[发明专利]清洁基板表面的方法和设备

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施例一般涉及用于处理半导体基板的方法和设备，特别是用于清洁硅基板 表面的方法和设备。

相关技术说明

集成电路形成在硅及其它半导体基板内及上方。在单晶硅的实例中，通过从熔融硅浴 生长硅晶锭(ingot)，并接着将固化的晶锭锯开成为多个晶圆而制成基板。可接着在单晶 硅晶圆上形成外延硅层，以形成掺杂或未掺杂的无缺陷硅层。半导体装置(例如晶体管) 由外延硅层制造。所形成的外延硅层的电学特性通常比单晶硅基板的特性要好。

单晶硅及外延硅层的表面当暴露于一般周围条件时容易受到污染。因此，在执行多种 半导体工艺(例如形成外延层)之前，需要清洁基板以移除硅晶圆表面上的杂质及微粒。

常规地，利用湿式清洁处理或常规等离子体清洁处理来清洁半导体基板。然而，湿式 清洁处理具有“排队时间”的问题，由于一批中的晶圆具有不同的闲置时间，故会造成一批 晶圆中的晶圆与晶圆之间产生差异。常规的远程或原位(in situ)等离子体清洁处理极具 挑战性，因为以气相形成的或在清洁处理过程中所产生的不期望存在的物种而造成腔室及 腔室中待处理基板的污染。该些不期望存在的物种会限制期望物种的清洁作用，或是将其 它的困难引入清洁处理中。

因此，需要清洁基板表面的方法及设备，特别是在执行外延沉积处理之前用于清洁基 板表面的方法及设备。

发明内容

本发明一般提供一种处理基板的设备，该设备包括低能量清洁腔室、外延层沉积腔室 以及传输室，该低能量清洁腔室包括：形成一处理区域的一或多个壁；适于传送电磁能至 处理区域的等离子体产生源；适于传送含硅气体至处理区域的第一气源；适于传送氧化气 体至处理区域的第二气源，该传输室具有围出一传输区域的一或多个壁，以及适于将基板 在低能量清洁腔室中的第一位置以及外延层沉积腔室中的第一位置之间传输的机械手。

本发明的实施例还提供用于执行低能量清洁处理的设备，该设备包括：形成一处理区 域的一或多个壁；适于传送电磁能至处理区域的等离子体产生源；设置在处理区域中的屏 蔽，其中制成该屏蔽的材料选自由硅、钇、氧化钇、锗、硼、磷及硅锗化合物所组成的组； 具有基板支撑表面以及适于被RF功率源所偏压的偏压电极的基板支撑件；适于传送氧化 气体至处理区域的第一气源；适于传送惰性气体至处理区域的第二气源；以及适于传送含 硅气体至处理区域的第三气源。

本发明的实施例还提供一种形成外延层的方法，该方法包括：在一腔室部件的一表面 上沉积一集除层(gettering layer)，而该腔室部件设置于一清洁腔室中的处理区域内；将 基板放置在清洁腔室的处理区域中的基板支撑件上；将放置在基板支撑件上的基板表面进 行氧化；自放置在该基板支撑件上的该基板移除至少一部分的氧化表面；在移除至少一部 分的氧化表面之后，藉由将基板表面暴露于含氢气体而钝化该基板表面；将基板由清洁腔 室传输至外延层沉积腔室；以及在至少一部分的钝化表面上沉积一外延层。

本发明的实施例还提供一种执行低能量清洁处理的设备，该设备包括：形成处理区域 的一或多个壁，其中该一或多个壁的至少其中之一含有热交换装置以控制该一或多个壁的 至少其中之一的温度；适于传送电磁能至处理区域的等离子体产生源；设置在处理区域中 的屏蔽；具有基板支撑表面和适于被RF功率源所偏压的偏压电极的基板支撑件，以及用 于控制基板支撑表面温度的基板支撑件热交换装置；适于传送氧化气体至处理区域的第一 气源；以及适于传送蚀刻气体至处理区域的第二气源。

附图简要说明

为了使本发明的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，实施例部分绘示如附 图。需注意的是，虽然附图公开本发明特定实施例，但附图并非用以限定本发明的精神与 范围，任何本领域技术人员，可作各种修改与修饰而得到等效实施例。

图1概要绘示根据本发明一个实施例的清洁腔室的截面侧视图。

图2A概要绘示根据本发明另一实施例的清洁腔室的截面侧视图。

图2B概要绘示根据本发明一个实施例的清洁腔室的截面侧视图。

图3绘示根据本发明一个实施例的用于清洁半导体基板的方法的流程图。

图4概要绘示清洁腔室的一部分截面侧视图。

图5概要绘示根据本发明一个实施例的群集式工具的平面视图。