集成式外延系统高温污染物去除的制作方法
本公开的实施一般性地关于用于清洁基板的表面的设备和方法。
背景技术：
在硅基板和其他的半导体基板中且在硅基板和其他的半导体基板上形成集成电路。在使用单晶硅的情况中，基板是通过以下所述的方式来制造：从熔融的硅浴中生长晶锭，然后将固化的晶锭锯成多个基板。然后可以在单晶硅基板上形成外延硅层以形成可以被掺杂或未掺杂的无缺陷的硅层。半导体装置(例如：晶体管)可以从外延硅层中制成。形成的外延硅层的电特性通常优于单晶硅基板的特性。
当暴露于典型的基板制造设施环境条件时，单晶硅和外延硅层的表面易受到污染。例如，由于基板的处理和/或对于在基板处理设施中的周围环境的暴露，在沉积外延层之前可以在单晶硅表面上形成原生的氧化物层。此外，存在于周围环境中的外来的污染物(例如，碳和氧物种)可沉积在单晶表面上。在单晶硅表面上的原生的氧化物层或污染物的存在对于随后在单晶表面上形成的外延层的质量有负面的影响。因而，希望预先清洁基板以为了在外延层于基板上生长之前去除表面氧化和其他的污染物。然而，经常在一或多个独立的真空处理腔室中进行预清洁工艺，这可能增加基板处理时间和将基板暴露于周围环境的机会。
因而，在本领域中需要提供一种改进的基板处理系统，所述基板处理系统用于在执行外延沉积工艺之前清洁基板表面并且使得基板处理时间和对于周围环境的暴露最小化。
技术实现要素：
此公开描述一种真空处理系统，所述真空处理系统包含：第一传送腔室，所述第一传送腔室耦接到至少一个膜形成腔室；第二传送腔室；等离子体氧气去除腔室，所述等离子体氧气去除腔室耦接至所述第一传送腔室或所述第二传送腔室；等离子体污染物去除腔室，所述等离子体污染物去除腔室耦接至所述第一传送腔室或所述第二传送腔室；及装载锁定腔室，所述装载锁定腔室耦接至所述第二传送腔室。
本文亦描述了一种处理基板的方法，所述方法包含以下步骤：通过包含将所述基板暴露于包含nf3、hf，及自由基的处理气体的步骤的工艺从基板去除氧气；通过包含将所述基板暴露于氢自由基的步骤的工艺从所述基板去除污染物；及通过外延工艺在所述基板上形成膜。
本文亦描述了一种真空处理设备，所述真空处理设备包含：第一传送腔室，所述第一传送腔室耦接到至少一个气相外延腔室；第二传送腔室，所述第二传送腔室通过一或多个直通站耦接至所述第一传送腔室；等离子体氧气去除腔室，所述等离子体氧气去除腔室耦接至所述第一传送腔室或所述第二传送腔室，所述等离子体氧气去除腔室包含：喷头，所述喷头具有混合腔室和气体分配器；第一气体入口，所述第一气体入口穿过所述喷头的一部分形成并且与所述混合腔室流体连通；第二气体入口，所述第二气体入口穿过所述喷头的一部分形成并且与所述混合腔室流体连通；第三气体入口，所述第三气体入口穿过所述喷头的一部分形成并且与所述混合腔室流体连通；及基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面；冷却通道和嵌入于所述基板支撑件中的一或多个电阻加热器；及提升构件，所述提升构件设置在所述基板支撑表面的凹部中并且经由所述基板支撑件耦接至提升致动器；等离子体污染物去除腔室，所述等离子体污染物去除腔室耦接至所述第一传送腔室或所述第二传送腔室，所述等离子体污染物去除腔室包含：远程等离子体源；磁离子过滤器；及基板支撑件，所述基板支撑件可进行操作以将设置于所述基板支撑件上的基板加热至在摄氏25度与摄氏650度之间的温度；及装载锁定腔室，所述装载锁定腔室耦接至所述第二传送腔室。
附图说明
本公开的实施(在前文中简短地概括和在后文中更为详细地讨论)可通过参照描绘于附图中的本公开的示例说明性的实施来理解。然而，应注意到附图仅示例说明此公开的典型的实施，因而不被认为是对本公开的范围作出限制(因为本公开可容许其他的同等有效的实施)
图1图示根据本公开的一个实施的处理列。
图2是根据本公开的一个实施的使用以执行图1的还原过程的清洁腔室的剖面图。
图3是可被设置在基板处理腔室(例如：具有远程等离子体源的处理腔室)内的基板支撑件的透视图。
图4是图3的基板支撑件的一部分的剖面图。
图5图示用于执行外延沉积工艺的单基板化学气相沉积(cvd)反应器。
图6图示用于执行外延沉积工艺的背侧加热处理腔室的示意性的剖面图。
图7是用于执行外延沉积工艺的cvd腔室的示意性的剖面图。
图8图示用于执行如同在此描述的清洁和沉积工艺的示例性的真空处理系统。
为了要促进理解，在可能的情况中已经使用相同的元件符号以指定给图共享的相同的元件。图并未按照比例来绘示且可被简化以达成清楚性。考虑到一个实施的元件和特征可被有利地并入其他的实施中，而无需进一步的详述。
具体实施方式
图1图示根据本公开的一个实施的处理列100。在103处，可在腔室中执行可选择的腔室调节步骤以用于操作104。操作104包含：使用含有氢自由基的气体，因此腔室表面可通过暴露于蒸汽或水蒸气而钝化。可通过已知的方法非原位地或原位地产生蒸汽，并且腔室表面可暴露于蒸汽达到1秒至60秒(例如，大约30秒)的时间区间，以产生具有对于氢自由基的至少稍微改善的抵抗力的表面。在蒸汽钝化工艺期间，活性生产基板可存在于设置在基板支撑件上的处理腔室中。可替代性地，虚拟基板(dummysubstrate)可定位在基板支撑件上。如果基板支撑件是由可能与蒸汽反应的材料制成，那么在蒸汽钝化工艺期间将基板设置在支撑件上可降低与蒸汽的反应性。可以在蒸汽钝化工艺期间加热基板以减少蒸汽与基板之间的接触。举例而言，在蒸汽钝化工艺期间，基板可被加热至摄氏400度，或更高。
在方块104中，从基板的表面去除污染物。在方块104的一个实施中，使用还原过程从基板的表面去除例如为碳或碳氢化合物的污染物。还原过程可使用含有氢的等离子体以去除污染物。等离子体可从包含氢气(h2)、氦气(he)、氩气(ar)、氨气(nh3)，或此些气体的任何的组合的清洁气体中形成。等离子体可为电感性耦合的或电容性耦合的，或等离子体可通过在处理腔室中的微波源来形成。处理腔室可为远程等离子体腔室，所述远程等离子体腔室与在其中设置基板的处理腔室物理分离。
在一个实施中，等离子体是使用电感性耦合等离子体源来形成，所述电感性耦合等离子体源是用以执行还原过程104的远程等离子体源(remoteplasmasource,rps)。来自等离子体的自由基可通过通道管和设置在基板上方的气体分配板。基板定位在支撑件上并且处于大约摄氏25度至大约摄氏650度的温度(例如，在大约摄氏100度与大约摄氏500度之间的温度)，其中在一些情况中为至少约摄氏400度，而在一些情况中为大约摄氏400度。在其他的情况中，基板保持在摄氏500度至摄氏650度的温度。处理压力可为低于大气压力的压力(例如，大约20mtorr至大约300torr(例如，大约100mtorr至大约300mtorr(例如，大约150mtorr)))。自由基到达基板，然后与表面污染物反应以形成挥发性物质，所述挥发性物质在处理腔室中进入气相并且被排出。可经调试以执行还原过程的示例性的处理腔室包含：aktivpre-cleantm、pcxtreactiveprecleantm(rpc)，或selectratm腔室，前述腔室可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得。亦可使用来自其他的制造商的腔室。
