利用氢自由基的设备和其使用方法与流程

本公开大体上涉及制造电子装置的设备和方法。更具体地讲，本公开涉及利用氢自由基的设备、其组件，以及其形成和使用方法。

背景技术：

在制造电子装置(例如半导体装置)期间，通常期望在膜沉积工艺之前从衬底表面去除污染物。如果没有去除，那么表面上的污染物会不利地影响使用衬底所形成的装置的机械和/或电学性质。

举例来说，一些装置制造工艺可以包括在衬底表面的一部分上选择性沉积膜，其中膜在衬底表面的一部分(例如第一材料)上相对于另一部分(例如第二材料)选择性地形成。在此类情况下，可能尤其希望从衬底表面去除氧类污染物(例如氧化物，例如金属和非金属氧化物)和碳类污染物，例如含碳污染物和烃污染物。

典型的污染物去除方法着重于去除其中一种污染物，无论是碳类还是氧类的，但不是两者。这可能部分是由于此前方法的设备限制。举例来说，典型工艺可以包括使用氢氟酸湿润工艺来去除氧类污染物。或者，由活化含氟气体而形成的氟自由基可以用于去除氧类材料。遗憾的是，氟自由基对于可能期望除碳的反应器组件(例如石英)通常具有很大腐蚀性；腐蚀可能导致反应室和反应器组件降解，也会导致颗粒产生。

包含氢自由基的活化氢气可用于从衬底表面去除碳。在这些情况下，石英可以是优选的反应器组件材料，以减轻氢自由基再结合。然而，石英表现出相对较差的热传递特性，导致整个衬底表面的温度均一性差。此外，在喷淋头式反应器设计的情况下，氢自由基通常在喷淋头的中心区域进入喷淋头，然后水平地传输到喷淋头的边缘，其中自由基通常再结合。因此，与衬底的外周边相比，可以使衬底中心暴露于更高密度的氢自由基，从而去除衬底中心到边缘的不均一性。因此，期望去除碳类和氧类两种污染物的系统和方法。另外或替代地，期望改进的方法和设备，以提供氢自由基对衬底表面的相对均一分布——例如，在去除碳类污染的过程中。

技术实现要素：

本公开的各种实施方案提供了改进的方法、设备和系统，其用于将反应性物质(例如氢自由基)和/或其它活化物质(例如衍生自一种或多种含卤素气体)提供至衬底的表面。示例性方法和系统可以用于从衬底的表面去除含碳材料(例如污染物)和/或含氧材料(例如污染物)。尽管下文更详细地讨论了现有技术的各种缺点的方式，但是一般来说，本文描述的方法和系统可以使氢自由基相对均一地分布于整个衬底表面上。另外或替代地，可使用示例性方法和系统从衬底表面去除含碳和含氧污染物。

根据本公开的至少一个示例性实施方案，反应器系统包括反应室，所述反应室包括内表面、耦接到反应室的远程等离子体源以及耦接到远程等离子体源的氢源，其中内表面的至少一部分包括涂层，例如金属氧化物涂层。涂层可以是相对无孔和/或光滑的，以减少活性物质(例如氢自由基)的再结合。可以利用原子层沉积或阳极化工艺可形成无孔涂层。

根据本公开的至少另一个示例性实施方案，一种气体分布设备包括顶段(例如顶板)、具有多个孔洞的底段(例如底板)，以及其间的歧管板。歧管板可以包括多个气体通道，所述多个气体通道从歧管板的中心区域径向延伸到歧管板的周边，以便提供活化物质(例如氢自由基)在气体分布设备内的更均一分布，并且因此在衬底表面上更均一的分布。顶段、底段和/或歧管板的内部可以涂有涂层—例如金属氧化物，如本文中所述。涂层还可以进一步促进氢自由基的寿命延长，从而进一步增加自由基分布和衬底处理的均一性。

