TWI442475B - 製造半導體裝置之方法、清潔處理容器之方法及基板處理設備 - Google Patents

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Description

製造半導體裝置之方法、清潔處理容器之方法及基板處理設備 [相關申請案之交叉參照]
本申請案係基於2010年6月8日所提出的日本專利申請案第2010-130937號以及2011年4月1日所提出的日本專利申請案第2011-81983號，並依此等文件而請求優先權裨益；此等文件整體內容藉引用而併入本說明書中。
本發明係有關於一種包括在一基板上形成一薄膜的製造半導體裝置之方法、一種清潔處理容器內部之方法、以及一種基板處理設備。
作為半導體裝置的製程中的一個步驟，有在像是半導體晶圓的基板上形成例如氮化矽膜(Si3 N4 膜)的薄膜之薄膜形成步驟。薄膜形成步驟係藉供應一處理氣體進入內含基板的處理容器而執行。雖然薄膜形成步驟的目標為在基板上形成薄膜，但實際上，包括薄膜的沈積物會黏貼至基板以外的部分，例如處理容器的內壁。每次執行薄膜形成步驟，黏貼至處理容器的沈積物之厚度(或量)逐漸增加(例如以累積的方式)。若如此之沈積物的厚度達到特定程度，則一部分沈積物會從處理容器的內壁剝落。這可能導致異物(例如顆粒)之產生。若在處理容器內產生這種異物並且落在基板上，則會降低製程的產品良率。因此，若這種沈積物的厚度到達特定程度，就需要藉去除形成於處理容器上的任何沈積物，以清潔處理容器內部。
濕式清潔法為過去盛行的方法，該方法係從基板處理設備中取出構成處理容器的反應管這類的構件，然後浸入內含HF水溶液的清潔槽內，清除黏貼在反應管內壁的沈積物。近年來，乾式清潔法已被廣泛使用，該方法不需要取出反應管或其他構件。在乾式清潔法中，不需要從基板處理設備當中分離反應管。進一步，可避免因為分離造成的反應管或其他構件的任何受損，使得維護成本下降。再者，乾式清潔法縮短執行清潔操作直到再開始薄膜形成步驟所需的時間。這可提高基板處理設備的生產力。例如在一種乾式清潔法中，熱活化像是三氟化氮(NF3 )氣體、氟氣(F2 )或三氟化氯(ClF3 )氣體這類含氟的清潔氣體，並注入處理容器內(請參閱國際發表編號WO2007/116768)。
在乾式清潔法中，當清潔氣體注入處理容器時，隨著處理容器內溫度提高，沈積物的蝕刻率隨之提高。不過，用來作為構件(像是處理容器內的反應管)材料的石英之蝕刻率也隨處理容器內溫度提高而等比升高。這會造成石英受損而產生異物的問題。反之，對石英的損壞可隨處理容器內溫度降低而減少。不過，這又會遇到處理容器內沈積物的蝕刻率降低之另一問題。因此，需要實現符合兩個衝突需求的清潔操作，即，減少石英受損並且提高沈積物蝕刻率。
本揭載提供製造半導體裝置之方法、清潔處理容器內部之方法以及基板處理設備之一些具體實施例，其等可實現符合兩種衝突需求的清潔操作，即，減少處理容器內的石英受損並且提高沈積物蝕刻率。
根據本發明的一個具體實施例，提供一種製造半導體裝置之方法，包含：供應處理氣體進入容納基板的處理容器內，以在基板上形成薄膜；以及在供應處理氣體以形成薄膜執行過預定次數之後，供應清潔氣體進入處理容器內，以清潔處理容器的內部，其中，當清潔處理容器的內部時，將含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體作為清潔氣體供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除沈積物，該沈積物包含經由熱化學反應黏貼在處理容器內部的薄膜。
根據本發明的另一個具體實施例，提供一種清潔處理容器內部之方法，包含：提供處理容器，其中執行在基板上形成薄膜之處理；以及在形成薄膜的處理執行過預定次數之後，供應清潔氣體進入處理容器內，以清潔處理容器的內部，其中，當清潔處理容器的內部時，將含氟氣體、含氧氣體以及一含氫氣體作為清潔氣體供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除沈積物，該沈積物包含經由熱化學反應黏貼在處理容器內部的薄膜。
根據本發明再另一個具體實施例，提供一種基板處理設備，包含：處理容器，其構造成容納基板；處理氣體供應系統，其構造成供應處理氣體至處理容器內；清潔氣體供應系統，其構造成供應清潔氣體至處理容器內；加熱器，其構造成加熱處理容器的內部；壓力調節器，其構造成調節處理容器的內部壓力；以及控制器，其設置成控制處理氣體供應系統、清潔氣體供應系統、加熱器以及壓力調節器，使得在將處理氣體供應至容納基板的處理容器內以在基板上形成薄膜執行過預定次數之後，將清潔氣體供應至處理容器內，以清潔處理容器的內部，並使得在清潔處理容器的內部時，將含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體作為清潔氣體供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除沈積物，該沈積物包含經由熱化學反應黏貼在處理容器內部的薄膜。
此後將參照附圖說明本發明的特定具體實施例。
(1)基板處理設備的配置
第1圖為一示意配置圖，其顯示根據一具體實施例的基板處理設備之垂直處理爐，包含處理爐202的垂直剖面圖。第2圖為一示意配置圖，其顯示基板處理設備的垂直處理爐，包含沿著第1圖A-A線的處理爐202之剖面圖。
參閱第1圖，處理爐202包含作為加熱設備(加熱機構)的加熱器207。加熱器207為圓筒形並且垂直安裝，使得其支撐在加熱器基座(未顯示)上，作為固定板。根據稍後的說明，加熱器207也作為將氣體熱活化的活化機構。
構成反應容器(或處理容器)的反應管203位於加熱器207內部，使得其與加熱器207同心地對齊。反應管203由像是石英(SiO2 )或碳化矽(SiC)的耐熱材料製成，並且形成頂端封閉並且底部開放的圓筒形。處理室201界定於反應管203的管狀中空空間內。處理室201構造成容納由晶舟217以水平姿態朝向垂直方向堆疊與排列的晶圓200(用來作為基板)。
第一噴嘴249a、第二噴嘴249b、第三噴嘴249c和第四噴嘴249d設置於處理室201內，且構造成通過反應管203的下半部。第一氣體供應管232a、第二氣體供應管232b、第三氣體供應管232c以及第四氣體供應管232d分別連接至第一噴嘴249a、第二噴嘴249b、第三噴嘴249c和第四噴嘴249d。藉此，四個噴嘴249a、249b、249c和249d以及四個氣體供應管232a、232b、232c和232d設置於反應管203內，使得不同種類的氣體可供應到反應室201內。
在第一氣體供應管232a內，由其上游側依序設置質流控制器(mass flow controller，MFC)241a(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243a(用來作為開關閥門)。第五氣體供應管232i與第一氣體供應管232a連接於閥門243a之下游側。在第五氣體供應管232i內，由其上游側依序設置質流控制器241i(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243i(用來作為開關閥門)。第一惰性氣體供應管232e與第一氣體供應管232a連接在第五氣體供應管232i與第一氣體供應管232a之連接點的下游側。在第一惰性氣體供應管232e內，由其上游側依序設置質流控制器241e(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243e(用來作為開關閥門)。上述第一噴嘴249a連接至第一氣體供應管232a的末端部分。第一噴嘴249a排列在反應管203的內壁與晶圓200間之弧形空間內，從反應管203的內壁下半部往上朝向晶圓200的堆疊方向，延伸至反應管的上半部。第一噴嘴249a係由L形拉長噴嘴構成。用於供氣體通過的氣體供應接口250a設置於第一噴嘴249a的側表面上。氣體供應接口250a開口朝向反應管203的中心。在從反應管203下半部延伸至上半部的垂直方向上，設置多個氣體供應接口250a。各氣體供應接口250a具有相同開口面積，並且沿反應管203的垂直方向彼此等距空開(即，具有等開口間距)。第一氣體供應系統主要由第一氣體供應管232a、質流控制器241a、閥門243a以及第一噴嘴249a構成。第五氣體供應系統主要由第五氣體供應管232i、質流控制器241i和閥門243i構成。此外，第一惰性氣體供應系統主要由第一惰性氣體供應管232e、質流控制器241e和閥門243e構成。
在第二氣體供應管232b內，由其上游側依序設置質流控制器(MFC)241b(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243b(用來作為開關閥門)。第二惰性氣體供應管232f與第二氣體供應管232b連接於閥門243b之下游側。在第二惰性氣體供應管232f內，由其上游側依序設置質流控制器241f(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243f(用來作為開關閥門)。上述第二噴嘴249b係連接至第二氣體供應管232b的末端部分。第二噴嘴249b排列在反應管203的內壁與晶圓200間之弧形空間內，從反應管203的內壁下半部往上朝向晶圓200的堆疊方向，延伸至反應管的上半部。第二噴嘴249b由L形拉長噴嘴構成。用於供氣體通過的氣體供應接口250b設置於第二噴嘴249b的側表面上。氣體供應接口250b開口朝向反應管203的中心。在從反應管203下半部延伸至上半部的垂直方向上，設置多個氣體供應接口250b。各氣體供應接口250b具有相同開口面積，並且沿反應管203的垂直方向彼此等距空開。第二氣體供應系統主要由第二氣體供應管232b、質流控制器241b、閥門243b以及第二噴嘴249b構成。第二惰性氣體供應系統主要由第二惰性氣體供應管232f、質流控制器241f和閥門243f構成。