远程等离子体工艺形成包含氢自由基的气体。如同在前文中描述，包含氢的等离子体通过由磁场围绕的管道，所述磁场使得带电粒子转向，而允许中性粒子(例如：氢自由基，以及其他的自由基和分子)通过而到达包含基板的处理区域。基板暴露于包含氢自由基的气体以执行还原过程，所述还原过程去除了包含碳的污染物。工艺亦使得均匀的氢封端基板的表面，其中在位于基板表面处的晶体结构中具有最小的缺陷。
在方块106中，在基板的表面上形成外延层。如果事先进行清洁，如同在前文中描述，基板的表面会均匀地氧化并且不具有污染物，这改善了形成于基板的表面上的生长的外延层的质量。示例性的外延工艺可为在小于大约摄氏800度(例如，大约摄氏450至650度)的温度处执行的选择性的外延工艺。可以使用高温化学气相沉积(cvd)工艺来形成外延层。外延层可为结晶硅、锗，或硅化锗，或任何的适当的半导体材料(例如：iii-v族化合物或ii-vi族化合物)。在一个示例性的热cvd工艺中，处理气体(例如：氯硅烷sihxcl4-x(一、二、三、四)、硅烷sixh2x+2(硅甲烷(silane)、乙硅烷(disilane)、丙硅烷(trisilane)等等)、锗烷gexh2x+2(锗烷、二锗烷等等)、氯化氢hcl、氯气cl2，或上述组合)被使用以形成外延层。处理温度低于摄氏800度(例如，大约摄氏300度至大约摄氏600度(例如，大约摄氏450度))，并且处理压力是在5torr与600torr之间。可被使用以执行外延沉积工艺的示例性的处理腔室是centuratmepi腔室，所述腔室可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得。亦可使用来自其他的制造商的腔室。
方块103、104，及106可以在一个处理系统(例如：在图8中所示的真空处理系统)中执行，并且进一步地在后文中加以描述。在方块103和方块104中描述的工艺可以根据需要而定重复许多次。在执行106的层形成工艺之前，亦可在工艺104之后执行可选择的热处理，以去除任何的残留的副产物或污染物，并且对于表面进行退火而去除任何的表面缺陷。此一退火可在氢气气氛(可选择地包含惰性气体(例如：氩气和氦气))下进行，并且可在摄氏400至800度的温度和从1torr至300torr的压力下进行。
图2是处理腔室300的剖面图，所述处理腔室可被使用以执行在方块104中找到的工艺中的至少一些，并因此去除污染物(例如：积聚在基板的表面上的碳或碳氢化合物)。处理腔室300具有腔室主体310，所述腔室主体包含：腔室外壳316、处理套件外壳318，及盖340。腔室外壳316和盖340可由铝、不锈钢，或其他的适当的材料中制成。处理套件外壳318可由铝合金或其他的适当的材料中制成。盖340经由处理套件外壳318可移除地耦接至腔室外壳316。
处理套件外壳318可为环形壳体，所述环形壳体具有耦接至盖340的顶表面和耦接至腔室外壳316的底表面。处理套件外壳318具有从处理套件外壳318的内表面331向下延伸的屏蔽部分329。处理套件外壳318的内表面331围绕气体分配板326并且在内表面331上支撑气体分配板326。气体分配板326可为石英喷头。气室348被限定在气体分配板326与盖340之间。气体分配板326包含穿过气体分配板326的厚度形成的多个孔327以允许气体经由端口342流入气室348。孔327均匀地分布在气体分配板326的直径上，以确保气体或自由基均匀地分配至基板308。流过孔327的气体分布在基板308上，所述基板设置在限定于气体分配板326与基板支撑件314之间的处理区域330中。基板支撑件314可包含：加热器。屏蔽部分329亦有助于限制在处理区域330内的电中性自由基。在一个示例中，屏蔽部分329延伸至邻近于或低于基板支撑件314的边缘的位置。
处理腔室300包含：远程等离子体源350，所述远程等离子体源通过管道360耦接至端口342。端口342形成在盖340中。管道360限定入口356，所述入口可具有第一内径和大于第一内径的第二内径。第一内径可设置在远程等离子体源350的邻近处，并且第二内径可设置在盖340的邻近处。在一个示例中，第一内径可为：大约12mm至大约30mm(例如，大约20mm)，并且第二内径可为：大约35mm至大约60mm(例如，大约40mm)。
管道360经配置以在进入处理区域330之前过滤在远程等离子体源350中产生的离子，同时允许电中性自由基进入处理区域330。因此减少了在处理区域330中的离子的相对浓度。在一个实施中，流过入口356的气体是由磁场过滤，所述磁场是由设置在管道360的相邻处的一或多个磁铁产生。磁铁跨越管道360产生磁场以过滤带有从远程等离子体源350流出的反应性自由基的带电粒子。
在描绘于图2中的实施中，第一磁铁352和第二磁铁354设置在管道360的相邻处。第一磁铁352和第二磁铁354可为永久性磁铁或电磁铁。磁铁352、354可横跨于管道360的第一内径而彼此相对地设置。举例而言，磁铁352、354可附着或固定在管道360的外周边的相对侧上。磁铁352、354可替代性地固定至腔室盖340或腔室主体310的其他的部件。相对的磁铁与形成在管道360内的入口356之间的相对距离影响通过入口356的磁场的强度，从而影响过滤效率。亦可通过使用不同的磁铁(意即，以具有不同的强度的磁铁来替换磁铁352、354)来调整磁场。通过的带电粒子被拉引成与管道360的内表面370接触并且变成电中性的非离子物质。因此，被过滤的电中性自由基被输送至基板的表面以与在基板的表面上的污染物反应并且清洁在基板的表面上的污染物。
在一些实施中，可进一步地通过在进入腔室主体310的处理气体(意即，自由基和离子)的流动路径中提供石英表面来过滤离子。举例而言，限定入口356的管道360的内表面370可完全地或部分地涂覆石英或从石英中制成。此外，限定气室348和/或气体分配板326的表面亦可完全地或至少部分地涂覆石英或从石英中制成。举例而言，在图2的实施中，可沿着处理套件外壳318的内表面331设置顶部衬里324。顶部衬里324可具有围绕气室348的环形主体，顶部衬里324的内表面限定气室348的外边界。顶部衬里324可以由石英制成。顶部衬里324可静置在气体分配板326上，或可通过任何的其他的适当的固定方法支撑。
