(57)【要約】      （修正有）【課題】チャンバへのダメージが小さく，環境への影響の少ない，低コスト製造装置クリーニング方法の提供。【解決手段】六フッ化硫黄と、酸素および亜酸化窒素からなる群から選択された酸素含有化合物とを含むガス混合物を、リモートプラズマ源６６に導入するステップと、ガス混合物の一部分をイオンに解離するステップと、それらの原子をチャンバ２０２の処理領域２１２に移送するステップと、インシチュプラズマを与えるステップと、イオンとの反応によって、チャンバ内から堆積物を洗浄するステップとを含む方法。【選択図】図１
2006148095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバを洗浄するための方法であって、
ガス混合物をリモートプラズマ源に導入するステップであって、前記ガス混合物が、六フッ化硫黄および酸素を備え、前記リモートプラズマ源への出力が、約１３ｋＷを上回るものである、ステップと、
前記ガス混合物の一部分をイオンに解離するステップと、
前記ガス混合物を前記チャンバの処理領域に移送するステップと、
前記イオンとの反応によって、前記チャンバ内から堆積物を洗浄するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記ガス混合物が、搬送ガスを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス混合物が、アルゴンを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記チャンバの前記処理領域に高周波出力を適用するステップを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス混合物中の酸素と六フッ化硫黄との比が、約０．１対約１０．０である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
酸素と六フッ化硫黄との比が、およそ１対１である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記チャンバの圧力が、約０．１〜約１トールである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
基板処理チャンバを洗浄するための方法であって、
ガス混合物をリモートプラズマ源に導入するステップであって、前記ガス混合物が、六フッ化硫黄および酸素を備え、前記リモートプラズマ源への出力が、約１３ｋＷを上回るものである、ステップと、
前記ガス混合物の一部分をイオンに解離するステップと、
前記ガス混合物を前記チャンバの処理領域に移送するステップと、
前記イオンとの反応によって、前記チャンバ内から堆積物を洗浄するステップと、
前記ガス混合物と堆積物との組み合わせを前記チャンバから排出するステップと、を備える、方法。
【請求項９】
エンドポイント検出器からコントローラへ信号を送信するステップを更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ガス混合物が、搬送ガスを更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス混合物が、アルゴンを更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記チャンバの前記処理領域に高周波出力を適用するステップを更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記ガス混合物中の酸素と六フッ化硫黄との比が、約０．１対約１０．０である、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
酸素と六フッ化硫黄との比が、およそ１対１である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記チャンバの圧力が、約０．１〜約１トールである、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
基板処理チャンバを洗浄するための方法であって、
ガス混合物をリモートプラズマ源に導入するステップであって、前記ガス混合物が、六フッ化硫黄および酸素を備え、前記リモートプラズマ源への出力が、約１３ｋＷを上回るものである、ステップと、
前記ガス混合物の一部分をイオンに解離するステップと、
前記ガス混合物を前記チャンバの処理領域に移送するステップと、
前記チャンバの前記処理領域に高周波出力を適用するステップと、
前記イオンとの反応によって、前記チャンバ内から堆積物を洗浄するステップと、
エンドポイント検出器からコントローラへ信号を送信するステップと、
を備える、方法。
【請求項１７】
前記チャンバの圧力が、約０．１〜約１トールである、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]
本発明の実施形態は、一般的に、フラットパネルディスプレイ、ウェハ、およびソーラーパネル処理チャンバおよび洗浄方法などの基板処理チャンバおよび洗浄方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]
基板処理チャンバが備える機能にはさまざまなものがある。多くの場合、基板上に誘電体層を堆積する際、堆積プロセスからの残留物が、製造チャンバの壁や他の表面上に集まる。これらの堆積物は、砕けた状態になりやすく、基板の表面を汚染してしまうことがある。チャンバは、通常、基板を高速処理するために、一体形ツールの一部であるため、チャンバのメンテナンスと洗浄にかかる時間を最小限に抑えることが必須である。汚染の可能性を低減し、ひいては、チャンバのスループットを高めるために、チャンバの表面を効率的かつ適時に洗浄することが望まれる。