在第三氣體供應管232c內，由其上游側依序設置質流控制器(MFC)241c(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243c(用來作為開關閥門)。第三惰性氣體供應管232g與第三氣體供應管232c連接於閥門243c之下游側。在第三惰性氣體供應管232g內，由其上游側依序設置質流控制器241g(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243g(用來作為開關閥門)。上述第三噴嘴249c連接至第三氣體供應管232c的末端部分。第三噴嘴249c排列在反應管203的內壁與晶圓200間之弧形空間內，從反應管203的內壁下半部往上朝向晶圓200的堆疊方向，延伸至反應管的上半部。第三噴嘴249c由L形拉長噴嘴構成。用於供氣體通過的氣體供應接口250c設置於第三噴嘴249c的側表面上。氣體供應接口250c開口朝向反應管203的中心。在從反應管203下半部延伸至上半部的垂直方向上，設置多個氣體供應接口250c。各氣體供應接口250c具有相同開口面積，並且沿反應管203的垂直方向彼此等距分開。第三氣體供應系統主要由第三氣體供應管232c、質流控制器241c、閥門243c以及第三噴嘴249c構成。第三惰性氣體供應系統主要由第三惰性氣體供應管232g、質流控制器241g和閥門243g構成。
在第四氣體供應管232d內，由其上游側依序設置質流控制器(MFC)241d(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243d(用來作為開關閥門)。第六氣體供應管232j與第四氣體供應管232d連接於閥門243d之下游側。在第六氣體供應管232j內，由其上游側依序設置質流控制器241j(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243j(用來作為開關閥門)。第四惰性氣體供應管232h與第四氣體供應管232d連接於第六氣體供應管232j與第四氣體供應管232d的連接點之下游側。在第四惰性氣體供應管232h內，由其上游側依序設置質流控制器241h(用來作為流率控制器或流率控制單元)以及閥門243h(用來作為開關閥門)。上述第四噴嘴249d連接至第四氣體供應管232d的末端部分。第四噴嘴249d設置於緩衝室237內，作為氣體分布空間。
緩衝室237設置於反應管203的內壁與晶圓200間之弧形空間內，從反應管203的內壁下半部朝向晶圓200的堆疊方向，延伸至反應管的上半部。用於供氣體通過的氣體供應接口250e設置於與晶圓200鄰接的緩衝室237側壁的末端部分。氣體供應接口250e開口朝向反應管203的中心。在從反應管203下半部延伸至上半部的垂直方向上，設置多個氣體供應接口250e。各氣體供應接口250e具有相同開口面積，並且沿反應管203的垂直方向彼此等距空開。
第四噴嘴249d設置於緩衝室237上與具有氣體供應接口250e的另一末端部分相對之末端部分，以從反應管203的內壁下半部往上朝向晶圓200的堆疊方向，延伸至反應管的上半部。第四噴嘴249d由L形拉長噴嘴構成。用於供氣體通過的氣體供應接口250d設置於第四噴嘴249d的側表面上。氣體供應接口250d開口朝向緩衝室237的中心。類似於緩衝室237的氣體供應接口250e，在從反應管203下半部延伸至上半部的垂直方向上，設置多個氣體供應接口250d。若緩衝室237與處理室201之間的壓力差不大，則各氣體供應接口250d具有相同開口面積面積，並且從上游側(下半部)到下游側(上半部)都彼此等距(即，具有相同開口間距)。不過，若壓力差不小，則可從上游側朝向下游側，沿著第四噴嘴249d的垂直方向，調大各開口面積或調小各開口間距。
在本具體實施例內，以上述方式從上游側朝向下游側，沿著第四噴嘴249d的垂直方向，調整第四噴嘴249d的各氣體供應接口250d之開口面積與開口間距。如此，氣體以不同流速但是大體上相同的流率，從各氣體供應接口250d排出。然後，將從各氣體供應接口250d排出的氣體導入緩衝室237，其中氣體的流速都一致。
換言之，氣體從第四噴嘴249d的各氣體供應接口250d排出進入緩衝室237氣體的粒子速度下降的地方。之後，氣體從緩衝室237的氣體供應接口250e排出至處理室201。結果，從第四噴嘴249d的各氣體供應接口250d排出到緩衝室237之氣體在從緩衝室237的氣體供應接口250e排出到處理室201時，具有一致的流率與一致的流速。
第四氣體供應系統主要由第四氣體供應管232d、質流控制器241d、閥門243d、第四噴嘴249d以及緩衝室237構成。第六氣體供應系統主要由第六氣體供應管232j、質流控制器241j、閥門243j、第四噴嘴249d以及緩衝室237構成。第四惰性氣體供應系統主要由第四惰性氣體供應管232h、質流控制器241h和閥門243h構成。
例如：矽來源氣體，即是含矽(Si)的氣體(含矽氣體)，從第一氣體供應管232a透過質流控制器241a、閥門243a和第一噴嘴249a進入處理室201。作為含矽氣體，可使用例如六氯矽烷(Si2 CI6 ，縮寫為HCD)氣體。在使用像是HCD這類在室溫以及大氣壓力之下仍舊維持液態的液態來源之情況下，像是蒸發器或氣泡機這類蒸發系統會將液態來源蒸發，然後作為來源氣體供應。
例如，含碳(C)的氣體(含碳氣體)從第二氣體供應管232b透過質流控制器241b、閥門243b和第二噴嘴249b進入處理室201。作為含碳氣體，可使用例如丙烯氣體(C3 H6 )。
例如，含氮(N)的氣體(含氮氣體)從第三氣體供應管232c透過質流控制器241c、閥門243c和第三噴嘴249c進入處理室201。作為含氮氣體，可使用例如氨氣(NH3 )。
例如，含氧(O)的氣體(含氧氣體)從第四氣體供應管232d透過質流控制器241d、閥門243d、第四噴嘴249d和緩衝室237進入處理室201。作為含氧氣體，可使用例如氧氣(O2 )或一氧化氮氣體(N2 O)。
例如含氟(F)的氣體(含氟氣體)的清潔氣體從第五氣體供應管232i透過質流控制器241i、閥門243i和第一噴嘴249a進入處理室201。作為清潔氣體，可使用例如氟化氮氣體(NF3 )、氟氣(F2 )、氟化氯氣體(ClF3 )或氟化氫氣體(HF)。
例如，含氫(H)的氣體(含氫氣體)從第六氣體供應管232j透過質流控制器241j、閥門243j、第四噴嘴249d和緩衝室237進入處理室201。作為含氫氣體，可使用例如氫氣(H2 )。
例如，氮氣(N2 )從惰性氣體供應管232e、232f、232g和232h透過質流控制器241e、241f、241g和241h、閥門243e、243f、243g和243h、氣體供應管232a、232b、232c和232d、噴嘴249a、249b、249c和249d以及緩衝室237進入處理室201。
在氣體以如上述的方式供應自各氣體供應管的情況，利用第一氣體供應系統構成來源氣體供應系統，即，含矽氣體供應系統(矽烷型氣體供應系統)。利用第二氣體供應系統構成含碳氣體供應系統。利用第三氣體供應系統構造成含氮氣體供應系統。利用第四氣體供應系統構成含氧氣體供應系統。利用第五氣體供應系統構成含氟氣體供應系統。利用第六氣體供應系統構成含氫氣體供應系統。
若含矽氣體、含碳氣體以及含氮氣體統稱為處理氣體，則由含矽氣體供應系統、含碳氣體供應系統以及含氮氣體供應系統構成處理氣體供應系統。若含碳氣體以及含氮氣體統稱為反應氣體，則由含碳氣體供應系統以及含氮氣體供應系統構成反應氣體供應系統。若含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體統稱為清潔氣體，則由含氟氣體供應系統、含氧氣體供應系統以及含氫氣體供應系統構成清潔氣體供應系統。若含氧氣體以及含氫氣體統稱為添加氣體，則由含氧氣體供應系統以及含氫氣體供應系統構成添加氣體供應系統。
如第2圖所示，第一桿形電極269(用來作為長形結構第一電極)以及第二桿形電極270(用來作為長形結構第二電極)都沿著晶圓200的堆疊方向，從反應管203的下半部延伸至上半部，以配置在緩衝室237內。第一桿形電極269和第二桿形電極270都與第四噴嘴249d平行。電極保護管275(用作為保護每一電極用的管子)覆蓋並保護第一桿形電極269和第二桿形電極270每一者，該保護管從每一電極的上半部延伸至其下半部。第一桿形電極269和第二桿形電極270其中一者透過匹配電路272連接至高頻電源273，第一桿形電極269和第二桿形電極270其中另一者連接至接地作為基準電位。因此，在第一桿形電極269與第二桿形電極270之間的電漿產生區內產生電漿。電漿源(用作為電漿產生器或電漿產生單元)主要由第一桿形電極269、第二桿形電極270、電極保護管275、匹配電路272以及高頻電源273構成。根據稍後的說明，電漿源作為氣體的活化機構。
電極保護管275構造成***緩衝室237內，其中的第一桿形電極269和第二桿形電極270都與緩衝室237的周圍氣體隔離。若電極保護管275的內部具有與四周空氣相同的周圍氣體，則***電極保護管275內的第一桿形電極269和第二桿形電極270每一者都會遭到加熱器207產生的熱所氧化。為解決此問題，設置一惰性氣體沖洗機構以利用填入像是氮這類惰性氣體或用氣體沖洗電極保護管275，並且充分降低電極保護管275內的氧濃度，從而避免第一桿形電極269和第二桿形電極270氧化。
