專利名稱：在原位清潔后利用NH₃凈化對MOCVD腔室進行去污染處理的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例大致關于在腔室中處理基板(例如，藉由金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)處理與/或氫化物氣相外延(HVPE)沉積處理，形成III-V族材料)后，自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法與設備。
背景技術：
發(fā)現(xiàn)III-V族薄膜在諸如短波發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)、與電子元件 (包括高功率、高頻率與高溫晶體管與集成電路)的多種半導體器件發(fā)展與制造中越來越重要。舉例而言，利用III族-氮化物半導體材料氮化鎵(GaN)制造短波長(例如，藍/綠至紫外光)LED。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用GaN制造的短波長LED比起利用非-氮化物半導體材料(包括II-VI族元素)制造的短波長LED而言，可提供顯著較高的效率與較長的運作時間。一種已經(jīng)用來沉積III族-氮化物(例如，GaN)的方法是金屬有機化學氣相沉積 (MOCVD)。此化學氣相沉積方法通常執(zhí)行于溫度受控環(huán)境的反應器中，以確保包含至少一 III族元素(例如，鎵(Ga))的第一前驅(qū)物氣體的穩(wěn)定性。第二前驅(qū)物氣體(例如，氨(NH3)) 提供形成III族-氮化物所需的氮。將兩個前驅(qū)物氣體注入反應器中的處理區(qū)域，兩個前驅(qū)物氣體在處理區(qū)域中混合并移向處理區(qū)域中的加熱基板。載氣可用來幫助傳送前驅(qū)物氣體朝向基板。前驅(qū)物在加熱的基板表面處反應以在基板表面上形成III族-氮化物層(例如，GaN)。已經(jīng)用來沉積III族-氮化物(例如，GaN)的另一方法是氫化物氣相外延法 (HVPE)。生成III-V族的HVPE處理通常執(zhí)行于溫度受控環(huán)境的反應器中，以確保處理中應用的III族金屬的穩(wěn)定性。反應器中III族源(例如，鎵(Ga)金屬源)提供的III族金屬與鹵化物(例如，氯化氫(HCl)氣體)反應，以形成III族鹵化物蒸汽。接著藉由不同的氣體管線傳送含氮前驅(qū)物(例如，氨(NH3))至反應器中的反應區(qū)域，含氮前驅(qū)物于反應區(qū)域中被加熱并與III族鹵化物蒸汽(例如，GaCl3)混合。載氣被用來攜帶III族鹵化物與V 族蒸汽朝向反應器中的基板。載氣所攜帶的混合III族鹵化物(例如，(^Cl3)與含氮前驅(qū)物(例如，氨(NH3))接著于基板表面上外延生成III-V族(GaN)層。在MOCVD與HVPE處理過程中，內(nèi)表面(諸如，處理腔室的壁與噴頭)上不想要的沉積會發(fā)生于MOCVD與HVPE腔室兩者中。上述不想要的沉積會在腔室中產(chǎn)生微粒與薄片， 造成處理條件的偏移且更重要地會影響處理再現(xiàn)性與均勻性。如產(chǎn)業(yè)中所知，通常在每隔數(shù)次處理運轉后，執(zhí)行異位清潔。某些異位清潔中，每隔數(shù)次運轉必須拆卸腔室并手動清潔。舉例而言，某些異位清潔中，可藉由加熱或添加過氧化物添加劑來促進氫氧化鈉或氫氧化舺溶液清潔反應器的鋼部件，并利用清潔溶液(諸如，含硝酸-氫氯酸(HCl HNO3)溶液或或含氫氟酸溶液)來清潔石英與石墨部件。隨后，清洗部件、在反應器外于烤箱中烘烤干燥部件、且最后在重新開始沉積處理之前再度于較高溫度(至少高于處理溫度IO(TC)下烘烤部件。這是非常麻煩的處理，并對任何高產(chǎn)量基板處理系統(tǒng)造成不合理的限制。隨著對LED、LD、晶體管與集成電路的需求提高，沉積高品質(zhì)III族氮化物薄膜的效率變得更加重要。因此，需要清潔基板腔室的改善方法與設備，其可減少微粒污染同時維
持基板產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例大致關于在腔室中處理基板(例如，藉由金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)處理與/或氫化物氣相外延(HVPE)沉積處理形成III族-V族材料)后，自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法與設備。一實施例中，提供自金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法。該方法包括在配置于基板處理腔室中的基板上沉積一或多個含III族層；傳送該基板離開基板處理腔室；脈動地輸送鹵素清潔氣體進入處理腔室，以自處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的至少一部分；及在脈動地輸送鹵素清潔氣體后脈動地輸送凈化氣體進入處理腔室，以自處理腔室移除鹵素清潔氣體與不想要的沉積累增物反應形成的反應副產(chǎn)物，其中脈動地輸送凈化氣體緊接于脈動地輸送鹵素清潔氣體之后，以在反應副產(chǎn)物凝結于基板處理腔室內(nèi)表面上之前，自處理腔室內(nèi)表面移除反應副產(chǎn)物。另一實施例中，提供自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法。該方法包括將基板置于基板處理腔室的處理空間中的基板支撐件上，基板處理腔室包括噴頭以供應處理氣體至處理空間；配置于處理空間中的基板上沉積一或多個含鎵層；傳送基板離開基板處理腔室；脈動地輸送氯氣進入基板處理腔室，以自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面與噴頭移除不想要的沉積累增物的至少一部分；及脈動地輸送第一凈化氣體進入處理腔室，以自基板處理腔室移除氯氣以及因氯氣與不想要的沉積累增物反應所形成的反應副產(chǎn)物。又另一實施例中，提供制造化合物氮化物半導體器件的整合處理系統(tǒng)。該整合處理系統(tǒng)包括一或多個基板處理腔室，可用以在位于基板處理腔室中的一或多個基板上形成一或多個III族化合物氮化物半導體層；鹵素氣體源，所述鹵素氣體源與一或多個基板處理腔室中的至少一者耦接，可用以脈動地輸送鹵素氣體進入基板處理腔室，以自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除在一或多個基板上形成一或多個III族化合物氮化物半導體層的同時沉積的不想要的沉積累增物的至少一部分；及凈化氣體源，所述凈化氣體源與一或多個基板處理腔室中的至少一者耦接，可用以脈動地輸送凈化氣體進入一或多個基板處理腔室，以自基板處理腔室移除鹵素氣體與不想要的沉積累增物反應所形成的反應副產(chǎn)物。


為了更詳細地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實施例(某些描繪于附圖中)來理解本發(fā)明簡短概述于上的特定描述。然而，需注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實施例而因此不被視為其的范圍的限制因素，因為本發(fā)明可允許其他等效實施例。圖IA是鎵-氯化物相圖；圖IB是feiN-基LED結構的示意圖；圖IC是GaN-基LD結構的示意圖；圖2是描述根據(jù)本文所述實施例制造化合物氮化物半導體器件的處理系統(tǒng)的一實施例的示意俯視圖；圖3是根據(jù)本文所述實施例制造化合物氮化物半導體器件的金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)腔室的一實施例的示意剖面圖；圖4是根據(jù)本文所述實施例制造化合物氮化物半導體器件的氫化物氣相外延 (HVPE)腔室的一實施例的示意剖面圖；圖5是根據(jù)本文所述實施例可用來清潔基板處理腔室的原位清潔處理的一實施例的流程圖；圖6A是根據(jù)本文所述實施例可用來清潔基板處理腔室的原位清潔處理的一實施例的流程圖；圖6B是根據(jù)本文所述實施例可用來清潔基板處理腔室的原位脈沖清潔處理的一實施例的流程圖；圖7是根據(jù)本文所述實施例可用來清潔基板處理腔室的原位清潔處理的一實施例的流程圖；圖8是根據(jù)本文所述實施例可用來清潔基板處理腔室(例如，HVPE腔室)的清潔處理的一實施例的流程圖；圖9A是本文所述的腔室清潔處理后完全的LED生成的SIMS深度剖面；及圖9B是本文所述的腔室清潔處理后完全的LED生成的SIMS深度剖面。為了促進理解，盡可能應用相同的元件符號來標示附圖中相同的元件。預期一實施例揭露的元件與特征可有利地用于其他實施例而不需特別詳述。
具體實施例方式本文所述實施例提供腔室清潔的改善方法與設備，該方法與設備可原位執(zhí)行以自基板處理腔室的內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物，因此減少微粒污染同時維持系統(tǒng)正常運行。原位清潔處理是在不移除沉積系統(tǒng)部件(諸如，噴頭、載具、基板支撐件與/或基板處理腔室的襯里)的情況下執(zhí)行的。一實施例中，藉由脈動地輸送含鹵素氣體(例如，含氯清潔氣體)進入基板處理腔室來執(zhí)行腔室清潔處理，這可將腔室與腔室部件表面上不想要的沉積物(例如，鎵涂層)轉換成氣態(tài)形式(例如，GaCl3),隨后可自腔室移除該氣態(tài)形式。如先前所述，藉由MOCVD或HVPE的高溫GaN的生成通常造成嚴重的腔室部件(特別是噴頭)寄生沉積。此寄生沉積造成腔室內(nèi)的微粒與薄片，這會造成處理條件的偏移且更重要地會影響處理再現(xiàn)性與均勻性。因此，在每次運轉后需要打開腔室并手動清潔，這大幅地降低腔室效率。本文所述實施例利用鹵素氣體(例如，氯)來執(zhí)行原位腔室清潔。圖IA是氯化鎵(GaCl3)相圖。利用氯氣與/或任何其他含鹵素氣體(諸如，氟、 溴或碘)的優(yōu)點是不會像使用HCl的實例中那樣形成NH4C1。氯清潔處理的主要反應產(chǎn)物通常是氯化鎵(GaCl3)。某些處理溫度下，GaCl3在腔室內(nèi)凝結。根據(jù)圖IA所示的(^aCl3壓力-溫度相圖，有可能能夠預測適合保持GaCl3于氣相且避免任何殘余物沉積或凝結于腔室內(nèi)(特別是噴頭上)的條件。GaCl3相圖清楚地顯示，若將溫度維持于某種水平下并將壓力維持在高水平時，會促進GaCl3的凝結。再者，若降低壓力并提高溫度高于某種水平，可促進(^aCl3的蒸發(fā)。因此，維持沉積腔室內(nèi)的溫度與壓力以便鎵與氯氣反應并形成(^Cl3固體于噴頭上。將鎵轉換成(^Cl3之后，降低壓力以促進(^aCl3的蒸發(fā)。