該基材至第一溫度以蒸發(fā)該揮發(fā)薄膜而暴露出該外延表面。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，更包含當(dāng)該基材與該反應(yīng)氣體反應(yīng)時(shí)， 維持該基材等于或低于第二溫度。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中該第二溫度是介于15°C至65°C 之間。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中該第一溫度至少為75°C。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中該第一溫度小于250°C。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中該氣體混合物包含氨氣(NH3) 與三氟化氮(NF3)。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該反應(yīng)氣體包含氟化銨 (ammonium fluoride, NH4F )或氟化氫銨(ammonium hydrogen fluoride,NH4PHF)。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中該揮發(fā)薄膜包含六氟硅酸銨 (ammonium hexafluorosilicate, (NH4)2SiF6)。
14. 一種多腔體設(shè)備，包含 外延沉積反應(yīng)器；干式蝕刻處理器，其與該外延沉積反應(yīng)器間是真空緊密連接，該干式 蝕刻處理器包含處理室，用以固定基材；以及等離子體腔室，用以于遠(yuǎn)離該處理室處形成等離子體；以及 傳送機(jī)械手臂，以由該干式蝕刻處理器傳送基材至該外延沉積反應(yīng)器中。
15. 如權(quán)利要求14所述的多腔體設(shè)備，其中該處理室包含基材支持 件，該基材支持件具有一或多個(gè)可冷卻基材的流體通道；以及蓋組件的至 少一下部分，其與該等離子體腔室間流體連通，該蓋組件的下部分用以對(duì) 流加熱該基材。
16. 如權(quán)利要求15所述的多腔體設(shè)備，其中該等離子體腔室包含第 一電極以及第二電極，第一電極耦接射頻源(radio frequency source)、微波源或直流電源，且該第二電極接地并與該蓋組件的下部分間流體連通。
17. 如權(quán)利要求16所述的多腔體設(shè)備，其中該支持組件可在該腔體 中接近該蓋組件的下部分的加熱位置，與遠(yuǎn)離該蓋組件的下部分的蝕刻位 置間移動(dòng)。
18. 如權(quán)利要求17所述的多腔體設(shè)備，其中該支持包含具有第一與 第二端的基材支持表面，以及一或多個(gè)氣體通道，該氣體通道是與該第一 端以及一位在該第二端的潔凈氣體源或真空源流體連通。
19. 如權(quán)利要求16所述的多腔體設(shè)備，其中該等離子體腔室耦接至 數(shù)個(gè)能提供氨氣(NH3)與三氟化氮(NF3)的源。
20. 如權(quán)利要求16所述的多腔體設(shè)備，其中該干式反應(yīng)器用以形成 反應(yīng)氣體，該反應(yīng)氣體包含氟化銨(ammonium fluoride, NH4F)或氟化氬 銨(ammonium hydrogen fluoride, NH4F HF)。
全文摘要
本發(fā)明提供一外延沉積工藝，其包含干式蝕刻工藝與后續(xù)的外延沉積工藝。干式蝕刻工藝包括放置一待清潔的基材至一處理室(100)中以移除表面氧化物。通過(guò)氣體入口(142)導(dǎo)入一氣體混合物至一等離子體腔室(149)中，且激發(fā)該氣體混合物以在該等離子體腔室中形成反應(yīng)氣體的一等離子體。該反應(yīng)氣體進(jìn)入工藝區(qū)域(110)中且與該基材反應(yīng)而形成一薄膜。加熱該基材以蒸發(fā)該薄膜且將外延表面裸露。外延表面是實(shí)質(zhì)上不具氧化物。外延沉積接著用以形成一外延層于該外延表面上。
文檔編號(hào)C23C16/02GK101379214SQ200780004498
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月3日
發(fā)明者A·蘭, C-T·考, S·庫(kù)普里奧, S-E·潘, X·陸, Y·金 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司