[发明专利]在原位腔室清洁后的处理腔室去污方法无效
申请号: | 201080019520.7 | 申请日: | 2010-08-26 |
公开(公告)号: | CN102414801A | 公开(公告)日: | 2012-04-11 |
发明(设计)人: | 苏杰;L·华盛顿;S·尼杰哈瓦;O·克利里欧科;J·格雷森;S·W·康;D·H·李;H·钟 | 申请(专利权)人: | 应用材料公司 |
主分类号: | H01L21/302 | 分类号: | H01L21/302 |
代理公司: | 上海专利商标事务所有限公司 31100 | 代理人: | 陆嘉;管琦琦 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 原位 清洁 处理 去污 方法 | ||
技术领域
在此描述的实施例大体上关于诸如发光二极管的器件的制造,以及关于形成用于此类器件的三族/五族材料的制程。更详言的,在此描述的实施例关于用于防止来自粒子或化学残余物的污染的设备与方法,这些粒子或化学残余物移落(dislodge)自沉积腔室的内部表面。
背景技术
在诸如短波长发光二极管(LED)、激光二极管(LD)以及包括高功率、高频率、高温晶体管及集成电路的电子组件之类的各种半导体组件的发展与制造中,三五族(group Ⅲ-Ⅴ)薄膜愈来愈具有重要性。举例而言,短波长(例如蓝/绿到紫外线)LED是使用三族氮化物半导体材料氮化镓(GaN)制造。已观察到,相较于使用非氮化物半导体材料,诸如二六族材料(group Ⅱ-Ⅵ)制造的短波长LED,使用GaN制造的短波长LED提供大幅增加的效能以及较长的工作寿命。
一种用于沉积三族氮化物(诸如GaN)的方法是金属有机化学气相沉积(MOCVD)。此化学气相沉积方法大体上是在具有温度控制的环境的腔室中执行,以确保第一前驱物气体(该第一前驱物气体含有至少一种来自三族的元素,诸如镓(Ga))的稳定度。诸如氨(NH3)的第二前驱物气体提供形成三族氮化物需要的氮。该二前驱物气体注入反应器内的处理区,在此处,它们混合并且朝处理区中的受热的基材移动。载气可用于协助朝基材运输前驱物气体。前驱物在受热的基材表面反应以在基材表面上形成三族氮化物层,诸如GaN。膜的质量部份是视沉积均匀度而定,而沉积均匀度则是依赖横跨基材的前驱物的均匀混合。
为了完成基材上的层的沉积,可将多重基材布置于基材载具上,且每一基材可具有范围从50mm至100mm或100mm以上的直径。为了增加产率与处理量,期望前驱物在较大基材之上及/或更多基材与更大沉积区域之上均匀混合。这些因子相当重要,因为它们直接影响生产电子器件的成本,且因而影响器件制造商在市场上的竞争力。
在结合时反应而形成沉积层的不同气体大体上通过气体分配器中的不同路径提供至反应腔室。当气体离开气体分配器时,他们混合并且开始反应。大体而言,气体分配器维持在远低于基材温度的温度,以避免在前驱物气体抵达基材之前在前驱物路径中气体分解。尽管大多数反应产物在靠近受热的基材处形成,有些产物是在当前驱物于靠近气体分配器出口处混合时就开始形成,并且凝固与沉积于气体分配器上。经过许多沉积循环,沉积物生成,此时存在无法接受的风险,即由此非所欲的沉积形成的粒子会在沉积期间移落并且污染腔室中正在受处理的基材。因此,需要方法与设备以防止或阻碍生成此类沉积物。
发明内容
在此揭露的实施例提供一种在沉积腔室中处理运作期间形成于气体分配器上的三族氮化物沉积物的清洁方法,该方法包括:在该处理运作前,形成牺牲涂层于该气体分配器上;在该处理运作后,暴露该三族氮化物沉积物与该牺牲涂层至活化的含卤素气体;以及蚀刻该牺牲涂层以及该三族氮化物沉积物,其中该牺牲涂层比该三族氮化物沉积物蚀刻得快。
其它实施例提供从制程腔室中的气体分配器去除三族氮化物沉积物的方法,其包括:将该气体分配器暴露至含卤素气体;使该含卤素气体与该三族氮化物沉积物反应以形成挥发物料;以及将该气体分配器暴露至活性含氮气体。
其它实施例提供操作具有气体分配器的沉积腔室的方法,气体分配器具有暴露至处理环境的表面,该方法包括:形成牺牲涂层于该气体分配器的该表面上;通过提供三族金属前驱物以及一含氮前驱物至该沉积腔室,沉积三族氮化物材料于该沉积腔室中的基材上以及该气体分配器的涂布表面上;使用该含氮前驱物从该沉积腔室清除该三族金属前驱物;提供含卤素气体至该沉积腔室;通过将该含卤素气体加热至约600℃之上的温度而活化该含卤素气体;在介于约100托与约200托之间的一压力下,使该活性含卤素气体与该牺牲层以及在该牺牲涂层上的该三族氮化物沉积物反应,以去除该牺牲涂层并且将该三族氮化物沉积物转化成三族卤化物沉积物:通过将该温度增加到至少约1000℃以及将该压力减少到少于约50托而去除该三族卤化物沉积物;以及,在一惰性气氛下于约1000℃之上的温度热浸透该气体分配器。
附图简述
参考具有某些绘制在附图的实施例,可得到前文简要总结的本发明的更特别描述,如此,可详细了解之前陈述的本发明的特色。然而应注意,附图只绘示本发明的典型实施例,因本发明允许其它同等有效的实施例,故不将这些图式视为其范围的限制。
图1是流程图,其总结根据一实施例的用于清洁腔室的方法。
图2是流程图,其总结根据另一实施例的用于形成抗沉积层于腔室的内部表面上的方法。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造