可適當?shù)靥岣邷囟纫蕴峁┯兄?^Cl3蒸發(fā)的環(huán)境。某些實施例中，需要高于100°C的溫度與低于20托的壓力以保持反應產(chǎn)物(例如，GaCl3)于氣相中。目前，MOCVD與HVPE技術是生成III族-氮化物基LED制造最廣泛應用的技術。 可利用MOCVD與/或HVPE技術任何組合形成的氮化物-基結構的一實例為圖IB所述的 GaN-基LED結構100。該GaN-基LED結構100被制造于基板104上。基板直徑尺寸可在 50mm-100mm或更大范圍之間?？衫斫饣蹇捎上铝兄辽僖徽咚鶚嫵伤{寶石、SiC、GaN、硅、 石英、GaAs、AlN與玻璃。在形成于基板上的GaN或氮化鋁(AlN)緩沖層108上，沉積未摻雜氮化鎵(u-GaN層)與隨后的η-型GaN層112。由多重量子井層116具體實施該元件的活性區(qū)，圖示中顯示包括InGaN層。以覆蓋ρ-型AWaN層120形成P-N接合區(qū)，而ρ-型GaN 層1 作為接觸層。上述LED制造處理的一實例可在處理腔室中基板104清潔之后應用HVPE與/或 MOCVD技術的組合。一實施例中，藉由提供適當前驅(qū)物流至處理腔室并利用熱處理來達成沉積以完成MOCVD沉積。舉例而言，可利用( 與含氮前驅(qū)物(或許具有N2、H2與NH3流暢氣體流動)來沉積GaN層。一實施例中，應用HVPE沉積。舉例而言，可利用HVPE技術藉由 III族源(例如，鎵(Ga)金屬源)與鹵化物(例如，氯化氫(HCl)氣體)反應形成III族鹵化物蒸汽并流動III族鹵化物蒸氣來沉積GaN層。隨后藉由不同的氣體管線將含氮前驅(qū)物 (例如，氨(NH3))傳送至腔室中的反應區(qū)域，含氮前驅(qū)物于反應區(qū)域中被加熱并與III族鹵化物蒸汽(例如，GaC13)混合。載氣被用來攜帶III族鹵化物與V族蒸氣朝向反應區(qū)域中的基板。載氣所攜帶的混合III族鹵化物(例如，與含氮前驅(qū)物(例如，氨(NH3)) 隨后于基板表面上外延生成III-V族(GaN)層。 可利用Ga、N與h前驅(qū)物(或許帶有流暢氣體流)沉積InGaN層?？衫肎a、N 與Al前驅(qū)物(亦或許帶有流暢氣體流)沉積AKiaN層。所示結構100中，GaN緩沖層108 的厚度約500 A，該GaN緩沖層108已經(jīng)于約550°C溫度下被沉積。隨后的U-GaN與n-GaN 層112沉積通常執(zhí)行于較高溫度下，例如一實施例中，1050°C附近。U-GaN與n-GaN層112 是相當厚的，約4 μ m等級的沉積厚度需要約140分鐘進行沉積。InGaN多重量子井(MQW) 層116的厚度約750 A,該InGaN多重量子井(MQW)層116可在約750°C溫度下沉積約40 分鐘周期而形成。P-AlGaN層120的厚度約200 A,該P_AlGaN層120可在約950°C至約 1020°C的溫度下沉積約五分鐘而形成。一實施例中，完成結構的接觸層124的厚度可約為 0.4 4!11，且可在約1，0501的溫度下沉積約25分鐘而形成。此外，可對薄膜添加摻雜質(zhì)(諸如，硅(Si)或鎂(Mg))?？山逵稍诔练e處理過程中添加少量的摻雜氣體來摻雜薄膜。舉例而言，對硅摻雜而言，可應用硅烷(SiH4)或乙硅烷(Si2H6)氣體，而對鎂摻雜而言，摻雜氣體可包括雙(環(huán)戊二烯基)鎂(Cp2Mg或(C5H5)2Mg)。圖IC是形成于基板105上的GaN基LD結構150的一實例的示意圖?；?05可相似于圖IB的基板104。一實施例中，在熱清潔步驟與預處理過程后將LD結構150形成于基板105上?？山逵稍诩訜峄?05時將基板105暴露于清潔氣體混合物(包括氨與載氣)來執(zhí)行熱清潔步驟。一實施例中，預處理過程包括在將基板加熱至高溫范圍時將基板暴露于預處理氣體混合物。一實施例中，預處理氣體混合物是包括鹵素氣體的蝕刻劑。
LD結構150是形成于基板105上的堆迭結構。一實施例中，LD結構150起始于 η-型GaN接觸層152。LD結構150更包括η-型包層154。包層巧4可包括AlGaN。未摻雜導引層156是形成于包層巧4上。導引層156可包括InGaN。具有多重量子井(MQW)結構的活性層158是形成于導引層156上。未摻雜導引層160是形成于活性層158上。ρ-型電子阻擋層162是形成于未摻雜導引層160上。ρ-型接觸GaN層164是形成于ρ-型電子阻擋層162上。高溫下的GaN生成通常造成處理腔室中嚴重的( 金屬與GaN寄生沉積，( 金屬與 GaN寄生沉積在腔室部件上特別嚴重，腔室部件包括處理腔室的壁、噴頭與氣體分配組件。 此種寄生沉積一般常見于鎵中。富含鎵的沉積因為鎵本身作為阱的特性而引發(fā)問題，鎵與用于沉積隨后LED單一層的氣相前驅(qū)物反應，舉例而言，氣相前驅(qū)物諸如三甲基銦(TMI)、 三甲基鋁(TMA)、n-型摻雜質(zhì)(例如，硅烷(SiH4)與乙硅烷(Si2H6))與ρ-型摻雜質(zhì)(例如， Cp2Mg)。圖2是根據(jù)本文所述實施例描繪處理系統(tǒng)200的一實施例的示意俯視圖，該處理系統(tǒng)200包括HVPE腔室202與多個MOCVD腔室203a與20 以制造化合物氮化物半導體器件。一實施例中，將處理系統(tǒng)200中環(huán)境的壓力維持在真空環(huán)境或低于大氣壓力下。某些實施例中，期望以惰性氣體(例如，氮)回填處理系統(tǒng)200。雖然僅顯示一個HVPE腔室202 與兩個MOCVD腔室203a及20 ，但應理解一或多個MOCVD腔室與一或多個HVPE腔室的任何組合亦可耦接至傳送室206。舉例而言，一實施例中，處理系統(tǒng)200可包括3個MOCVD腔室。另一實施例中，本文所述的處理可執(zhí)行于單一 MOCVD腔室中。亦應當理解雖然顯示為群集工具，但本文所述實施例可執(zhí)行于線性軌道系統(tǒng)。一實施例中，額外的腔室204被耦接至傳送室206。一實施例中，額外的腔室204 可包括諸如MOCVD腔室或HVPE腔室的額外處理腔室。另一實施例中，額外的腔室204可包括測量腔室。又另一實施例中，額外的腔室204可包含預-處理或后-處理腔室，預-處理或后-處理腔室諸如適以除氣、定向、冷卻、預處理/預清潔、后-退火等的服務腔室。一實施例中，傳送室具有六邊且外形為六角形并具有六個位置讓處理腔室架設。另一實施例中， 傳送室206可具有其他形狀，并具有五個、七個、八個或更多側邊與相對應數(shù)目的處理腔室架設位置。HVPE腔室202是適以執(zhí)行HVPE處理，其中氣態(tài)金屬鹵化物是用于在加熱的基板上外延生成厚的化合物氮化物半導體材料層。HVPE腔室202包括腔室主體214，腔室主體214 中置放基板以經(jīng)歷處理；化學輸送模塊218，可自化學輸送模塊218輸送氣體前驅(qū)物至腔室主體214 ；及電子模塊222，所述電子模塊222包括處理系統(tǒng)200的HVPE腔室的電子系統(tǒng)。各個MOCVD腔室203a、20;3b包括形成處理區(qū)的腔室主體21h、212b，將基板置于腔室主體212a、2Ub中以經(jīng)歷處理；化學輸送模塊216a、216b，自該化學輸送模塊216^21 輸送諸如前驅(qū)物、凈化氣體與清潔氣體的氣體至腔室主體21h、212b ；及用于各個MOCVD腔室203a、203b的電子模塊220a、220b，所述電子模塊220a、220b包括處理系統(tǒng)200的各個 MOCVD腔室的電子系統(tǒng)。各個MOCVD腔室203a、20 是適以執(zhí)行CVD處理，其中金屬有機元素與金屬氫化物元素反應以形成薄的化合物氮化物半導體材料層。處理系統(tǒng)200包括容納機器人組件207的傳送室206、與傳送室206耦接的HVPE 腔室202、第一 MOCVD腔室203a、與第二 MOCVD腔室20 、與傳送室206耦接的負載鎖定腔室208、與傳送室206耦接且用以儲存基板的批次負載鎖定腔室209、及與負載鎖定腔室208 耦接且用以負載基板的負載臺210。傳送室206包括的機器人組件207被用來拾起并傳送基板于負載鎖定腔室208、批次負載鎖定腔室209、HVPE腔室202與第一 MOCVD腔室203a與第二 MOCVD腔室20 之間。傳送室206可在處理過程中保持在真空與/或低于大氣壓力的壓力下。傳送室 206的真空水平可經(jīng)調(diào)節(jié)以符合對應處理腔室的真空水平。舉例而言，當自傳送室206傳送基板進入HVPE腔室202 (或反過來)時，可將傳送室206與HVPE腔室202維持在相同真空水平下。接著，當自傳送室206傳送基板至負載鎖定腔室208或批次負載鎖定腔室209 (或反過來)時，即便負載鎖定腔室208或批次負載鎖定腔室209與HVPE腔室202的真空水平可能不同，傳送室真空水平可匹配負載鎖定腔室208或批次負載鎖定腔室209的真空水平。 因此，可調(diào)節(jié)傳送室的真空水平。某些實施例中，期望以惰性氣體(例如，氮)回填傳送室 206。一實施例中，在高于90%隊的環(huán)境中傳送基板。某些實施例中，在高純度NH3環(huán)境中傳送基板。一實施例中，在高于90% NH3的環(huán)境中傳送基板。某些實施例中，在高純度H2環(huán)境中傳送基板。一實施例中，在高于90% H2的環(huán)境中傳送基板。處理系統(tǒng)200中，機器人組件在真空下將裝載有基板的承載板211傳送進入HVPE 腔室202以進行第一沉積處理。承載板211尺寸在200mm-750mm之間。承載板211可由多種材料(包括SiC或SiC-涂覆的石墨)所形成。機器人組件在真空下將承載板211傳送進入第一 MOCVD腔室203a以進行第二沉積處理。機器人組件在真空下將承載板211傳送進入第MOCVD腔室20 以進行第三沉積處理。在已經(jīng)完成所有或某些沉積步驟之后，將承載板211自HVPE腔室202或MOCVD腔室203a、203b的任一者傳送回負載鎖定腔室208。一實施例中，接著朝向負載臺210釋放承載板211。另一實施例中，在HVPE腔室202或MOCVD 腔室203a、203b中進一步處理前，可將承載板211儲存于負載鎖定腔室208或批次負載鎖定腔室209任一者中。一示范系統(tǒng)被描述于2008年1月31日申請的美國專利申請案 12/023，572，現(xiàn)公開為 US 2009-0194(^6，名稱為「PROCESSING SYSTEM FOR FABRICATING COMPOUND NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICES」，該美國專利申請全文以參考資料并入本文中。系統(tǒng)控制器260控制處理系統(tǒng)200的行動與操作參數(shù)。系統(tǒng)控制器260包括電腦處理器與耦接至處理器的電腦可讀存儲器。處理器執(zhí)行系統(tǒng)控制軟件，例如儲存于存儲器中的電腦程序。處理系統(tǒng)與應用方法的多個方面進一步描述于2006年4月14日申請的美國專利申請案 11/404，516，現(xiàn)公開為 US 2007-0240631，名稱為「EPITAXIAL GROWTH OF COMPOUND NITRIDE STRUCTURES」，該美國專利申請全文以參考資料倂入本文中。圖3是根據(jù)本文所述實施例的MOCVD腔室203 (本文亦稱為203a與20 )的示意橫剖面圖。MOCVD腔室203包括腔室主體212 ；化學輸送模塊216，用以輸送前驅(qū)物氣體、 載氣、清潔氣體與/或凈化氣體；帶有等離子體源的遠端等離子體系統(tǒng)326 ；基座或基板支撐件314;及真空系統(tǒng)312。腔室203包括封圍處理空間308的腔室主體212。噴頭組件 304被配置于處理空間308的一端，而承載板211被配置于處理空間308的另一端。承載板 211可配置于基板支撐件314上。基板支撐件314具有ζ-舉升能力，以如同箭頭315所示移動于垂直方向中。一實施例中，ζ-舉升能力可用來將基板支撐件移動向上并接近噴頭組件304，或?qū)⒒逯渭苿酉蛳虑疫h離噴頭組件304。某些實施例中，基板支撐件314包
