[發明專利]用原子氫清潔基板表面的方法和設備

有效

• 申請號: 201280065767.1
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN104025264B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 喬·格里菲思·克魯茲;樸廷元;普拉文·K·納萬克爾;內特斯·阮;哈恩·阮;陳圖;徐晶晶
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

技術領域

本發明的實施方式大體涉及半導體基板處理，并且更具體地，涉及用于清潔基板表面的方法。

背景技術

半導體裝置制造需要多個工藝步驟以完成成品裝置。然而，工藝步驟或干預條件可能會產生不需要的的材料(例如，原生(native)氧化物層、污染物、殘留物或類似材料)，這些材料可沉積或形成在基板表面上。這種材料通常是經由基板清潔工藝去除的。傳統的基板清潔工藝通常包括以下步驟：在高溫和/或高壓下使基板暴露于由處理氣體(例如，含氟氣體)形成的等離子體。然而，本發明人已注意到，在這種工藝條件下使基板暴露于等離子體可能會導致對基板的無法接受的損害。

因此，本發明人提供了用于清潔基板表面的改良方法。

發明內容

本文提供用于清潔基板表面的方法和設備。在一些實施方式中，一種清潔基板表面的方法可包括：提供含氫氣體到其中設置有多個熱絲(filament)的第一腔室；使電流流過多個熱絲以將所述多個熱絲的溫度升高到足夠分解至少一些含氫氣體的工藝溫度；以及通過使所述基板暴露于由含氫氣體分解所形成的氫原子達一段時間來清潔所述基板的表面。

在一些實施方式中，一種基板清潔系統可包括：工藝腔室，所述工藝腔室具有內部容積；基板支撐件，所述基板支撐件設置在所述工藝腔室的內部容積中以在所述工藝腔室中支撐待清潔的基板；原子氫源，所述原子氫源配置用于在操作期間提供原子氫到基板的表面，所述原子氫源包括多個熱絲和一端子(terminal)，所述端子用于將所述多個熱絲耦接到電源以將所述多個熱絲加熱到足夠從氫氣生成原子氫的溫度；以及氫氣源，所述氫氣源耦接到所述原子氫源以提供氫氣到所述原子氫源。

本發明的其他和進一步的實施方式描述如下。

附圖說明

可以通過參照在附圖中描繪的本發明的說明性實施方式來理解于上文簡要概述的本發明的實施方式，所述實施方式在下文更詳細地討論。然而，應注意，附圖僅圖示本發明的典型實施方式，且因此不應被視為本發明范圍的限制，因為本發明可允許其他等效的實施方式。

圖1是根據本發明的一些實施方式的用于清潔基板表面的方法的流程圖。

圖2A到圖2B是根據本發明的一些實施方式的如圖1所示的方法的不同階段期間基板的說明性的截面圖。

圖3是根據本發明的一些實施方式的適用于執行圖1所描繪的方法的處理系統。

圖3A是根據本發明的一些實施方式的適用于執行圖1所描繪的方法的處理系統。

圖4是根據本發明的一些實施方式的原子氫源的說明性截面圖，所述原子氫源耦接到適用于執行在圖1中描繪的方法的工藝腔室。

圖5描繪根據本發明的一些實施方式的適用于在原子氫源中使用的熱絲的配置。

圖6描繪根據本發明的一些實施方式的適用于在原子氫源中使用的熱絲的配置。

圖7描繪根據本發明的一些實施方式的適用于在原子氫源中使用的熱絲的配置。

圖8描繪根據本發明的一些實施方式的適用于在原子氫源中使用的熱絲的配置。

為了便于理解，在可能的情況下已使用相同的參考數字來標示各圖所共有的相同元件。各圖未按比例繪制且為清楚起見可予以簡化。預期一個實施方式的元件和特征結構可有利地結合到其他實施方式中而無需進一步敘述。

具體實施方式

本文提供用于清潔基板表面的方法和設備。本發明的工藝的實施方式可有利地允許從基板去除污染物或不需要的層，同時與利用例如等離子體、高溫處理或氟基化學的一個或更多個的傳統的清潔工藝相比對基板造成較少的損害。此外，本發明人已注意到，通過利用適當配置的腔室(例如，具有熱絲(hot wire)源的腔室，諸如熱絲處理腔室、熱絲化學氣相沉積(HWCVD)腔室，或者如在下文中所描述的類似的腔室)生成原子氫，與在半導體工業中用來生成原子氫的傳統方法相比，可有利地生成更高密度的原子氫(例如，諸如比所述傳統方法高1.3倍到約3倍)。雖然未限制本文公開的本發明的方法的使用范圍，但是本發明的方法已示出為對清潔超大規模集成(VLSI)裝置中所用的較大規?；逄貏e有效，例如，諸如300mm基板、約1000mm×1250mm基板、約2200mm×2500mm基板或更大的基板。