清洁方法技术

本公开内容的实现方式一般地涉及用于在基板表面上外延沉积的方法和设备。更具体言之，本公开内容的实现方式一般地涉及用于在外延沉积之前作表面预备(preparation)的方法和设备。在一个实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括以下步骤：通过使用等离子体蚀刻处理来蚀刻含硅基板的表面以形成该含硅基板的经蚀刻的表面，及在该含硅基板的经蚀刻的表面上形成外延层。该等离子体蚀刻处理包括以下步骤：将包含含氟前驱物和含氢前驱物的蚀刻剂气体混合物流入第一处理腔室的基板处理区域，及由流入基板处理区域的该蚀刻剂气体混合物形成等离子体。

Cleaning method

The implementation of the disclosure generally relates to methods and devices for epitaxial deposition on the substrate surface. More specifically, the implementation of the disclosure generally relates to a method and apparatus for surface preparation (preparation) before epitaxial deposition. In an implementation mode, a method for processing a substrate is provided. The method comprises the following steps: etching a surface of a silicon containing substrate by using a plasma etching process to form an etched surface of the silicon substrate, and to form an epitaxial layer on the etched surface of the silicon substrate. The plasma etching process includes the following steps: a substrate processing area that includes an etching agent gas mixture containing a fluorine precursor and a hydrogen containing precursor into the first processing chamber, and a plasma of the etchant gas mixture flowing into the substrate processing area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】清洁方法
本公开内容的实现方式一般涉及用于在基板表面上外延沉积的方法和设备。更具体言之，本公开内容的实现方式一般地涉及用于在外延沉积之前作表面预备(preparation)的方法和设备。
技术介绍
集成电路形成在硅和其他半导体基板中以及形成在硅和其他半导体基板上。在单晶硅的情况中，通过从熔融硅浴生长硅锭(ingot)，以及接着将凝固的硅锭切(sawing)成数个晶片来产生基板。可接着在单晶硅晶片上形成外延硅层以形成可掺杂的或未掺杂的无缺陷硅层。从外延硅层制造半导体组件，诸如晶体管。所形成的外延硅层的电性质通常会比单晶硅基板的性质更好。随着电路密度为下一代器件而增加，诸如通孔、沟槽、接点、栅极结构和其它特征之类的互连的宽度及它们之间的介电材料，减小到45nm和32nm的尺寸，然而介电层的厚度实质上保持恒定，结果是这些特征的深宽比增加。为了能够制造下一代器件和结构，半导体芯片的三维(3D)堆叠常常用于改进晶体管的效能。通过以三维方式布置晶体管，而不是以传统的二维方式，多个晶体管可彼此非常接近地放置在集成电路(IC)中。半导体芯片的三维堆叠减少线长度并保持低布线延迟。在制造三维半导体芯片的堆叠中，通常使用阶梯状(stair-like)结构以允许多个互连结构设置于其上，而形成高密度的垂直晶体管器件。这些三维堆叠形成在硅和其他半导体基板中及形成在硅和其他半导体基板上。在单晶硅(即，微晶硅)的情况中，通过从熔融硅浴生长硅锭，及接着将凝固的硅锭切成数个晶片来产生基板。可接着在单晶硅晶片上形成外延硅层以形成可掺杂的或未掺杂的无缺陷硅层。从外延硅层制造半导体器件，诸如晶体管。所形成的外延硅层的电性质通常会比单晶硅基板的性质更好。当单晶硅和外延硅层的表面暴露于通常的晶片制造设备环境条件时，单晶硅和外延硅层的表面很容易受到污染。例如，在外延层沉积之前，原生氧化层可形成在单晶硅表面上。此外，存在于周围环境中的污染物可能沉积在单晶表面上。单晶硅表面上的原生氧化物层或污染物的存在负面地影响随后在单晶表面上形成的外延层的品质。虽然现有的清洁方法将一些原生氧化物和污染物从单晶硅表面去除，但依然有一些污染物。另外，随着特征的深宽比增加，清洁位在高深宽比(“HAR”)特征底部处的硅表面变得更为困难。例如，当深宽比接近30：1至50：1时，使用目前可用的清洁方法所产生的离子常黏附到高深宽比特征的侧壁且无法到达在高深宽比特征底部处的硅表面。因此，需要一种用于清洁基板表面的方法与设备，特别是用于在进行外延沉积过程之前清洁基板表面的方法和设备。