9括加熱元件(舉例而言，電阻式加熱元件(未顯示))，以控制基板支撐件314的溫度，并因此控制承載板211與配置于基板支撐件314上的基板340的溫度。一實施例中，噴頭組件304具有第一處理氣體通道304A，該第一處理氣體通道 304A與化學輸送模塊216耦接以輸送第一前驅(qū)物或第一處理氣體混合物至處理空間308 ； 第二處理氣體通道304B，該第二處理氣體通道304B與化學輸送模塊216耦接以輸送第二前驅(qū)物或第二處理氣體混合物至處理空間308 ；及溫度控制通道304C，該溫度控制通道304C 與熱交換系統(tǒng)370耦接以流動交換流體至噴頭組件304以幫助調(diào)控噴頭組件304的溫度。 適當熱交換流體包括(但不限于)水、水-基乙二醇混合物、全氟聚醚(例如，Galden 流體)、油-基熱傳送流體或相似流體。一實施例中，處理過程中，可透過與噴頭組件304中的第一處理氣體通道304A耦接的氣體導管346將第一前驅(qū)物或第一處理氣體混合物輸送至處理空間308，并可透過與第二氣體處理通道304B耦接的氣體導管345將第二前驅(qū)物或第二處理氣體混合物輸送至處理空間308。應用遠端等離子體源的實施例中，可透過導管 304D將等離子體輸送至處理空間308。應當注意處理氣體混合物或前驅(qū)物可包括一或多個前驅(qū)物氣體或處理氣體以及可與前驅(qū)物氣體混合的載氣與摻雜氣體。適以執(zhí)行本文所述實施例的示范性噴頭被描述于2007年10月16日申請的美國專利申請案 11/873，132，現(xiàn)公開為 US 2009-0098276,名稱為「MULTI-GAS STRAIGHT CHANNEL SH0WERHEAD」;2007年10月16日申請的美國專利申請案11/873，141，現(xiàn)公開為US 2009-0095222，名稱為「MULTI-GAS SPIRAL CHANNEL SHOffERHEAD ；及 2007 年 10 月 16 日申請的美國專利申請案11/873，170現(xiàn)公開為2009-0095221，名稱為「MULTI-GASCONCENTRIC INJECTION SHOffERHEADJ,所有這些美國專利申請的全文以參考資料并入本文中。下圓蓋319被配置于下部空間310的一端，而承載板211被配置于下部空間310 的另一端。承載板211被顯示于處理位置中，但承載板211可移動至可負載與卸載基板340 的較低位置。排氣環(huán)320可配置于承載板211周邊以幫助避免沉積發(fā)生于下部空間310中， 并亦有助于自腔室203直接將氣體排至排氣端口 309。下圓蓋319可由透明材料(例如， 高-純度石英)制成，好讓光線通過以輻射加熱基板340。可藉由復數(shù)個配置于下圓蓋319 下方的內(nèi)部燈泡321A與外部燈泡321B來提供輻射加熱，并可利用反射器366來幫助控制腔室203暴露于內(nèi)部與外部燈泡321A、321B提供的輻射能量。亦可利用額外的燈泡環(huán)來細微地溫度控制基板340。某些實施例中，可自配置于承載板211下方且接近腔室主體212底部的噴頭組件 304與/或入口端口或管道(未顯示)輸送凈化氣體(例如，含氮氣體)進入腔室203。凈化氣體進入腔室203的下部空間310并向上流過承載板211與排氣環(huán)320，且進入圍繞環(huán)狀排氣通道305而配置的排氣端口 309。排氣導管306連接環(huán)狀排氣通道305至真空系統(tǒng) 312，該真空系統(tǒng)312包括真空泵307?？衫瞄y系統(tǒng)來控制腔室203壓力，閥系統(tǒng)控制自環(huán)狀排氣通道引出支排出氣體的速率。MOCVD腔室203的其他方面被描述于2008年1月31 日申請的美國專利申請案12/023，520，名稱為「CVD APPARATUS」，該美國專利申請的全文作為參考資料并入本文中。某些實施例中，可自配置于處理空間308附近的噴頭組件304與/或入口端口或管道(未顯示)輸送清潔氣體(例如，鹵素氣體)進入腔室203。清潔氣體進入腔室203的處理空間308以自腔室部件(諸如，基板支撐件314與噴頭組件304)移除沉積物，并透過多個圍繞環(huán)狀排氣通道305而配置的排氣端口 309離開腔室。化學輸送模塊216輸送化學物質(zhì)至MOCVD腔室203。自化學輸送系統(tǒng)透過輸送管線供應反應性氣體、載氣、凈化氣體與清潔氣體進入腔室203。一實施例中，透過輸送管線供應氣體進入氣體混合匣，氣體于氣體混合匣中混合在一起并輸送至噴頭304。另一實施例中，透過不同的輸送管線將氣體輸送至噴頭304并在腔室203中混合。一般而言，各個氣體的輸送管線包括閉止閥，可用來自動或手動地停止氣體流進入相關的管線；及質(zhì)量流量控制器或其他類型的控制器，用于測量經(jīng)過輸送管線的氣體或液體流。各個氣體的輸送管線亦包括濃度監(jiān)控器，用于監(jiān)控前驅(qū)物濃度并提供即時反饋；可包括負向調(diào)控器以控制前驅(qū)物氣體濃度；閥轉換控制，可用來快速與準確地轉換閥；氣體管線中的濕氣感測器，可測量水分程度且可提供反饋至系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件接著可提供警示/警報給操作者。亦可加熱氣體管線以避免前驅(qū)物與清潔氣體凝結于供應管線中。取決于所應用的處理，某些源可為液體而非氣體。當應用液體源時，化學輸送模塊包括液體注入系統(tǒng)或其他適當機構(例如， 起泡器)以蒸發(fā)液體。隨后，如熟悉技術人士所知，來自液體的蒸氣通常與載氣混合。遠端等離子體系統(tǒng)3 可提供等離子體給選擇的應用，選擇的應用諸如腔室清潔或自處理基板蝕刻殘余物。一實施例中，遠端等離子體系統(tǒng)3 是遠端微波等離子體系統(tǒng)。 遠端等離子體系統(tǒng)326自透過輸入管線供應的前驅(qū)物產(chǎn)生等離子體物質(zhì)，所述等離子體物質(zhì)是透過導管送入以經(jīng)由噴頭組件304分散至MOCVD腔室203。清潔應用的前驅(qū)物氣體可包括含氯氣體、含氟氣體、含碘氣體、含溴氣體、含氮氣體與/或其他反應性元素。遠端等離子體系統(tǒng)3 亦可適于在層沉積處理過程中將適當?shù)某练e前驅(qū)物氣體流入遠端等離子體系統(tǒng)3 而用于沉積CVD層。一實施例中，遠端等離子體系統(tǒng)3 被用來輸送活性氮物質(zhì)至處理空間308?？蛇M一步藉由循環(huán)熱交換液體通過腔室壁中的管道(未顯示)來控制MOCVD腔室 203的壁與周圍結構(例如，排氣通道)的溫度。取決于所期望的作用，熱交換液體可用來加熱或冷卻腔室壁。舉例而言，熱液體可有助于在熱沉積處理過程中維持均勻的熱梯度，而冷液體可用來在原位等離子體處理過程中自系統(tǒng)移除熱量、或限制沉積產(chǎn)物形成于腔室壁上。噴頭組件304亦可具有熱交換通道(未顯示)。一般而言，熱交換流體為水-基乙二醇混合物、油-基熱傳送流體或相似流體。此種稱為「熱交換器」加熱的加熱作用可有利地減少或排除不想要的反應產(chǎn)物凝結，并可改善移除處理氣體與其他污染物的揮發(fā)產(chǎn)物，若揮發(fā)產(chǎn)物凝結于冷卻真空通道的壁上且在無氣流期間往回移動進入處理腔室的話，將會污染處理。應當理解MOCVD腔室203可經(jīng)修飾以適應且處理線上輸送處理系統(tǒng)(例如，處理系統(tǒng)200)中的基板，可修飾腔室以包括輸送器。圖4是根據(jù)本文所述實施例用以制造化合物氮化物半導體器件的氫化物氣相外延(HVPE)設備400的一實施例的示意橫剖面圖。該設備包括蓋404所封圍的腔室402。將來自第一氣體源410的處理氣體透過氣體分配噴頭406輸送至腔室402。一實施例中，第一氣體源410可包括含氮化合物。另一實施例中，第一氣體源410可包括氨。一實施例中，亦可透過氣體分配噴頭406或透過腔室402的壁408任一者導入惰性氣體(諸如，氦或雙原子氮)。能量源412可配置于氣體源410與氣體分配噴頭406之間。一實施例中，能量源 412可包括加熱器。能量源412可打破來自氣體源410的氣體(例如，氨)，以便來自含氮氣體的氮更具活性。為了與來自第一源410的氣體反應，可自一或多個第二源418輸送前驅(qū)物材料。 一或多個第二源418可包括諸如鎵與鋁的前驅(qū)物。可理解雖然提及兩個前驅(qū)物，但如上述般可輸送更多或更少的前驅(qū)物。一實施例中，前驅(qū)物包括以液體形式存在于前驅(qū)物源418 中的鎵。另一實施例中，前驅(qū)物包括以固體形式存在于前驅(qū)物源418中的鋁。一實施例中， 鋁前驅(qū)物可為固體粉末形式?？山逵闪鲃臃磻詺怏w越過與/或通過前驅(qū)物源418中的前驅(qū)物而將前驅(qū)物輸送至腔室402。一實施例中，反應性氣體可包括含氯氣體(例如，雙原子氯)。含氯氣體可與前驅(qū)物源(諸如，鎵或鋁)反應以形成氯化物。一實施例中，一或多個第二源418可包括共熔合金材料與共熔合金材料的合金。另一實施例中，HVPE設備400可經(jīng)配置以處理摻雜源以及至少一固有的源以控制摻雜濃度。為了提高含氯氣體與前驅(qū)物反應的效力，可將含氯氣體曲折通過腔室432中的源舟434并以電阻式加熱器420加熱含氯氣體。藉由提高含氯氣體曲折通過腔室432的停留時間，可控制含氯氣體的溫度。藉由提高含氯氣體的溫度，氯可更快速地與前驅(qū)物反應。換句話說，換句話說，溫度是氯與前驅(qū)物間的反應的催化劑。為了提高前驅(qū)物的反應性，可藉由第二腔室432中的電阻式加熱器420在源舟434 中加熱前驅(qū)物。