反應管203內設置用於處理室201真空排氣的排氣管231。真空泵246(用來作為真空排氣裝置)透過用來偵測處理室201內部壓力的壓力感測器245(用來作為壓力偵測器或壓力偵測單元)以及APC(自動壓力控制器，Automatic Pressure Controller)閥門244(用來作為壓力調節器或壓力調節單元)，以連接至排氣管231。真空泵246構造成將處理室201真空排氣，使得處理室201的內部壓力可調整為特定壓力(真空度)。APC閥門244為一種開關閥門，構造成打開或關閉以將處理室201真空排氣或停止處理室201真空排氣。APC閥門244的開口可調整以調節處理室201的內部壓力。排氣系統主要由排氣管231、APC閥門244、真空泵246和壓力感測器245構成。
在反應管203的較低側設置用來將反應管203下方末端開口不透氣地密封的密封蓋219(用來作為爐開口蓋)。密封蓋219構造成在垂直方向上，抵住反應管203的下方末端。密封蓋219由金屬製成，例如不鏽鋼，並且形成為碟形。在密封蓋219的上表面上設置用來與反應管203下方末端接觸的O形環220(用來作為密封構件)。在來自處理室201的密封蓋219另一邊上設置用於旋轉晶舟217的旋轉機構267。旋轉機構267包含延伸通過密封蓋219並且連接至晶舟217(稍後將說明)的旋轉軸255。旋轉機構267構造成利用旋轉晶舟217來旋轉晶圓200。密封蓋219構造成利用反應管203外垂直設置的晶舟升降器115(用來作為升降機構)以垂直移動。如此可以將晶舟217載入處理室201或從處理室201中卸載。
用來作為基板固定器的晶舟217由例如石英或碳化矽之耐熱材料製成，並且構造成在複數個晶圓200堆疊並且中心彼此對準的水平姿態排列之狀態下固定複數個晶圓200。晶舟217底下設置由例如石英或碳化矽這類耐熱材料製成的隔熱構件218。隔熱構件218構造成讓加熱器207所產生的熱量難以傳遞至密封蓋219。隔熱構件218可由像是石英或碳化矽這類耐熱材料製成的複數個隔熱板、以及在隔熱板以水平姿態堆疊的狀態下固定隔熱板之隔熱板固定器構成。
反應管203內安排有溫度感測器263(用來作為溫度偵測器)。藉由根據由溫度感測器263所偵測的溫度資訊以控制供應給加熱器207的電源，使得處理室201的內部溫度可控制成具有所期望的溫度分布。類似於噴嘴249a、249b、249c和249d，溫度感測器263系形成為L形，並且沿著反應管203的內壁設置。
控制器121(用來作為控制單元或控制裝置)連接至質流控制器241a,241b,241c,241d,241e,241f,241g,241h,241i,241j、閥門243a,243b,243c,243d,243e,243f,243g,243h,243i,243j、壓力感測器245、APC閥門244、真空泵246、加熱器207、溫度感測器263、旋轉機構267、晶舟升降器115、高頻電源273、匹配電路272等等。控制器121利用質流控制器241a,241b,241c,241d,241e,241f,241g,241h,241i,241j、閥門243a,243b,243c,243d,243e,243f,243g,243h,243i,243j的開關操作、APC閥門244的開關操作和APC閥門244根據壓力感測器245所偵測壓力的壓力調節操作、加熱器207根據溫度感測器263所偵測溫度的溫度調節操作、真空泵246的活化與停止操作、旋轉機構267的轉速調整操作、晶舟升降器115的垂直移動操作、高頻電源273的電源供應操作以及匹配電路272的阻抗控制操作，執行許多種氣體的流率調整操作。
(2)薄膜形成操作
接下來，說明形成氮化碳矽膜(SiCN膜)作為基板上絕緣膜之操作範例，為使用上述基板處理設備的處理爐來製造半導體裝置之一項步驟。在下列說明中，構成基板處理設備的各單元之操作都由控制器121控制。
在本具體實施例當中，執行一處理周期一或多次，藉以在晶圓200上形成具有特定厚度的氮化碳矽膜，該處理周期包含：含矽層形成操作，在CVD反應條件下(導致CVD反應的條件)，將含矽氣體供應到容納晶圓200的處理容器內，藉以在晶圓200上形成含矽層；含矽碳層形成操作，將含碳氣體供應到處理容器內，藉以在含矽層上形成含碳層而形成含矽碳層；以及氮化碳矽層形成操作，將含氮氣體供應到處理容器內，藉以將含矽碳層氮化而形成氮化碳矽層。
以下，詳細說明根據本具體實施例的基板處理過程。下述者為一範例，使用HCD氣體作為含矽氣體、C3 H6 氣體作為含碳氣體以及NH3 氣體作為含氮氣體，透過第3圖所示之順序，在晶圓200上形成是為絕緣膜的氮化碳矽膜(SiCN膜)。
若晶舟217上放入複數個晶圓200(在晶圓裝載操作中)，晶舟升降器115抬升固定晶圓200的晶舟217並且放入處理室201內，如第1圖所示(在晶舟載入操作中)。在此狀態下，密封蓋219透過O形環220不透氣地密封反應管203的下方末端。
真空泵246將處理室201內部真空排氣，使得處理室201的內部壓力可調整為所要的壓力(真空度)。同時，利用壓力感測器245測量處理室201的內部壓力。APC閥門244根據所測量的壓力資訊進行回饋控制(在壓力調節操作中)。加熱器207加熱處理室201內部，使得處理室201的內部溫度可調整為所要的溫度。此時，根據溫度感測器263所偵測的溫度資訊，回饋控制供應給加熱器207的電源，使得處理室201的內部可具有所要的溫度分布(在溫度調整操作中)。然後，讓旋轉機構267旋轉晶舟217，以旋轉晶圓200(在晶圓旋轉操作中)。此後，依序執行稍後說明的三個步驟。
[步驟1]
打開第一氣體供應管232a的閥門243a，讓HCD氣體流過第一氣體供應管232a。質流控制器241a可調整HCD氣體流過第一氣體供應管232a的流率。流率經過調整的HCD氣體從第一噴嘴249a的氣體供應接口250a供應至處理室201，然後從排氣管231排出。此時，閥門243e同時開啟，讓像是N2 這類惰性氣體流過第一惰性氣體供應管232e。質流控制器241e可調整N2 氣體流過第一惰性氣體供應管232e的流率。流率經過調整的N2 氣體與HCD氣體一起供應至處理室201，然後從排氣管231排出。
此時，適當調整APC閥門244，使得處理室201的內部壓力維持在例如10至1,000 Pa的範圍內。由質流控制器241a控制的HCD氣體之供應流率設定在例如10至1,000 sccm的範圍內。由質流控制器241e控制的N2 氣體之供應流率設定在例如200至2,000 sccm的範圍內。晶圓200暴露在HCD氣體之下的時間，即是氣體供應時間(氣體輻射時間)，設定在例如1至120秒的範圍內。此時，設定加熱器207的溫度，使得可在處理室201內發生CVD反應，換言之，使得晶圓200的溫度在例如300至700℃的範圍內。若晶圓200的溫度低於300℃，則HCD難以吸附到晶圓200之上。若晶圓200的溫度超過700℃，CVD反應會更強烈，並且將形成之層的均勻性會劣化。為了解決此問題，晶圓200的溫度可設定在300至700℃的範圍內。
在供應HCD氣體時，在每一晶圓200的基膜上形成含矽的第一層。換言之，在每一晶圓200上(即是每一晶圓200的基膜上)，形成作為含矽層並且範圍從小於一個原子層到多個原子層的矽層(Si層)。含矽層可為HCD的化學吸附層。矽為本身可變成固體的元素。本說明書所稱的矽層不僅包含矽製的連續層，也包含矽製的不連續層，或連續層與不連續層彼此堆疊形成的薄膜。在某些具體實施例內，矽製的連續層可稱為薄膜。本說明稱為HCD的化學吸附層不僅包含HCD分子的連續化學吸附層，也包含HCD分子的不連續化學吸附層。本說明所稱具有少於一個原子層的層就是不連續形成之原子層。若晶圓200上所形成含矽層的厚度大於多個原子層，則步驟3內的氮化動作(稍後將有說明)不會到達整個含矽層。晶圓200上可形成的含矽層最低值(或厚度)小於一個原子層，因此含矽層的厚度的範圍可從小於一個原子層到多個原子層。在HCD氣體自我分解的情況下，矽沈積在晶圓200之上以形成矽層，即是矽沈積層。在HCD氣體不自我分解的情況下，HCD會化學吸附到晶圓200之上，以形成HCD的化學吸附層。在某些具體實施例中，可執行在晶圓200上形成矽層的操作，而非執行在晶圓200上形成HCD化學吸附層的操作，因為前者的操作可提高沈積率。
在晶圓200上形成含矽層之後，關閉閥門243a以停止供應HCD氣體。此時，用真空泵246將處理室201的內部真空排氣，同時保持排氣管231的APC閥門244開啟，藉此去除處理室201內殘留的未反應HCD氣體，或從處理室201去除用來形成含矽層的HCD氣體。同時，保持閥門243e開啟，繼續供應N2 氣體進入處理室201。這幫助提高去除處理室201內所殘留未反應HCD氣體，或從處理室201去除用來形成含矽層的HCD氣體之效果。
作為含矽氣體，不僅可使用HCD氣體，也可使用像是四氯矽烷(SiCI4 ，縮寫為STC)氣體、三氯矽烷(SiHCl3 ，縮寫為TCS)氣體、二氯矽烷(SiH2 Cl2 ，縮寫為DCS)氣體、一氯甲矽烷(SiH3 Cl，縮寫為MCS)氣體或單矽烷(SiH4 )氣體這類無機來源，或胺基矽烷系有機來源，像是肆(二甲基胺基)矽烷(Si[N(CH3 )2 ]4 ，縮寫為4DMAS)氣體、參(二甲基胺基)矽烷(Si[N(CH3 )2 ]3 H，縮寫為3DMAS)氣體、貳(二乙基胺基)矽烷(Si[N(C2 H5 )2 ]2 H2 ，縮寫為2DEAS)氣體或貳(第三丁基胺基)矽烷(SiH2 [NH(C4 H9 )]2 ，縮寫為BTBAS)氣體。作為惰性氣體，不僅可使用N2 氣體，也可使用稀有氣體，像是Ar氣體、He氣體、Ne氣體或Xe氣體。
[步驟2]
完成步驟1並且已經去除處理室201內剩餘的氣體之後，開啟第二氣體供應管232b的閥門243b，讓C3 H6 氣體流過第二氣體供應管232b。質流控制器241b可調整C3 H6 氣體流過第二氣體供應管232b的流率。流率經過調整的C3 H6 氣體從第二噴嘴249b的氣體供應接口250b供應至處理室201，然後從排氣管231排出。供應進入處理室201的C3 H6 氣體被熱活化。此時，閥門243f同時開啟，讓N2 氣體流過惰性氣體供應管232f。N2 氣體與C3 H6 氣體一起供應至處理室201，然後從排氣管231排出。
