[发明专利]外延室中基板的预清洁

说明书

技术领域

本发明涉及外延室中基板的预清洁方法、系统与设备。更明确而言，本发明揭露一种在外延处理之前，先进行清洁处理以移除表面缺陷与污染物的外延沉积方法、系统与设备。

背景技术

外延层是生长于结晶基板上的结晶膜。下层基板通常用作正生长的膜的样版，所以外延层的结晶特性由下层结晶基板所决定。亦即，结晶基板为外延生长提供结晶用的种晶。例如，基板可以是单晶硅、硅锗、或绝缘层上覆硅(SOI)晶片。

一般利用化学气相沉积(CVD)以完成外延层的生长。基板晶片被载入CVD反应器中，并接着用诸如氦气、氩气、氮气或氢气的非反应性气体清洁反应器。随后，升高反应器的温度，并将载气与反应气体的混合物导入反应器中。反应气体可包含但不限于，硅烷(SiH₄)、二硅乙烷(Si₂H₆)、三硅烷(Si₃H₈)、二氯硅烷(dichlorosilane(SiH₂Cl₂))、三氯硅烷(trichlorosilane(SiHCl₃))、以及四氯化硅(silicon tetrachloride(SiCl₄))。亦可导入诸如砷化氢(arsine(AsH₃))、磷化氢(phosphine(PH₃))以及二硼烷(diborane(B₂H₆))等掺杂气体。载气通常为氢气。当达成所需的外延层厚度时，可再度利用非反应性气体清洁反应器，并降低反应器温度。

不过，为了使外延处理顺利进行，将结晶表面上的缺陷与污染物降至最低是很重要的。在结晶表面上的结晶性缺陷与污染物会在诸如注入、间隔物蚀刻、湿式蚀刻、与任何其它晶片制作步骤的处理过程中增加。所以在外延沉积处理前，应移除受损以及/或受污染层以避免缺陷。在一个清洁方法中，例如，基板可在温度超过大约850℃至1000℃的氢气环境中退火，上述步骤是本领域中所述的氢气预烘烤。不过，上述高温处理从热预算这一方面来说是很昂贵的。在预烘烤步骤之后，则进行外延沉积处理。

因此，需要能提供一种在外延过程中减少热负担的处理。亦需要一种可在外延生长条件下进行的预清洁处理。

发明内容

在本发明的一个方面中，一种处理基板的方法包含：将基板引入处理室中；将蚀刻气体导入该处理室中；用该蚀刻气体处理该基板的至少一部份，以从基板表面上移除污染或受损层；停止导入该蚀刻气体；排空该处理室以在该室中实现低压；以及在该低压下处理该基板表面以形成干净的基板表面。

附图说明

图1显示根据本发明的一个方面的多处理室的处理系统；

图2A至图2C显示根据本发明实施例的正在处理中的基板；

图3显示本发明实施例的蚀刻速率(埃/分钟)与氯化氢流速(标准升每分钟)的关系图；

图4显示本发明实施例的氧浓度(厘米^-2)与蚀刻厚度(埃)的关系图；

图5显示本发明实施例的碳浓度(厘米^-2)与蚀刻厚度(埃)的关系图；

图6显示本发明实施例的氯浓度(厘米^-2)与蚀刻厚度(埃)的关系图。

具体实施方式

在阐述本发明的数个实施例以前，必须了解的是本发明并不受限于后述的详细构成与处理步骤。可以其它各种方式进行或实施本发明。

本发明的各种方面涉及在外延室中对基板进行预清洁的系统、设备与方法。因为熟悉此领域的人皆知有关外延沉积的半导体处理设备与技术，所以本发明中并不详加阐述公知技术的部分，以免不必要地阻碍本发明的特征。熟悉此领域者当知处理参数值会随着特定环境、基板种类等因素而改变。所以，不需要详细列出可能的数值与条件，因为这些数值可在了解本发明的原理之后即可决定。