Ald機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路制作通常包括在半導(dǎo)體襯底(晶圓)表面沉積材料。原子層沉積(AtomicLayer Deposit1n，ALD)是一種常用的沉積材料的方法，將反應(yīng)材料依序提供于反應(yīng)室中以在半導(dǎo)體襯底上方形成單原子層結(jié)構(gòu)，并且，可堆疊多個(gè)單原子層結(jié)構(gòu)以達(dá)到所要厚度的沉積物。ALD沉積的膜層基本上是均勻的，具有可預(yù)測(cè)的厚度，并且其厚度在整個(gè)半導(dǎo)體襯底范圍內(nèi)基本上不變化。ALD沉積的膜層甚至在具有非常高長(zhǎng)寬比的微米級(jí)表面特征的整個(gè)表面上產(chǎn)生均勻的膜層厚度。因此，ALD工藝可以無(wú)限重復(fù)從而以高精確度和純度在暴露的半導(dǎo)體襯底表面上累積期望的材料膜層厚度。
[0003]勢(shì)差原子層沉積(PotentialDifference Atomic Layer Deposit1n，PDALD)是一種新的ALD工藝方法，在PDALD工藝中，采用六氯乙硅烷(Si2Cl6)作為反應(yīng)物，并最終在晶圓表面反應(yīng)生成氧化硅膜層。然而，在PDALD工藝完成之后，需要將晶舟上升或是下降，在此過(guò)程中，少量的空氣進(jìn)入機(jī)臺(tái)腔體中，使得PDALD過(guò)程中未反應(yīng)完全的六氯乙硅烷會(huì)與空氣中的水汽反應(yīng)，生成硅或氧化硅，附著在機(jī)臺(tái)腔體的表面形成殘留物，從而影響機(jī)臺(tái)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法，使得機(jī)臺(tái)腔體中殘留的六氯乙硅反應(yīng)完全，避免機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)形成殘留物，凈化機(jī)臺(tái)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法，包括:
[0006]提供晶圓，向所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)通入六氯乙硅烷，在所述晶圓上進(jìn)行原子層沉積工
-H-
乙；
[0007]對(duì)所述機(jī)臺(tái)腔體進(jìn)行降壓升溫；
[0008]向所述機(jī)臺(tái)腔體同時(shí)通入氫氣和氧氣。
[0009]可選的，對(duì)所述機(jī)臺(tái)腔體進(jìn)行降壓升溫之后，向所述機(jī)臺(tái)腔體通入氫氣和氧氣之前，向所述機(jī)臺(tái)腔體通入氧氣。
[0010]可選的，向所述機(jī)臺(tái)腔體同時(shí)通入氫氣和氧氣之后，先停止通入氫氣，再停止通入氧氣。
[0011]可選的，停止通入氧氣之后，向所述機(jī)臺(tái)腔體中通入氮?dú)狻?br>[0012]可選的，向機(jī)臺(tái)腔體同時(shí)通入氫氣和氧氣時(shí)，通入的氫氣的流量為2slm_4slm。
[0013]可選的，向機(jī)臺(tái)腔體同時(shí)通入氫氣和氧氣時(shí)，通入的氧氣的流量為3slm_5slm。
[0014]可選的，同時(shí)通入氫氣和氧氣的時(shí)間為60min-100min。
[0015]可選的，對(duì)晶圓進(jìn)行原子層沉積時(shí)，所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的溫度為500°C _600°C。
[0016]可選的，將所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的溫度升為600 °C -800 °C。
[0017]可選的，對(duì)晶圓進(jìn)行原子層沉積時(shí)，所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的壓力為0.4Torr-0.6Torr。
[0018]可選的，將所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的壓力降為1.0Torr-3.0Torr。