衬板344可沿着盖340的底部表面设置。衬板344可涂覆有石英，或从石英中制成。衬板344限定了气室348的上边界。因而，衬板344、顶部衬里324，及气体分配板326限定了气室348。底部衬里325可沿着处理套件外壳318的内表面331设置。底部衬里325可具有环形主体，并且在进行组装以用于操作时围绕处理区域330，底部衬里325的内表面限定了处理区域330的外边界。底部衬里325可涂覆有石英，或从石英中制成。底部衬里325可由屏蔽部分329支撑。在如同显示的一个示例中，突出部分(ledge)303在屏蔽部分329的一端部处径向向内延伸以支撑底部衬里325。因而，管道360、衬板344、顶部衬里324、底部衬里325，及气体分配板一起沿着处理气体的流动路径提供石英表面。与其他的腔室材料(例如，铝)相比，此些部件减少了自由基的重组。因此，当流过气体分配板326而进入处理区域330时，处理气体中的带电粒子的含量显著地减少，并且可以主要是中性物质(例如：自由基和分子)。当电中性自由基到达设置在基板支撑件上的基板的表面并且与所述基板的所述表面反应时，它们将保持为具有反应性的以从基板的表面去除不想要的材料(例如：碳污染物)。
基板支撑件314设置在腔室主体310的处理区域330中。基板支撑件314经由中心轴341耦接至腔室外壳316的底部。基板支撑件314具有基板支撑表面，所述基板支撑表面用于在工艺(例如：在前文中相关于方块103和方块104描述的工艺)进行期间于基板支撑表面上支撑基板308。可选择的聚焦环338可围绕基板支撑表面的外周边而设置在基板支撑件314上。聚焦环338在工艺进行期间将等离子体或中性物质限制在基板308上方的区域中。聚焦环338可从石英中制成。
基板支撑件314可从铝中制成，其中多个蓝宝石触点(未显示出来)设置在基板支撑表面上以将基板支撑表面与设置在蓝宝石触点上的基板之间的接触最小化。基板支撑件314是由驱动单元337致动以在装载位置与处理位置之间垂直地移动。基板支撑件314可具有嵌入于基板支撑件314中的一或多个加热元件335以对于基板支撑表面提供均匀的热能。适当的加热元件335可包含(除了其他的加热装置之外)：电阻加热器、热电装置，或用于使得传热流体流动的管道。加热元件335允许基板308的温度维持在大约25℃至大约500℃(例如，大约300℃至大约350℃、大约350℃至大约450℃，或大约450℃至大约500℃)的温度范围中。在一些实施中，基板支撑件314可具有穿过基板支撑表面的外围边缘形成的切口，以使得当基板支撑件314被定位于装载位置处时，基板处理器(未显示出来)可从基板的边缘操作基板308。在清洁工艺进行期间，基板支撑件314(其中于基板支撑件314上设置有基板308)被定位在处理位置处，所述处理位置是针对于处理基板308的期望的位置。
处理腔室300包含：泵317。泵317经由前级管道361连接至腔室主体310。前级管道361连接至腔室主体310于形成在外壳316的底部的开口315处。腔室300亦包含：设置在前级管道361中的节流阀363。操作节流阀363以打开和关闭至所需要的任何的程度而将在处理腔室300中的压力维持在针对于要执行的等离子体清洁工艺的期望的真空范围中。泵317和节流阀363将在腔室主体310内的压力控制在大约0.005torr与750torr之间(例如，在大约40torr至大约500torr之间)。在一个示例中，泵317是干式泵，所述干式泵将处理腔室300内的压力维持在大约0.1torr至大约40tor(例如，大约30torr)的示例性的压力范围中。在一个示例中，泵317是低压泵，所述低压泵将处理腔室300内的压力维持在大约100mtorr至大约500mtorr(例如，大约150mtorr)的示例性的压力范围中。在一些示例中，泵317是涡轮泵，所述涡轮泵将处理腔室300内的压力维持在大约20mtorr至50mtorr的示例性的压力范围中。
图3是基板支撑件400的透视图，所述基板支撑件可设置在基板处理腔室(例如，具有远程等离子体源(rps)的处理腔室)内。基板支撑件400可使用在处理腔室300中，代替基板支撑件314。
基板支撑件400一般性地包含：支撑主体402和经由波纹管406耦接至支撑主体402的轴404。波纹管406耦接至支撑主体402的底部。在一个示例中，波纹管406以真空密封的方式附接至基板处理腔室的底部。驱动单元416可经由轴404耦接至波纹管406以允许支撑主体402相对于基板处理腔室的垂直运动。在一些实施中，驱动单元416可经配置以旋转轴404，并且因此旋转支撑主体402。
支撑主体402具有基板支撑表面408。支撑主体402具有嵌入或容纳在支撑主体402中的一或多个加热元件520(参见图4)以在工艺(例如，等离子体清洁工艺)进行期间向要被设置在基板支撑表面408上的基板提供均匀的热能。加热元件520可以方位角对称的图案来布置而确保基板的均匀的加热。适当的加热元件可包含(除了其他的加热装置之外)：电阻加热器、热电装置，或用于使传热流体流动的管道。在一个示例中，加热元件是电阻性加热线圈。加热元件允许基板的温度维持在大约25℃至大约650℃，或更高的温度范围(例如，大约300℃至大约350℃、大约350℃至大约450℃、大约450℃至大约550℃、大约550℃至大约650℃，或更高的温度范围)中。
基板支撑表面408具有多个接触点410，其中在于基板处理腔室中进行处理期间基板静置在所述接触点410上。接触点410均匀地分布在基板支撑表面408上。在一个实施中，接触点410围绕支撑主体402的中心点412布置在同心圆中。额外地或可替代性地，接触点410可以方位角对称的图案来布置以确保基板的均匀的处理。接触点410可具有突起物或突状体的形式。突起物或突状体提供最小化的接触表面区域，以避免基板直接地接触基板支撑表面408，同时保持在基板的背侧与支撑主体402之间的间隙以均匀地加热基板。在一个实施中，接触点410是蓝宝石球。
支撑主体402可具有多个设置在支撑主体402的外围边缘处的切口414。切口穿过支撑主体的整个厚度(意即，从基板支撑表面408至支撑主体402的背侧)形成。切口414可围绕支撑主体402的周边等距地间隔开。在一个实施方式中，4个切口414对称地设置在支撑主体402的外围边缘处。切口414的尺寸设计成使得当支撑主体402被定位在装载位置处时，基板处理器(未显示出来)可从基板的边缘操作基板。