舉例而言，一實施例中，可將鎵前驅(qū)物加熱至約750°C至約850°C間的溫度。 氯化物反應產(chǎn)物可接著輸送至腔室402。反應性氯化物產(chǎn)物首先進入管422，其中產(chǎn)物均勻地分散于管422中。管422被連接至另一管424。在氯化物反應產(chǎn)物已經(jīng)均勻地分散于第一管422中之后，氯化物反應產(chǎn)物進入第二管424。氯化物反應產(chǎn)物接著進入腔室402，腔室402中氯化物反應產(chǎn)物與含氮氣體混合，以在配置于基座或基板支撐件414上的基板416 上形成氮化物層。一實施例中，基板支撐件414可包括碳化硅。氮化物層可包括諸如氮化鎵或氮化鋁?？赏高^排氣裝置4 排出其他反應產(chǎn)物(諸如，氮與氯)。腔室402可具有能導致浮力效應的熱梯度。舉例而言，在約450°C與約550°C之間的溫度下透過氣體分配噴頭406導入氮基氣體。腔室壁408可具有約600°C至約700°C的溫度?；逯渭?14可具有約1050至約1150°C的溫度。因此，腔室402中的溫度差異可讓氣體在受熱時于腔室402中上升而在冷卻時下降。氣體的上升與下降可造成氮氣與氯化物氣體的混合。此外，浮力效應因為混合可減少氮化鎵或氮化鋁沉積于壁408上的數(shù)量。以配置于基板支撐件414下方的燈模塊4 加熱基板支撐件414來達成處理腔室 402的加熱。沉積過程中，燈模塊4 是處理腔室402熱量的主要來源。雖然顯示且描述成燈模塊428，但可理解能應用其他加熱源?？山逵衫们队谇皇?02的壁408中的加熱器 430來達成處理腔室402的額外加熱。嵌于壁408中的加熱器430可在沉積處理過程中提供少量(若有的話)的熱量。熱電偶可用來測量處理腔室內(nèi)的溫度。熱電偶的輸出可反饋至控制器，該控制器基于來自熱電偶的數(shù)值控制加熱器430的加熱。舉例而言，若腔室太冷時，將打開加熱器430。若腔室太熱時，將關掉加熱器430。此外，來自加熱器430的加熱量可經(jīng)控制以致由加熱器430提供少量的熱量。沉積處理后，通常將基板416自處理腔室402取出。關掉燈模塊428。在來自燈模塊428的熱不存在的情況下，腔室402可快速冷卻。已經(jīng)沉積于壁408上的氮化鎵或氮化鋁的熱膨脹系數(shù)不同于壁408本身的熱膨脹系數(shù)。因此，氮化鎵或氮化鋁會因為熱膨脹而成片剝離。為了避免不想要的成片剝離，可打開嵌于腔室壁408中的加熱器430以控制熱膨脹并維持腔室402于所欲腔室溫度下?？稍俣然跓犭娕嫉募磿r反饋來控制加熱器430。 一旦關掉燈模塊4 后，可打開或調(diào)高加熱器430以維持腔室402溫度在所欲溫度下，以致氮化鎵或氮化鋁不會成片剝離而污染基板或基板支撐件414上的空地而造成不均勻的基板支撐件414表面。藉由維持腔室壁408在高溫下，氯可更有效地自腔室壁408清潔沉積物。示范件清潔處理圖5是可用來清潔基板處理腔室的清潔處理500的一實施例的流程圖。如圖5所示，在基板處理腔室中進行沉積一或多個含III族層于基板上或其他類型的基板處理(框 510)后，可將基板傳送離開基板處理腔室(框520)。一實施例中，在框510的過程中，在MOCVD腔室中利用MOCVD前驅(qū)物氣體進行預處理制程與/或生成緩沖層于一或多個基板上，舉例而言，前驅(qū)物氣體為三烷基鎵化合物，其中烷基是選自甲基、乙基、丙基、丁基、其的異構物、其的衍生物或其的組合。一實施例中，三烷基鎵化合物是三甲基鎵(TMG)。一實施例中，在550°C的溫度與約100托至約600托的腔室壓力下供應TMG、NH3與N2。一實施例中，壓力是約300托。接著生成厚的u-GaN/n-GaN層，此實例中是在1，050°C的溫度與約100托至約600 托的腔室壓力下利用MOCVD前驅(qū)物氣體(諸如，TMG、NH3與N2)而加以形成。一實施例中， 壓力是約300托。在框510期間，亦可將含III族材料與III族元素沉積于處理腔室的內(nèi)表面(諸如，噴頭、基座與承載板)上。一實施例中，期望對腔室和承載板211 —起進行清潔。舉例而言，在自MOCVD腔室203移除承載板211之后，自承載板211移除基板340并將承載板重新插入MOCVD腔室203以與MOCVD腔室203 —起進行清潔。一實施例中，在自MOCVD腔室 203移除承載板211之后，將承載板211插入HVPE腔室400以進行清潔。隨后，以含鹵素氣體執(zhí)行原位腔室清潔(框530)以自基板處理腔室的內(nèi)表面移除不想要的沉積物，隨后為選擇性的后-原位清洗腔室處理(框M0)。圖6是可用于清潔基板處理腔室的原位清潔處理600的一實施例的流程圖。一實施例中，可如同圖5的框530中以鹵素氣體執(zhí)行的原位腔室清潔般，執(zhí)行圖6所示的原位清潔處理600。某些實施例中，可在清潔基板處理腔室之前執(zhí)行基板處理系統(tǒng)的預凈化?；逄幚砬皇业念A凈化過程中，將凈化氣體(例如，氮)導入基板處理腔室。一實施例中，凈化氣體可流過噴頭。一實施例中，將凈化氣體(例如，氮)導入沉積腔室的流率是約l，000sCCm 至約15，OOOsccm，且較佳為約10，OOOsccm0 一實施例中，可導入凈化氣體達約2分鐘至約 10分鐘，較佳為約5分鐘。某些實施例中，基板處理腔室的預凈化可重復約兩次至約十次，較佳為約三次。某些實施例中，基板處理腔室的預凈化有助于凈化在沉積處理步驟過程中導入基板處理腔室的任何氣體痕跡。舉例而言，基板處理腔室的預凈化有助于自沉積系統(tǒng)清除任何殘余的三甲基鎵與氨。如圖6所示，框610，選擇性地將清潔氣體流入處理腔室。清潔氣體可為任何適當?shù)暮u素氣體。適當?shù)暮u素氣體包括含氟氣體、含氯氣體、含溴氣體、含碘氣體、其他反應性元素、及它們的組合。一實施例中，清潔氣體可包括至少一 Cl2、Br2、I2、F2與NF3。一實施例中，清潔氣體是氯氣(Cl2)。一實施例中，處理腔室是類似腔室203的MOCVD腔室。某些實施例中，本揭露的流率是以每一內(nèi)腔室空間的sccm表示。以腔室內(nèi)部氣體可占領的空間來界定內(nèi)腔室空間。舉例而言，腔室203的內(nèi)腔室空間為藉由腔室主體212扣掉噴頭組件304與基板支撐件組件314于其中占領的空間界定的空間。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約500SCCm至約10，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約4，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約2，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約12. kccm/L至約250sCCm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約25sCCm/L至約lOOsccm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約50sccm/L。一實施例中，清潔氣體可與載氣共同流動。載氣可為一或多個選自下列群組的氣體氬、氮、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約500sCCm至約 3，OOOsccm0 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約2，OOOsccm0 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約12. kccm/L至約7kccm/L。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約25sCCm/L至約50sCCm/L。一實施例中，腔室的總壓力是約5托至約500托。一實施例中，腔室的總壓力是約50托至約200托。通常較偏向較低壓力，以保持GaCl3處于氣相。一實施例中，基座的溫度是約600°C至約700°C。一實施例中，基座的溫度是約 650°C。一實施例中，噴頭的溫度是約100°C至約200°C。清潔氣體可流入處理腔室達約2 分鐘至約10分鐘的時間周期。一實施例中，清潔氣體可流入處理腔室達約5分鐘的時間周期。應當理解，可施加數(shù)個清潔周期，同時選擇性的凈化處理被執(zhí)行于這些清潔周期之間。 清潔氣體流的時間周期通常應當長到足以自腔室表面與腔室部件(包括噴頭)的表面移除含鎵沉積物(諸如，鎵與GaN沉積物)。一實施例中，載氣可搭配清潔氣體而流動。載氣可為一或多個選自下列群組的氣體，氬、氮(N2)、氦、氖、氙等等。一實施例中，清潔氣體是含等離子體清潔氣體。等離子體可為原位等離子體或異位等離子體。應用等離子體的實施例中， 清潔處理過程中的溫度可較低。參照框620，在已經(jīng)停止清潔氣體的流動或脈沖之后，選擇性地凈化/排空處理腔室以移除在清潔處理過程中所產(chǎn)生的清潔副產(chǎn)物。凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，凈化氣體可與框610的選擇性載氣完全一樣。一實施例中，藉由提供流率約l，000sCCm至約7，000sCCm的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，提供凈化氣體至處理腔室的流率是約2，OOOsccm至約4，OOOsccm0 一實施例中，腔室可維持于約0. 5托至約10托的總腔室壓力下。一實施例中，腔室的總壓力可約為5托。一實施例中，基座的溫度是約600°C至約1，000°C。一實施例中，基座的溫度是約900°C。一實施例中，噴頭的溫度是小于100°C。一實施例中，凈化氣體可流入處理腔室達約4至5分鐘的時間周期。凈化氣體流的時間周期通常應當長到足以自處理腔室移除框610的清潔處理的副產(chǎn)物。替代地，或除了導入凈化氣體以外，處理腔室可減壓以自處理腔室移除殘余清潔氣體以及任何副產(chǎn)物。減壓處理可造成腔室壓力在約0. 5秒至約20秒的時間周期中降低至約0. 001托至約40托范圍中的壓力?？?10中搭配清潔氣體應用載氣的實施例中，可藉由停止清潔氣體流同時持續(xù)流動載氣來執(zhí)行框620的凈化處理。因此，讓載氣作為框620的凈化處理中的凈化氣體。
