DE112007001523T5 - Vorreinigung von Substraten in Epitaxiekammern - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Bearbeiten eines Substrats, umfassend:
Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer;
Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer;
Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen;
Beenden des Flusses des Ätzgases;
Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und
Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck, um eine gereinigte Substratoberfläche zu bilden.
Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer;
Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer;
Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen;
Beenden des Flusses des Ätzgases;
Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und
Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck, um eine gereinigte Substratoberfläche zu bilden.
Description
- HINTERGRUND
- Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Verfahren der Vorreinigung von Substraten in Epitaxiekammern, -systemen und -vorrichtungen. Insbesondere werden epitaktische Abscheidungsverfahren, -systeme und -vorrichtungen offenbart, die einen Reinigungsprozess beinhalten, der zum Entfernen von Oberflächendefekten und Kontaminanten vor dem Epitaxieprozess verwendet wird.
- Eine epitaktische Schicht ist ein kristalliner Film, der über ein kristallines Substrat gewachsen ist. Das darunter liegende Substrat wirkt als eine Vorlage für den wachsenden Film derart, dass die kristallografischen Eigenschaften der epitaktischen Schicht durch das darunter liegende kristalline Substrat definiert werden. Das heißt, das kristalline Substrat liefert einen kristallografischen Keim für das epitaktische Wachstum. Das Substrat kann zum Beispiel monokristalines Silizium, Silizium-Germanium oder ein SOI-Wafer sein.
- Wachstum der epitaktischen Schicht wird allgemein erreicht unter Verwenden einer chemischen Abscheidung aus der Gasphase (CVD). Der Substratwafer wird in einen CVD-Reaktor geladen, der dann mit einem nicht reaktiven Gas gespült wird, wie He, Ar, N2, oder H2. Die Temperatur des Reaktors wird hochgefahren und eine Mischung eines Trägergases und eines reaktiven Gases wird in den Reaktor eingeleitet. Reaktive Gase können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Silan (SiH4), Disilan (Si2H6), Trisilan (Si3H8), Dichlorsilan (SiH2Cl2), Trichlorsilan (SiHCl3), und Siliziumtetrachlorid (SiCL4). Dortiergase können auch eingeleitet werden, wie Arsin (AsH3), Phosphin (PH3) und Diboran (B2H6). Der Träger ist typischerweise Wasserstoff. Wenn eine erwünschte Dicke der epitaktischen Schicht erreicht wurde, werden nicht reaktive Gase wieder verwendet, um den Reaktor zu spülen, und die Temperatur wird heruntergefahren.
- Jedoch, um den epitaktischen Prozess erfolgreich durchzuführen, ist es wichtig, dass die Mengen der Defekte und Kontaminanten, die auf dem kristallinen Substrat vorhanden sind, minimiert werden. Kristallinitätsschaden und Kontaminanten auf dem kristallinen Substrat können auftreten während Bearbeitungsschritten, wie beispielsweise Implantation, Abstandshalterätzen, nasses Ätzen und einen beliebigen anderen Waferfabrikationsschritt. Die beschädigte und/oder kontaminierte Schicht sollte entfernt werden, um Defekte zu vermeiden, vor dem epitaktischen Abscheidungsprozess. In einem Reinigungsverfahren kann zum Beispiel das Substrat in einer Wasserstofffatmosphäre bei einer Temperatur über ungefähr 850°C bis 1000°C erwärmt werden, unter Verwenden von etwas, was in der Technik als ein Wasserstoffvortrocknen bezeichnet werden kann. Jedoch sind derartige Hochtemperaturprozesse teuer im Hinblick auf die Wärmebudgetierung. Nach dem Vortrocknungsschritt kann der epitaktische Abscheidungsprozess ausgeführt werden.
- Es ist deshalb erwünscht, Prozesse bereitzustellen, die die Wärmelast während der Epitaxie verringern. Es gibt auch einen Bedarf für Vorreinigungsprozesse, die bei epitaktischen Wachstumsbedingungen ausgeführt werden.
