[发明专利]使用等离子体和蒸汽的干式清洁方法

说明书

一种根据本发明的使用等离子体和蒸汽的干式清洁方法包括：反应步骤，在反应腔室中通过使用等离子体处理的反应气体将在单晶硅基板上形成的非晶硅、多晶硅、氧化硅或氮化硅转化为包含六氟硅酸铵的反应物；转移步骤，将其上形成有所述反应物的所述硅基板转移到与所述反应腔室分开地设置的反应物去除腔室；以及反应物去除步骤，用通过在所述反应物去除腔室的上表面部分中形成的蒸汽供应端口供应的高温蒸汽喷射所述反应物，以使所述反应物蒸发，并且将所蒸发的反应物与所述高温蒸汽一起通过在所述反应物去除腔室的下表面部分中形成的排放端口排放。

技术领域

本发明涉及一种使用等离子体和蒸汽的干式清洁方法，并且更具体地，涉及如下一种使用等离子体和蒸汽的干式清洁方法：使用高温蒸汽在短时间段内使作为在干式清洁工艺期间产生的反应物的六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)被蒸发并去除，使得处理时间显著地缩短，解决了在去除反应物的过程中反应副产物附着到腔室的内壁并且成为基板的污染源的问题，增加了腔室本身的清洁周期，并且提高了生产率和硬件稳定性。

背景技术

在干式清洁方法中，等离子体干式清洁方法是其中使用等离子体活化反应物以使得使用在反应物与基板之间的化学或物理反应执行清洁的方法。

这种等离子体干式清洁方法具有选择性高的低温工艺的优点。另一方面，等离子体干式清洁方法存在的问题是由于因入射到基板上的离子的轰击而在基板的表面上产生损伤层，因此要求后续工艺来去除损伤层。

近来，作为解决以上问题的替代技术，引入了干式清洁技术，其中电介质、诸如氧化硅或氮化硅与气体或自由基反应以产生六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)固体层，并且然后加热并去除六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)固体层，如其中说明常规的干式清洁工艺的图1所示。

图2是说明包括在图1中说明的常规的干式清洁工艺中的反应物去除工艺的视图。

进一步参考图2，说明了在产生六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)固体层、即反应物的反应操作之后执行的使反应物蒸发的退火操作。在图2中，示意性地说明了其中六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)在100℃或更高的温度下蒸发并且六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)中的一些被吸附在腔室的内壁上的现象。

作为反应物的六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)通过与SiF₄、2NH₃和2HF在100℃或更高的温度下反应而被蒸发，并且所蒸发的反应物的组分由真空泵抽吸，但是一些组分被吸附在腔室的内壁上。

由于重复反应操作和退火操作以与作为要清洁的对象的基板的数量对应，因此吸附在腔室的内壁上的组分因工艺的重复而被固定为反应副产物并且污染基板。另外，当腔室中的压力改变时，所述组分变成颗粒，并且成为污染基板的主要因素。

同时，已知在干式清洁期间参与氧化物去除反应的氟原子具有高电负性，所以对基板表面的吸附能力高，因此在干式清洁中，在清洁之后余留的氟的量大于在湿式清洁中在清洁之后余留的氟的量。

由于残余的氟组分使基板的表面亲水并且使其他污染物牢固地吸附在基板的表面上(这成为降低在基板上形成的器件的质量的因素)，因此残余的氟组分是必然要去除的要素。然而，根据常规的退火方法，存在难以完全地去除残余的氟组分的问题。