選擇性地如框630所示，在框620凈化/排空處理腔室之后，可選擇性將清潔氣體流入處理腔室。清潔氣體可包括上述的含鹵素氣體。一實施例中，清潔氣體是氯氣(Cl2)。 一實施例中，框630中的清潔氣體與框610中應用的清潔氣體完全一樣。另一實施例中，框 610與框630中應用的清潔氣體是不同的清潔氣體。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約10，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約3，OOOsccm至約5，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約4，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約2kccm/L至約 250sccm/Lo 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約Msccm/L至約12kccm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約lOOsccm/L。如上所述，可選擇性搭配清潔氣體來共同流動載氣。載氣可為一或多個選自下列群組的氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約25sCCm/L至約12kccm/L。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約2，OOOsccm至約3，OOOsccm0 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約50sCCm/ L至約^sccm/L。一實施例中，腔室可維持于約300托至約700托的總腔室壓力下。一實施例中，腔室可維持于約600托的總腔室壓力下。一實施例中，基座的溫度是約400°C至約 600°C。一實施例中，基座的溫度是約420°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于200°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于260°C，舉例而言，自約260°C至約400°C。清潔氣體流入處理腔室達約2分鐘至約10分鐘的時間周期。一實施例中，清潔氣體流入處理腔室達約3分鐘的時間周期。如框640所示，在將清潔氣體流入處理腔室之后，可執(zhí)行選擇性的浸泡處理。某些實施例中，浸泡處理過程中，可降低清潔氣體流動，同時維持基座溫度、噴頭溫度與腔室壓力。一實施例中，可相對于框630中的流率將清潔氣體的流率降低至約 250sccm至約1，OOOsccm之間。一實施例中，可將清潔氣體的流率降低至約500sccm。一實施例中，可相對于框630中的流率將清潔氣體的流率降低至約6. 25sccm/L至約2kccm/L 之間。一實施例中，可將清潔氣體的流率降低至約12. 5sCCm/L。一實施例中，腔室的總壓力是約300托至約700托。一實施例中，腔室的總壓力是約600托。一實施例中，基座溫度是約400°C至約600°C。一實施例中，基座溫度是約420°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于180°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于沈0°C，舉例而言，自約沈01至約400°C?？蓤?zhí)行浸泡處理達約1分鐘至約5分鐘的時間周期。一實施例中，可執(zhí)行浸泡處理達約2分鐘的時間周期。參照框650，在選擇性浸泡處理之后，可凈化/排空處理腔室以移除浸泡與清潔處理過程中產(chǎn)生的清潔副產(chǎn)物。凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、 氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，凈化氣體可流過噴頭。舉例而言，凈化氣體氮導入沉積腔室的流率是約1，OOOsccm至約15，OOOsccm，且較佳為約10，OOOsccm。一實施例中，可導入凈化氣體達約2分鐘至約10分鐘，較佳為約5分鐘。一實施例中，凈化氣體可與框640的選擇性載氣完全一樣。一實施例中，藉由提供流率約1，OOOsccm至約4，OOOsccm的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體流入處理腔室的流率是約3，OOOsccm0凈化處理過程中，選擇性的清潔氣體流入腔室的流率是約2，OOOsccm至約6，OOOsccm。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約4，OOOsccm。 一實施例中，藉由提供流率約25sCCm/L至約lOOsccm/L的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體流入處理腔室的流率是約75sCCm/L。凈化處理過程中，選擇性的清潔氣體流入腔室的流率是約50sCCm/L至約150sCCm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約lOOsccm/L。一實施例中，清潔氣體與凈化氣體共同流動。一實施例中，總腔室壓力是約0. 5托至約10托。一實施例中，總腔室壓力是約5托。一實施例中，凈化氣體流入處理腔室達約5分鐘的時間周期。凈化氣體流動的時間周期通常應長到足以自處理腔室移除框 630的清潔處理與框640的浸泡處理的副產(chǎn)物。一實施例中，可以含氮氣體(例如，氨(NH3))在高溫(> 1，OOO0C )下執(zhí)行框620 與框650的凈化處理任一者或兩者，以減少清潔處理后處理腔室中殘余GaCl3的數(shù)量?？蛇x擇性在含氮與/或含氫氛圍且約950°C到約1，050°C的高溫且約0. 001托至約5托的低壓下執(zhí)行腔室烘烤處理，以確保腔室清潔處理的任何殘余沉積物完全離開腔室。示范性清潔處理的其他方面被描述于2008年10月2日申請的美國專利申請案12/M4，440，現(xiàn)公開為 US 2009-0149008，名稱為「METHOD FOR DEPOSITING GROUP III/Y COMPOUNDS」，該美國專利申請的全文以參考資料并入本文中。某些實施例中，框610至650可重復多次以提高清潔沉積系統(tǒng)內(nèi)部(更明確地，沉積系統(tǒng)的噴頭與/或基座)的效率。某些實施例中，框610至650可重復約兩次至約十次， 較佳是約七次。一實施例中，在預凈化處理之后沒有執(zhí)行框610與620的情況下執(zhí)行框630、640 與650。框630中，將含鹵素清潔氣體導入基板處理腔室。一實施例中，將含氯清潔氣體導入基板處理腔室。一實施例中，氮氣被用來作為載氣以輸送氯氣。一實施例中，含鹵素清潔氣體導入沉積腔室的流率是約1，OOOsccm至約10，OOOsccm,且較佳為約4，OOOsccm0載氣導入基板處理腔室的流率是約1，OOOsccm至約15，OOOsccm，且較佳為約1，OOOsccm0框640處，允許含鹵素氣體與III族元素與/或III族化合物反應以形成鹵化物。 一實施例中，允許含氯流體與鎵反應以形成feiCl3。一實施例中，提高腔室壓力以促進氯化處理，且仍較佳地保持壓力低于引發(fā)凝結所需的水平。此促進(^Cl3主要形成為氣態(tài)，然而， 將某些數(shù)量的(^aCl3形成為固態(tài)。允許反應發(fā)生足夠的時間以將液態(tài)鎵與氮化鎵轉換成 GaCl30 一實施例中，將腔室內(nèi)的壓力維持在80托至600托之間，較佳為約100托。將噴頭的溫度維持在約80°C至約180°C之間，且較佳為約100°C。一實施例中，將壓力維持高到足以將鎵與氮化鎵轉換成feCl3。一實施例中，較佳地，將大部分的(^Cl3形成于氣態(tài)。然而， 仍將發(fā)生某些GaCl3的凝結，因此將某些數(shù)量的GaCl3形成于固態(tài)。一實施例中，高壓被維持2分鐘至約5分鐘之間，且較佳為約3分鐘。框640過程中，將鹵化物自固態(tài)轉換成氣態(tài)。一實施例中，將(^Cl3自固態(tài)轉換成氣態(tài)。降低基板處理腔室內(nèi)的壓力，以將腔室內(nèi)的壓力朝向低于將鹵化物自固態(tài)轉換成氣態(tài)的壓力。舉例而言，降低基板處理腔室內(nèi)的壓力，以將殘余的(^Ci3自固態(tài)轉換成氣態(tài)。一實施例中，可將腔室內(nèi)的壓力降低至約10毫托至約8托，且較佳為約2托。將噴頭的溫度維持在約80°C至約130°C之間，且較佳為約100°C。將基座的溫度維持在約500°C 至約700°C之間，且較佳為約650°C。一實施例中，將低壓維持在2分鐘至約10分鐘之間， 且較佳為約5分鐘?？?50，將轉換的氣態(tài)鹵化物自基板處理腔室凈化。一實例中，將(^aCl3自基板處理腔室凈化。為了幫助自基板處理腔室凈化氣態(tài)鹵化物，可將凈化氣體(例如，惰性氣體)流入基板處理腔室。舉例而言，凈化氣體可流過噴頭。舉例而言，凈化氣體氮流入沉積腔室的流率是約1，OOOsccm至約15，000sccm，且較佳為約10，OOOsccm。一實施例中，可導入凈化氣體達約2分鐘至約10分鐘，較佳為約5分鐘。某些實施例中，可重復多次框630、640與650以提高清潔基板處理腔室內(nèi)(更明確地，沉積系統(tǒng)的噴頭與/或基座)的效率。某些實施例中，步驟630至650可重復約兩次至約十次，較佳為約七次。圖6B是可用來清潔基板處理腔室的原位脈沖清潔處理660的一實施例的流程圖。 一實施例中，可如同圖5的框530中以鹵素氣體執(zhí)行原位腔室清潔般執(zhí)行圖6所示的原位脈沖清潔處理660。圖6B顯示的原位脈沖清潔處理660相似于圖6A顯示的清潔處理600，除了基板處理腔室的初始凈化/排空(框620)隨后為脈沖/凈化處理(框670與680)以外，脈沖/ 凈化處理是用以自基板處理腔室移除不想要的反應副產(chǎn)物。清潔氣體為氯的實施例中，氯氣與沉積于腔室內(nèi)表面上的鎵及氮化鎵(GaN)固體材料反應。形成三氯化鎵(GaCl3)氣體作為副產(chǎn)物之一。GaCl3易于凝結于基板處理腔室的內(nèi)表面上。此外，凝結的(^Cl3在任何沉積腔室內(nèi)表面上的GaN薄膜頂部作為鈍化層，藉此禁止GaN材料的進一步蝕刻，造成某些原位清洗處理效率不那么有效。脈沖清潔方法過程中，將含鹵素氣體(例如，Cl2)導入基板處理腔室達短暫時間長度。短暫時間長度限制GaCl3副產(chǎn)物產(chǎn)生數(shù)量，因為僅蝕刻一 GaN薄層并因此避免形成 GaCl3鈍化層。隨后的凈化處理可在(^Cl3凝結于任何表面之前將該(^aCl3自反應器移除。 可如所欲般或直到完全蝕刻掉反應器表面上的GaN薄膜之前重復脈沖/凈化次序多次。如框670所示，在框620凈化/排空處理腔室之后，將清潔氣體脈動地輸送進入處理腔室。清潔氣體可包括上述的含鹵素氣體。一實施例中，清潔氣體是氯氣(Cl2)。一實施例中，框670中的清潔氣體與框610中應用的清潔氣體完全一樣。另一實施例中，框610與框670中應用的清潔氣體是不同的清潔氣體。