根据本公开的至少一个其它实施方案，一种气体分布设备包括：顶段(例如顶板)，其具有用于接收气体的开口；底段(例如底板)，其中形成有多个穿孔，所述底段包括中心区域和外部区域；以及形成于顶段与底段之间的腔室。为了促进活性物质在衬底表面上出现所期望的分布，底段可以包括以下中的一种或多种：外部区域中的孔直径大于中心区域中的孔直径，外部区域中的孔密度(按照底段的底表面的单位表面积计)大于中心区域中的孔密度，并且外部区域的周长大于在包括气体分布系统的反应室中待处理的衬底的周长。

出于概述本发明的方面和所实现的优于相关技术的优点的目的，本公开中描述了本发明的某些目标和优点。当然，应理解，未必所有这类目的或优点都可以根据本发明的任何特定实施方案来实现。因此，举例来说，本领域的技术人员将认识到，本发明可以按照实现或优化如本文所传授的一个优点或一组优点的方式实施或进行，而不必实现如本文中可能传授或表明的其它目标或优点。

附图说明

当结合以下说明性图式考虑时，可以通过参考具体实施方式和权利要求书来更完整地理解本公开的实施方案。

图1和图2示出了典型气体分布设备中的氢自由基浓度分布。

图3示出了根据本发明的至少一个实施方案的反应器的横截面图。

图4示出了根据本发明的至少一个实施方案的另一个反应器的横截面图。

图5a和5b示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括喷淋头排气口的反应器系统的视图。

图6a、图6b和图6c示出了示例性反应器组件涂层。

图7示出了根据本公开的至少一个示例性实施方案的石英气体分布设备和具有涂层的气体分布设备中的氢自由基分布。

图8示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括涂层的气体分布设备的一部分。

图9示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括歧管板的气体分布设备。

图10示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括歧管板的气体分布设备的一部分。

图11示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括歧管板的气体分布设备中所用的紧固件。

图12a、图12b和图12c示出了根据本公开的至少一个实施方案的包括歧管板的气体分布设备中的焊接接头和销钉。

图13示出了根据本公开的至少一个实施方案的气体分布设备的底段的底表面，所述气体分布设备包括歧管板。

图14a、图14b、图14c、图15a和图15b展示了根据本公开的实施方案的示例性气体分布设备。

应了解，图中的元件仅为简化和清晰起见而示出，并且不一定按比例绘制。举例来说，图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件放大以有助于改进对本公开的所示实施方案的理解。

具体实施方式

下文提供的方法、系统和设备的示例性实施方案的描述仅具有示例性，并且旨在仅用于说明的目的；以下描述并非旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施方案的引述并非旨在排除具有其它特征的其它实施方案或并有所述特征的不同组合的其它实施方案。

如下文更详细地阐述，本文中所述的示例性方法、设备和系统可以用于制造电子装置，例如半导体装置。具体地说，示例性系统可以用于向衬底表面提供活化物质(例如，衍生自氢气和/或卤素气体)，以例如清洁或从衬底表面去除污染物。在本公开中，根据上下文，“气体”可以包含汽化固体和/或液体，并且可以由单一气体或气体混合物构成。示例性方法、设备和系统可以向反应器和/或反应器的气体分布设备内的活化物质(例如氢自由基和/或活化的卤素物质)提供延长的寿命，且/或可以提供活化物质的更均一分布。

所述方法、设备和系统可以使用或包含具有单个处理室的反应器系统，所述反应器系统具有去除例如碳类污染物(在本文中也称为碳类物质)和/或氧类污染物(在本文中也称为氧类物质)的能力。举例来说，可以使用所述方法、设备和系统来清洁包含以下材料中的至少一种的半导体衬底：例如硅；硅锗；或锗。在一个实施方案中，硅锗中的锗百分比可以是10％到90％不等。另外，本公开的实施方案可以用于蚀刻碳层，例如高级图案化膜(apf)；光致抗蚀剂；或其它碳污染物，包括chfx、siof、sic或sioc。另外，本公开的实施方案可以用于清洁电介质材料的表面，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅和碳氧氮化硅。此外，本公开的实施方案可以应用于图案化的衬底表面。示例性方法还可以用于从金属碳化物，例如tialc或taalc等中去除金属。