- ZUSAMMENFASSUNG
- In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats: Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer; Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer; Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen; Beenden des Flusses des Ätzgases; Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck, um eine gereinigte Substratoberfläche zu bilden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt ein Mehrkammerbearbeitungssystem nach einem Aspekt der Erfindung. -
2A –2C zeigen ein Substrat, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bearbeitet wird. -
3 zeigt eine grafische Darstellung einer Ätzgeschwindigkeit (Å/min) gegen eine HCl-Durchflussgeschwindigkeit (slm) für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4 zeigt eine grafische Darstellung einer Konzentration von O (cm–2) gegen die geätzte Dicke (Å) für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
5 zeigt eine grafische Darstellung der Konzentration von C (cm–2) gegen die geätzte Dicke (Å) für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
6 zeigt eine grafische Darstellung einer Konzentration von Cl (cm–2) gegen die geätzte Dicke (Å) für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Vor dem Beschreiben mehrerer beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung, sollte verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die Details der Konstruktion oder der Prozessschritte, die in der folgenden Beschreibung dargelegt sind, beschränkt ist. Die Erfindung ist geeignet für andere Ausführungsformen und dafür, auf verschiedenen Weisen praktiziert oder ausgeführt zu werden.
- Aspekte der Erfindung beziehen sich auf Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zum Vorreinigen von Substraten in Epitaxiekammern. Wie vom Fachmann anerkannt werden wird, werden gut bekannte Halbleiterbearbeitungsausrüstungen und -techniken, die sich auf epitaktische Abscheidung beziehen, nicht im Folgenden im Detail beschrieben, um so die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise zu verschleiern. Fachleute werden leicht erkennen, dass Prozessparameterwerte signifikant variieren werden abhängig von der besonderen Umgebung, dem Substrattyp, etc. Daher ist eine umfangreiche Liste möglicher Werte und Bedingungen weder praktisch noch nötig, da derartige Werte bestimmt werden können, sobald die Prinzipien der vorliegenden Erfindung bekannt sind.
- Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf das Reinigen eines Substrats, zum Beispiel eines Siliziumwafers, vor einer epitaktischen Abscheidung, zum Beispiel vor einer selektiven epitaktischen Abscheidung, unter Verwenden eines Ätzgases. Selektive Si-epitaktische Abscheidung und SiGe-epitaktische Abscheidung ermöglichen das Wachstum von Epischichten auf Si-Gräben, ohne Wachstum auf dielektrischen Flächen. Eine selektive Epitaxie kann verwendet werden in Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise innerhalb erhöhter Source/Drains, Source/Drains-Erweiterungen, Kontaktstecker und Basisschichtabscheidung von bipolaren Vorrichtungen. Allgemein beinhaltet ein selektiver Epitaxieprozess zwei Reaktionen; die Abscheidung und das Ätzen. Die Abscheidung und das Ätzen erfolgen gleichzeitig mit relativ verschiedenen Reaktionsgeschwindigkeiten auf Si und auf einer dielektrischen Oberfläche. Ein selektives Prozessfenster führt zur Abscheidung nur auf Si-Oberflächen durch Änderung der Konzentration eines Ätzgases (z. B. HCl).
- Aspekte der Erfindung können ausgeführt werden in einer oder mehreren Kammern eines Cluster-Tools. Allgemein ist ein Cluster-Tool ein modulares System, umfassend mehrere Kammern, die verschiedene Funktionen ausführen, einschließlich Auffinden und Orientierung eines Substratzentrums, Entgasen, Erwärmung, Abscheidung und/oder Ätzen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Cluster-Tool eine Kammer, die konfiguriert ist, um sowohl eine Vorreinigung als auch einen selektiven epitaktischen Abscheidungsprozess auszuführen. Die mehreren Kammern des Cluster-Tools sind montiert an einer zentralen Transferkammer, die einen Roboter beinhaltet, der zum Hin- und Herbewegen von Substraten zwischen den Kammern angepasst ist. Die Transferkammer wird typischerweise auf einem Vakuumzustand gehalten und stellt eine mittlere Stufe bereit zum Hin- und Herbewegen von Substraten von einer Kammer zu einer anderen, und/oder um eine Schleusenkammer zu beladen, die an einem vorderen Ende des Cluster-Tools positioniert ist. Zwei gut bekannte Cluster-Tools, die für die vorliegende Erfindung angepasst werden können, sind die Centura® und die Endurs® beide erhältlich von Applied Materials, Inc., Santa Clara, Kalifornien. Die Details eines derartigen Stufenvakuum-Substrat-Bearbeitungssystems sind offenbart in