一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約500sCCm至約 10，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約500SCCm至約 1，500sccmo 一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約700sCCm。一實施例中， 清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約12. 5sccm/L至約250sCCm/L。一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約12. kccm/L至約37. 5sccm/L0 一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入腔室的流率是約17』SCCm/L。一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入處理腔室的時間周期是約5秒至約1分鐘。一實施例中，清潔氣體脈動地輸送進入處理腔室的時間周期是約30秒。如上所述，可選擇性搭配清潔氣體以脈動地輸送載氣。載氣可為一或多個選自下列群組的氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，載氣脈動地輸送進入腔室的流率是約Osccm至約5，OOOsccm0 一實施例中，載氣脈動地輸送進入腔室的流率是約 2，OOOsccm至約3，OOOsccm0 一實施例中，載氣脈動地輸送進入腔室的流率是約Osccm/L至約12kccm/L。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約50sCCm/L至約75sCCm/L。一實施例中，可將腔室維持在約10托至約700托的總腔室壓力下。一實施例中，可將腔室維持在約 0.5托至約50托的總腔室壓力下。一實施例中，基座的溫度是大于500°C。一實施例中，基座的溫度是約至約700°C。一實施例中，基座的溫度是約650°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于180°C。一實施例中，噴頭的溫度是大于^0°C，舉例而言，約至約400°C。參照框680，在框670中脈動地輸送清潔氣體之后，可凈化/排空處理腔室以移除脈沖清潔處理過程中產(chǎn)生的清潔副產(chǎn)物。凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，凈化氣體可與框640的選擇性載氣完全一樣。一實施例中，藉由提供流率約lOOsccm至約4，OOOsccm的凈化氣體脈沖來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體脈動地輸送進入處理腔室的流率是約500sCCm。一實施例中，藉由提供流率約2. 5sccm/L至約lOOsccm/L的凈化氣體脈沖來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體脈動地輸送進入處理腔室的流率是約12. 5sCCm/L。一實施例中，總腔室壓力是約0.5托至約50托。一實施例中，總腔室壓力是約10托?？蓤?zhí)行凈化/排空達約5秒至約1分鐘的時間周期。一實施例中，可執(zhí)行凈化/排空達約30秒的時間周期。凈化/排空流的時間周期應當長到足以自處理腔室移除框670的清潔處理的副產(chǎn)物?？?90，確定是否需要額外的脈沖/凈化清潔周期。應當理解，可應用多個清潔脈沖/凈化周期。若確定需要額外的脈沖/凈化清潔周期，可重復框670與680的處理。一實施例中，可執(zhí)行10與200個之間的脈沖/凈化清潔周期。一實施例中，可執(zhí)行50與100 個之間的脈沖/凈化清潔周期。清潔周期的數(shù)目通常取決于沉積處理過程中沉積于腔室部件上的材料厚度?？扇缢慊蛑钡酵耆g刻掉反應器表面上的GaN薄膜的前重復脈沖/ 凈化次序多次。某些實施例中，自腔室移除GaN約0.0001 μ m/清潔周期至約0.005 μ m/清潔周期。一實施例中，自腔室移除0.003 μ m/清潔周期。脈沖/凈化清潔周期的最終凈化過程中，可執(zhí)行相似于框650的凈化處理的較長凈化處理以自腔室移除任何殘余反應副產(chǎn)物。圖7是可用于清潔基板處理腔室的原位清潔處理700的一實施例的流程圖。一實施例中，可如同圖5的框530以鹵素氣體執(zhí)行原位腔室清潔般執(zhí)行圖7所示的原位清潔處理 700?？?10，凈化/排空處理腔室以移除沉積處理過程中形成的不想要的反應副產(chǎn)物。 一實施例中，處理腔室是相似于MOCVD腔室203的MOCVD腔室。凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，藉由提供流率約 1，OOOsccm至約30，OOOsccm的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體提供至處理腔室的流率是約15，OOOsccm至約20，OOOsccm0 一實施例中，藉由提供流率約2kccm/L 至約750sCCm/L的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體提供至處理腔室的流率是約37kccm/L至約500sccm/L。一實施例中，腔室可維持于約0. 5托至約150托的總腔室壓力下。一實施例中，腔室的總壓力是約100托。一實施例中，可在凈化處理過程中改變總腔室壓力。一實施例中，透過基座供應約5kW至約20kW的功率。一實施例中，透過基座供應的功率是約10kW。一實施例中，噴頭的溫度是小于100°C。一實施例中，噴頭的溫度被維持于約80°C。一實施例中，凈化處理可持續(xù)約30秒與約5分鐘之間的時間周期。一實施例中，凈化處理可持續(xù)約90秒。凈化氣體流的時間周期應長到足以移除沉積處理殘留的副產(chǎn)物。應當理解，可應用數(shù)個清潔周期，同時選擇性的凈化處理被執(zhí)行于這些清潔周期之間。一實施例中，可執(zhí)行兩個與十個之間的凈化周期。替代地，或除了導入凈化氣體以外，處理腔室可減壓以自處理腔室移除殘余的清潔氣體以及任何副產(chǎn)物。減壓處理可造成腔室壓力降低至約0. 001托至約40托范圍中的壓力。一實施例中，減壓處理可持續(xù)約0. 5秒至約20秒的時間周期?？?20，確定是否需要多個凈化/排空周期以自處理腔室移除反應副產(chǎn)物。若需要額外的周期，可重復框710的凈化/排空處理，直到自處理腔室移除所欲程度的反應副產(chǎn)物。某些實施例中，在框720的凈化/排空處理之后且在框730A的清潔氣體蝕刻或框 730B的清潔氣體等離子體蝕刻之前，執(zhí)行溫度上升處理。一實施例中，基座的溫度可上升至高于500°C的溫度。一實施例中，基座的溫度可上升至約550°C至約700°C之間。一實施例中，基座的溫度可上升至約650°C。基座提高的溫度有助于形成鹵素氣體的反應性自由基。 一實施例中，可執(zhí)行溫度上升處理達約15秒至約3分鐘的時間周期。應用等離子體源的實施例中，可因為在等離子體處理過程中形成活性鹵素氣體而降低基座溫度。接下來，執(zhí)行框730A的清潔氣體蝕刻或框730B的清潔氣體等離子體蝕刻?？?30A 的清潔氣體蝕刻與框730B的清潔氣體等離子體蝕刻可包括任何上述適當?shù)暮u素氣體。 一實施例中，清潔氣體是氯氣(Cl2)。清潔氣體是氯氣的實施例中，與加熱的基座作用從而形成的氯氣自由基將與腔室內(nèi)表面上的GaN與( 沉積物相互作用。在此氯化處理過程中根據(jù)下列反應(1)與(2)將GaN與( 沉積物轉換成feCl3，隨后將(^aCl3自腔室清除。2Ga+3Cl2 — 2GaCl3(1)2GaN+3Cl2 ^ 2GaCl3+N2 (2)一實施例中，清潔氣體蝕刻以高壓處理開始。高壓有助于提高腔室中清潔氣體與不想要的沉積產(chǎn)物(諸如，鎵與氮化鎵)間的反應速率。一實施例中，腔室的總壓力是約5 托至約500托。一實施例中，腔室的總壓力是約50托至約100托。一實施例中，腔室中的總壓力是約100托。較高壓力(例如，100托)有助于提高腔室中清潔氣體與污染物(例如，鎵)間的反應速率。高壓處理過程中，清潔氣體流入腔室的流率是約500SCCm至約10，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約4，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約2，000sCCm。一實施例中，高壓處理過程中，清潔氣體流入腔室的流率是約12. kccm/L至約250sCCm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約25sCCm/L至約lOOsccm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約50Sccm/L。一實施例中，清潔氣體可與載氣共同流動。載氣可為一或多個選自下列群組的氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約500sCCm至約3，000sCCm。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約l，000sCCm至約2，000sCCm。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約12. 5sccm/L至約75sCCm/L。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約25sCCm/L至約50sCCm/L。一實施例中，可執(zhí)行高壓處理達約兩分鐘至約10分鐘的時間周期。在流率上升處理過程中可提高清潔氣體的流率。一實施例中，高壓處理過程中的清潔氣體流率是約2，OOOsccm，則可在流率上升處理過程中提高清潔氣體流率至約 4，OOOsccm0 一實施例中，高壓處理過程中的清潔氣體流率是約50sCCm/L，則可在流率上升處理過程中提高清潔氣體流率至約lOOsccm/L。一實施例中，搭配高壓處理執(zhí)行清潔氣體流率上升處理。另一實施例中，在高壓處理之后執(zhí)行清潔氣體流率上升處理。一實施例中，可