活化氢—例如远程等离子体产生的氢自由基可以用于去除气相反应器中的碳类物质。然而，如图1所示，其中较暗区域指示较高浓度的氢自由基，氢自由基通常可以在离开气体分布设备或到达衬底表面之前再结合而形成氢气。在所示的实例中，氢自由基随着包含自由基的气体向下移动通过气体分布设备而耗乏，并且一旦气体开始在气体分布设备的底部径向向外行进，就会进一步耗乏氢自由基。这被认为是由于氢的高扩散速率，这允许氢快速地到达并且与发生再结合事件的表面反应。图2示出了氢自由基在整个衬底表面上的典型分布，其中相对于衬底的中心，氢自由基在衬底周边附近被耗乏。

图3示出了根据本公开的至少一个实施方案的另一个反应器300。系统300可以包括反应室310、基座320、喷淋头330、远程等离子体单元340，以及介于远程等离子体单元340与反应室310之间的传输路径345。衬底350放置在基座320上进行处理。

反应室310至少部分地限定其中处理衬底350的空间。为了使远程等离子体单元340、反应室310或其一部分中所产生的氢自由基的寿命延长，基座320、喷淋头330和/或传输路径345可以用材料涂布(例如，图示为涂层355)和/或由块状陶瓷材料形成，以便促进氢自由基寿命并且允许与其它活化物质相容，例如衍生自一种或多种含卤素气体的活化物质(例如，包括自由基)。用于涂层355的材料可以包括金属氧化物，包含以下中的至少一种：阳极化氧化铝(al2o3)；原子层沉积(ald)形成的氧化铝；等离子体喷涂的al2o3；具有、原生氧化铝的裸露铝部件；氧化钇(y2o3)；氧化钇稳定的氧化锆(ysz)；氧化锆(zro2)；氧化镧锆(lzo)；钇铝石榴石(yag)；氧氟化钇(yof)；上述材料的组合；或掺杂有其它玻璃相材料的上述衬底。在一些情况下，涂层材料可以由两层制成。例如，第一层可以涂布阳极化al2o3，第二层可以涂布ald形成的al2o3。涂层可以是无定形相、结晶相或混合的。块状陶瓷材料可以包括：氧化铝(al2o3)；氧化锆(zro2)；氧化钇(y2o3)；或氧化钇稳定的氧化锆(ysz)。根据本公开的特定示例性实施方案，涂层包括例如氧化物材料(例如金属氧化物)等材料，其具有比例如金属更低的再结合系数，并且因此可以用于促进反应器系统300中的氢自由基的寿命延长。上述金属氧化物，例如al2o3和y2o3，在活化卤素(例如含氟)气体存在下还表现出良好的抗腐蚀性。这些陶瓷材料，特别是al2o3，相对廉价，并且可以用不同制造方法涂布在大型加工零件上。本发明人发现，光滑(例如具有约0.1-0.8μm的均值或平均粗糙度(ra)，可以与衬底350的ra相同或类似)、无孔(例如<1％孔隙度)的金属氧化物涂层对于延长反应器系统内的氢自由基寿命起到良好的作用。实现光滑、无孔涂层的一种方式是使用原子层沉积来沉积涂层材料。在这种情况下，涂层的厚度可以在约100nm至约750nm或约250nm至约500nm的范围内。获得光滑、无孔涂层的第二方法是形成无孔阳极化(例如al2o3)涂层，所述涂层具有约100nm到约1000、约100nm到约750nm或约250nm到约500nm的厚度。

图6a、图6b和图6c示出了以下各项的透射电子显微镜图像：图6a：传统的阳极化(al2o3)涂层，图6b：无孔ald涂层，并且图6c：无孔阳极化涂层。如图6a所示，使用传统阳极化工艺形成的涂层展现了六边形孔图案，其能捕集氢自由基，这又能导致氢自由基寿命相对较短。相比之下，无孔al2o3涂层表现出相对光滑且无孔的表面，从而产生相对较低的氢自由基表面再结合和比典型石英材料更好的性能。图7示出了衬底表面上的除碳速率在包括al2o3涂布表面的反应器系统与包括石英表面的反应器系统之间的比较。