此時，適當調整APC閥門244，使得處理室201的內部壓力維持在例如50至3,000 Pa的範圍內。由質流控制器241b控制的C3 H6 氣體之供應流率設定在例如100至10,000 sccm的範圍內。由質流控制器241f控制的N2 氣體之供應流率設定在例如200至2,000 sccm的範圍內。此時，處理室201內C3 H6 氣體的分壓設定在例如6至2,940 Pa的範圍內。晶圓200暴露在C3 H6 氣體之下的時間，即是氣體供應時間(氣體輻射時間)，設定在例如1至120秒的範圍內。此時，類似於步驟1設定加熱器207的溫度，使得晶圓200的溫度在300至700℃的範圍內。若以熱活化狀態供應C3 H6 氣體時，可誘使軟性反應，幫助形成含碳層(稍後將說明)。
此時，被熱活化的C3 H6 氣體流進處理室201時，HCD氣體並未流進處理室201。如此，C3 H6 氣體在活化狀態下被供應至晶圓200不會導致氣相反應，此時在之前於步驟1內晶圓200上形成的含矽層之上形成小於一個原子層的含碳層，即是不連續含碳層。結果，在晶圓200上形成內含矽與碳的第二層。根據這些條件，在某些情況下，含矽層的一部分可與C3 H6 氣體反應，使得含矽層改變(碳化)以形成內含矽與碳的第二層。
含矽層上形成的含碳層可為碳層(C層)或C3 H6 的化學吸附層，即是C3 H6 的分解物質(Cx Hy )之化學吸附層。在此情況下，碳層可為碳製的不連續層。Cx Hy 的化學吸附層可為Cx Hy 分子的不連續化學吸附層。在含矽層上形成的含碳層為不連續層之情況下，Cx Hy 吸附到含矽層上的吸附狀態維持在飽和狀態下。若在含矽層上形成Cx Hy 的連續化學吸附層，則Cx Hy 的化學吸附層會覆蓋含矽層的整個表面。在此情況下，第二層表面上並沒有矽，使得第二層難以在步驟3內進行氮化反應(稍後將有說明)。這是因為氮會與矽鍵結，不會與碳鍵結。為了造成步驟3內的這種氮化反應(稍後將有說明)，必須將含矽層之上Cx Hy 的吸附狀態維持在不飽和狀態，並且維持在第二層表面上露出矽。
雖然上述處理條件可用於步驟2來將含矽層之上Cx Hy 的吸附狀態維持在不飽和狀態，下列處理條件也可用於步驟2內，幫助將含矽層之上Cx Hy 的吸附狀態維持在不飽和狀態：
晶圓溫度：500至630℃
處理室內部壓力：133至2,666 Pa
C3 H6 氣體的分壓：67至2,820 Pa
C3 H6 氣體的供應流率：1,000至5,000 sccm
N2 氣體的供應流率：300至1,000 sccm
C3 H6 氣體的供應時間：6至100秒
此後，關閉第二氣體供應管232b的閥門243b，停止供應C3 H6 氣體。此時，用真空泵246將處理室201的內部真空排氣，同時保持排氣管231的APC閥門244開啟，藉此去除處理室201內殘留的未反應C3 H6 氣體，或從處理室201去除用來形成含碳層的C3 H6 氣體。同時，保持閥門243f開啟，繼續供應N2 氣體進入處理室201。這幫助提高去除處理室201內所殘留未反應C3 H6 氣體，或從處理室201去除用來形成含碳層的C3 H6 氣體之效果。
作為含碳氣體，不僅可使用C3 H6 氣體，也可使用乙烯(C2 H4 )氣體或乙炔(C2 H2 )氣體。
[步驟3]
去除處理室201內剩餘的氣體之後，開啟第三氣體供應管232c的閥門243c，讓NH3 氣體流過第三氣體供應管232c。質流控制器241c可調整NH3 氣體流過第三氣體供應管232c的流率。流率經過調整的NH3 氣體從第三噴嘴249c的氣體供應接口250c供應至處理室201，然後從排氣管231排出。供應進入處理室201的NH3 氣體被熱活化。此時，閥門243g同時開啟，讓N2 氣體流過惰性氣體供應管232g。N2 氣體與NH3 氣體一起供應至處理室201，然後從排氣管231排出。
當熱活化並供應NH3 氣體時，適當調整APC閥門244，使得處理室201的內部壓力維持在例如50至3,000 Pa的範圍內。由質流控制器241d控制的NH3 氣體之供應流率設定在例如100至10,000 sccm的範圍內。由質流控制器241g控制的N2 氣體之供應流率設定在例如200至2,000 sccm的範圍內。此時，處理室201內NH3 氣體的分壓設定在例如6至2,940 Pa的範圍內。晶圓200暴露在NH3 氣體之下的時間，即是氣體供應時間(氣體輻射時間)，設定在例如從1至120秒的範圍內。此時，類似於步驟1設定加熱器207的溫度，使得晶圓200的溫度在從300至700℃的範圍內。因為NH3 氣體在高溫之下反應並且在上述晶圓溫度之下無法充分反應，所以處理室201的內部壓力如上述維持在相對高檔，讓NH3 氣體熱活化。若以熱活化狀態供應NH3 氣體，可幫助執行軟性反應，使其可軟性執行下述氮化。
此時，熱活化的NH3 流進處理室201時，HCD氣體或C3 H6 氣體都不會流進處理室201。如此，NH3 氣體不會進行任何氣相反應。已活化的NH3 氣體與步驟2內晶圓200上所形成，作為第二層的含矽碳層之一部分反應，接著以無電漿方式熱氮化第二層，並且推及含矽、碳和氮的層，換言之就是氮化碳矽層(SiCN層)。
此時，第二層的氮化反應要求不飽和，例如，若在步驟1內形成具有許多原子層的矽層，並且若在步驟2內形成具有小於一個原子層的含碳層，則表面層(在表面上的一個原子層)局部氮化。換言之，可發生氮化(或露出矽)的表面層區域會局部氮化或整個氮化。在此情況下，在第二層的氮化反應仍舊不飽和的條件下執行氮化，以免第二層整個氮化。根據此等條件，可在第二層的表面層底下現有的許多層上執行氮化。不過在替代具體實施例內，只有在第二層的表面層上執行氮化，強化氮化碳矽膜組成比例的控制。此外，例如，若在步驟1內形成具有一個原子層或小於一個原子層的矽層，並且若在步驟2內形成具有小於一個原子層的含碳層，則如上述將表面層局部氮化。在此情況下，在第二層的氮化反應仍舊不飽和的條件下執行氮化，以免第二層整個氮化。
雖然上述處理條件可用於步驟3以保持第二層的氮化反應不飽和，下列處理條件也可用於步驟3內，幫助維持第二層的氮化反應不飽和：
晶圓溫度：500至630℃
處理室內部壓力：133至2,666 Pa
NH3 氣體的分壓：67至2,820 Pa
NH3 氣體的供應流率：1,000至5,000 sccm
N2 氣體的供應流率：300至1,000 sccm
NH3 氣體的供應時間：6至100秒
此後，關閉第三氣體供應管232c的閥門243c，停止供應NH3 氣體。此時，用真空泵246將處理室201的內部真空排氣，同時保持排氣管231的APC閥門244開啟，藉此去除處理室201內殘留的未反應NH3 氣體，或從處理室201去除用於氮化的NH3 氣體。同時，保持閥門243g開啟，繼續供應N2 氣體進入處理室201。這幫助提高去除處理室201內所殘留未反應NH3 氣體，或從處理室201去除用於氮化的NH3 氣體之效果。
作為含氮氣體，不僅可使用NH3 氣體，也可使用像是吡嗪(N2 H2 )氣體、肼(N2 H4 )氣體或N3 H8 氣體或胺系化合物氣體，像是三甲胺(N(CH3 )3 )氣體或三乙胺(N(C2 H5 )3 )氣體。
利用執行包含步驟1、2和3的處理周期一或多次(預定次數)，就可形成預定厚度內含矽、碳與氮的薄膜，換言之，即為晶圓200上的氮化碳矽膜(SiCN膜)。尤其是，上述處理周期可多次執行。
此時，利用控制各步驟內的處理條件，像是處理室201的內部壓力以及氣體供應時間，則可調整SiCN膜的各元素成份的比例，像是矽成份、碳成份與氮成份，尤其是矽濃度、碳濃度與氮濃度，使得可控制SiCN膜的組成比例。
在形成預定厚度的SiCN膜之膜形成處理完成時，將像是N2 氣體這類惰性氣體供應到處理室201內並且從此排出，使用惰性氣體沖洗處理室201的內部(在氣體沖洗操作中)。此後，惰性氣體取代處理室201內的周圍氣體(在惰性氣體取代操作中)，並且處理室201的內部壓力恢復到正常值(在大氣壓復原操作中)。
此後，晶舟升降器115降下密封蓋219，打開反應管203的下方末端。固定已處理晶圓200的晶舟217從反應管203下方末端，卸載至反應管203的外面(在晶舟卸載操作中)，然後從晶舟217中取出已處理的晶圓200(在晶圓取出操作中)。
在上述的取代處理過程中，利用執行包含步驟1和3的處理周期一或多次，也可形成預定厚度內含矽與氮的薄膜，換言之，即為晶圓200上的氮化矽膜(SiN膜)。在此情況下，上述處理周期可多次執行。再者，利用只執行步驟1，可形成預定厚度內含矽的薄膜，換言之，即為晶圓200上的矽膜(Si膜)，像是多晶矽膜(poly-Si膜)或非晶矽膜(a-Si膜)。
(3)清潔步驟
接下來，將說明清潔處理室201內部之方法。在下列說明當中，構成基板處理設備的各單元的操作都由控制器121控制。
若已經重複上述膜形成操作，則像是SiCN膜這類薄膜會累積在處理室201內部，像是反應管203的內壁。換言之，包含薄膜的沈積物會黏貼在反應管203的內壁或其它地方。當黏貼至內壁的沈積物厚度(累積的薄膜厚度)達到預定厚度，並且在發生沈積物剝落之前，要清潔處理室201的內部。執行清潔時，利用將例如含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體的混合氣體的清潔氣體供應至已加熱至預定溫度並且壓力維持在低於大氣壓的處理室201，藉以去除包含經由熱化學反應黏貼在處理室201內部的薄膜之沈積物，像是SiCN膜。
此後，將詳細說明根據本具體實施例的清潔步驟。尤其是，底下為範例清潔步驟的說明，其中使用NF3 氣體作為含氟氣體、O2 氣體作為含氧氣體以及H2 氣體作為含氫氣體，利用熱蝕刻在無電漿周圍氣體之下，去除黏貼在處理室201內部並且包含像是SiCN膜這類薄膜的沈積物。