技术实现思路
本公开内容的实现方式一般地涉及用于在基板表面上外延沉积的方法和设备。更具体言之，本公开内容的实现方式一般地涉及用于在外延沉积之前作表面预备的方法和设备。在一个实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括以下步骤：通过使用等离子体蚀刻处理来蚀刻含硅基板的表面以形成该含硅基板的经蚀刻的表面，以及在该含硅基板经蚀刻的表面上形成外延层。该等离子体蚀刻处理包括以下步骤：将包含含氟前驱物和含氢前驱物的蚀刻剂气体混合物流入第一处理腔室的基板处理区域，及从流入基板处理区域的该蚀刻剂气体混合物形成等离子体。在另一实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括以下步骤：由还原处理(reducingprocess)将氧化物从含硅基板的表面去除，通过使用电感耦合等离子体蚀刻处理来蚀刻含硅基板的表面以形成该含硅基板的经蚀刻的表面，以及在该含硅基板经蚀刻的表面上形成外延层。该等离子体蚀刻处理包括以下步骤：将包含含氟前驱物和含氢前驱物的蚀刻剂气体混合物流入第一处理腔室的基板处理区域，及由流入基板处理区域的该蚀刻剂气体混合物形成等离子体。在又一实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括以下步骤：由还原处理将氧化物从含硅基板的表面去除，通过使用电感耦合等离子体蚀刻处理来蚀刻含硅基板的表面以形成该含硅基板的经蚀刻的表面，及在该含硅基板经蚀刻的表面上形成外延层。该等离子体蚀刻处理包括以下步骤：将包含三氟化氮(NF3)前驱物和氨前驱物的蚀刻剂气体混合物流入第一处理腔室的基板处理区域，及由流入基板处理区域的该蚀刻剂气体混合物形成电感耦合等离子体。在又一实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括：将图案化基板传送到基板处理区域。该图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，该高深宽比特征的深度是该高深宽比特征的宽度的十倍以上。该方法包括通过使用第一等离子体蚀刻处理来将氧化物从暴露的含硅表面去除。第一等离子体蚀刻处理进一步包括将含氟前驱物和惰性气体流入基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成氟离子和惰性气体离子。第一等离子体蚀刻方法进一步包括以氟离子和含氢离子蚀刻含硅表面，同时施加偏压至基板以将氧化物从经蚀刻的含硅表面去除。该方法进一步包括在经蚀刻的含硅表面上形成外延层，其中在图案化基板不暴露于大气的条件下施行等离子体蚀刻处理及在图案化基板的经蚀刻的表面上形成外延层的步骤。在又一实现方式中，提供了一种处理基板的方法。该方法包括：将图案化基板传送到基板处理区域。该图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，该高深宽比特征的深度是该高深宽比特征的宽度的十倍以上。该方法包括通过使用第一等离子体蚀刻处理来将氧化物从暴露的含硅表面去除。第一等离子体蚀刻处理包括将三氟化氮(NF3)和氩气流入基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成含氟离子和氩离子，其中NF3和氩气的流动速率导致氩气比NF3的原子流量比介于80:1至150:1之间。第一等离子体蚀刻处理进一步包括以氟离子和氩离子蚀刻含硅表面，同时施加偏压至基板以形成经蚀刻的含硅表面。该方法进一步包括在经蚀刻的含硅表面上形成外延层，其中在图案化基板不暴露于大气的条件下施行等离子体蚀刻处理及在图案化基板的表面上形成外延层的步骤。在又一个实现方式中，处理基板的方法是正在处理基板。该方法包括：将图案化基板传送到基板处理区域。该图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，该高深宽比特征的深度是该高深宽比特征的宽度的十倍以上。该方法进一步包括通过使用第一等离子体蚀刻处理来将氧化物从暴露的含硅表面去除。第一等离子体蚀刻处理包括将含氟前驱物和重惰性前驱物(heavyinertprecursor)流入基板处理区域，同时施加等离子体功率以将含氟离子轰击暴露的含硅表面，同时施加偏压给基板，通过使用第二等离子体蚀刻处理来蚀刻暴露的含硅表面。