适用于如本文所述涂层的示例性ald方法可以在例如约1至约10托下、约150℃至约400℃下进行。

通常，无孔阳极化工艺可以用于沉积相对较薄(例如，厚度小于一微米的膜，相比之下，传统阳极化工艺沉积的膜厚达100微米)。另外，与典型阳极化工艺相比，通常更多因素，例如所施电压、电解质组成、表面预处理等可用于优化使用无孔阳极化工艺形成的膜。

上文所述的ald和无孔方法可以是共形的，使得涂层804(图8中示出)均一地覆盖各种反应器系统100零件，即使横越小特征，如气体分布设备的底段800内形成的孔802，如下文更详细地描述。在所说明的实例中，d1可在约0.5mm至约4mm的范围内；d2可在约0.5mm至约8mm的范围内；且d3可在约0.5mm至约8mm的范围内。传统技术，例如等离子体或热喷涂al2o3涂层技术一般无法均一地覆盖反应器系统内的此类特征。未经涂层适当覆盖的任何区域都可能易受腐蚀，这会导致衬底表面上产生颗粒和缺陷。

再次参看图6，ald和无孔阳极化al2o3涂层相对致密(例如>3.1g/cm³)，并能够耐受侵蚀性(例如含f)等离子体。极严苛的icp等离子体腐蚀试验证实，无孔al2o3涂层类似于块体2o3材料。对于这些材料来说，反应性f离子和/或自由基仅穿透涂层表面几纳米，并形成alfx钝化层。通过典型的碳和/或氧化物残留物去除工艺，涂层表面不会被反应性氟自由基损坏。此外，因为涂层355相对较薄(例如约100nm至约1000nm)，所以涂层对开裂相对具有抗性，即使在高达约500℃的高温下。这对于需要高温的一些工艺是有益的。例如，在sige预清洁工艺中去除碳材料时，有效清洁通常涉及相对高的温度(例如约150℃至约300℃)，并且因此期望在暴露于此类温度时不开裂或剥离的涂层。

再次参看图3，在所示的实例中，反应器系统300包括第一气体源360、第二气体源370、第三气体源380和第四气体源390，它们都可以向远程等离子体单元340提供气体。第一气体源360、第二气体源370、第三气体源380和第四气体源390中的一个或多个可以另外或替代地被配置成将气体直接提供到反应室310中，而不通过远程等离子体单元340。尽管图示有四个气体源，但反应器100可包括任何合适数目个气体源，并且不一定包括所有四个气体源。

例如，第一气体源360可以包括产生活化卤素物质的前驱气体源，例如nf3、cf4、c2f6、c4f6、c4f8、cof2、sf6或wf6等。例如，第二气体源370可以包括产生氢自由基的气体源，例如h2、nh3或h2o。另外或替代地，第二气体源370可以包括产生氧自由基的气体，例如氧气或臭氧。第三气体源380可以是nh3源。例如，第四气体源190可以是惰性气体源，例如氩气、氦气或氖气。

远程等离子体单元340利用一种或多种源气体(例如，来自第一气体源360、第二气体源370、第三气体源380和/或第四气体源390)产生活化物质(例如自由基)。所产生的自由基然后通过气体分布设备(例如喷淋头)330进入反应室110，然后流到衬底350上。远程等离子体源可以包括：由不同rf频率驱动的环式icp源或线圈式icp源，例如400khz、2mhz、60mhz和2.56ghz微波源。作为特定实例，远程等离子体单元340可以是或包括得自mksinstruments的paragonh*远程等离子体单元。

图4示出了根据本公开的至少一个实施方案的另一个反应器系统400。反应器系统400可以类似于反应器系统300，并且包括反应室410、基座420、气体分布设备(例如喷淋头)430、第一远程等离子体单元440、第二远程等离子体单元445、第一远程等离子体单元440下方的传输路径446，以及第二远程等离子体单元445下方的第二传输路径447。衬底450放置在基座420上进行处理。反应器系统400还可以包括第一闸阀448和/或第二闸阀449。

反应室410至少部分地限定处理衬底450的空间。反应室410、基座420和/或喷淋头430可以涂布材料(例如涂层495)且/或包括促进氢自由基寿命延长和/或允许与不同自由基相容的材料，例如上述涂层和材料中的任一种，并且可以使用任何上述技术形成。