空晶舟217，即未承載晶圓200的晶舟217，由晶舟升降器115上升並放入處理室201內(在晶舟載入操作中)。在此狀態下，密封蓋219透過O形環220不透氣地密封反應管203的下方末端。
真空泵246將處理室201內部真空排氣，使得處理室201的內部壓力可維持在所要的壓力(真空度)。此時，利用壓力感測器245測量處理室201的內部壓力，並且根據所測量的壓力，回饋控制APC閥門244。再者，加熱器207加熱處理室201內部，使得處理室201的內部溫度可維持在所要的溫度。此時，根據溫度感測器263所偵測的溫度資訊，回饋控制供應給加熱器207的電源，使得處理室201的內部可具有所要的溫度分布。若處理室201的內部壓力與內部溫度分別達到預定壓力與預定溫度，則執行控制操作，以維持預定壓力與預定溫度。然後，旋轉機構267旋轉晶舟217。在替代具體實施例內，晶舟217可維持穩定不旋轉。
在處理室201的內部壓力與內部溫度維持在預定壓力與預定溫度之情況下，打開第五氣體供應管232i的閥門243i，讓NF3 氣體流過第五氣體供應管232i。質流控制器241i可調整NF3 氣體流過第五氣體供應管232i的流率。流率已被調整的NF3 氣體流過第一氣體供應管232a，然後NF3 氣體從第一噴嘴249a的氣體供應接口250a供應至處理室201，然後從排氣管231排出。此時，開啟閥門243e，讓像是N2 這類惰性氣體流過第一惰性氣體供應管232e，從而用N2 氣體稀釋NF3 氣體。質流控制器241e可調整N2 氣體流過第一惰性氣體供應管232e的流率。流率經過調整的N2 氣體與NF3 氣體一起供應至處理室201，然後從排氣管231排出。利用控制N2 氣體的供應流率，控制NF3 氣體的濃度。
此時，閥門243d同時開啟，讓O2 氣體流過第四氣體供應管232d。質流控制器241d可調整O2 氣體流過第四氣體供應管232d的流率。流率已被調整的O2 氣體持續流過第四氣體供應管232d，並且從第四噴嘴249d的氣體供應接口250d供應到維持在加熱並且洩壓狀態下的緩衝室237。此時，閥門243j同時開啟，讓H2 氣體流過第六氣體供應管232j。質流控制器241j可調整H2 氣體流過第六氣體供應管232j的流率。流率已被調整的H2 氣體流過第六氣體供應管232j和第四氣體供應管232d，並且從第四噴嘴249d的氣體供應接口250d供應到維持在加熱並且洩壓狀態下的緩衝室237。當流過第四氣體供應管232d時，H2 氣體與第四氣體供應管232d內的O2 氣體混合。換言之，從第四噴嘴249d供應O2 氣體與H2 氣體的混合氣體。緩衝室237內O2 氣體與H2 氣體的混合氣體，從緩衝室237的氣體供應接口250e供應至維持在加熱並且洩壓狀態下的處理室201，然後從排氣管231排出。此時，第四惰性氣體供應管232h的閥門243h已開啟，供應來自第四惰性氣體供應管232h作為惰性氣體的N2 氣體。流率由質流控制器241h調整的N2 氣體供應至第四氣體供應管232d。在此情況下，從第四噴嘴249d和緩衝室237供應O2 氣體、H2 氣體與N2 氣體的混合氣體。作為惰性氣體，不僅可使用N2 氣體，也可使用稀有氣體，像是Ar氣體、He氣體、Ne氣體或Xe氣體。
如此，NF3 氣體從第一噴嘴249a導入處理室201，同時O2 氣體與H2 氣體的混合氣體從緩衝室237導入處理室201。換言之，加上O2 氣體與H2 氣體的NF3 氣體供應到處理室201，然後從排氣管231排出。當NF3 氣體、O2 氣體和H2 氣體通過處理室201時，與反應管203的內壁或晶舟217的表面上所累積並包含SiCN或SiN薄膜之沈積物接觸，然後利用在無電漿周圍氣體之下的熱化學反應，移除薄膜。即，利用沈積物與例如NF3 氣體、O2 氣體和H2 氣體的蝕刻物熱分解或相互反應所產生之活性物種以移除薄膜。在同時供應O2 氣體和H2 氣體加上NF3 氣體之作用下，沈積物的蝕刻率(稍後敘述)可提高。再者，當NF3 氣體通過第一噴嘴249a時，也與累積在第一噴嘴249a內壁上的含矽沈積物接觸，藉此去除含矽沈積物。
若在經過預定薄膜蝕刻時間之後完成處理室201內部的清潔，則關閉閥門243i、243d和243j，停止供應NF3 氣體、O2 氣體和H2 氣體進入處理室201。此後，將N2 氣體供應到處理室201，並從排氣管231排出，如此沖洗處理室201的內部。
用於清潔步驟的薄膜蝕刻條件的範例如下：
處理室內部溫度：300℃至700℃，更精確為400℃至600℃
處理室內部壓力：133 Pa(1 Torr)至53,200 Pa(400 Torr)
NF3 氣體的供應流率：0.1至5 slm
O2 氣體的供應流率：0.05至2.5 slm
H2 氣體的供應流率：0,05至2.5 slm
N2 氣體的供應流率：0至20 slm
將各蝕刻條件之值保持在上列範圍內，藉以執行薄膜的蝕刻，即是熱蝕刻。
在清潔步驟中，O2 氣體與H2 氣體的至少一者或兩者可在供應時用電漿活化。使用電漿活化O2 氣體及/或H2 氣體時，可產生較高能量的反應物種。再者，利用增加反應物種到NF3 氣體，可提高蝕刻率。例如，使用電漿活化O2 氣體和H2 氣體兩者時，利用高頻電源273通過匹配電路272，在第一桿形電極269與第二桿形電極270之間施加高頻電源，如此電漿激勵供應到緩衝室237的O2 氣體和H2 氣體之混合氣體。然後經過電漿激勵的混合氣體從氣體供應接口250e供應至處理室201作為活性物種，然後從排氣管231排出。此時，從高頻電源273施加給第一桿形電極269與第二桿形電極270之間的高頻電源設定在例如從50 W至1,000 W的範圍內，而其他處理條件仍舊與上述處理條件相同。在上述的溫度範圍內，O2 氣體和H2 氣體被熱活化並且充分反應，產生足夠量的反應物種。因此，即使以無電漿方式熱活化O2 氣體和H2 氣體，還是可顯著提高蝕刻率。若以熱活化狀態供應O2 氣體和H2 氣體，則可誘使軟性反應並且以軟性方式執行蝕刻，使得可均勻去除沈積物。此外，若利用熱蝕刻執行清潔，換言之，以無電漿狀態熱活化O2 氣體和H2 氣體，免除使用電漿源的需求。
作為含氟氣體，不僅可使用NF3 氣體，也可使用F2 氣體、ClF3 氣體或HF氣體。進一步，作為含氧氣體，不僅可使用O2 氣體，也可使用臭氧(O3 )氣體、一氧化氮(NO)氣體或一氧化二氮(N2 O)氣體。作為含氫氣體，不僅可使用H2 氣體，也可使用氘(D2 )氣體、氨(NH3 )氣體或甲烷(CH4 )氣體。
(4)本具體實施例提供的效果
本具體實施例提供一或多種效果，敘述如下。
根據本具體實施例，將含氟氣體(NF3 氣體)、含氧氣體(O2 氣體)以及含氫氣體(H2 氣體)的混合氣體作為清潔氣體，供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的反應管203，藉以去除沈積物，包含黏貼在反應管203內部的薄膜(像是SiCN膜或SiN膜)。如此可提高沈積物的蝕刻率，同時降低對於用來作為像是反應管203或晶舟217這類構件材料的石英之損壞。
如上述，同時將含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)加入含氟氣體內，即可提昇沈積物的蝕刻率。此效果或許能維持是因為像是原子氧(O)、原子氫(H)或氫氧基分子(OH)這類反應物種可由含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)在加熱並且洩壓周圍氣體中反應來產生，並且這種反應物種與含氟氣體(NF3 氣體)反應，因此有助於產生像是原子氟(F)或氟(F2 )氣體的蝕刻物種。再者，含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)在氣相狀態下的反應，會隨著反應管203的內部壓力升高而加速。這提高產生像是原子氧(O)、原子氫(H)或氫氧基分子(OH)這類反應物種的可能性。結果，產生的反應物種與含氟氣體(NF3 氣體)反應的可能性變高，如此增加像是原子氟(F)或氟(F2 )氣體這類蝕刻物種的產量。
此外，如上述，同時將含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)加入含氟氣體內，就可減少對於石英的損壞。此效果或許能維持是因為像是原子氧(O)、原子氫(H)或氫氧基分子(OH)這類反應物種可由含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)在氣相狀態中反應來產生，並且這種反應物種用於從沈積物去除之後露出的石英表面上去除雜質，並且以提高石英耐原子氟(F)或氟(F2 )氣體蝕刻的方式來將石英改質。
根據本具體實施例，利用熱蝕刻執行清潔，換言之利用在無電漿周圍氣體之下熱活化含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體。這樣可降低電漿對於石英的損壞，同時如上述提高蝕刻率。在與膜形成溫度範圍相同的溫度範圍內執行清潔，而因為並不需要電漿源，所以可降低基板處理設備的製造成本。再者，在清潔之後，很容易就可去除處理室內殘留的氟。若由電漿蝕刻執行清潔的話，就無法維持這些效果。
其他具體實施例
雖然上面已經詳細說明本發明的一個具體實施例，不過本發明並不受限於前述具體實施例，在不悖離本發明範疇之下可修改成許多不同形式。
例如，處理室201內未設置緩衝室237，並且O2 氣體和H2 氣體可從第四噴嘴249d直接供應到處理室201。在此情況下，利用將第四噴嘴249d的氣體供應接口250d安排面向反應管203的中央，直接朝向晶圓200供應O2 氣體和H2 氣體。在替代具體實施例內，只有緩衝室237而不準備第四噴嘴249d。
在其他範例中，供應到處理室201的C3 H6 氣體、NH3 氣體、O2 氣體和H2 氣體不可熱活化，但是可透過使用例如電漿活化。在此情況下，使用例如上述電漿產生器，用電漿激勵各氣體。
