[发明专利]选择性氧化和简化预清洁

说明书

讨论了用于选择性地氧化包含介电表面和金属表面的基板表面的介电表面的方法。还讨论了清洁包含介电表面和金属表面的基板表面的方法。所公开的方法使用由氢气和氧气产生的等离子体来氧化的介电表面和/或清洁基板表面。所公开的方法可在单个步骤中执行，而无需使用单独的竞争性氧化和还原反应。所公开的方法可在恒定温度下和/或在单个处理腔室内执行。

技术领域

本公开内容的多个实施方式一般涉及用于选择性氧化和/或清洁基板表面的方法。更具体地，本公开内容的多个实施方式涉及用于氧化介电材料或半导体材料而实质上不氧化金属材料的方法。本公开内容的多个进一步的实施方式涉及用于在单个腔室内和/或在单个温度下预清洁具有介电表面和金属表面的基板表面的方法。

背景

材料表面的氧化和还原是半导体装置的制造中的重要处理。这些反应可用于改变膜的性质、钝化或活化各种沉积方案中的表面和/或改变膜的组成。

许多半导体装置含有金属表面和介电表面两者。当前用于介电材料或半导体材料的氧化的方式对金属没有选择性。金属材料的不必要氧化可能导致线、过孔或接触电阻的增加。并且用于减少金属材料上非希望的氧化的处理通常使用氢基处理，氢基处理会损坏电介质。因此，用于处理同时具有金属表面和介电表面的基板的当前方法依赖于交替的氧化和还原反应来氧化电介质/半导体并且消除对金属表面造成的任何氧化两者。

因此，存在对金属材料之上的介电材料和半导体材料具有选择性的氧化处理的需求。

许多现代的半导体制造处理可能在基板表面上留下污染物。此外，在处理工具之间的延长的储存或传送可能会使基板表面暴露于污染物。许多基板处理方法对于给定的表面化学性质是高度特定的。因此，在处理之前清洁基板表面以移除污染物是大多数半导体制造处理流程的重要部分。

许多半导体装置含有金属表面和介电表面两者。这些表面每个都可能含有需要在处理之前移除的污染物。不幸的是，从一个表面移除污染物的处理可能会损坏或以其他方式不利地改质(modify)另一个表面。

当前的清洁具有金属表面和介电表面两者的基板的方法依赖于交替的氧化和还原反应，以移除污染物并消除由另一个反应引起的任何损坏。大多数清洁处理需要至少三个氧化或还原反应处理才能充分清洁基板表面。然而，氧化和还原反应通常在不同的温度下执行。因此，通常在处理之间基板必须被加热或冷却。此外，用于氧化和还原反应的处理气体通常是不兼容的。因此，通常必须将基板从一个处理腔室传送到另一个处理腔室以执行不同的处理。

因此，存在在一个温度下执行的清洁处理的需要。此外，存在在一个处理腔室内执行的清洁处理的需要。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施方式涉及一种方法，包含以下步骤：将包含受损的介电表面和还原的金属表面的基板表面暴露于由包含氢气和氧气的等离子体气体形成的等离子体，以氧化受损的介电表面而无需实质上氧化还原的金属表面。

本公开内容的多个另外的实施方式涉及一种选择性地氧化介电表面的方法。方法包含以下步骤：将包含氮化硅表面和钨表面的基板表面暴露于由包含氢气、氧气和氩的等离子体气体形成的微波等离子体，以选择性地氧化氮化硅表面而不氧化钨表面。微波等离子体的功率在约2500W至约3000W的范围中。等离子体气体的氩浓度按摩尔计大于或等于约95％，并且氢气与氧气的比例在约1：1至约1:10的范围中。基板表面维持在约400℃的温度下。钨表面在暴露于微波等离子体之前和之后的性质相似。性质选自反射率、电阻率和薄层电阻的一种或多种。

本公开内容的多个进一步的实施方式涉及一种清洁基板的方法。方法包含以下步骤：将具有受污染的介电表面和受污染的金属表面的基板表面暴露于由包含氢气和氧气的等离子体气体形成的等离子体，以移除污染物并形成清洁的介电表面和清洁的金属表面。

附图说明