在所示实例中，反应器系统400包括第一气体源460、第二气体源470、第三气体源480和第四气体源490，它们可以向第一远程等离子体单元440、第二远程等离子体单元445提供气体，且/或直接向反应室410提供气体。第一气体源460、第二气体源470、第三气体源480和/或第四气体源490可以与上文结合图3讨论的对应气体源相同或相似。第一远程等离子体单元440和第二远程等离子体单元445可以包括由不同rf频率驱动的环式icp源或线圈式icp源，例如400khz、2mhz、60mhz和2.56ghz微波源。并且，第一远程等离子体单元440和第二远程等离子体单元445中的至少一个可以是或包括得自mksinstruments的paragonh*远程等离子体单元。

根据说明性实例，利用气体源，第一远程等离子体单元440可以用于形成第一类型(例如包含氟自由基)的活化物质，并且第二远程等离子体单元445可以用于形成第二类型(例如氢自由基)的活化物质。所产生的自由基然后能够通过气体分布设备(例如碰头)430进入反应室410，然后流到衬底450上。为了防止一个远程等离子体单元所产生的自由基回流到第二远程等离子体中，可以使闸阀448和449定位于或靠近对应远程等离子体单元的出口。

图5a和图5b示出了根据本公开的至少一个示例性实施方案的另一个反应器系统500。反应器系统500可以包括与反应器系统300和400相同或相似的上述组件，包括相同或相似的涂层、气体源和/或远程等离子体单元。

反应器系统500包括反应室502、气体分布设备(例如喷淋头)504和喷淋头排气口506。伴随惰性载气的活性物质可以通过导管508传输到增压室507中，其中气体混合物中只有一部分将通过喷淋头504的气孔分配，而其余部分将被分配到喷淋头排气口506中并最终被分配到真空泵中。进入喷淋头排气口506的一部分混合物将由pcv阀进行调节以进行过程调节和优化。此方法的优点在于，增压室内部的h*自由基浓度由于h*传输时间减少而更均一得多，这最终降低了除碳不均一性。此外，如果不改进，那么这将使氧化物去除不均一性保持不变，原因是喷淋头504之前的活性物质浓度不会降低。类似于反应器系统300和400，来自一个或多个远程等离子体单元的活性物质可以用导管(传输路径)508接收。反应器系统500的任何润湿表面都可以用上文结合反应器系统300和400描述的任何材料涂布和/或形成，并且可以使用上述技术形成。

现在参看图9和图10，示出了示例性气体分布设备900，其包括歧管板906。气体分布设备900包括顶段902、底段904和歧管板906。气体分布设备900可以结合例如反应器系统300、400、500中的任一种使用，并且可以用于进一步促进活化物质的长寿命，例如气体分布系统900内和反应器系统内(例如反应器系统的反应室内的整个衬底表面)的氢自由基。

操作时，一种或多种气体在顶段902的入口914处接收并且在顶段902与底段904之间所形成的腔室916内分散。然后将气体分布到位于气体分布设备900下方的衬底。

顶段902可以是或包括板。所述板可以由例如铝或上述材料中的一种或多种形成。一个或多个表面，例如顶段902的表面908可以用材料涂布，例如涂层355或495中的任一个。

底段904也可以是或包括板。所述板可以由例如铝和/或镍或上述材料中的一种或多种形成。一个或多个表面，例如，底段904的表面910可以用材料涂布，例如涂层355或495中的任一种。底段904包括多个孔912(其可以与孔802相同或相似)，气体可以通过所述孔从腔室916行进到衬底表面。孔912可以均一地分布和/或具有大约相同的尺寸，或者可以是其它配置，如下文更详细地描述。