US Pat. Nr. 5186718 , mit dem Titel „Staged-Vacuum Wafer Processing System und Method", Tepman et al., erteilt am 16. Februar 1993, das hier durch Bezugnahme enthalten ist. Jedoch kann die genaue Anordnung und die Kombination der Kammern geändert werden für Zwecke des Ausführens spezifischer Schritte eines Fabrikationsprozesses, der den vorliegenden Reinigungsprozess umfasst. - In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer; Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer; Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen; Beenden des Flusses des Ätzgases; Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck, um eine gereinigte Substratoberfläche zu erhalten. In einer Ausführungsform umfasst das Bearbeitungsverfahren ferner das Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche. Als ein Beispiel wird der Schritt des Bildens einer epitaktischen Schicht auf der Substratoberfläche ausgeführt durch selektive Epitaxie. In einer Ausführungsform wird die selektive Epitaxie ausgeführt auf einem Abschnitt der gereinigten Oberfläche, der von einem Isolator umgeben ist. In bestimmten Ausführungsformen werden die Prozessschritte und der Abscheidungsschritt ausgeführt in derselben Kammer. In anderen Ausführungsformen können diese Schritte jedoch ausgeführt werden in separaten Kammern, zum Beispiel in einem Cluster-Tool unter einer Vakuumschleuse.
- In einer anderen Ausführungsform beträgt die Temperatur des Substrats ungefähr 600°C bis ungefähr 850°C. In einer noch anderen Ausführungsform ist die Temperatur des Substrats geringer als oder gleich ungefähr 750°C.
- In einer Ausführungsform umfassen die Verfahren ferner das Erhöhen des Drucks der Kammer vor dem Abscheiden der epitaktischen Schicht auf der Substratoberfläche. In einer Ausführungsform erfolgt der Schritt des Bearbeitens des Substrats mit dem Ätzgas bei einem Druck von annähernd 10 Torr bis ungefähr 760 Torr. In einem anderen Beispiel erfolgt der Schritt des Bearbeitens der Substratoberfläche beim reduzierten Druck bei einem Druck von annähernd weniger als oder gleich 1 Torr.
- In einer anderen Ausführungsform umfasst das Ätzgas ein Halogen. Beispielsweise kann das Ätzgas umfassen HCl, Cl2, Br2, CCl4, CH3Cl3, (CH2)2Cl2, oder Mischungen davon.
- In einer noch anderen Ausführungsform umfassen die Verfahren ferner Einfließen eines zweiten Gases, umfassend ein Si-Quellengas, ein Ge-Quellengas oder Kombinationen davon in die Bearbeitungskammer. Das Si-Quellengas kann beispielsweise Silan (SiH4) umfassen. Das Ge-Quellengas kann beispielsweise German (GeH4) umfassen.
- In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Verfahren Einfließen eines dritten Gases, umfassend ein nicht reaktives Gas, in die Kammer vor dem Schritt des Abscheidens einer epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche. In einem Beispiel umfasst das nicht reaktive Gas H2, N2, Ar, He oder Kombinationen davon. In einem Beispiel erfolgt der Schritt des Einfließens des dritten Gases im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Schritt des Einfließens des Ätzgases. Der Begriff „im Wesentlichen gleichzeitig" bedeutet, dass er mindestens etwas Überlapp in der Zeit während sowohl das Wasserstoffgas als auch das Ätzgas einfließen, umfasst. Die Einflüsse müssen nicht zur selben Zeit beginnen und enden, obwohl in einigen Fällen dies erwünscht sein kann.
- In einer Ausführungsform beträgt die Durchflussgeschwindigkeit des Ätzgases ungefähr 10 sccm bis ungefähr 15000 sccm. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Gases ungefähr 1 sccm bis ungefähr 500 sccm. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Durchflussgeschwindigkeit des dritten Gases ungefähr 1 slm bis ungefähr 100 slm.
- In einer anderen Ausführungsform beträgt, während des Schrittes des Bearbeitens des Substrats mit dem Ätzgas, um eine Substratoberfläche freizulegen, eine Ätzgeschwindigkeit ungefähr 1 Å pro Minute bis ungefähr 30 Å pro Minute.
- In einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Halbleitersubstrats bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer; Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer; Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine Substratoberfläche freizulegen; Beenden des Einfließens des Ätzgases; Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck; und Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf der Substratoberfläche.
