[发明专利]反应器表面的选择性蚀刻

说明书

技术领域

本申请通常涉及薄膜制造，特别涉及清洁用于沉积薄膜的反应器。

背景技术

在制造整合装置时，例如藉由化学气相沉积(CVD)或原子层沉积 (ALD)，将薄膜沉积或形成于反应室或反应器中的基板上。在这些沉积 制程中，亦会将膜材料沉积于其它表面上，例如反应室内壁及其它暴露表 面上，由此污染这些表面。随时间变迁，这些材料堆积并积累起来，最终 使反应室表面有颗粒剥脱、脱落及/或分层等现象发生。落在基板表面上的 颗粒，例如落到表面上或携带于气流中，会为制造过程带来问题，例如降 低制程的产率及/或再现性。定期清洁反应室中的污染物可减少这些问题。

一种清洁反应室的方法为使用合适蚀刻剂进行一或多次清洁循环的 原位蚀刻循环。原位清洁减少了对于移除、更换及/或重新鉴定(requalify) 受污染的反应室的需求。在蚀刻速率较高的情况下，可以在必要时就进行 原位蚀刻，而不会明显地影响工具的处理量。但较低的蚀刻速率则会降低 处理量。此外，在一些情况下，原位蚀刻有一或多个缺点，例如，显著地 蚀刻反应室的一或多个组件，造成基板污染，及/或引起环境、健康与安全 (EHS)问题。因此，在一些情况下，原位清洁是不可行的。

清洁反应室的另一选择是离位清洁，其中将受污染的组件自工作中移 出以便清洁。“珠粒喷击(Bead blasting)”是利用机械研磨进行离位清洁的 一种形式，其中例如使用高压流体流，使一股磨料(例如氧化铝、氧化锆、 玻璃、二氧化硅、碳化硅(SiC)或其它合适材料)碰撞待清洁的表面。 珠粒喷击具有若干缺点，诸如清洁过程会对反应室组件造成破坏，由此缩 短其使用寿命。珠粒喷击是一种“视线(line of sight)”方法，导致难以清 洁具有高纵横比的组件。由于无法目视监测污染物的移除，故当移除污染 物并到达底层材料时，终点并不明显；亦有可能漏掉受污染的区域。珠粒 喷击亦会引起磨料污染清洁过的部分。珠粒喷击不易移除与磨料一样坚硬 或比磨料更坚硬的污染物。此外，珠粒喷击需要高成本且具有低再现性。

发明概述

组合物、方法及系统，其允许选择性蚀刻金属室表面上的金属氧化物。 所述方法适用于清洁用于沉积金属氧化物膜的反应室。

在一个实施例中，提供一种用于选择性蚀刻半导体反应器的金属部件 上的金属氧化物的方法。所述方法包含使金属部件的表面与碱性蚀刻剂接 触。金属氧化物存在于所述金属部件的所述表面上。所述碱性蚀刻剂能有 效地蚀刻金属氧化物。尽管金属部件易受碱性蚀刻剂所化学侵蚀，但金属 部件的表面也部分与抑制剂接触，所述抑制剂能有效抑地制碱性蚀刻剂对 金属部件的化学侵蚀。

在另一实施例中，提供一种用于离位湿式清洁用于沉积氧化铝的沉积 反应器的钛或钛合金表面上的氧化铝的方法。所述方法包含使上面沉积有 氧化铝层的沉积反应器的钛或钛合金表面与蚀刻剂接触，其中蚀刻剂包括 氢氧化钠及氢氧化钾中的至少一种。所述方法还包括使钛或钛合金表面与 包括聚羟基苯化合物的抑制剂接触。此外，使钛或钛合金表面与包括硼酸 根物种(borate species)的稳定剂接触。

在另一实施例中，提供一种适于选择性清洁金属部件上的金属氧化物 的蚀刻组合物。组合物包含能有效蚀刻金属部件上的金属氧化物的量的碱 性蚀刻剂。组合物也包含能有效抑制碱性蚀刻剂对金属部件的蚀刻的量的 抑制剂。

附图简述

图1是说明选择性蚀刻金属室部件上的金属氧化物的方法的一个实施 例的流程图。

图2示意说明适用于评估对钛上的氧化铝的蚀刻的测试样品的一个实 施例。

图3A是测试样品的区域1在不存在五倍子酸的情况下蚀刻的 FESEM。图3B是同一测试样品的区域2的FESEM。

图4A是测试样品的区域1在五倍子酸存在的情况下蚀刻的FESEM。 图4B是同一测试样品的区域2的FESEM。

图5A及图5B是测试样品的平面在五倍子酸存在的情况下蚀刻的 FESEM图像。

图6是测试样品的平面在五倍子酸存在的情况下蚀刻的FESEM图像， 其中标识出进行EDS的区域。

图7A至图7C是图6中所标识的区域的EDS光谱图。

图8A及图8B图解说明在不同蚀刻剂浓度下的氧化铝蚀刻速率。