[发明专利]用于在外延沉积之前进行表面制备的方法和设备

权利要求书

1.一种用于在外延沉积之前制备晶片的设备，该设备包括：

在金属外壳(10)内的电介质容器(12)，该电介质容器(12)形成与排气歧管(27)流体连通的等离子体体积(32)，并且所述排气歧管连接至真空泵送管线(28)；

与等离子体体积(32)相邻定位的支撑基座(14)，该支撑基座(14)配置成支撑半导体晶片(16)并将半导体晶片的温度升高到至少300℃；

氢气供应源(18)和用于控制其流量的控制器(50)，氢气从该供应源(18)通过管道流到电介质容器(12)的一个或多个气体入口(21)；

感应线圈(34、40)，其设置在电介质容器(12)的至少一侧的外侧并靠近该至少一侧；

射频电源(36)，其通过阻抗匹配电路(38、44)连接到感应线圈(34、40)；

开槽的静电屏蔽(46、48)，其电接地并位于感应线圈(34、40)和电介质容器(12)之间；以及

保护衬套(42)，其设置在电介质容器的内部，靠近电介质容器(12)的表面，其中，所述保护衬套(42)包括单晶硅或多晶硅中的至少一个，其中，所述保护衬套包括槽，以允许所述感应线圈的磁场穿过保护衬套渗透到所述等离子体体积中。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括气体注入器喷嘴，其连接到所述电介质容器(12)的一个或多个气体入口，所述气体注入器喷嘴(22)从电介质容器(12)的与所述支撑基座(14)相对的表面延伸从电介质容器(12)的表面到支撑基座(14)的距离的至少三分之一。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电介质容器的形状为圆柱形，并且其中，所述电介质容器(12)的高度小于电介质容器的半径的一半，和或其中，所述感应线圈(34、40)设置在电介质容器(12)的顶侧的外侧并靠近该顶侧。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑基座(14)配置为将所述半导体晶片的温度升高到约850℃。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括连接到所述电介质容器的用于氦气的可控气体供应源。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护衬套(42)包括衬套材料的平面面板，包括衬套材料的弯曲面板，和/或所述保护衬套(42)配置为部分地保护所述电介质容器的顶表面和侧表面免受离子轰击。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括：

残留气体分析仪(54)，其中残留气体分析仪(54)的采样端口(52)与所述排气歧管(27)流体连通；以及

自动过程控制器(50)，其配置为控制氢气供应源和射频电源(36)，该自动过程控制器(50)还配置为从残留气体分析仪(54)接收关于污染物浓度的信息，以确定何时终止用于在外延沉积之前制备半导体晶片(16)的过程。

8.根据权利要求2所述的设备，其中，所述气体注入器喷嘴(22)的气体出口(24)位于气体注入器喷嘴(22)的底表面上或者位于气体注入器喷嘴(22)的底表面和侧表面上。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个晶体硅限制元件(25)位于将等离子体体积(32)连接到排气歧管(27)的开口中，所述晶体硅限制元件(25)配置为防止等离子体体积(32)中的等离子体流入排气歧管(27)，其中，所述晶体硅限制元件(25)附接到所述电介质容器(12)。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，将等离子体体积(32)连接到排气歧管(27)的开口位于邻近支撑基座(14)的与基座的第一侧相对的第二侧，使得氢气基本上平行于半导体晶片(16)的表面流动，其中，所述支撑基座配置为将所述半导体晶片的温度升高到约850℃。