- In Bezug auf die Figuren zeigt
1 ein Beispiel eines Cluster-Tools oder Multi-Kammer-Bearbeitungssystems10 , das in Zusammenhang mit einem Aspekt der Erfindung verwendet werden kann. Das Bearbeitungssystem10 kann umfassen eine oder mehrere Schleusenkammern12 ,14 zum Übertragen von Substraten in und aus dem System10 . Typischerweise können, da das System10 unter Vakuum ist, die beladenen Schleusenkammern12 ,14 Substrate „herunterpumpen", die in das System10 eingeführt sind. Ein erster Roboter20 kann die Substrate zwischen den beladenen Schleusenkammern12 ,14 und einem ersten Satz von einem oder mehreren Substratbearbeitungskammern32 ,34 ,36 ,38 übertragen. Jede Bearbeitungskammer32 ,34 ,36 ,38 kann konfiguriert sein, um eine Anzahl von Substratbearbeitungsbetrieben auszuführen. Insbesondere ist die Bearbeitungskammer32 ein Trockenätzverarbeiter, der entworfen ist, um einen Trockenätzprozess zu praktizieren, der im Folgenden beschrieben ist, und die Prozesskammer34 ist ein epitaktischer Abscheidungsreaktor. Die Prozesskammern36 ,38 können konfiguriert sein, um ferner bereitzustellen beispielsweise eine zyklische Schichtabscheidung (CLD), eine atomare Schichtabscheidung (ALD), eine chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD), eine physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD), Ätzen, Vorreinigen, Entgasen, Orientierung und andere Substratprozesse. - Der erste Roboter
20 kann auch Substrate in/von einer oder mehreren Transferkammern42 ,44 übertragen. Die Transferkammern42 ,44 können verwendet werden, um Ultrahochvakuumbedingungen aufrechtzuerhalten, während ermöglicht wird, dass Substrate innerhalb des Systems10 übertragen werden. Ein zweiter Roboter50 kann die Substrate zwischen den Transferkammern42 ,44 und einem zweiten Satz von einer oder mehreren Prozesskammern62 ,64 ,66 ,68 übertragen. Ähnlich den Prozesskammern32 ,34 ,36 ,38 können die Prozesskammern62 ,64 ,66 ,68 konfiguriert sein, um eine Vielfalt von Substratverarbeitungsbetrieben auszuführen, einschließlich der Trockenätzprozesse, die im Folgenden beschrieben werden, zusätzlich zu zyklischer Schichtabscheidung (CLD), atomarer Schichtabscheidung (ALD), chemischer Abscheidung aus der Gasphase (CVD), physikalischer Abscheidung aus der Gasphase (PVD), epitaktischer Abscheidung aus der Gasphase, Ätzen, Vorreinigen, Entgasen und Orientierung. Beliebige der Substratbearbeitungskammern32 ,34 ,36 ,38 ,62 ,64 ,66 ,68 können aus dem System10 entfernt werden, falls sie nicht benötigt werden. - Es wird nun auf
2A –2C Bezug genommen, ein Beispiel eines epitaktischen Abscheidungsprozesses umfasst einen Vorreinigungsschritt, um einen Oberflächenschaden und Kontaminanten72 von einem Substrat70 zu entfernen, gefolgt von einem epitaktischen Abscheidungsprozess. Zu diesem Zweck wird vor dem Ausführen des epitaktischen Abscheidungsprozesses das Substrat70 , das bearbeitet werden soll, in eine Bearbeitungskammer geladen, um es einem Ätzprozess zu unterziehen, der den Schaden und die Kontaminanten72 entfernt, um eine Substratoberfläche76 freizulegen. Während des Ätzprozesses ist es wahrscheinlich, dass Komponenten des Ätzgases eine passivierte Schicht auf der Substratoberfläche ablagern, die entfernt werden muss. Um die passivierte Schicht zu entfernen, wird ein Vakuumtrocknen ausgeführt in der Prozesskammer, wobei der Fluss des Ätzgases beendet wird und der Druck der Bearbeitungskammer auf beispielsweise weniger als 1 Torr reduziert wird. Die Substratoberfläche76 , wie in2B gezeigt ist, ist dann geeignet, um das nachfolgende Wachstum einer epitaktischen Schicht auszuhalten. In einigen Fällen ist es erwünscht, eine Epitaxie auf einen Abschnitt der Substratoberfläche76 auszuführen, der von einer Isolation74 umgeben ist. - Der epitaktische Abscheidungsprozess kann ausgeführt werden durch chemische Abscheidung aus der Gasphase, ausgeführt innerhalb der Prozesskammer, in der das Vorreinigungsätzen stattfand, wie beispielsweise innerhalb eines EPI CENTURA Reaktors von Applied Materials, Santa Clara, Kalifornien, um eine epitaktische Schicht