在上述具體實施例內，執行包含步驟1、2和3之處理周期一或多次以形成SiCN膜。不過，本發明可適用於執行包含步驟1和3的處理周期一或多次以形成SiN膜之情況，或只執行步驟1以形成Si膜之情況。此外，本發明可適用於將O2 氣體供應到處理室201的步驟新增為步驟4，並且利用執行包含步驟1、2、3和4的處理周期一或多次以形成SiOCN膜之情況。再者，本發明可適用於其執行包含步驟1、3和4的處理周期一或多次以形成SiON膜之情況。如此，本發明可適用於形成主要由Si或SiN構成的許多膜。
在上述具體實施例內，如第7A圖所示，將作為清潔氣體的含氟氣體(NF3 氣體)、含氧氣體(O2 氣體)以及含氫氣體(H2 氣體)同時供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的反應管，藉以去除包含黏貼在反應管內部的薄膜(像是SiCN膜或SiN膜)的沈積物。
然而，本發明並不受限於上述具體實施例。如第7B圖所示，可在將含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)供應到反應管之前，將含氟氣體(NF3 氣體)供應到反應管。若同時將NF3 氣體、O2 氣體和H2 氣體供應到反應管，在某些情況下，作為蝕刻目標的SiCN只部分暴露於O2 氣體和H2 氣體之下(包含利用O2 氣體和H2 氣體的反應所產生之反應物種)，並由之氧化，使其難以蝕刻SiCN。相較之下，若如第7B圖所示在供應O2 氣體和H2 氣體之前先供應NF3 氣體，則限制作為蝕刻目標的SiCN免於只部分暴露於O2 氣體和H2 氣體之下(包含利用O2 氣體和H2 氣體的反應所產生之反應物種)，並由之氧化。這有助於蝕刻反應管內的SiCN。
此外，如第7C圖所示，即使在沈積物移除結束時已經停止將含氟氣體(NF3 氣體)供應到反應管，還是可繼續將含氧氣體(O2 氣體)和含氫氣體(H2 氣體)供應到反應管。這幫助從反應管中排出清潔氣體殘餘物(像是殘留的氟)。換言之，若即使在停止供應NF3 氣體到反應管之後，仍舊供應O2 氣體和H2 氣體到反應管，則供應到反應管的H2 氣體會與殘留的氟(F)反應，產生HF，藉此消耗反應管內殘留的氟。此外，利用供應到反應管內的O2 氣體和H2 氣體的反應所產生之原子氧(O)或O2 氣體來置換殘留的氟，因而去除反應管內殘留的氟。用此方式排放反應管內殘留的清潔氣體，可提高在下一個膜形成製程中膜形成處理的可重複性，並且避免晶圓200受到金屬污染。
在上述具體實施例內，將作為清潔氣體的含氟氣體(NF3 氣體)、含氧氣體(O2 氣體)以及含氫氣體(H2 氣體)之混合氣體供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的反應管並排出清潔氣體，藉以去除包含黏貼在反應管內部的薄膜(像是SiCN膜或SiN膜)的沈積物。
在本發明中，如第8圖所示，利用重複數次包含供應作為清潔氣體的含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體進入已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的反應管以及限制含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體都在反應管內之步驟以及後續反應管內真空排氣的步驟之處理周期，也可周期性地去除包含黏貼在反應管內薄膜的沈積物。在此情況下，在將含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體限定在反應管內時，排氣管231的APC閥門244關閉而阻塞排氣管231並停止排氣。當將反應管的內部真空排氣時，排氣管231的APC閥門244打開，使得排氣管231開啟並恢復排氣。換言之，含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體間歇供應到反應管，並且反應管的內部間歇排氣。運用此方法，可在將含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體限定在反應管內的過程當中，提高反應管的內部壓力。此進一步提高沈積物的蝕刻率，同時減少對於石英的損壞。再者，最終可在將含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體界定於反應管內的過程當中，將這些氣體擴散在反應管的內部。如此可均勻去除黏貼在反應管內部的沈積物。再者，若已經供應並排放含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體，而不限定所供應氣體在反應管內(即是若允許氣體持續流動)，在某些情況下，氣流停滯，即是在反應管的上與下區域內以及反應管內構件間之間隙內，因此使得氣體難以流過反應管內的上與下區域內以及反應管內構件間之間隙。相較之下，若將含氟氣體、含氧氣體和含氫氣體限定在反應管內，就可讓氣體均勻分布在即使是氣流停滯的區域內(即是氣體難以流過的區域)。
此外，在本發明中，如第9圖所示，交替將作為清潔氣體的含氟氣體與含氧氣體加上含氫氣體供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的反應管，也可去除包含黏貼在反應管內部的薄膜的沈積物。換言之，利用交替重複供應含氟氣體到已加熱反應管(壓力維持在低於大氣壓力)以及供應含氧氣體和含氫氣體到已加熱反應管(壓力維持在低於大氣壓力)，也可進行清潔。
實施例 (實施例1)
接下來，說明實施例1。
多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜和SiO膜的樣本已經準備妥當並經過清潔，之後測量每一樣本的蝕刻率。多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於SiO膜的選取比例，換言之就是多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜蝕刻率相對於SiO膜的蝕刻率的比例，根據測量結果計算得出。在實施例1內，使用SiO膜取代具有類似特性的石英。因此，假設SiO膜的蝕刻率為石英的蝕刻率，則多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於SiO膜的選取比例假設為多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於石英的選取比例。因為石英的蝕刻率低於SiO膜的蝕刻率，所以假設多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於石英的實際選取比例大於實施例1內對於SiO膜的對應值。在實施例1的清潔操作中，使用下列四種類的氣體作為清潔氣體。
(1)只有NF3 氣體
(2)NF3 氣體加上H2 氣體
(3)NF3 氣體加上O2 氣體
(4)NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體
在實施例1的清潔操作中，處理室的內部溫度設定為600℃，並且處理室的內部壓力設定為865 Pa(6.5 Torr)。這四種類氣體的流率設定如下。
(1)NF3 氣體流率：0.5 slm
(2)NF3 氣體流率：0.5 slm，H2 氣體流率：0.2 slm，N2 氣體(稀釋氣體)流率：0.3 slm
(3)NF3 氣體流率：0.5 slm，O2 氣體流率：0.3 slm，N2 氣體(稀釋氣體)流率：0.2 slm
(4)NF3 氣體流率：0.5 slm，O2 氣體流率：0.3 slm，H2 氣體流率：0.2 slm
結果顯示在第4圖，此圖為多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜以及SiO膜的蝕刻率變化圖表，其根據清潔氣體的種類而變。第4圖的垂直軸代表蝕刻率(任意單位：a.u.)並且水平軸指出清潔氣體種類(上述四種類的氣體)。水平軸內的標示「(1)NF3 」、「(2)H2 已加入」、「(3)O2 已加入」和「(4)H2 /O2 已加入」分別表示：(1)只使用NF3 氣體、(2)使用NF3 氣體加上H2 氣體、(3)使用NF3 氣體加上O2 氣體以及(4)使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體。第4圖的蝕刻率表示，當在NF3 氣體獨自之使用設定為1(參考值)時之情況(1)下蝕刻率有效時之蝕刻率比例。
參閱第4圖，可確認出，當與只使用NF3 氣體比較之情況(1)比較時，多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜和SiO膜的蝕刻率在使用NF3 氣體加上H2 氣體之情況(2)中並未增加。同時可確認出，在使用NF3 氣體加上O2 氣體之情況(3)中，當與只使用NF3 氣體之情況(1)比較時，SiCN膜的蝕刻率稍微增加，但是多晶矽膜、SiN膜和SiO膜的蝕刻率則未增加。相較之下，可確認出，在使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體之情況(4)中，當與只使用NF3 氣體之情況(1)比較時，多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜的蝕刻率增加。在此情況下，確認SiO膜的蝕刻率並未增加。