歧管板906可用于促进来自远程等离子体单元(例如远程等离子体单元340、440、445中的任一个)的活化物质(例如氢自由基)的更均一分布。歧管板906包括多个气体通道918、920，以将活化物质分布到远离气体分布设备900中心的区域。如图所示，气体通道918、920可以大体垂直于来自入口914的气流，并且可以径向延伸和/或垂直于入口气流延伸。每个气体通道可以使腔室916的半径或类似尺寸延长约10％至约100％，或约20％至约80％，或约40％至约70％。每个气体分布通道918、920可以具有约2mm至约20mm、或约5mm至约15mm、或约7mm至约12mm的直径。一般来说，直径(或类似横截面尺寸)应大足以减少氢径向再结合。歧管板906可以包括任何合适数目个气体通道；举例来说，歧管板906可以包括约2到约50、约4到约48、或约10到约30个通道。在一些情况下，为了补偿不均一性，由于其它因素，例如温度等因素，气体通道918、920可以不均一分布且/或具有不均一的尺寸(例如，通道的长度和/或直径可以变化)。

图11和图12a到12c示出了将歧管板906耦接到顶段902和底段904中的一个或多个的示例性技术。图11示出了紧固件1102(例如，涂有如上所述涂层的螺钉或螺栓)的使用。紧固件1102可以包括紧固件的底部中心处或附近的通孔1104，以减少副产物累积。

图12a和12b说明用于将歧管板906耦接到顶段902的焊接接头1202、1204。焊接接头1202、1204可以通过例如电子束焊接技术形成。除了紧固件1102之外或作为其替代方案，可以使用焊接接头1202、1204。

图12c示出了可以用于将歧管板906附接到顶段902的销钉1206。销钉1206可以由例如不锈钢形成。

现转看图13，示出了适用作底段904的底段1300。底段1300包括含有多个孔1302的中心区域1306，以及含有多个孔1304的外部区域1308。中心区域1306可以包括底段1300的底表面的约10％至约99％、约25％至约75％、或约75％至约99％。根据一个实例，外部区域包括孔1304的最外环。所述孔可以配置为例如孔的同心环。根据本公开的至少一个示例性实施方案，外部区域1308中的孔1304直径在约1mm至约3mm、约1.5至约2.5mm或约1.8mm至约2.2mm的范围内。内部区域1306中的孔1302直径可以在约0.5mm至约1.5mm、约0.75mm至约1.25mm、或约0.8mm至约1.2mm的范围内。

图14a到14c示出了在底段1300的外边缘处使用较大直径孔的效果。在图14a中，所有孔具有相同的直径(1mm)。在这种情况下，氢自由基的分布不大均一，中心区域1306中的氢自由基浓度高于外部区域1308。在图14b中，外部区域1308中的孔直径增加至1.5mm，并且氢自由基的分布均一性得到改进。在图14c中，外部区域1308中的孔直径增加至2mm，并且氢自由基的分布均一性得到进一步改进。此外，可以调节外部区域1308中的孔位置和/或直径以展现边缘倾斜轮廓(如图14c所示)，而不是边缘滚降轮廓(如图14a所示)。

根据本公开的另外的示例性实施方案，除了具有不同尺寸的孔之外或作为其替代，底段1300在从底段1300的中心径向延伸的区域中具有各种孔密度。举例来说，孔密度可以从底段1300的中心到底段1300的外边缘增大(例如线性、几何等等)。孔的密度可以设计成提供均一的物质(例如氢自由基)分布。

根据本公开的又一示例性实施方案，除了具有不同尺寸和/或密度的孔之外或作为其替代方案，底段1300还可以具有大于正在处理的衬底尺寸的尺寸。举例来说，相似尺寸的直径可以比待处理的衬底的直径(或类似尺寸)大约1％到约100％、约2％到约50％、或约5％到约30％。提供大于衬底的底段被认为进一步减少了任何边缘滚降，如图15a和15b所示，其中图15a示出了与下面的衬底1504的尺寸大约相同的底段1502，并且图15b示出了大于下面的衬底1508的底段1506。通过使用图15b中所示的设备，滚降的影响相对于图15a中所示的设备降低。