78 auf der Substratoberfläche76 zu bilden. Die Oberfläche76 des Substrats70 kann beispielsweise Silizium ausgesetzt werden in der Form einer Abscheidungsgasmischung, die Silizium umfasst (z. B. SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl, Si2H6, oder SiH4) und ein Trägergas (wie beispielsweise N2, Ar, und/oder H2) umfasst. Falls die beabsichtigte Verwendung des Substrats70 erfordert, dass die epitaktische Schicht78 ein Dotiermittel umfasst, kann das Silizium enthaltende Gas auch ein geeignetes Dotiermittel enthaltendes Gas umfassen, wie beispielsweise Arsin (AsH3), Phosphin (PH3), und/oder Diboran (B2H6). - BEISPIELE
- In einem Beispiel wurden Substrate bei einer Temperatur von 800°C, einem Druck von 15 Torr, einer Wasserstoffdurchflussgeschwindigkeit von 25/5 slm durchgeführt, und die HCl-Durchflussgeschwindigkeit wurde variiert.
3 zeigt, dass ein Anstieg in der HCl-Durchflussgeschwindigkeit zu einer höheren Ätzgeschwindigkeit (Å/min) führt. - In anderen Beispielen wurden Substrate bearbeitet gemäß einer Zeitreihe von null, 4-Stunden und 8-Stunden. Eine Zusammenfassung der Durchläufe, einschließlich Indikatoren der Vorreinigungsbearbeitungsparameter ist in Tabelle 1 gezeigt. Ein Schlüssel zu den Bearbeitungsparametern ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1: Zusammenfassung der Vorreinigungsbearbeitungsbedingungen
Vorreinigungsbearbeitungsparameter Wartezeit Wafertyp G1 V 0 freiliegend G1 0 freiliegend G1 V H 0 freiliegend G1 V H 0 bemustert G2 V H 0 freiliegend G3 V H 0 bemustert G4 V H 0 freiliegend G5 V H 0 bemustert G3 V S 0 bemustert S1 V H S 0 freiliegend S1 V H S 0 bemustert S1 V H 0 bemustert S1 V H S 4 freiliegend S1 V H S 4 bemustert G1 8 freiliegend G1 V H 8 freiliegend G2 V H 8 freiliegend S1 V H S 8 freiliegend S1 V H S 8 bemustert S1 V H 8 bemustert S2 V H 8 bemustert S2 V H 8 freiliegend S3 V H 8 freiliegend V H 8 bemustert V H 8 freiliegend Parameter Temp (°C) Druck (Torr) GeH4/SiH4-Fluß (sccm) HCl-Fluß (sccm) H2 (slm) Zeit (sec) Ätzgeschwindigkeit auf freiliegenden Wafern G1 715 10 GeH4 = 160 HCl = 360 5/5 180 9 G2 715 10 GeH4 = 160 HCl = 360 5/5 300 9 G3 715 10 GeH4 = 160 HCl = 360 5/5 60 9 G4 715 20 GeH4 = 240 HCl = 540 5/5 300 30 G5 715 20 GeH4 = 50 HCl = 540 5/5 120 7 S1 715 80 SiH4 = 15 HCl = 1000 5/5 600 1 S2 715 200 SiH4 = 15 HCl = 1000 5/5 600 1.7 S3 715 80 SiH4 = 0 HCl = 15000 5/5 600 4.2 V 715 < 1 0/0 120 N/A H 715 < 5 35/5 60 N/A S 715 20 DCS = 400 HCl = 30 25/5 278 GR = 6.5 SiGeB 650 15 SiH4 = 100 GeH4 = 260 B2H6 = 50 (MR = 98%) HCl = 160 25/5 1000 GR = 32.2 -
4 ,5 und6 bilden grafisch Konzentrationen (cm–2) von O, C beziehungsweise Cl ab, auf der gereinigten Oberflächengrenzfläche für Durchläufe mit Bedingungen von S1, S2, S3 und eine Kontrolle von Nicht-Ätzen. Diese Figuren zeigen, dass, wenn die Dicke des Substrats, das geätzt wird, zunimmt, die Menge der Grenzflächenkontamination auf dem Substrat abnimmt. - Obwohl die Erfindung hier mit Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass diese Ausführungsformen lediglich für die Prinzipien und Anwendungen der vorliegenden Erfindung beispielhaft sind. Es wird jenen Fachleuten klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne vom Grundgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. So ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Modifikationen und Variationen umfasst, die innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- VORREINIGUNG VON SUBSTRATEN IN EPITAXIEKAMMERN
- Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats, umfassend einen Prozess eines vorreinigenden Ätzens und reduzierten Druckes wird offenbart. Der Vorreinigungsprozess umfasst Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer; Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer; Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen; Beenden des Flusses des Ätzgases; Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und Bearbeiten der Substratoberfläche bei dem reduzierten Druck. Eine epitaktische Abscheidung wird dann verwendet, um eine epitaktische Schicht auf der Substratoberfläche zu bilden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- - US 5186718 [0016]
Claims (20)
- Verfahren zum Bearbeiten eines Substrats, umfassend: Einführen eines Substrats in eine Bearbeitungskammer; Einfließen eines Ätzgases in die Bearbeitungskammer; Bearbeiten mindestens eines Abschnitts des Substrats mit dem Ätzgas, um eine kontaminierte oder beschädigte Schicht von einer Substratoberfläche zu entfernen; Beenden des Flusses des Ätzgases; Evakuieren der Bearbeitungskammer, um einen reduzierten Druck in der Kammer zu erhalten; und Bearbeiten der Substratoberfläche beim reduzierten Druck, um eine gereinigte Substratoberfläche zu bilden.
- Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Substrats während des Schritts des Einfließens des Ätzgases ungefähr 600°C bis ungefähr 850°C beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Temperatur des Substrats während des Schrittes des Einfließens des Ätzgases weniger als oder gleich ungefähr 750°C beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend Erhöhen des Drucks der Kammer vor dem Abscheiden der epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ätzgas ein Halogen umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ätzgas umfasst HCl, Cl2, Br2, CCl4, CH3Cl3, (CH2)2Cl2, oder Mischungen davon.
- Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend Einfließen eines zweiten Gases, umfassend ein Si-Quellengas, ein Ge-Quellengas oder Kombinationen davon in die Bearbeitungskammer.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Si-Quellengas Silan (SiH4) umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ge-Quellengas German (GeH4) umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend Einfließen eines dritten Gases, umfassend ein nicht reaktives Gas, in die Kammer, vor dem Schritt des Abscheidens einer epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche.
- Verfahren nach Anspruch 11, wobei das nicht reaktive Gas umfasst H2, N2, Ar, He oder Kombinationen davon.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Durchflußgeschwindigkeitkeit des Ätzgases ungefähr 10 sccm bis ungefähr 15000 sccm beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Durchflußgeschwindigkeitkeit des zweiten Gases ungefähr 1 sccm bis ungefähr 500 sccm beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Durchflußgeschwindigkeitkeit des dritten Gases ungefähr 1 slm bis ungefähr 100 slm beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Schrittes des Bearbeitens des Substrats mit dem Ätzgas, um eine Substratoberfläche freizulegen, eine Ätzgeschwindigkeit ungefähr 1 Å pro Minute bis ungefähr 30 Å pro Minute beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bearbeitens des Substrats mit dem Ätzgas, um eine Substratoberfläche freizulegen, bei einem Druck von annähernd 10 Torr bis annähernd 760 Torr erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bearbeitens der Substratoberfläche beim reduzierten Druck bei einem Druck von annähernd weniger als oder gleich 1 Torr erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Bildens einer epitaktischen Schicht auf der gereinigten Substratoberfläche ausgeführt wird durch selektive Epitaxie.
- Verfahren nach Anspruch 19, wobei die selektive Epitaxie ausgeführt wird auf einem Abschnitt des gereinigten Substrats, der von einem Isolator umgeben ist.
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