19執(zhí)行流率上升處理達約15秒至約3分鐘的時間周期?？?30B，執(zhí)行清潔氣體等離子體蝕刻的處理中，可產(chǎn)生鹵素氣體(例如，氯氣)等離子體以進行清潔/沉積處理。一實施例中，等離子體可為原位等離子體。另一實施例中， 等離子體可為異位等離子體。如本文所述，可以MOCVD腔室硬件的部分包括遠端等離子體產(chǎn)生器。對于某些實施例而言，可自頂板上方或透過輸送含( 前驅(qū)物的管道輸送氯氣或等離子體?？蓱玫牡入x子體形式并不專門限于氯氣，可包括氟、碘或溴。用來產(chǎn)生等離子體的源氣體可為鹵素(諸如，(12、81~2、&或12)或可為含有V族元素(諸如，N、P或As)的氣體，例如NF3。框740，降低腔室壓力以提高蒸發(fā)速率。一實施例中，將腔室壓力降低至約1毫托至約5托。應用氯氣作為清潔氣體的實施例中，通常偏向較低壓力以保持GaCl3處于氣相。 一實施例中，在流率上升處理過程中部分或完全地降低腔室壓力。另一實施例中，在流率上升處理之后降低腔室壓力。一實施例中，可執(zhí)行腔室壓力降低處理達約兩分鐘至約10分鐘的時間周期?？?50A，執(zhí)行另一清潔氣體蝕刻處理。在高壓下執(zhí)行清潔氣體蝕刻。一實施例中，腔室的總壓力是約5托至約500托。一實施例中，腔室的總壓力是約50托至約100托。 一實施例中，腔室中的總壓力是約100托。清潔氣體流入腔室的流率是約500sCCm至約 10，OOOsccm0 一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約4，OOOsccm0清潔氣體流入腔室的流率是約12. kccm/L至約250sCCm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約25sCCm/L至約lOOsccm/L。一實施例中，清潔氣體流入腔室的流率是約lOOsccm/ L。一實施例中，清潔氣體可與載氣共同流動。載氣可為一或多個選自下列的群組的氣體 氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約500sCCm至約 3，OOOsccm0 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約1，OOOsccm至約2，OOOsccm0 一實施例中，載氣流入腔室的流率是約12. 5sccm/L至約75sCCm/L。一實施例中，載氣流入腔室的流率是約25sCCm/L至約50sCCm/L。一實施例中，可執(zhí)行清潔氣體蝕刻處理達約2分鐘至約 10分鐘的時間周期?？?50B，執(zhí)行清潔氣體等離子體蝕刻的處理中，可產(chǎn)生氯氣等離子體以進行清潔 /沉積處理。一實施例中，等離子體可為原位等離子體。另一實施例中，等離子體可為異位等離子體?？蓱玫牡入x子體形式并不專門限于氯，其可包括氟、碘或溴。用來產(chǎn)生等離子體的源氣體可為鹵素(諸如，(12、81~2、&或12)或可為含有V族元素(諸如，N、P或As)的氣體，例如NF3。一實施例中，可貫穿框730A、730B、740、750A與750B的處理維持在溫度上升處理過程中建立的基座溫度。一實施例中，基座的溫度高于約500°C。一實施例中，基座的溫度是約550°C至約700°C。一實施例中，基座的溫度是約650°C。一實施例中，噴頭的溫度是約50°C至約200°C。一實施例中，噴頭的溫度是約80°C至約100°C。一實施例中，框730A、 730B、740、750A與750B的清潔處理持續(xù)的時間周期通常長到足以自腔室表面與腔室部件 (包括噴頭)表面移除含鎵沉積物，諸如鎵與GaN沉積物。框760，確定是否需要額外的清潔周期。應當理解，可應用多個清潔周期，同時選擇性的凈化處理被執(zhí)行于這些清潔周期之間。若確定需要額外的清潔周期，可重復框730A、 730B、740、750A與750B的處理。一實施例中，可執(zhí)行3與10個之間的清潔周期。清潔周期的數(shù)目通常取決于沉積處理過程中沉積于腔室部件上的材料厚度?？?70，凈化/排空處理腔室以移除清潔處理過程中形成的清潔副產(chǎn)物。如上所述，凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。 一實施例中，藉由提供流率約1，OOOsccm至約30，OOOsccm的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體提供至處理腔室的流率是約15，OOOsccm至約20，OOOsccm0 一實施例中，藉由提供流率約2kccm/L至約750sCCm/L的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中， 凈化氣體提供至處理腔室的流率是約37kccm/L至約500sCCm/L。一實施例中，可將腔室維持于約0.5托至約150托的總腔室壓力下。一實施例中，腔室的總壓力可約為100托。一實施例中，基座的溫度高于約500°C。一實施例中，基座的溫度是約550C至約700°C。一實施例中，基座的溫度是約650°C。一實施例中，噴頭的溫度低于100°C。一實施例中，將噴頭的溫度維持于約80°C下。一實施例中，可將凈化氣體流入處理腔室達約30秒與約5分鐘間的時間周期。凈化氣體流的時間周期通常應該長到足以移除清潔處理殘留的副產(chǎn)物。圖8是可用來清潔基板處理腔室(例如，HVPE腔室)的原位清潔處理800的一實施例的流程圖。一實施例中，可如同圖5的框530中以鹵素氣體執(zhí)行的原位腔室清潔般執(zhí)行圖8所示的原位清潔處理800。HVPE腔室的示范實施例與HVPE腔室的其他方面被描述于2007年6月M日申請的美國專利申請案11/767，520，現(xiàn)公開為US 2008-0314311，名稱為ΓHVPE TUBE SHOffERHEAD DESIGN」；及2009年12月14日申請且共同受讓的美國專利申請案12/637，019，名稱為「HVPE CHAMBER HARDWARE」，該美國專利申請的全文以參考資料并入本文中。某些實施例中，HVPE腔室是熱壁反應器，可不需要循環(huán)或低壓?？?10，執(zhí)行原位含鹵素清潔氣體蝕刻?？衫帽疚乃龅娜魏芜m當?shù)那鍧崥怏w執(zhí)行清潔氣體蝕刻。一實施例中，可利用氯氣執(zhí)行清潔氣體蝕刻。一實施例中，清潔氣體蝕刻處理過程中，基座的溫度是大于約500°C。一實施例中，基座的溫度是約550°C至約700°C。一實施例中，基座的溫度是約650°C。一實施例中，清潔氣體蝕刻處理過程中，將腔室壓力維持于約400托至約500 托。一實施例中，將腔室壓力維持于約450托。一實施例中，清潔氣體蝕刻處理過程中，清潔氣體的流率是在約1，OOOsccm與約5，OOOsccm之間。一實施例中，清潔氣體蝕刻處理過程中，清潔氣體的流率是在約25sCCm/L與約12^ccm/L之間。一實施例中，執(zhí)行清潔氣體蝕刻的時間周期是長到足以自處理腔室移除污染物。一實施例中，清潔氣體蝕刻處理的長度可在約15分鐘與約30分鐘之間變化。一實施例中，在框810的清潔氣體蝕刻之后且在框540的選擇性后-原位腔室清潔處理之前執(zhí)行溫度上升處理(框820)。一實施例中，可將溫度自約600C至約700°C之間提高至約900°C至約1，100°C之間以準備用于腔室烘烤處理。參照圖5，在框530的原位腔室清潔處理之后，可執(zhí)行選擇性的后-原位腔室清潔處理。某些實施例中，后-原位腔室清潔處理的目的是用以移除任何殘留于腔室中的殘余清潔副產(chǎn)物，例如殘余含氯化合物(例如，(^aCl3)。以鹵素氣體(例如，氯氣)清潔腔室的過程中，藉由與氯氣-基清潔氣體的反應將腔室內(nèi)表面上的涂層轉換成feCl3。由于(^aCl3 的低氣相壓力，GaCl3凝結于腔室中的冷卻表面上，包括水冷式腔室壁或水冷式氣體入口端口，例如噴頭。殘余的GaCl3可能在例如GaN外延層生成過程中將氯氣釋放到多個層中，這危害材料結晶品質(zhì)、該層的光學與電子特性。選擇性的后-原位腔室清潔可選自下列處理低壓凈化、抽吸/凈化循環(huán)、腔室烘烤處理、噴頭沖洗處理、與它們的組合。一實施例中，后-原位腔室清潔處理是腔室烘烤處理。可在約900°C至約1，IOO0C 的高溫且含氮與/或含氫氛圍下執(zhí)行腔室烘烤處理。一實施例中，溫度是在約900°C至約 1，000°C之間。一實施例中，溫度是在約950°C至約1，050°C之間。一實施例中，在低腔室壓力下執(zhí)行腔室烘烤處理。一實施例中，低腔室壓力是約0.001托至約10托以確保自腔室移除來自腔室清潔處理的任何殘余沉積物。一實施例中，腔室壓力是約7. 5托。一實施例中， 執(zhí)行腔室烘烤處理的時間周期長到足以確保來自腔室清潔處理的任何殘余沉積物已經(jīng)離開腔室。一實施例中，烘烤時間可在約15分鐘與約1小時之間變動。含鹵素氣體是氯氣的實施例中，高溫烘烤將自腔室移除殘余的GaCl3沉積物。一實施例中，可在高溫下以含氮氣體(例如，氨(NH3))執(zhí)行腔室烘烤處理，以減少清潔處理后處理腔室中的殘余GaCl3數(shù)量。一實施例中，藉由以大于900°C的溫度及約100托至約760托的壓力將約 1，OOOsccm至約10，OOOsccm的NH3流至涂覆腔室達一時間周期(例如，約30分鐘)來執(zhí)行 NH3處理。一實施例中，藉由將約25sCCm/L至約250sCCm/L的NH3流至涂覆腔室來執(zhí)行NH3 處理。一實施例中，在整個NH3處理過程中，NH3流率與腔室壓力兩者在低壓(例如，100托) 與高壓(760托)與/或低流率與高流率之間變動與/或循環(huán)。廣范圍的NH3流動與腔室壓力在腔室內(nèi)產(chǎn)生湍流，這提高了 NH3與腔室涂層反應的效率。并非受限于理論，但一般認為湍流形態(tài)可提高NH3氣體的動能從而產(chǎn)生較高的反應速率。某些實施例中，可替代或搭配本文所述的原位腔室清潔處理來執(zhí)行NH3腔室處理。以NH3腔室處理替代原位腔室清潔的實施例中，NH3腔室處理使腔室(包括噴頭) 的內(nèi)表面上的不想要的沉積變得穩(wěn)定，使得以可與腔室污染前產(chǎn)生的膜的品質(zhì)相當?shù)某潭葋懋a(chǎn)生隨后沉積膜(例如，MQWs)的晶體與光學特性。也就是說，即便噴頭上存在顯著的涂層，NH3腔室處理能產(chǎn)生高品質(zhì)InGaN MQffs活性層。并非受限于理論，但一般認為在約900°C至1，150°C的高溫下將NH3流入腔室可將氨打破成雙原子氮與氫。當產(chǎn)生氮原子時，氮原子與富含( 的涂層反應，以形成穩(wěn)定的GaN 合金。一旦使涂層變得穩(wěn)定之后，涂層便不會負面地影響隨后沉積膜的結晶與光學特性。某些實施例中，舉例而言可藉由縮短處理時間來提高NH3處理效率。對于在腔室內(nèi)產(chǎn)生湍流且提高氨與腔室涂層交互作用的機會而言，高壓與低壓NH3流是不可缺少的。一實施例中，后-原位腔室清潔處理是抽吸/凈化循環(huán)。抽吸/凈化循環(huán)的凈化氣體可為一或多個選自下列群組的凈化氣體氬、氮、氫、氦、氖、氙與它們的組合。一實施例中，藉由提供流率約1，OOOsccm至約30，OOOsccm的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中， 凈化氣體提供至處理腔室的流率是約15，OOOsccm至約20，OOOsccm0 一實施例中，藉由提供流率約25sCCm/L至約750sCCm/L的凈化氣體來凈化處理腔室。一實施例中，凈化氣體提供至處理腔室的流率是約37kccm/L至約500sCCm/L。一實施例中，可將腔室維持于約0. 5 托至約150托的總腔室壓力下。一實施例中，腔室的總壓力可約為100托。一實施例中，基座的溫度是約600°C至約1，000°C。一實施例中，基座的溫度是約900°C。一實施例中，噴頭的溫度是小于100°C。一實施例中，將噴頭的溫度維持在約80°C。一實施例中，凈化氣體流入處理腔室的時間周期是在約30秒與約5分鐘之間。凈化氣體流的時間周期通常應當長到足以移除清潔處理殘留的副產(chǎn)物。