根据本公开的示例性实施方案的方法包括氧化物转化步骤、氧化物升华步骤和除碳步骤。需要时可以重复这些步骤中的任一个。需要时也可以重复整个方法。

根据本公开的至少一个其它实施方案的另一方法包括除碳步骤、氧化物转化步骤和氧化物升华步骤。需要时可以重复这些步骤中的任一个，并且需要时可以重复整个方法。

根据本公开的又一种方法包括除碳步骤、氧化物转化步骤、氧化物升华步骤和除碳步骤。需要时可以重复这些步骤中的任一个，并且需要时可以通过重复循环来重复整个方法。

示例性氧化物转化步骤包括使气态前驱物流入远程等离子体单元的步骤以及使产生的自由基和另一种前驱物流到衬底上的步骤。根据本公开的至少一个实施方案，使气态前驱物流动的步骤包括使氩气、氢气和nf3流入远程等离子体单元。氩气流量可以在0.01与20slm之间、0.1与10slm之间或1与8slm之间的范围内。氢气流量可以在10sccm与1500slm之间、25与1200slm之间或50sccm与1000slm之间的范围内。当开启远程等离子体单元中的等离子体时，nf3的流动可以发生特定的时长，范围在0.1与120秒之间、1与100秒之间或5与80秒之间。

由此在远程等离子体单元中产生包含氟自由基的气体。氟自由基离开远程等离子体单元，并且可以在安置于反应室中的衬底上与任选的其它前驱物气体合并。任选的其它前驱物气体可以包括以10sccm与1500slm之间、25与1200slm之间或50sccm与1000slm之间的速率流动的氨气。氧化物转化步骤可以使具有氧化物的硅锗衬底上的氧化物发生如下化学反应：

nh4f(g)+sigeox(s)→(nh4)2sif6(s)+(nh4)2gef6(s)+h2o(g)

作为氧化物转化步骤的结果，氧化物可以在衬底上转化为固体六氟硅酸铵化合物和固体六氟锗酸铵化合物。

根据本公开的至少一个实施方案，氧化物升华步骤包括第一加热步骤、第二加热步骤或两者。第一加热步骤可以包括将衬底加热到高于125℃、高于100℃或高于90℃的温度。第一步骤410的结果可以是根据以下反应的固体六氟硅酸铵化合物的升华：

(nh4)2sif6(s)→nh3(g)+hf(g)+sif4(g)

然后可以从反应室中移出气态产物。

第二加热步骤可以包括将衬底加热到比第一加热步骤的衬底更高的温度。所述温度可以高于275℃、高于250℃或高于225℃。为了达到高操作温度，可以设计高温喷淋头而不通过加热反应室来加热到250℃-300℃。第二步骤的结果可以是根据以下反应的固体六氟锗酸铵化合物的升华：

(nh4)2gef6(s)→nh3(g)+hf(g)+gef4(g)

然后可以从反应室中移出气态产物。

根据本公开的至少一个实施方案，除碳包括使氢前驱物和其它气态前驱物流入远程等离子体单元的步骤以及使所产生的自由基和任选的其它前驱物流到衬底上的步骤。第一加热步骤可以包括使氩气、氢气和氨气流入远程等离子体单元。这些气体可以流动0.1秒与180秒之间、1秒与120秒之间或10秒与90秒之间的持续时间。结果，在远程等离子体单元中产生氢自由基。

所产生的氢自由基能够与衬底上的碳类污染物反应。这个步骤可以在25℃与500℃之间、75℃与400℃之间或150℃与300℃之间的温度下发生。结果可以是根据以下反应的碳去除：

c(s)+h*(g)→cxhy(g)

然后可以从反应室中移出气态产物。

所示和所述的特定实施方案是对本公开和其最佳方式的说明，并且不希望另外以任何方式限制各方面和实施方案的范围。事实上，为了简洁起见，系统的常规制造、连接、准备和其它功能方面可能未详细描述。此外，各图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。许多替代的或额外的功能关系或物理连接可能存在于实际的系统中，和/或在一些实施方案中可能不存在。

应理解，本文所述的配置和/或方法本质上是示例性的，并且这些具体实施方案或实例不被视为限制性的，因为许多变化是可能的。本文所述的具体例程或方法可以表示多种处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种动作可以按照所示的顺序、其它顺序执行或者在一些情况下可以省略。

本公开的主题包括本文公开的各种工艺、系统和配置以及其它特征、功能、动作和/或特性及其任何和所有等效物的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。