从衬底表面去除污染物与原生氧化物的方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景专利
本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。附图简要说明依本专利技术于上所列举的特征的方式可详细地理解，本专利技术的更具体的说明(简短概述于
技术实现思路
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，附图仅说明本专利技术的典型实施例，且因此附图不被视为对本专利技术范围的限制，因本专利技术可允许其它等效的实施例。附图说明图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为说明娃衬底的界面污染和形成于所述娃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。具体描沭本专利技术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。本专利技术的各实施例可有益地实行于半导体清洁腔室中，如SiCoNi 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。图1示出用于半导体处理的组合工具100的平面图。组合工具100是包含多个腔室的模块系统，所述腔室在半导体制造工艺中执行各种功能。组合工具100包括经由一对负载锁定腔室105而连接至前端环境104的中央传送腔室107。工厂界面机械手108设置于前端环境104中，并构造成以于负载锁定腔室105和安装于前段环境104上的多个舱103之间置换衬底。控制器102耦接至中央传送腔室107。控制器102包含计算机可读媒体且适于执行用以依据于此所述的方法处理衬底的一或多个程序。多个腔室101A-D安装至中央传送腔室以执行所需的工艺。设置于中央传送腔室107的中央机械手106构造成以于负载锁定腔室105和多个腔室101A-D之间，或于多个腔室101A-D之间传送衬底。多个腔室101A-D可包括一或多个清洁腔室、注入腔室、退火腔室、蚀刻腔室或沉积腔室的任何组合。举例来说，腔室IOlA和IOlB可为清洁腔室,而腔室IOlC和IOlD可为适于在半导体衬底上生长或沉积外延层的沉积腔室。于一实施例中，与氧化源耦接的第一腔室、适于执行干蚀刻工艺的第二清洁腔室和外延沉积腔室耦接至中央传送腔室 107。图2为清洁腔室的概要截面图。腔室201可实际上有益于执行热或以等离子体为基础的氧化工艺及/或以等离子体辅助的干蚀刻工艺。腔室201包含腔室主体212、盖组件214及支撑组件216。盖组件214设置于腔室主体212的上端，且支撑组件216至少部分设置于腔室主体212内。可使用真空系统以从腔室201去除气体。真空系统包含耦接至真空端口 221的真空泵218，所述真空端口 221设置于腔室主体212中。盖组件214包含至少两个堆叠的部件，所述堆叠的部件构造成以于所述堆叠的部件之间形成等离子体容积或腔。第一电极220垂直地设置于第二电极222上方，以限制出等离子体容积。第一电极220连接至功率源224(如，射频(RF)功率源)，且第二电极222连接至地面或源返回(source return),在第一电极220和第二电极222之间形成电容。盖组件214还包含一或多个气体入口 226，用以经由阻隔板228和气体分配板230而提供清洁气体至衬底表面。清洁气体可为蚀刻剂或离子化活性基(如，离子化氟或氯)或氧化剂(如，臭氧)。此外，腔室201包含控制器202，用以于腔室201内控制工艺。支撑组件216可包含衬底支撑件232，用以于处理期间支撑衬底210于衬底支撑件232上。衬底支撑件232可由轴236而耦接至致动器234，轴236延伸通过形成于腔室主体212的底面中的中央位置开口。致动器234可由波纹管(bellow)(图未示)而柔性地密封至腔室主体212，所述波纹管防止围绕轴236的真空泄漏。致动器234允许衬底支撑件232在腔室主体212内的工艺位置和较低的传送位置之间垂直地移动。传送位置位于形成于腔室主体212的侧壁中的狭缝阀的开口的略下方。衬底支撑件232具有平的或实质上平的表面，所述表面用以支撑待处理的衬底于表面上。衬底支撑件232可由致动器234(致动器234由轴236而耦接至衬底支撑件232)而于腔室主体212内垂直移动。于操作时，衬底支撑件232可升高至紧邻盖组件214的位置以控制正被处理的衬底2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.04 US 61/370,7221.一种清洁衬底表面的方法，所述方法包括以下步骤: 放置衬底于腔室中，所述衬底具有氧化层于所述衬底上，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。2.按权利要求1所述的方法，其中所述氧化源选自氧、臭氧及蒸气所组成的组。3.按权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下步骤: 在去除所述氧化层前，放置所述衬底于第二腔室中。4.按权利要求3所述的方法，其中所述材料层为外延层，所述衬底包括单晶硅，且所述氧化层包括二氧化硅。5.按权利要求4所述的方法，其中去除所述氧化层的步骤还包括以下步骤: 从所述衬底的表面去除污染物，并且其中所述氧化层使用热工艺、干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺而去除。6.按权利要求5所述的方法，其中所述第二厚度为约25埃或更厚。7.按权利要求1所述的方法，其中增加所述氧化层的厚度的步骤发生在衬底温度低于约1100摄氏度时。8.按权利要求7所述的方法，其中增加所述氧化层的厚度的步骤发生在衬底温度从约625摄氏度至约900摄氏度的范围内时。9.按权利要求7所述的方法，其中增加所述氧化层的厚度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨瑟施·库珀奥，马尼施·赫姆卡，温德兰，金以宽，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：