支撑主体402可从陶瓷、铝，或其他的适当的材料(例如：氮化铝)中制成。轴404可从陶瓷(例如：氮化铝、氧化铝)，或掺杂的陶瓷(例如：掺杂有氮化钛或氮化铬的氧化铝、掺杂的氧化铝、掺杂的氮化硼，及类似物)中制成。在一个实施方式中，轴404是从大约95％的纯氮化铝中形成以增进轴404的导热性。在一实施方式中，轴404和支撑主体402可从相同的材料中制成。
图4是图3的基板支撑件400的一部分的剖面图。支撑主体402具有形成在基板支撑表面408中的多个孔洞510，所述孔洞用于接收接触点410(例如：蓝宝石球)。轴404是中空的，所述轴具有在侧壁518中限定中心开口512的侧壁518。中心开口512允许电力线路528通过。电力线路528的一端连接至一或多个加热元件520，而电力线路528的另一端连接至加热电源532(例如：dc或ac电源)。
轴404可包含：连接至冷却流体源(未显示出来)的通道530。通道530可以设置在轴404的任何的所欲的位置内以用于使得来自冷却流体源的冷却流体循环而控制轴404的温度，因此控制支撑主体402和在工艺进行期间控制放置在支撑主体402上的基板的温度。
基板支撑件400可包含设置在基板支撑件400中的热电偶534以测量温度(例如：基板支撑件400的温度、基板支撑表面408的温度，或当设置在基板支撑表面408上时基板的温度)。热电偶534可以是任何的适当的热电偶设计(例如，热电偶探针或类似物)。热电偶534可耦接至温度控制器535，所述温度控制器可基于由热电偶534测量的温度来控制电源536。
在一些实施方式中，基板支撑件400包含设置在支撑主体402上的圆盘540，而形成基板支撑表面408。圆盘540可由介电材料制成并且耦接至电源542以为了作用为静电夹盘。
在一些实施方式中，支撑主体402可包含：形成在支撑主体402中的冷却剂通道544。冷却剂通道544可耦接至流体源(未显示出来)，所述流体源使得冷却流体在冷却剂通道544中循环通过。在一些实施方式中，加热元件520包含：多区域加热器，所述多区域加热器包含：可独立控制的外区546和内区548。净化气体入口550和出口552可被提供在基板支撑件400中。入口550和出口552可被利用以供应背侧气体至在基板支撑表面408上的基板。在一些实施方式中，可以在基板支撑表面408之上提供边缘环554。
图5根据一个实施方式图标单基板化学气相沉积(cvd)反应器600(单基板化学气相沉积(cvd)反应器600包含石英处理或反应腔室605)。反应器600可被利用于许多的不同的材料(材料包含如同本文所公开的sige和ge膜)的cvd。此外，图示的反应器600可在相同的腔室605中完成多个沉积步骤(这将从后文的讨论中可以明显的看出)。
腔室500在平面图中通常可具有矩形框的形状(未显示出来)。多个辐射热源被支撑在腔室605的外部以在腔室605中提供热能，而不会被腔室605的壁明显地吸收。虽然在具有用于处理半导体基板的“冷壁(coldwall)”cvd反应器的情况下描述了实施方式，将理解到本文描述的方法将结合其他的加热/冷却系统(例如，采用感应加热或电阻加热的加热/冷却系统)来使用。
辐射热源包含：具有细长的管型的辐射加热元件610的上部加热组件。上部加热元件610优选地以间隔开的平行关系并且亦以与穿过腔室605的反应气体流动路径(由箭头612来显示)大致平行的方式来设置。下部加热组件包含：类似的具有细长的管型的辐射加热元件615，所述辐射加热元件定位在腔室605的下方，并且横向于上部加热元件610来定向。辐射热的一部分被分别地位于上部灯610的上方和位于下部灯615的下方的粗糙的镜面式反射器平板(未显示出来)漫反射至腔室605。此外，多个聚光灯620将集中的热供应至基板支撑件结构(在下文中进行描述)的下侧，以抵消由延伸穿过腔室605的底部的冷支撑结构产生的散热作用。具有细长的管型的加热元件610、615中的每一个优选地为高强度的钨丝灯，所述高强度的钨丝灯产生被传送通过腔室605的壁的辐射的热能，而不会被明显地吸收。如同在半导体处理设备的领域中已知的，可以响应于温度传感器独立地或在分组的区域中控制各种灯610、615、620的功率。
工件(其中包含硅基板625)被显示为：在腔室605内且支撑于基板支撑结构630上。示出的支撑结构630包含：基板保持器632，其中基板625静置在所述基板保持器上，及支撑支架634。支架634被装设至轴636，所述轴向下延伸穿过管638，其中所述管延伸穿过腔室下壁。管638与净化气体的源连通，所述净化气体可在处理基板期间流动。净化气体可被利用以制止处理气体进入腔室605的下部分。净化气体亦可在基板625的下方水平地流动。
多个温度传感器被定位在基板625的附近处。温度传感器可采用各种形式(例如：光学高温计或热电偶)。在所示的实施方式中，温度传感器包含：热电偶(热电偶包含第一热电偶或中央的热电偶640，所述热电偶以任何的适当的方式悬吊在基板保持器632的下方)。中央的热电偶640穿过在基板保持器632附近的支架634。反应器600进一步包含：多个辅助或周边的热电偶(亦在基板625的附近)，多个辅助或周边的热电偶包含前缘或前热电偶645、后缘或后热电偶650，及侧热电偶(未显示出来)。周边的热电偶中的每一个容纳在滑环652内，所述滑环围绕基板保持器632和基板625。中央的热电偶和周边的热电偶中的每一个连接至温度控制器，所述温度控制器响应于热电偶的读值设定各种加热元件610、615、620的功率。
除了容纳周边的热电偶之外，滑环652在进行高温处理期间吸收并且发射辐射热。滑环652可被利用于补偿在基板边缘处的较大的热损失或吸收(被已知为由于在基板边缘附近的区域中的表面面积对于体积的较大的比率的缘故会发生的现象)。通过将边缘损失最小化，滑环652可降低跨越基板625的径向的温度不均匀性的风险。滑环652可通过任何的适当的方式来悬吊。举例而言，所示的滑环652静置在支撑构件654上，所述支撑构件从前腔室分隔器656和后腔室分隔器658延伸。分隔器656、658理想上是由石英形成。在一些布置中，后分隔器658可被省略。
所示的腔室605包含用于注入反应物和载气的入口660，并且基板625亦可通过入口660来接收。出口664位于腔室605的相对侧上，其中基板支撑件结构630定位在入口660与出口664之间。
