[发明专利]从衬底表面去除污染物与原生氧化物的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明的各实施例一般涉及从半导体衬底表面去除原生氧化物和污染物。

相关技术的描述

集成电路形成于硅及其它半导体衬底之中及之上。在单晶硅的例子中，衬底是由由熔融硅的浴生成锭块，并接着将固化的锭块锯成多个晶片而制成的。外延硅层可接着形成于单晶硅晶片上，以形成可掺杂或未掺杂的无缺陷硅层。半导体装置(如，晶体管)由外延硅层而制造。所形成的外延硅层的电特性一般将优于单晶硅衬底的特性。

当单晶硅和外延硅层的表面暴露至典型周围环境的条件时，单晶硅和外延硅层的表面易受到污染。举例来说，在沉积外延层之前，原生氧化层可形成于单晶硅表面上。此外，周遭环境中存在的污染物可能沉积于单晶硅表面上。原生氧化层或污染物存在于单晶硅表面上对接着形成于单晶硅表面上的外延层的质量产生不利地影响。尽管目前的清洁方法从单晶硅表面去除一些原生氧化物和污染物，仍存在一些污染物。

因此，需要更有效率的方法，以从衬底表面去除原生氧化物和污染物。

发明内容

本发明的各实施例一般涉及用于从衬底表面去除污染物和原生氧化物的方法。所述方法一般包含暴露衬底至氧化源，所述衬底具有氧化层于衬底上。氧化源氧化位于氧化层下方的衬底的上部，以形成具有增加厚度的氧化层。接着去除具有增加厚度的氧化层以暴露衬底的干净表面。去除氧化层一般包含去除存在于氧化层之中和之上的污染物，特别是那些存在于氧化层和衬底的界面处的污染物。外延层可接着形成于衬底的干净表面上。

于一个实施例中，一种清洁衬底表面的方法包括放置衬底于腔室中。所述衬底具有氧化层于所述衬底上，并且所述氧化层具有第一厚度。通过暴露所述衬底至氧化源而增加所述氧化层的厚度至第二厚度。从所述衬底去除所述氧化层，以及在去除所述氧化层后，在所述衬底上沉积材料层。

在另一实施例中，一种清洁衬底表面的方法包括放置衬底于第一腔室中，所述衬底具有氧化层于所述衬底上。所述衬底具有在所述衬底和所述氧化层之间的界面处的污染物。通过暴露所述衬底至氧化源以氧化所述衬底的上部并延伸所述氧化层至所述污染物下的一深度而增加所述氧化层的厚度。接着，从所述衬底去除所述氧化层和所述污染物。

在另一实施例中，一种清洁衬底表面的方法包括放置衬底于第一腔室中。所述衬底包括单晶硅，所述单晶硅具有原生氧化层于所述衬底上。所述原生氧化层具有第一厚度。通过暴露所述衬底至氧化源而增加所述原生氧化层的厚度，所述氧化源选自氧、臭氧及蒸气所组成的组。放置所述衬底于第二腔室中，以及在热工艺期间从所述衬底去除所述氧化层。接着在所述衬底上形成外延层。

附图简要说明

依本发明于上所列举的特征的方式可详细地理解，本发明的更具体的说明(简短概述于发明内容中)可参照实施例(这些实施例的一部分图示于附图中)而获得。然而，应注意，附图仅说明本发明的典型实施例，且因此附图不被视为对本发明范围的限制，因本发明可允许其它等效的实施例。

图1示出用于半导体处理的组合工具的平面图。

图2为清洁腔室的概要截面图。

图3A至图3D为依据一个实施例的半导体衬底的概图。

图4为用于清洁半导体衬底的方法的流程图。

图5A至图5C为说明硅衬底的界面污染和形成于所述硅衬底上的外延层的图。

为促进理解，尽可能使用相同的参考符号以指定所有图中共同的相同元件。应考虑者，于一个实施例中所公开的元件可有利地使用于其它实施例上而无需赘述。

具体描述

本发明的各实施例一般涉及从衬底表面去除污染物和原生氧化物的方法。方法一般包含暴露衬底至氧化源，所述衬底具有氧化层于衬底上。氧化源氧化位于氧化层下方的衬底的上部，以形成具有增加厚度的氧化层。具有增加厚度的氧化层接着被去除以暴露衬底的干净表面。去除氧化层一般包含去除存在于氧化层之中和之上的污染物，特别是那些存在于氧化层和衬底的界面处的污染物。外延层可接着形成于衬底的干净表面上。

本发明的各实施例可有益地实行于半导体清洁腔室中，如SiCoNi^TM预清洁腔室，可由美国加州的应用材料公司取得。也可使用可从其它制造商取得的腔室以执行于此所述的实施例。