第二等离子体蚀刻处理包括将包含含氯前驱物和含氢前驱物的蚀刻气体混合物流入基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成含氯离子和含氢离子，及以含氯离子和含氢离子蚀刻含硅表面。该方法进一步包括由第三等离子体蚀刻处理将蚀刻剂残余物从图案化基板的含硅表面去除。第三等离子体蚀刻方法包括以下步骤：将含氯前驱物和含氢前驱物流入基板处理区域，同时施加偏压给基板并施加等离子体功率以形成含氯离子和含氢离子，及以含氯离子和含氢离子蚀刻含硅表面，同时施加该偏压给基板。该方法进一步包括在图案化基板的经蚀刻的含硅表面上形成外延层，其中在图案化基板不暴露于大气的条件下施行该第三等离子体蚀刻处理及在图案化基板的该表面上形成外延层的步骤。附图说明以上简要概本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理基板的方法，包括以下步骤：将图案化基板传送到基板处理区域，其中所述图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，所述高深宽比特征的深度是所述高深宽比特征的宽度的十倍以上；通过使用等离子体蚀刻处理来将氧化物从所述暴露的含硅表面去除，包含以下步骤：将含氟前驱物和惰性气体流入所述基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成氟离子和惰性气体离子；及以所述氟离子和所述含氢离子蚀刻所述含硅表面，同时施加偏压至所述基板以将氧化物去除并形成经蚀刻的含硅表面；及在所述经蚀刻的含硅表面上形成外延层，其中在所述图案化基板不暴露于大气的条件下施行所述等离子体蚀刻处理及所述形成外延层的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 US 62/269,390;2015.12.18 US 62/269,4561.一种处理基板的方法，包括以下步骤：将图案化基板传送到基板处理区域，其中所述图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，所述高深宽比特征的深度是所述高深宽比特征的宽度的十倍以上；通过使用等离子体蚀刻处理来将氧化物从所述暴露的含硅表面去除，包含以下步骤：将含氟前驱物和惰性气体流入所述基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成氟离子和惰性气体离子；及以所述氟离子和所述含氢离子蚀刻所述含硅表面，同时施加偏压至所述基板以将氧化物去除并形成经蚀刻的含硅表面；及在所述经蚀刻的含硅表面上形成外延层，其中在所述图案化基板不暴露于大气的条件下施行所述等离子体蚀刻处理及所述形成外延层的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其中所述惰性气体选自以下所组成的群组中：氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)及以上各者的组合。3.如权利要求2所述的方法，其中所述含氟前驱物选自以下所组成的群组中：双原子氟(F2)、单原子氟(F)、三氟化氮(NF3)、五氟化氮(NF5)、六氟化硫(SF6)、二氟化氙(XeF2)、四氟化碳(CF4)、八氟环丁烷(C4F8)、三氟甲烷(CHF3)、氟化氢(HF)及以上各者的组合。4.如权利要求3所述的方法，其中所述等离子体是电感耦合等离子体。5.如权利要求1所述的方法，其中所述含氟前驱物和所述惰性气体的流动速率使得惰性气体比氟的原子流量比介于80:1至150:1之间。6.如权利要求1所述方法，其中所述图案化基板维持在约20摄氏度至约50摄氏度之间的温度。7.如权利要求1所述的方法，其中所述等离子体蚀刻处理是在约5mTorr至约80mTorr之间的压力下施行。8.一种处理基板的方法，包括以下步骤：将图案化基板传送到基板处理区域，其中所述图案化基板具有定位于高深宽比特征的底部处的暴露的含硅表面，所述高深宽比特征的深度是所述高深宽比特征的宽度的十倍以上；通过使用第一等离子体蚀刻处理来将氧化物从所述暴露的含硅表面去除，包含以下步骤：将三氟化氮(NF3)和氩气流入所述基板处理区域，同时施加等离子体功率以形成含氟离子和氩离子，其中NF3和氩气的流动速率导致氩气比NF3的原子流量比介于80:1至150:1之间；及以所述氟离子和所述氩离子蚀刻所述含硅表面，同时施加偏压...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·斯通，克里斯托弗·S·奥尔森，郭塘坊，谢平汉，丁震文，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US