一种原位清洁MOCVD反应腔室的方法技术

本发明专利技术实施例提供一种原位清洁MOCVD反应腔室的方法，所述方法包括：保持所述反应腔室内部的压力在预定压力范围内，并将清洁等离子体在所述反应腔室内部维持预定时间段以完全去除所述反应腔室内部的沉积物。本发明专利技术实施例提供的原位清洁MOCVD反应腔室的方法能够去除相对稳定的有机物配合基或者关联的聚合物，对于MOCVD反应腔室内部温度相对较低表面的沉积物具有良好的清洁效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种原位清洁MOCVD反应腔室的方法。
技术介绍
目前，金属有机化合物化学气相沉积(Metal-organic Chemical VaporDeposition, MOCVD)技术广泛用于制备第III族元素和第V族元素的化合物(如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、GaP等)。目前工艺水平中，制备第III族元素和第V族元素的化合物之后的MOCVD反应腔室存在的一个主要问题是每个反应步骤之后会在反应腔室内部形成多余的固态副产品沉积物(如含碳有机物或者金属及其化合物等)，这些沉积物沉积在反应腔室 内部(如喷淋头、基座及内壁等处)，造成工艺偏差(process drift)、性能下降,并且容易在制备第III族元素和第V族元素的化合物的过程中在基片表面形成颗粒等杂质，这些杂质会影响后续工艺，因此，在使用过程中，需要对MOCVD的反应腔室进行清洁，以去除反应腔室内部的沉积物，进而提高制备第III族元素和第V族元素的化合物的质量。现有技术中，去除MOCVD反应腔室内部的沉积物一般采用手动去除的方式，即打开MOCVD反应腔室、然后手动去除喷淋头等处的沉积物。但是，这种清洁方法生产率低、可重复性差、清洁效率不高。为此，现有技术中有一些采用原位去除MOCVD反应腔室内部沉积物的方法，这些方法主要将含有齒化物(halide chemistries)(如Cl2、HCl、HBr等)的气体通入MOCVD反应腔室内部以对沉积物进行原位去除。这种清洁方法无需打开MOCVD反应腔室、可重复性好、清洁效率高、生产率高。但是,在温度相对较低的表面(如米用水冷的喷淋头表面或者反应腔室内壁表面)，由于金属有机化合物前驱反应物(precursors)的不完全分解,这些多余的沉积物通常主要包含相对稳定的有机物配合基(organic ligands)或者关联的聚合物以及金属及其化合物，其中这些相对稳定的有机物配合基(organic ligands)或者关联的聚合物主要是高浓度的含碳有机物，此时，这种基于简单的卤化物(如Cl2、HCl、HBr等)的原位清洁方法对去除温度相对较低表面的沉积物不起作用。
技术实现思路
为去除MOCVD反应腔室内部温度相对较低的表面的沉积物，本专利技术实施例提供一种原位清洁MOCVD反应腔室内部沉积物的方法，所述方法包括保持所述反应腔室内部的压力在预定压力范围内，并将清洁等离子体在所述反应腔室内部维持预定时间段以完全去除所述反应腔室内部的沉积物，其中所述清洁等离子体采用如下方法产生向所述反应腔室内部通入清洁气体，并将所述清洁气体在所述反应腔室内部转化为所述清洁等离子体；和/或，在所述反应腔室外部将所述清洁气体转化为所述清洁等离子体，并将所述清洁等离子体通入所述反应腔室内部；其中所述清洁气体包括含氧气体和含卤素气体。优选地,所述清洁气体还包括Ar。优选地，所述方法还包括在所述预定时间段内，对所述反应腔室加热使所述反应腔室内部的温度保持在70°C至80°C之间。优选地,所述含氧气体包括02、03、C02、CO、H2O2及N2O中的一种或者几种的组合。优选地，所述含卤素气体包括HCl、BC13、Cl2, H2/C12的混合气体、HBr中的ー种或者几种的组合。 优选地，所述清洁气体包括h2/ci2/co2的混合气体、h2/ci2/o2的混合气体、hci/o2的混合气体、HCVCO2的混合气体、bci3/o2的混合气体中的一种或者几种的组合。优选地，所述预定压カ范围为0. riO托，所述预定时间段大于3分钟。