入口部件665被装配至腔室605(所述入口部件665经调适以围绕入口660)，并且包含：在水平方向上伸长的槽667，其中基板625可经由所述槽置入。通常为垂直的入口668接收来自气体源的气体，并且使得此些气体与槽667和入口660连通。虽然未在图5中单独地示出，但是气体源可包含氢、硅，及锗前驱物，以及控制器(例如，预编程的计算机)，所述控制器控制如同在此描述的一序列的步骤(一序列的步骤包含在进行si和/或ge沉积之前的冷却步骤期间使得表面活性化合物流入腔室的步骤)。入口668可包含：经设计以将单基板反应器的气流的均匀性最大化的气体注入器。
出口部件670类似地装设至腔室605，以使得排气口672与出口664对准并且通向排气管道674。管道674又可以与适当的真空构件(未显示出来)连通而用以将处理气体从腔室605排出。在一个实施方式中，处理气体被抽吸而通过腔室605和下游洗涤器(未显示出来)。优选地将泵或风扇包含在内以有助于抽吸处理气体而通过腔室605，并且抽空腔室以进行减压处理(意即，低于大气压力，但是高于超高真空压力范围(如同在后文中讨论)。
所示的反应器600亦包含：定位在腔室605的上游处的激发物质源676。所示的实施方式的激发物质源676包含：远程等离子体产生器(远程等离子体产生器包含磁控管功率产生器和沿着气体管线678的施加器)。在所示的实施方式中，来自磁控管的微波能量耦合至在沿着气体管线678的施加器中的流动气体。前驱物气体源680耦接至气体管线678以引入至激发物质源676。载气源682亦耦接至气体管线678。亦可提供一或多个分支线684以用于额外的反应物。如同在本技术领域中所知，气体源680、682可包含：气槽、起泡器等等(这取决于反应物质的形式和挥发性)。每一气体管线可被提供有独立的质量流量控制器(mfc)和阀门(如同显示者)，以允许被引入至源676并因此进入腔室605的载体和反应物质的相对量的选择。激发物质源676可被利用于等离子体增强沉积，而且亦可用于激发蚀刻剂，以当在腔室605中没有基板时清洁过度沉积的腔室605。
经设计以用于处理200mm的基板的单基板处理腔室605的总体积容量(例如)小于大约30升(例如，小于大约20升，并且在一个实施方式中小于大约10升)。所示的腔室605具有大约7.5升的容量。因为所示的腔室605是由分隔器656、658、基板保持器632、环652，及从管638流出的净化气体分隔，处理气体流过的有效体积大约是总体积的一半(例如，在所示的实施方式中的大约3.77升)。应理解到单基板腔室605的体积可为不同的(这取决于腔室605被设计成用于容纳基板的尺寸)。举例而言，用于300mm的基板的单基板处理腔室605具有小于大约100升(例如，大约60升，并且在一个实施方式中小于大约30升)的容量。在一个示例中，用于处理300mm的基板的单基板处理腔室605具有大约24升的总体积，其中有效体积为大约12升。
包含ge的层的沉积温度通常是在大约摄氏250度(c)至大约摄氏600度(例如，大约摄氏300度至大约摄氏450度)的范围中。在单基板处理腔室605中的总压力是在大约10-5torr至大约800torr的范围中。在一些实施方式中，压力是在大约200mtorr至大约760torr之间(例如，大约1torr至大约200torr之间(例如，在大约1torr至大约60torr之间))。
图6根据一个实施方式示出了背侧加热处理腔室700的示意性的剖面图，所述背侧加热处理腔室经配置以用于低压外延沉积。处理腔室700可被使用以处理一或多个基板(包含将材料沉积在基板625的上表面上)。处理腔室700可包含：辐射加热灯702的阵列，所述辐射加热灯702的所述阵列用于加热设置在处理腔室700内的基板支撑件706的背侧704，以及其他的部件。基板支撑件706可为圆盘状的基板支撑件706(如同显示)，或可为环状的基板支撑件(具有中心开口)，所述基板支撑件从基板的边缘支撑所述基板以促进基板对于灯702的热辐射的暴露。
基板支撑件706位于处理腔室700内并且在上圆顶728与下圆顶714之间。上圆顶728、下圆顶714，及设置在上圆顶728与下圆顶714之间的基环736一般性地限定处理腔室700的内部区域。基板625(未按照比例)被传送至处理腔室700并且经由在此视图中未显示出来的装载端口被定位在基板支撑件706上。
基板支撑件706是由中心轴732支撑，所述中心轴在装载和卸除期间以垂直方向734移动基板625，并且在一些情况中进行基板625的处理。基板支撑件706被显示为处于在图6中的升高的处理位置，但是可以通过耦接至中心轴732的致动器(未显示出来)垂直地穿越而到达在处理位置下方的装载位置。当降低至处理位置以下时，升降杆705接触基板625并且从基板支撑件706升起基板625。然后，机器人(未显示出来)可进入处理腔室700以经由装载端口接合基板625和从处理腔室700中去除基板625。然后可在垂直方向上致动基板支撑件706而到达处理位置以将基板625(其中所述基板的装置侧716朝上)放置在基板支撑件706的前侧710上。
基板支撑件706在位于处理位置时将处理腔室700的内部空间划分为位于基板625上方的处理气体区域756和位于基板支撑件706下方的净化气体区域758。在进行处理期间通过中心轴732来旋转基板支撑件706以将在处理腔室700内的热和处理气体流动空间异常的影响最小化，因此促进基板625的均匀的处理。基板支撑件706可从碳化硅或涂覆有碳化硅的石墨中形成以吸收来自灯702的辐射能量并且将辐射能量传导至基板625。
一般而言，上圆顶728的中央窗口部分和下圆顶714的底部是从光学透明材料(例如，石英)中形成。上圆顶728的厚度和曲度可经配置以提供更平坦的几何形状，以达成在处理腔室中的均匀的流动均匀性。
灯702的阵列可以围绕中心轴732以指定的最佳期望方式设置在下圆顶714的相邻处和在下圆顶714的下方以在处理气体通过时独立地控制在基板625的各个区域处的温度，这促进将材料沉积至基板625的上表面上。虽然在此没有详细地讨论，但是沉积的材料可包含：砷化镓、氮化镓，或氮化铝镓。在一些实施方式中，辐射加热灯(例如，灯702)的阵列可设置在上圆顶728之上。
灯702可经配置以包含：灯泡，所述灯泡经配置以将基板625加热至在大约摄氏200度至大约摄氏1600度的范围内的温度。每个灯702耦接至电力分配板(未显示出来)，其中经由所述电力分配板将电力供应至每个灯702。灯702定位在灯头745内，所述灯头745可在进行处理期间或在进行处理之后通过(例如)引入位于灯702之间的通道749的冷却流体来冷却。部分地由于灯头745与下圆顶714紧密地靠近的缘故，灯头745传导性地且辐射地冷却下圆顶714。灯头745亦可冷却灯壁和在灯周围的反射器(未显示出来)的壁。可替代性地，下圆顶714可通过对流的方式来冷却。取决于应用，灯头745可或可不与下圆顶714接触。