一實施例中，后-原位腔室清潔處理是低壓凈化，其中藉由降低腔室中的壓力至約0. 001托至約5托之間而自腔室排空腔室中的殘余副產(chǎn)物。一實施例中，后-原位腔室清潔處理包括噴頭沖洗處理。某些實施例中，原位鹵素腔室清潔過程中，鹵素清潔氣體(例如，Cl2)與前驅(qū)物(例如，TMG)流過相同的噴頭氣體導管。氣體導管中殘余的前驅(qū)物氣體與清潔氣體間的反應會導致噴頭的氣體導管阻塞。某些實施例中，期望在執(zhí)行原位清洗之前執(zhí)行噴頭沖洗處理。舉例而言，參照圖5，可在框520之后且框540之前執(zhí)行噴頭沖洗處理。某些實施例中，除了預-原位腔室清潔噴頭沖洗以外， 可在框530的原位清潔之后執(zhí)行額外的噴頭沖洗。舉例而言，可作為框540中執(zhí)行的后-原位清洗的部分來執(zhí)行噴頭沖洗。某些實施例中，可在本文所述的腔室烘烤處理之后執(zhí)行噴頭沖洗。另一實施例中，可在本文所述的腔室烘烤處理之前執(zhí)行噴頭沖洗。一實施例中，噴頭沖洗包括將惰性氣體流過噴頭的導管，且先前有清潔氣體流過噴頭的導管。一實施例中， 惰性氣體可包括任何本文所述的惰性氣體與/或凈化氣體。一實施例中，惰性氣體流過噴頭的氣體導管的流率是在約lOOsccm至約l，000sCCm之間。執(zhí)行噴頭沖洗的時間周期是足以自噴頭的導管移除殘余前驅(qū)物沉積物。一實施例中，執(zhí)行噴頭沖洗的時間周期是在約2 分鐘與約20分鐘之間。 某些實施例中，期望結合選擇性的后-原位腔室處理。舉例而言，一實施例中，可在腔室烘烤處理之后進行凈化/排空處理。某些實施例中，選擇性的后-原位腔室處理可包括沉積腔室涂層(諸如，GaN或 AlN)以進一步減少原位清潔處理的后殘留于腔室中的任何殘余氯氣。舉例而言，在上述的 NH3凈化后，將TMGa或TMAl與NH3流入腔室，以在腔室的內(nèi)表面上形成GaN或AlN薄層(厚度在約IOnm與約500nm之間)。此在NH3處理后的額外GaN或AlN涂層可進一步減少隨后沉積層中的氯水平。某些實施例中，本文所述的清潔處理過程中，期望藉由提高基板支撐件314的高度以致相對于處理過程中基板支撐件314與噴頭組件304間的距離減少基板支撐件314與噴頭組件304間的距離來提高清潔處理的效力。我們相信，藉由減少噴頭組件304與基板支撐件314間的距離，基板支撐件314加熱噴頭組件304可造成清潔處理效率的提高。一實施例中，清潔處理過程中，可離開噴頭約3mm至約12mm配置基板支撐件。另一實施例中， 清潔處理過程中，可離開噴頭約5mm至約IOmm配置基板支撐件。另一實施例中，可離開噴頭小于IOmm配置基板支撐件。一般而言，沉積過程中，基板支撐件314與噴頭組件304間的距離是IOmm或更大。圖9A是圖7所示的腔室清潔處理后的完整LED生成的SIMS深度剖面。圖9B是圖7所述的腔室清潔處理后的完整LED生成的SIMS深度剖面。如圖9A與圖9B所示，在本文所述的清潔處理后產(chǎn)生的LED的品質(zhì)并不受到影響。如圖9A所示，本文所述的清潔處理并不影響完整LED的SIMS深度剖面化學組成，特別不影響InGaN MQWS(Ga、In、Al、Si、N、 Mg)。如圖9B所示，氯氣水平是約IxIO15CnT3且位于SIMS檢測極限。雖然上述是針對本發(fā)明的實施例，但可在不悖離本發(fā)明的基本范圍下設計出本發(fā)明的其他與更多實施例，而本發(fā)明的范圍是由權利要求書所界定。
權利要求
1.一種在處理腔室中處理一或多個基板的方法，包括將置于沉積處理腔室的處理空間中的一或多個基板與腔室部件的表面暴露于第一前驅(qū)物氣體，以在該一或多個基板與該腔室部件的表面上沉積一或多個含III族的層，該第一前驅(qū)物氣體含有至少一 III族元素與含氮前驅(qū)物；傳送該一或多個基板離開該處理空間；輸送一定數(shù)量的鹵素清潔氣體進入該處理空間，以自該腔室部件的表面移除該含III 族的層的至少一部分；及在輸送一定數(shù)量的商素清潔氣體進入該處理空間后輸送一定數(shù)量的凈化氣體進入該處理空間，以自該處理空間移除該鹵素清潔氣體與該含III族的層發(fā)生反應所形成的反應副產(chǎn)物，其中輸送一定數(shù)量的凈化氣體的步驟被配置成實質(zhì)上避免在輸送該含鹵素氣體的過程中所形成的反應副產(chǎn)物凝結于該腔室部件的表面上。
2.如權利要求1所述的方法，更包括重復輸送一定數(shù)量的鹵素清潔氣體與輸送一定數(shù)量的凈化氣體進入該處理空間的步驟，直到自該腔室部件的表面移除該含III族的層的期望的部分為止。
3.如權利要求1所述的方法，其中輸送一定數(shù)量的鹵素清潔氣體的步驟包括脈動地輸送該鹵素清潔氣體進入該處理空間達五秒與一分鐘之間的時間周期，以限制所產(chǎn)生的反應副產(chǎn)物的數(shù)量；及其中該輸送一定數(shù)量的凈化氣體的步驟包括脈動地輸送該凈化氣體進入該處理空間達約5秒與約30秒之間的時間周期，以限制所產(chǎn)生的反應副產(chǎn)物的數(shù)量。
4.如權利要求1所述的方法，其中該鹵素清潔氣體包括選自包含氟與氯的群組的鹵素氣體。
5.如權利要求1所述的方法，其中傳送一或多個基板離開該處理腔室的步驟包括在不將該一或多個基板暴露于大氣的情況下，傳送該一或多個基板至負載鎖定腔室。
6.如權利要求1所述的方法，更包括在輸送含鹵素清潔氣體進入該處理空間之前，減少該處理腔室的腔室部件與該處理腔室的基板支撐件之間的距離，以藉由加熱該部件而加強該部件的清潔，以致相對于將該一或多個基板與腔室部件的表面暴露的過程中該基板支撐件與該腔室部件之間的距離而減少該基板支撐件與該腔室部件之間的距離，其中該腔室部件是噴頭。
7.如權利要求1所述的方法，其中該含III族的層是氮化鎵，而該腔室部件是選自下列的至少一者沉積腔室的基板支撐件、載具與噴頭。
8.如權利要求1所述的方法，更包括在輸送一定數(shù)量的凈化氣體進入該處理空間之后，藉由在約950°C至約1，050°C的溫度且約0. 001托至約5托的腔室壓力下將該處理空間暴露于含氮與/或含氫氛圍來執(zhí)行腔室烘烤處理，以減少該處理空間中來自該腔室清潔處理的殘余沉積物。
9.如權利要求1所述的方法，更包括在輸送一定數(shù)量的凈化氣體進入該處理空間之后，在大于900°C的溫度且約100托至約760托的腔室壓力下，以約1，OOOsccm至約10，OOOsccm之間的流率使氨(NH3)流入該處理空間。
10.如權利要求9所述的方法，其中在使NH3流入該處理空間的同時，改變該流率與該腔室壓力，以在該基板處理空間內(nèi)部產(chǎn)生湍流形態(tài)，好讓NH3與含III族的層有效地反應。
11.如權利要求1所述的方法，其中輸送一定數(shù)量的鹵素清潔氣體進入該處理空間的步驟包括將該腔室部件的表面暴露于該鹵素清潔氣體；允許該含鹵素氣體與該含III族的層發(fā)生反應，以形成鹵化物；及將該鹵化物轉換成氣體形態(tài)。
12.如權利要求1所述的方法，其中該處理腔室是金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)處理腔室。
13.一種用于制造化合物氮化物半導體器件的整合處理系統(tǒng)，包括一或多個基板處理腔室，用以在置于該基板處理腔室中的一或多個基板上形成一或多個III族化合物氮化物半導體層；鹵素氣體源，所述鹵素氣體源與該一或多個基板處理腔室中的至少一者耦接，用以脈動地輸送鹵素氣體進入該一或多個基板處理腔室的處理空間，以自該基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除在該一或多個基板上形成一或多個III族化合物氮化物半導體層時所沉積的不想要的沉積累增物的至少一部分，其中該鹵素氣體源包括鹵素氣體，該鹵素氣體包括氟或氯；及凈化氣體源，所述凈化氣體源與該一或多個基板處理腔室中的至少一者耦接，用以脈動地輸送凈化氣體進入該一或多個基板處理腔室的處理空間，以自該一或多個基板處理腔室移除該鹵素氣體與該不想要的沉積累增物發(fā)生反應所形成的反應副產(chǎn)物。
14.如權利要求13所述的整合處理系統(tǒng)，更包括傳送區(qū)，所述傳送區(qū)與該一或多個基板處理腔室是可傳送地連通的；機器人組件，所述機器人組件被置于該傳送區(qū)中，用以傳送該一或多個基板；及負載鎖定腔室，所述負載鎖定腔室與該傳送區(qū)是可傳送地連通的；其中傳送該一或多個基板的步驟包括在不將該基板暴露于大氣的情況下，將該一或多個基板自該一或多個基板處理腔室傳送至負載鎖定腔室。
15.如權利要求14所述的整合處理系統(tǒng)，其中該一或多個基板處理腔室是選自下列 一或多個金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)腔室、一或多個氫化物氣相外延(HVPE)腔室、以及前述腔室的組合。
全文摘要
本發(fā)明的實施例大致關于在腔室中處理基板(例如，藉由金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)處理形成III族-V族材料)后自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法與設備。一實施例中，提供自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的方法。該方法包括在置于基板處理腔室中的基板上沉積一或多個含III族的層；傳送該基板使其離開基板處理腔室；及脈動地輸送含鹵素氣體進入基板處理腔室，以自基板處理腔室的一或多個內(nèi)表面移除不想要的沉積累增物的至少一部分。
文檔編號H01L21/205GK102414786SQ201080019364
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月28日
發(fā)明者J·格雷森, J·蘇, K·格里芬, L·D·華盛頓, O·克利里歐科, S·W·田, S·尼杰哈瓦, T·普恩, X·董 申請人:應用材料公司