第5圖顯示根據第4圖所示測量結果所計算之多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於SiO膜的選取比例。第5圖為表示多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜相對於SiO膜的選擇比例變化之圖表，其根據清潔氣體的種類而變。第5圖的垂直軸代表選取比例並且水平軸表示清潔氣體種類(上述四種類的氣體)。
參閱第5圖，可確認出，在使用NF3 氣體加上H2 氣體之情況(2)中，當與只使用NF3 氣體之情況(1)比較時，Si膜和SiN膜對於SiO膜的選取比例稍微增加，但是SiCN膜對於SiO膜的選取比例則未增加。同時可確認出，在使用NF3 氣體加上O2 氣體之情況(3)中，當與只使用NF3 氣體之情況(1)比較時，Si膜和SiN膜對於SiO膜的選取比例稍微增加，並且SiCN膜對於SiO膜的選取比例也增加。相較之下，可確認出，在使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體之情況(4)中，當與只使用NF3 氣體之情況(1)比較時，多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜對於SiO膜的選取比例顯著增加。這些結果指出，即使過度清潔以去除石英製反應管內部或石英製晶舟表面上沈積之多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜，使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體作為清潔氣體仍可減少對於作為基底材料的石英(SiO)之損壞。
(實施例2)
接下來，將說明實施例2。
多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜和SiO膜的樣本已經準備妥當並經過清潔，同時使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體作為清潔氣體，之後測量每一樣本的蝕刻率。在實施例2的清潔操作中，處理室的內部溫度設定為600℃。NF3 氣體的流率為0.5 slm、O2 氣體的流率為0.3 slm並且H2 氣體的流率為0.2 slm。處理室的內部壓力改變為不同值。
結果顯示在第6圖中，此圖為當O2 氣體和H2 氣體同時加入NF3 氣體時，多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜以及SiO膜的蝕刻率變化圖表，其根據處理室內的壓力而變。第6圖的垂直軸代表蝕刻率(任意單位：a.u.)，並且水平軸指出處理室的內部壓力(任意單位：a.u.)。第6圖的蝕刻率表示，當蝕刻率中的一種設定為1(參考值)時的蝕刻率比例。
參閱第6圖，可確認出，多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜的蝕刻率隨著處理室內部壓力提高而顯著增加。相較之下，可確認出，SiO膜的蝕刻率隨著處理室內部壓力提高而稍微增加，SiO膜蝕刻率的增加百分比不大。這些結果指出，若使用NF3 氣體加上O2 氣體和H2 氣體作為清潔氣體，並且若處理室的內部壓力提高，則去除石英製反應管內部或石英製晶舟表面上沈積之多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜時，多晶矽膜、SiN膜和SiCN膜的蝕刻率會增加，同時減少對於作為基底材料的石英(SiO)之損壞。
此後，將額外陳述本發明的某些其它態樣。
本發明的第一態樣提供一種半導體裝置製造方法，包含：供應一處理氣體到容納一基板的一處理容器內，以在基板上形成一薄膜；以及在供應處理氣體以形成薄膜執行過一預定次數之後，供應一清潔氣體到處理容器內，以清潔處理容器的內部；其中當清潔處理容器的內部時，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體作為清潔氣體，供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除一沈積物，包含經由一熱化學反應黏貼在處理容器內部的薄膜。
處理容器可由石英製成。
沈積物可在無電漿周圍氣體之下去除。
沈積物可用熱蝕刻去除。
供應含氟氣體到處理容器會在供應含氧氣體與含氫氣體到處理容器之前執行。
即使在去除沈積物之後停止供應含氟氣體到處理容器之後，還是繼續執行供應含氧氣體與含氫氣體到處理容器。
即使在去除沈積物之後停止供應含氟氣體到處理容器之後，還是繼續執行供應含氧氣體與含氫氣體到處理容器，使得在與已加熱並且壓力維持在大氣壓之下的處理容器內，含氧氣體與含氫氣體之反應所產生的反應物種反應之後，排放處理容器內殘留的氟。
處理容器內殘留的氟可在與含氧氣體與反應物種反應之後排出。
處理容器內殘留的氟可在與含氧氣體、含氫氣體與反應物種反應之後排出。
含氟氣體可為氟化氮氣體、氟氣、氟化氯氣體或氟化氫氣體。
含氧氣體可為氧氣、臭氧氣體、一氧化氮氣體或一氧化二氮氣體。
含氫氣體可為氫氣、氘氣、氨氣或甲烷氣體。
含氟氣體可為氟化氮氣體、含氧氣體可為氧氣並且含氫氣體可為氫氣。
本發明的第二態樣提供一種清潔處理容器內部之方法，包含：提供一處理容器，其中執行在一基板上形成一薄膜之處理；以及在形成薄膜的處理執行過一預定次數之後，供應一清潔氣體到處理容器內，以清潔處理容器的內部；其中當清潔處理容器的內部時，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體作為清潔氣體，供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除一沈積物，包含經由一熱化學反應黏貼在處理容器內部的薄膜。
本發明的第三態樣提供一種基板處理設備，包含：一處理容器，其構造成容納一基板；一處理氣體供應系統，其構造成供應一處理氣體至處理容器內；一清潔氣體供應系統，其構造成供應一清潔氣體至處理容器內；一加熱器，其構造成加熱處理容器的內部；一壓力調節器，其構造成調節處理容器的內部壓力；以及一控制器，其設置成控制處理氣體供應系統、清潔氣體供應系統、加熱器以及壓力調節器，使得在將處理氣體供應至容納基板的處理容器內，以在基板上形成一薄膜執行過一預定次數之後，將清潔氣體供應至處理容器內，以清潔處理容器的內部，並使得在清潔處理容器的內部時，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體作為清潔氣體，供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的處理容器，以去除一沈積物，包含經由一熱化學反應黏貼在處理容器內部的一薄膜。
根據上述本發明的具體實施例，可提供一種製造半導體裝置之方法、清潔處理容器內部之方法以及一基板處理設備，其可實現符合兩種衝突需求的清潔操作，即是減少處理容器內的石英受損並且提高沈積物蝕刻率。
雖然已經說明特定具體實施例，不過這些具體實施例僅為範例，並不限制所揭示的範疇。另外，本說明書內說明之新穎的方法與設備都可具體實施於許多其它態樣中；更甚者，在不悖離所揭示者之精神下，本說明書內說明的具體實施例可進行省略、置換與變更。
申請專利範圍及其等效者意欲涵蓋此等態樣或修改，其等將不超出所揭示者之範疇與精神。
115．．．晶舟升降器
121．．．控制器
200．．．晶圓
201．．．處理室
202．．．處理爐
203．．．反應管
207．．．加熱器
217．．．晶舟
218．．．隔熱構件
219．．．密封蓋
220．．．O形環
231．．．排氣管
232a．．．第一氣體供應管
232b．．．第二氣體供應管
232c．．．第三氣體供應管
232d．．．第四氣體供應管
232e．．．第一惰性氣體供應管
232f．．．第二惰性氣體供應管
232g．．．第三惰性氣體供應管
232h．．．第四惰性氣體供應管
232i．．．第五氣體供應管
232j．．．第六氣體供應管
237．．．緩衝室
241a．．．質流控制器
241b．．．質流控制器
241c．．．質流控制器
241d．．．質流控制器
241e．．．質流控制器
241f．．．質流控制器
241g．．．質流控制器
241h．．．質流控制器
241i．．．質流控制器
241j．．．質流控制器
243a．．．閥門
243b．．．閥門
243c．．．閥門
243d．．．閥門
243e．．．閥門
243f．．．閥門
243g．．．閥門
243h．．．閥門
243i．．．閥門
243j．．．閥門
244．．．自動壓力控制器閥門
245．．．壓力感測器
246．．．真空泵
249a．．．第一噴嘴
249b．．．第二噴嘴
249c．．．第三噴嘴
249d．．．第四噴嘴
250a．．．氣體供應接口
250b．．．氣體供應接口
250c．．．氣體供應接口
250d．．．氣體供應接口
250e．．．氣體供應接口
255．．．旋轉軸
263．．．溫度感測器
267．．．旋轉機構
269．．．第一桿形電極
270．．．第二桿形電極
272．．．匹配電路
273．．．高頻電源
275．．．電極保護管
第1圖為一示意配置圖，其顯示根據一個具體實施例的基板處理設備之垂直處理爐，包含處理爐的垂直剖面圖。
第2圖為一示意配置圖，其顯示基板處理設備的垂直處理爐，包含沿著第1圖A-A線的處理爐的剖面圖。
第3圖為顯示根據一具體實施例之薄膜形成操作中之氣體供應的時序圖。
第4圖為表示多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜以及SiO膜的蝕刻率之圖表，其根據清潔氣體的種類而變。
第5圖為表示多晶矽膜、SiN膜以及SiCN膜以及SiO膜的選擇比例之圖表，其根據清潔氣體的種類而變。
第6圖為表示當O2 氣體與H2 氣體同時加至NF3 氣體時之多晶矽膜、SiN膜、SiCN膜以及SiO膜的蝕刻率之圖表，其根據壓力變化而變。