圆形的屏蔽767可以可选择地设置在基板支撑件706的周围并且被衬里组件763围绕。屏蔽767在为处理气体提供预热区域的同时，防止或最小化从灯702至基板625的装置侧716的热/光噪声的泄漏。屏蔽767可从cvdsic、涂覆有sic的烧结的石墨、生长的sic、不透明的石英、涂覆的石英，或可耐受由处理气体和净化气体所引起的化学分解的任何的类似的适当材料中制成。
衬里组件763的尺寸设计成嵌套在基环736的内圆周内或由基环736的内圆周围绕。衬里组件763在处理空间(意即，处理气体区域756和净化气体区域758)与处理腔室700的金属壁之间发挥屏蔽的作用。金属壁可与前驱物反应并且造成在处理空间中的污染。虽然衬里组件763被显示为单个主体，衬里组件763可包含：具有不同的配置的一或多个衬里。
由于从基板支撑件706对于基板625进行背侧加热的缘故，可以使用光学高温计718在基板支撑件上进行温度测量/控制。通过光学高温计718来进行的此温度测量亦可在具有未知的发射率的基板625的装置侧716上完成(因为利用此方式来加热基板前侧710是与发射率无关的)。因此，光学高温计718仅能感测来自热基板625的辐射，所述辐射从基板支撑件706传导热，其中来自灯702的最小背景辐射直接到达光学高温计718。
反射器722可以可选择地放置在上圆顶728的外部以将从基板625辐射离开的光反射而回到基板625上。可使用夹持环730将反射器722固定至上圆顶728。反射器722可由诸如为铝或不锈钢的金属制成。反射的效率可通过将反射器区域涂覆高度反射的涂层(例如，金)的方式来改善。反射器722可具有连接至冷却源(未显示出来)的一或多个通道726。通道726连接至形成在反射器722的一侧上的管道(未显示出来)，而用于冷却反射器722。管道经配置以承载诸如为水的流体的流动，并且可沿着反射器722的侧边并且以覆盖反射器722的一部分或整个表面的任何的期望的图案水平地延伸。
从处理气体供应源772供应的处理气体经由形成在基环736的侧壁中的处理气体入口774引入处理气体区域756。处理气体入口774经配置以沿着大致上为径向向内的方向引导处理气体。在进行膜形成工艺期间，基板支撑件706可位于处理位置，所述处理位置与处理气体入口774相邻并且处于与处理气体入口774大致相同的高度，从而允许处理气体沿着流动路径773向上且到处流动并以层流的方式跨越基板625的上表面。处理气体经由位于与处理气体入口774相对的处理腔室700的侧上的气体出口778离开处理气体区域756(沿着流动路径775)。可通过与气体出口778耦接的真空泵780促进经由气体出口778去除处理气体。由于处理气体入口774和气体出口778彼此对准并且设置在大致上为相同的高度处，因此相信此一平行的布置当与较平坦的上圆顶728结合时能够实现跨越基板625的大致上平坦的、均匀的气流。可通过基板支撑件706来旋转基板625的方式提供进一步的径向均匀性。
净化气体可从净化气体源762经由形成在基环736的侧壁中的可选择的净化气体入口764(或经由处理气体入口774)被供应至净化气体区域758。净化气体入口764设置在处理气体入口774下方的高度处。如果使用圆形的屏蔽767或预加热环(未显示出来)，那么圆形的屏蔽或预加热环可设置在处理气体入口774与净化气体入口764之间。在任一种情况中，净化气体入口764经配置以沿着大致上为径向向内的方向引导净化气体。在进行膜形成工艺期间，基板支撑件706可位于一位置以使得净化气体沿着流动路径765向下且到处流动并以层流的方式跨越基板支撑件706的背侧704。在不受到任何的特定的理论的束缚的情况下，相信净化气体的流动防止或大致上避免处理气体的流动进入净化气体区域758，或减少进入净化气体区域758(意即，在基板支撑件706下方的区域)的处理气体的扩散。净化气体离开净化气体区域758(沿着流动路径766)并且经由气体出口778被排出处理腔室，所述气体出口778位于与净化气体入口764相对的处理腔室700的侧上。
图7是cvd或外延沉积腔室800的示意性的剖面图，其中cvd或外延沉积腔室800可为可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得的
基板支撑件817经调试以接收基板625，所述基板625被传送至处理空间818。基板支撑件817沿着腔室800的纵向轴802设置。基板支撑件可由陶瓷材料或涂覆有硅材料(例如，碳化硅)的石墨材料，或其他的耐工艺的材料制成。将来自前驱物反应物材料的反应物质施加至基板625的表面816，并且可接续地从表面816去除副产物。可通过辐射源(例如，上部灯模块810a和下部灯模块810b)来提供基板625和/或处理空间818的加热。
在一个实施方式中，上部灯模块810a和下部灯模块810b是红外线(ir)灯。来自灯模块810a和810b的非热能或辐射行进通过上石英腔室805的上石英窗口804，并且行进通过下石英腔室824的下石英部分803。用于上石英腔室805的冷却气体(如果需要的话)经由入口812进入并且经由出口端口813离开。用于腔室800的前驱物反应物材料以及稀释剂、净化气体和排出气体经由气体分配组件850进入和经由出口838离开。虽然上石英窗804被显示为弯曲的或凸出的，上石英窗804可为平面的或凹入的(因为在上石英窗804的两侧上的压力为大致上相同(意即，大气压力))。
在处理空间818中的低波长辐射(所述低波长辐射被使用以激活反应物质并且有助于反应物的吸附和来自基板625的表面816的处理副产物的脱附)通常是在大约0.8μm至大约1.2μm(例如，在大约0.95μm至大约1.05μm之间)的范围中，其中提供了各种波长的组合(这取决于(例如)外延生长的膜的组成)。
成分气体经由气体分配组件850进入处理空间818。气体从气体分配组件850流出并且经由端口838离开(如同一般性地在822处显示)。成分气体(所述成分气体被使用以清洁/钝化基板表面，或形成外延生长的包含硅和/或锗的膜)的组合通常是在进入处理空间之前被混合。在处理空间818中的总体压力可通过在出口端口838上的阀(未显示出来)来调整。处理空间818的内表面的至少一部分是由衬里831覆盖。在一个实施方式中，衬里831包含：不透明的石英材料。利用此方式，腔室壁与在处理空间818中的热隔离。
在处理空间818中的表面的温度可通过冷却气体的流动而控制在大约200℃至大约600℃或更高的温度范围内，所述冷却气体经由入口812进入并且经由出口端口813离开，并与来自定位在上石英窗口804的上方的上部灯模块810a的辐射相结合。在下石英腔室824中的温度可通过调整未显示出来的鼓风机单元的速度，并且通过来自设置在下石英腔室824的下方的下部灯模块810b的辐射而控制在大约200℃至大约600℃或更高的温度范围内。在处理空间818中的压力可在大约0.1torr至大约600torr之间(例如：在大约5torr至大约30torr之间)。