[0019]可選的，所述晶圓完成原子沉積工藝后，機(jī)臺(tái)自動(dòng)執(zhí)行升溫降壓以及同時(shí)通入氫氣和氧氣的操作。
[0020]本發(fā)明的ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法，包括:提供晶圓，向所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)通入六氯乙硅烷，在所述晶圓上進(jìn)行原子層沉積工藝；對(duì)所述機(jī)臺(tái)腔體進(jìn)行降壓升溫；向所述機(jī)臺(tái)腔體同時(shí)通入氫氣和氧氣。本發(fā)明中，向機(jī)臺(tái)腔體中同時(shí)通入氫氣和氧氣，使得進(jìn)行原子沉積的過(guò)程中未充分反應(yīng)的六氯乙娃燒與氫氣和氧氣反應(yīng)，反應(yīng)生成物在相對(duì)較低的壓強(qiáng)下隨氣流帶至機(jī)臺(tái)腔體外，使得六氯乙硅烷不會(huì)與空氣中的水汽反應(yīng)生成硅和二氧化硅的副產(chǎn)物留在機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)，影響機(jī)臺(tái)性能，從而避免機(jī)臺(tái)腔體中殘留物對(duì)原子層沉積過(guò)程的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]本發(fā)明的核心思想在于，在ALD機(jī)臺(tái)腔體中對(duì)晶圓進(jìn)行原子層沉積，晶圓完成原子層沉積工藝之后，對(duì)機(jī)臺(tái)腔體進(jìn)行降壓升溫，向機(jī)臺(tái)腔體中同時(shí)通入氫氣和氧氣，使得進(jìn)行原子層沉積過(guò)程中未反應(yīng)充分的六氯乙硅烷在低壓下與氫氣和氧氣充分反應(yīng)，反應(yīng)生成物在相對(duì)較低的壓強(qiáng)下隨氣流帶至機(jī)臺(tái)腔體外。從而六氯乙硅烷不會(huì)在晶舟下降或是上升過(guò)程中與進(jìn)入的空氣中的水汽反應(yīng)在機(jī)臺(tái)腔體表面形成硅和氧化硅的殘留物，影響機(jī)臺(tái)的性能。
[0024]下文結(jié)合圖1中的ALD機(jī)臺(tái)腔體的凈化方法的流程圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0025]執(zhí)行步驟SI，提供晶圓，將晶圓置于ALD機(jī)臺(tái)腔體中，向所述機(jī)臺(tái)腔體中通入六氯乙硅烷，在所述晶圓表面上進(jìn)行原子層沉積工藝。PDALD過(guò)程中，機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的溫度升至5000C _600°C，優(yōu)選為600°C，使得六氯乙硅烷受熱分解，高溫下有利于增加分子活性，利于反應(yīng)的進(jìn)行，使得反應(yīng)充分，晶圓表面成膜的過(guò)程更快。六氯乙硅烷受熱分解形成硅和四氯硅烷(SiCl4),其反應(yīng)式為:
[0026]2Si2Cl6—>Si+3SiCl4
[0027]娃原子沉積在晶圓的表面，接著被氧化形成氧化娃。隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，PDALD工藝完成之后，在晶圓表面形成預(yù)定義厚度的氧化硅膜層。之后，腔體的壓力升到常壓(7.6X 12Torr),溫度降到450°C，將晶圓從腔體中取出，，進(jìn)行回收等操作。反應(yīng)完成后，機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)還存留少量的六氯乙硅烷。
[0028]執(zhí)行步驟S2，對(duì)所述機(jī)臺(tái)腔體進(jìn)行降壓升溫，將所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的溫度升為600°C _800°C，優(yōu)選為750°C。在進(jìn)行PDALD過(guò)程完成之后，機(jī)臺(tái)腔體的壓力為升為常壓(7.6 X 12Torr)，在降壓的過(guò)程中，將所述機(jī)臺(tái)腔體內(nèi)的壓力降為1.0Torr-3.0Torr，優(yōu)選為1.5Torro升溫可以使得六氯乙硅烷的分子活性更