第7A圖為一氣體供應之時序圖，其顯示同時供應含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體之情況。第7B圖為一氣體供應之時序圖，其顯示在供應含氧氣體以及含氫氣體之前供應含氟氣體之情況。第7C圖為一氣體供應時序圖，其顯示在停止供應含氟氣體之後持續供應含氧氣體以及含氫氣體之情況。
第8圖為一氣體供應時序圖，其顯示含氟氣體、含氧氣體以及含氫氣體的關閉以及排出重複數次之情況。
第9圖為一氣體供應時序圖，其顯示以與含氧氣體以及含氫氣體的供應交替的方式供應含氟氣體之情況。
115．．．晶舟升降器
121．．．控制器
200．．．晶圓
201．．．處理室
202．．．處理爐
203．．．反應管
207．．．加熱器
217．．．晶舟
218．．．隔熱構件
219．．．密封蓋
220．．．O形環
231．．．排氣管
232a．．．第一氣體供應管
232b．．．第二氣體供應管
232c．．．第三氣體供應管
232d．．．第四氣體供應管
232e．．．第一惰性氣體供應管
232f．．．第二惰性氣體供應管
232g．．．第三惰性氣體供應管
232h．．．第四惰性氣體供應管
232i．．．第五氣體供應管
232j．．．第六氣體供應管
237．．．緩衝室
241a．．．質流控制器
241b．．．質流控制器
241c．．．質流控制器
241d．．．質流控制器
241e．．．質流控制器
241f．．．質流控制器
241g．．．質流控制器
241h．．．質流控制器
241i．．．質流控制器
241j．．．質流控制器
243a．．．閥門
243b．．．閥門
243c．．．閥門
243d．．．閥門
243e．．．閥門
243f．．．閥門
243g．．．閥門
243h．．．閥門
243i．．．閥門
243j．．．閥門
244．．．自動壓力控制器閥門
245．．．壓力感測器
246．．．真空泵
249a．．．第一噴嘴
249b．．．第二噴嘴
249c．．．第三噴嘴
249d．．．第四噴嘴
250a．．．氣體供應接口
250b．．．氣體供應接口
250c．．．氣體供應接口
250e．．．氣體供應接口
255．．．旋轉軸
263．．．溫度感測器
267．．．旋轉機構

Claims (17)

  1. 一種製造半導體裝置之方法，包括：供應一處理氣體進入內含一基板的一處理容器內，以在該基板上形成一薄膜；以及在供應該處理氣體以形成該薄膜執行過一預定次數之後，在清潔處理期間供應一清潔氣體進入該處理容器內，以清潔該處理容器的內部；其中，在該清潔處理期間的至少一段時間內，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體全部作為該清潔氣體，同時供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的該處理容器，以去除一沈積物，該沈積物包含經由一熱化學反應黏貼在該處理容器內部的該薄膜，該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係全部在無電漿周圍氣體下熱活化。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該處理容器由石英製成。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用熱蝕刻去除該沈積物。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該供應該含氟氣體進入該處理容器會在該至少一段時間之前執行。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中即使在該至少一段時間之後，還是繼續執行該供應該含氧氣體與該含氫氣體進入該處理容器。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中即使在該至少一段時間之後，還是繼續執行該供應該含氧氣體與該含 氫氣體進入該處理容器，使得在已加熱並且該壓力維持在該大氣壓之下的該處理容器內，與由該含氧氣體與該含氫氣體之反應所產生的反應物種反應之後，排放該處理容器內殘留的氟。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氟氣體為選自於由氟化氮氣體、氟氣、氟化氯氣體以及氟化氫氣體所構成群組中至少一種氣體；該含氧氣體為選自於由氧氣、臭氧氣體、一氧化氮氣體與一氧化二氮所構成群組中至少一種氣體；該含氫氣體為選自於由氫氣、氘氣、氨氣與甲烷氣體所構成群組中至少一種氣體。
  8. 一種清潔一處理容器內部之方法，包括：提供一處理容器，其中執行在一基板上形成一薄膜之處理；以及在形成該薄膜的該處理執行過一預定次數之後，在該清潔處理期間供應一清潔氣體進入該處理容器內，以清潔該處理容器的內部；其中，在該清潔處理期間的至少一段時間內，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體全部作為該清潔氣體，同時供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的該處理容器，以去除一沈積物，該沈積物包含經由一熱化學反應黏貼在該處理容器內部的該薄膜，該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係全部在無電漿周圍氣體下熱活化。
  9. 一種基板處理設備，包括： 一處理容器，其構造成容納一基板；一處理氣體供應系統，其構造成供應一處理氣體至該處理容器內；一清潔氣體供應系統，其構造成供應一清潔氣體至該處理容器內；一加熱器，其構造成加熱該處理容器的內部；一壓力調節器，其構造成調節該處理容器的內部壓力；以及一控制器，其構造成控制該處理氣體供應系統、該清潔氣體供應系統、該加熱器以及該壓力調節器，使得在將該處理氣體供應至容納該基板的該處理容器內，以在該基板上形成一薄膜執行過一預定次數之後，在清潔處理期間將該清潔氣體供應至該處理容器內，以清潔該處理容器的該內部，並使得在該清潔處理期間的至少一段時間內，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體全部作為該清潔氣體，同時供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的該處理容器，以去除一沈積物，該沈積物包含經由一熱化學反應黏貼在該處理容器內部的一薄膜，該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係全部在無電漿周圍氣體下熱活化。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係在該處理容器內相互混合。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氟氣體、該 含氧氣體以及該含氫氣體係在該處理容器內相互反應。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係在該處理容器內相互反應，藉此產生蝕刻物種。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體係間歇供應到該處理容器。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中當清潔該處理容器的內部時，重複多次周期(cycle)，該周期包括：(a)同時供應該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體到該處理容器；(b)同時限制該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體在該處理容器內；及(c)將該處理容器的內部排氣。
  15. 一種製造半導體裝置之方法，包括：供應一處理氣體進入內含一基板的一處理容器內，以在該基板上形成一薄膜；以及在供應該處理氣體以形成該薄膜執行過一預定次數之後，在清潔處理期間供應一清潔氣體進入該處理容器內，以清潔該處理容器的內部；其中，在該清潔處理期間的至少一段時間內，將一含氟氣體、一含氧氣體以及一含氫氣體全部作為該清潔氣體，同時且間歇供應至已加熱並且壓力維持在低於大氣壓的該處理容器，以去除一沈積物，該沈積物包含經由一熱化學反應黏貼在該處理容器內部的 該薄膜，該含氟氣體、該含氧氣體以及該含氫氣體係全部在無電漿周圍氣體下熱活化。
  16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中當清潔該處理容器的內部時，重複多次周期，該周期包括：(a)在將排氣管阻塞的狀態下，供應該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體到該處理容器，該處理容器的內部係透過該排氣管排氣；(b)在將該排氣管阻塞的狀態下，限制該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體在處理容器內；及(c)在將該排氣管打開的狀態下，將該處理容器的內部排氣。
  17. 如申請專利範圍第1項之方法，其中當清潔該處理容器的內部時，重複多次周期，該周期包括：(a)在將設在排氣管的閥門關閉的狀態下，供應該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體到該處理容器，該處理容器的內部係透過該排氣管排氣；(b)在將該閥門關閉的狀態下，限制該含氟氣體、該含氧氣體和該含氫氣體在處理容器內；及(c)在將該閥門打開的狀態下，將該處理容器的內部排氣。
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