在基板625的表面816上的温度可通过对于在下石英腔室824中的下部灯模块810b进行功率调整，或通过对于在上石英腔室804上面的上部灯模块810a，及在下石英腔室824中的下部灯模块810b二者进行功率调整来控制。在处理空间818中的功率密度可在大约40w/cm2至大约400w/cm2之间(例如，大约80w/cm2至大约120w/cm2之间)。
在一方面中，气体分配组件850相对于腔室800或基板625的纵向轴802而垂直于径向方向806(或者沿着径向方向806)设置。在此方向上，气体分配组件850经调试以使得处理气体跨越基板625的表面816或平行于基板625的表面816并且沿着径向方向806流动。在一个处理应用中，在引入腔室800的位置处预加热处理气体以在引入处理空间818，及/或破坏在气体中的特定的键之前启始气体的预加热。利用此方式，可独立于基板625的热温度改变表面反应动力学。
在操作中，从一或多个气体源840a和840b提供用以形成si和sige覆盖或选择性膜的前驱物至气体分配组件850。ir灯856(仅有一个被显示在图7中)可被利用以加热在气体分配组件850内的前驱物，以及沿着流动路径822加热所述前驱物。气体源840a、840b可以一方式耦接至气体分配组件850，所述方式经配置以促进形成在气体分配组件850内的引入区域(例如为当从俯视平面图观看时的径向外区和在外区之间的径向内区)。气体源840a、840b可包含：用以控制引入区域的速率的阀(未显示出来)。
气体源840a、840b可包含：硅前驱物(例如，硅烷(其中包含硅甲烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)、二氯硅烷(sih2cl2)、六氯硅乙烷(si2cl6)、二溴硅烷(sih2br2)、较高阶的硅烷、上述的衍生物，及上述的组合))。气体源840a、840b亦可包含：包含锗的前驱物(例如，锗烷(geh4)、二锗烷(ge2h6)、四氯化锗(gecl4)、二氯锗烷(geh2cl2)、上述的衍生物，及上述的组合)。包含硅和/或锗的前驱物可以与氯化氢(hcl)、氯气(cl2)、溴化氢(hbr)，及上述的组合进行组合的方式来使用。气体源840a、840b可包含：在气体源840a、840b中的一者或二者中的包含硅和锗的前驱物中的一或多个。
前驱物材料经由在处于此激发状态的多孔板854中的开口或多个孔858(仅有一个被显示在图7中)进入处理空间818，所述多孔板854在一个实施方式中是石英材料并且具有穿过多孔板854中形成的孔858。多孔板854对于ir能量而言是可通透的，并且可由透明的石英材料制成。在其他的实施方式中，多孔板854可为对于ir能量而言是可通透的并且可耐受工艺化学和其他的工艺化学的任何的材料。被供给能量的前驱物材料经由在多孔板854中的多个孔858，并且经由多个通道852(仅有一个被显示在图7中)朝向处理空间818流动。来自ir灯856的一部分的光子和非热能亦穿过孔858、多孔板854，及通道852，前述是由设置在气体分配组件850的内表面上的反射材料和/或表面促进而达成，从而照亮前驱物材料的流动路径(被显示为在图7中的箭头822)。利用此方式，从引入点沿着流动路径至处理空间818可保持着前驱物材料的振动能量。
图8根据本公开的实施示出示例性的真空处理系统900，所述真空处理系统可被使用以完成在图1中所示的处理列100。如同在图8中显示，多个处理腔室902a、902b、902c、902d耦接至第一传送腔室904。处理腔室902a-902d可被使用以执行任何的与基板相关的工艺(例如，退火、化学气相沉积、物理气相沉积、外延工艺、蚀刻工艺、热氧化或热氮化工艺、脱气等等)。在一个实施中，处理腔室902a可为膜形成腔室(例如，气相外延沉积腔室(例如，可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得的epi腔室)，气相外延沉积腔室能够形成结晶硅或硅化锗)。在另一实施中，处理腔室902a可为外延沉积腔室(例如，与图5相结合来描述的单基板处理反应器600)。在另一个实施中，处理腔室902a可为与图6相结合来描述的处理腔室700。在另一个实施中，处理腔室902a可为与图7相结合来描述的处理腔室800。
处理腔室902b可为快速的热处理腔室(rtp)。处理腔室902c是等离子体蚀刻腔室或等离子体清洁腔室。举例而言，处理腔室902c可为与图3相结合来描述的处理腔室300。处理腔室902d可为脱气腔室。第一传送腔室904亦耦接到至少一个过渡站(例如，一对直通站906、908)。直通站906、908在允许基板于第一传送腔室904与第二传送腔室910之间传送的同时保持真空条件。第一传送腔室904具有用于在直通站906、908与处理腔室902a-902d中的任何处理腔室之间传送基板的机器人基板处理机构(未显示出来)。处理腔室902a-902d被显示为以在图8中的特定的顺序来配置，但是它们可以任何的期望的顺序来配置。
直通站906、908的一端耦接至第二传送腔室910。因而，第一传送腔室904和第二传送腔室910是分开的并且通过直通站906、908来连接。第二传送腔室910耦接至第一等离子体清洁腔室914，所述第一等离子体清洁腔室914可为等离子体腔室(例如，经调试以执行在图1中找到的工艺中的至少一些的处理腔室，所述工艺用于从基板的表面去除氧化物)。在一个实施中，第一等离子体清洁腔室914是siconitm或selectratm腔室，siconitm或selectratm腔室可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得。在另一个实施中，等离子体清洁腔室914可为与图2相结合来描述的处理腔室300。
在一个实施中，至少一个过渡站(例如：直通站906、908中的一个)经配置以作为等离子体清洁腔室。可替代性地，等离子体清洁腔室可耦接至直通站906、908中的一个，以用于从基板的表面去除污染物。因此，处理系统900可具有第二等离子体清洁腔室，所述第二等离子体清洁腔室是直通站906、908中的一个，或连接至直通站906、908中的一个。在显示于图8中的一个实施中，直通站906包含：第二等离子体清洁腔室916。第二等离子体清洁腔室916可为处理腔室300(图2)的一个版本，所述处理腔室300经调试以执行在方块104中找到的工艺中的至少一些，所述工艺用于从基板的表面去除污染物。应注意到虽然仅有一个等离子体清洁腔室916被显示为耦接至直通站，在此情况中，直通站906、等离子体清洁腔室(例如，处理腔室300的一种版本)可耦接至直通站906和908二者。
