[发明专利]用于清洁石英外延腔室的方法

说明书

公开了一种原位清洁外延反应腔室的方法。该方法可包括预涂布步骤、高温烘烤步骤和气体蚀刻步骤。该方法能够去除可能由石英制成的在反应腔室内积聚的残留物。

技术领域

本发明涉及一种用于加工半导体基板的反应系统。具体而言，本发明涉及在反应系统的内壁上发生化学残留物的形成之后清洁反应系统。

背景技术

已知在特定的半导体应用像例如NMOS器件中采用外延工艺。这些工艺利用的化学前体通常具有在反应系统的腔室壁上形成厚残留物涂层的倾向。腔室壁通常由石英制成，这是由于石英具有杂质少、对受热的化学物质稳健并且透明的性质。

当务之急是要不时去除形成在石英壁上的残留物。由于引入热漂移、颗粒污染和/或高的掺杂剂背景浓度，故残留物可能不利地影响外延膜的形成。在一些情况下，残留物可能阻碍热能从加热源向晶片的传递；最终导致工艺漂移和/或膜均匀性损失。由残留物生成的颗粒很可能脱落，并可能导致膜缺陷。还存在工艺过程中从残留物脱气的可能性。在晶片上游有涂层的情况下，产生的气体可能干扰晶片的掺杂剂分布。此外，从残留物脱气使得定期维护活动因气体的毒性而困难。

先前的清洁石英壁的方法可能涉及反应腔室的去除和更换。然而，这需要关停工具，从而导致生产量的降低和工艺变换的可能性。因此，优选进行原位清洁的工艺。如标题为“Device for In-situ Cleaning of an Inductively-coupled Plasma Chambers”的美国专利号6,749,717中所述，现有方法已利用原位生成的等离子体来形成清洁气体，该专利以引用的方式并入本文。然而，等离子体发生器可能生成也可能有害地蚀刻腔室壁的清洁气体。或者，在存在气态HCl流的情况下，一种普通的清洁解决方案可以是加热反应腔室。这种方法的主要缺点在于，通常，反应腔室的外围区域不能变得足够热以具有足够的蚀刻。

在标题为“Etchant Treatment Processes for Substrate Surfaces andChamber Surfaces”的美国专利号8,445,389中公开了含硅材料的去除，该专利以引用的方式并入本文。然而，外延工艺可能导致比含硅材料更难以去除的残留物。

因此，需要一种允许从反应腔室中的壁有效去除外延应用中生成的残留物而不会不利地影响壁的工艺。

发明内容

公开了一种用于原位清洁反应腔室的方法。所述方法包括：用保护性涂层气体预涂布反应腔室内的多个壁，所述保护性涂层气体包含以下中的至少之一：二氯硅烷(DCS)、硅烷或乙硅烷；将反应腔室加热到超过700℃的温度；和使蚀刻剂气体流到反应腔室中；其中所述蚀刻剂气体从所述多个壁去除残留物，所述残留物包含以下中的至少之一：基于砷、磷或锗的材料。

出于概述本发明和所实现的优于现有技术的优势的目的，在本文上述内容中描述了本发明的某些目标和优势。当然，应理解，未必所有此类目标或优势都可根据本发明的任一特定实施例实现。因此，举例来说，所属领域的技术人员将认识到，本发明可按实现或优化本文中教示或表明的一个优势或一组优势的方式体现或实行，而未必实现本文中可能教示或表明的其它目标或优势。

所有这些实施方案均意在包括在所公开的本发明的范围内。对于所属领域的技术人员来说，这些和其它实施例将根据参考附图的某些实施例的以下详细描述而变得显而易见，本发明不限于所公开的任何特定实施例。

附图说明

下文将参照某些实施例的图式来描述本文中所公开的本发明的这些和其它特征、方面和优势，所述实施例意图说明而不是限制本发明。

图1示意了根据本发明的至少一个实施方案的清洁工艺的流程图。

图2示意了能够运行根据本发明的至少一个实施方案的工艺的腔室。