此外，本专利技术实施例还提供ー种原位清洁MOCVD反应腔室的方法，所述方法包括向所述反应腔室内部通入清洁气体，所述清洁气体包括含氧气体和含卤素气体；保持所述反应腔室内部的压カ在预定压カ范围内，并维持所述反应腔室内部的温度在200°C至500°C之间预定时间段以完全去除所述反应腔室内部的沉积物。优选地,所述清洁气体还包括Ar。优选地，所述含氧气体包括02、03、0)2、0)、11202及队0中的一种或者几种的组合。优选地，所述含卤素气体包括HCl、BC13、Cl2, H2/C12的混合气体、HBr中的ー种或者几种的组合。优选地，所述清洁气体包括H2/C12/C02的混合气体、H2/Cl2/02的混合气体、HCl/02的混合气体、HCVCO2的混合气体、bci3/o2的混合气体中的一种或者几种的组合。优选地，所述预定压カ范围为0. riO托，所述预定时间段大于3分钟。本专利技术实施例中，采用由包括含氧气体和含卤素气体的清洁气体和/或由该清洁气体转化而成的清洁等离子体与反应腔室内部的沉积物发生反应，将沉积物中的含碳有机物和金属及其化合物转化为气态的含碳化合物和气态的金属化合物，并通过反应腔室中的排气装置将这些气态产物排出，从而完全去除反应腔室内部的沉积物。本专利技术实施例提供的原位清洁MOCVD反应腔室的方法能够去除含有相对稳定的有机物配合基或者关联的聚合物以及金属及其化合物，从而对于反应腔室内部温度相对较低表面的沉积物具有良好的清洁效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图中相同的标记表示相同的部件，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主匕曰o图I是本专利技术实施例一的原位清洁MOCVD反应腔室的方法流程图2是本专利技术实施例中的MOCVD反应腔室的结构示意图；图3是本专利技术实施例ニ的原位清洁MOCVD反应腔室的方法流程图；图4是本专利技术实施例三的原位清洁MOCVD反应腔室的方法流程图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 为解决现有技术中去除MOCVD反应腔室内部温度相对较低表面的沉积物的效果不明显的问题，本申请的专利技术人经过研究提出了ー种原位清洁MOCVD反应腔室的方法。以下对该原位清洁MOCVD反应腔室的方法进行详细描述。实施例一图I示出了本专利技术实施例一的原位清洁MOCVD反应腔室的方法的流程图，以下结合MOCVD反应腔室的结构示意图(即图2)对该方法进行详细说明。步骤SlOl :向反应腔室10内部通入清洁气体，并将该清洁气体在反应腔室10内部转化为清洁等离子体；本专利技术实施例一中的清洁气体可以包括含氧气体和含卤素气体。如果清洁气体仅包括两种气体，则可以通过两条进气管道(例如进气管道41和42)将这两种气体通入反应腔室10内部；如果清洁气体包括多种气体，则可以通过多条进气管道将这些气体通入反应腔室10内部，以保证这些气体分别通入反应腔室10内部，即这些气体在进入反应腔室10内部之后才混合；另外，清洁气体也可以在通入反应腔室10内部之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位清洁MOCVD反应腔室的方法，其特征在于，所述方法包括：保持所述反应腔室内部的压力在预定压力范围内，并将清洁等离子体在所述反应腔室内部维持预定时间段以完全去除所述反应腔室内部的沉积物，其中所述清洁等离子体采用如下方法产生：向所述反应腔室内部通入清洁气体，并将所述清洁气体在所述反应腔室内部转化为所述清洁等离子体；和/或，在所述反应腔室外部将所述清洁气体转化为所述清洁等离子体，并将所述清洁等离子体通入所述反应腔室内部；其中所述清洁气体包括含氧气体和含卤素气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志尧，杜志游，孟双，汪洋，张颖，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：