第二传送腔室910亦具有用于在一组装载锁定腔室912与第一等离子体清洁腔室914或第二等离子体清洁腔室916之间传送基板的机器人基板处理机构(未显示出来)。工厂界面920通过装载锁定腔室912连接至第二传送腔室910。工厂界面920耦接至在装载锁定腔室912的相对侧上的一或多个传送盒930。传送盒930通常是可从清洁室(未显示出来)进出的前开式晶片传送盒(foup)。
虽然显示出两个传送腔室，考虑到任何传送腔室可被省略。在省略第二传送腔室910的一个实施中，第二等离子体清洁腔室916可设置在第一传送腔室904内或是位于目前被显示为由直通站906或908占据的位置处并且耦接至第一传送腔室904。第一传送腔室904可耦接至能够形成结晶硅或硅化锗的一或多个处理腔室(例如，外延腔室(例如，可从加利福尼亚州的圣克拉拉市的应用材料公司获得的centuratmepi腔室))。可替代性地，第一传送腔室904可被省略，并且第二等离子体清洁腔室916可设置在直通站906内或耦接至直通站906，所述直通站906耦接至第二传送腔室910。在此种情况中，第二传送腔室910可经配置以被耦接至能够形成结晶硅或硅化锗的一或多个处理腔室。
在操作中，基板是位于运输盒(未显示出来)中并且从传送盒930被运送至真空处理系统900，所述运输盒被放置在装载锁定腔室912中的一个内。在第二传送腔室910内的机器人传送机构一次一个地将基板从装载锁定腔室912传送至第一等离子体清洁腔室914，其中在第一等离子体清洁腔室914中执行清洁工艺(例如，在图1中找到的工艺)以从基板的表面去除氧化物。一旦从基板表面去除氧化物，设置在第二传送腔室910内的机器人传送机构将基板从第一等离子体清洁腔室914传送至第二等离子体清洁腔室916，其中在第二等离子体清洁腔室916中执行还原工艺(例如，在方块104中找到的工艺)以去除来自基板表面的污染物(例如，碳或碳氢化合物)。设想到在此的步骤亦可以相反的顺序来执行(意即，使用机器人传送机构将基板从第二等离子体清洁腔室916传送至第一等离子体清洁腔室914)。在任一种情况中，清洁的基板然后通过设置在第一传送腔室904内的机器人传送机构从第二等离子体清洁腔室916(或第一等离子体清洁腔室914)被传送至一或多个处理腔室902a-902d。一或多个处理腔室902a-902d可包含：外延处理腔室，其中在所述外延处理腔室中执行层形成工艺(例如，在方块106中描述的外延沉积)。
在完成一或多个处理腔室902a-902d中的处理之后，设置在第一传送腔室904内的机器人传送机构将基板从处理腔室902中的任一个移动至直通站908。然后通过设置在第二传送腔室910内的机器人传送机构将基板从直通站908移除并且将所述基板传送至另一个装载锁定腔室912，其中经由所述装载锁定腔室912将所述基板从真空处理系统900中取出。
由于所有的三个方块103、104及106的工艺是在相同的真空处理系统900内执行，当基板在各个腔室间传送时，真空不会被破坏，这降低了污染的机会并且改善了沉积的外延膜的质量。应理解到在此描述了基板的移动以达到示例说明的目的。控制器(未显示出来)可被使用以根据期望的排序程序(所述排序程序可根据应用来改变)来安排基板通过真空处理系统900的移动。
本公开的益处包含：改进的真空处理系统，所述真空处理系统在相同的真空处理系统上将两种不同类型的预清洁处理腔室与外延处理腔室集成。预清洁处理腔室可包含：第一等离子体清洁处理腔室和第二等离子体清洁处理腔室。在相同的真空处理系统上的两种类型的表面材料去除腔室的共同存在允许基板在表面制备与外延沉积之间保持真空，这减少了基板暴露于周围环境的时间并且消除了在单独的处理腔室或系统上准备基板的需要。此架构亦将在真空系统上的处理腔室的数目最大化(因为在两个传送腔室之间的直通站亦担任预清洁处理腔室的角色，这亦减少了基板的总体处理时间)。
可以在图2的处理腔室300中执行图1的工艺的示例。氩气被输送通过远程等离子体源350、在氩气中的25％的hf的第一混合物被输送通过入口356，及在氩气中的25％的nf3的第二混合物被输送通过入口356或第二入口。通过向以2slm流动的氩气施加500w的微波或rf功率来形成远程等离子体。第一混合物以500sccm流过入口356，且第二混合物以500sccm流过第二入口。通过输送温度控制流体而通过通道544(在图4中显示)，将基板保持在摄氏30度的温度。加热元件520可被供电以提供温度控制。将腔室保持在10torr的压力下，并且对于基板进行处理而达到适合用于将在基板表面上的所有的需要的氧气转换成可升华的固体的时间(例如，300秒)。然后移动基板而靠近气体分配板326，所述气体分配板326被加热至大约摄氏300度以提供对于基板表面的加热。将基板保持为靠近从气体分配板326处辐射出的热达到1-5分钟以使得形成在基板表面上的固体升华，而留下无氧的表面。然后可以可选择地在惰性气氛下对于基板进行热处理以从氧化物去除工艺中去除任何的残留物质(例如，含氟的物质)。热处理可包含：将基板设置在热处理腔室中并且对于在腔室中的热处理设备提供能量以加热基板至大约摄氏300度的温度且达到大约1分钟。
可在图2的处理腔室300中执行图1的工艺104的示例。以2slm输送氢气而通过远程等离子体350，其中所述氢气被以500w的微波或rf功率供电。通过加热基板支撑件314将基板保持在大约摄氏500度的温度，并且将处理区域330保持在大约1torr的压力下。在此些条件下对于基板进行处理达到适合用于去除所有想要的污染物或外来物质和以氢来封端基板的表面的时间(例如，大约1分钟)。然后可以可选择地在惰性气氛下通过经由管道360供应惰性气体(例如，氩气)且同时中断在远程等离子体源350中的等离子体功率来进一步地对于基板进行热处理或退火。可将基板保持在摄氏600度的退火温度。可替代性地，基板可被移动至退火腔室(所述退火腔室可(例如)耦接至与图8相结合来描述的处理系统900)，并且在较高的温度(例如，摄氏800-1000度)下进行退火或热处理，以去除任何的残留的表面缺陷而留下均匀纯净的并且有良好次序的表面晶体结构，其中所述表面晶体结构具有最小的缺陷和杂质。
虽然前述是关于本公开的实施，可设计本公开的其他的和进一步的实施，而不偏离本公开的基本范围。
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