【０００３】
[0003]
現在、珪素または炭素含有堆積物をチャンバの表面から除去するための機構には、イン・シトゥー（現場）高周波プラズマ洗浄、リモートプラズマ、または高周波支援リモートプラズマ洗浄がある。イン・シトゥー高周波プラズマ洗浄方法は、フッ素含有前駆体を堆積チャンバに導入し、高周波プラズマで前駆体を解離する。フッ素原子の中性に帯電した粒子は、堆積物を化学的にエッチングすることによって洗浄を行う。イン・シトゥープラズマは、洗浄を加速する帯電した化学種および中性の化学種のエネルギー混合物を発生する。残念なことに、プラズマは、洗浄表面を侵食することがあり、チャンバの表面にダメージを与え、製造プロセス中にチャンバの汚染から欠陥が生じる可能性が増すことで、機器の性能が劣化してしまうことがある。プラズマ洗浄中に生じるチャンバ表面へのダメージは、堆積物のむらのある除去、および不均一なプラズマにチャンバ表面がさらされて生じるゆがみの両方が原因となって多大なものとなることがある。高出力のプラズマは、チャンバ中に均一に適用するのが困難なこともある。プラズマの出力が低いほど、洗浄にはより多くのプロセスガスが必要となり、動作コストの増大や環境へのダメージの可能性が高くなる。
【０００４】
[0004]
従来、フッ素含有前駆体として、三フッ化窒素（ＮＦ３）が使用されてきた。リモートプラズマ源技術および従来の低減システムを用いて低排出を実現するために、機械コンポーネントおよび他のプロセスパラメータが選択されてもよいため、三フッ化窒素は、望ましいチャンバ洗浄前駆体ガスである。また、フッ素分子は、環境へ与える影響を低減させるとともに、動作コストを低下できる可能性があるため、所望のチャンバ洗浄前駆体ガスである。多量のガスの確実かつ安全なフッ素分子供給源がまだ利用可能ではない。
【０００５】
[0005]
チャンバ表面を洗浄するために、フッ素含有ガスを用いたリモートプラズマが使用されてもよい。しかしながら、リモートプラズマ源において解離されたフッ素含有ガス分子は、解離原子よりチャンバの堆積物との反応性が低いフッ素分子に再結合することがあり、チャンバを完全に洗浄するために、更なるプロセス時間や洗浄ガスが必要となる。
【０００６】
[0006]
現在、洗浄用に高周波支援リモートプラズマが使用されてもよい。リモートプラズマ洗浄の高い前駆体解離効率と、イン・シトゥープラズマの高洗浄レートとを組み合わせることで、チャンバ表面を効率的に洗浄してもよい。しかしながら、組み合わせたプラズマ発生ソースは、非均一なプラズマを形成することが多く、チャンバにおける化学的な分布が結果的に非均一になる。プラズマと化学的分布がこのように非均一であると、洗浄が非均一になり、過度の洗浄により表面が劣化してしまう。
【０００７】
[0007]
また、チャンバに化学洗浄剤が導入されてもよい。しかしながら、チャンバをプラズマ洗浄したり、チャンバを従来の化学洗浄剤にさらしたりするのにかかる時間が非常に長くなることもある。チャンバを洗浄するために使用される化学物質は、環境へ悪影響を与えたり、大量移送が困難であったりすることもある。したがって、資本投資が低く、原材料のコストが安く、チャンバ表面へ与えるダメージが少ないチャンバ洗浄方法を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]
本発明により、一般的に、基板処理チャンバを洗浄するための方法が提供され、この方法は、ガス混合物をリモートプラズマ源に導入するステップを含み、ガス混合物は、六フッ化硫黄と、酸素および亜酸化窒素からなる群から選択された酸素含有化合物とを備え、更に、この方法は、ガス混合物の一部分をイオンに解離するステップと、原子をチャンバの処理領域に移送するステップと、イン・シトゥープラズマを与えるステップと、イオンとの反応によりチャンバ内から堆積物を洗浄するステップとを含む。
【詳細な記載】
【０００９】
[0009]
本発明の上述した特徴を詳細に理解できるように、上記に簡潔に要約した本発明が、実施形態を参照しながら更に詳細に記載されてもよく、これらの実施形態のいくつかが添付の図面に例示される。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を例示しているだけであって、本発明の範囲を制限するものと考慮されるべきではなく、本発明は、他の同等の効果的な実施形態を許容しうることに留意されたい。
【００１０】
[0014]
本発明により、珪素または炭素含有堆積物を除去するために、六フッ化硫黄および酸素の混合物を用いたチャンバ洗浄方法が提供される。
【００１１】
[0015]
図１は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されているプラズマ増強型化学気相堆積システム４３００の一実施形態の略図的断面図である。このプロセスに対して用いられてもよい他の機器には、同じくカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されている３５００、５５００、１０Ｋ、１５Ｋ、２０Ｋ、および２５Ｋチャンバがある。システム２００は、一般的に、ガスソース５２に結合された処理チャンバ２０２を含む。処理チャンバ２０２は、プロセスボリューム２１２を部分的に画成する壁２０６および底部２０８を有する。プロセスボリューム２１２は、典型的に、壁２０６にあるポート（図示せず）を介してアクセスされ、これにより、処理チャンバ２０２に対して基板２４０を出し入れして移動しやすくする。壁２０６および底部２０８は、典型的に、アルミニウム、ステンレス鋼、または処理に適合可能な他の材料から作製される。壁２０６は、ポンピングプレナム２１４を収容する蓋アセンブリ２１０を支持し、このポンピングプレナム２１４は、さまざまなポンピングコンポーネント（図示せず）を含む排気システムにプロセスボリューム２１２を結合する。
【００１２】
[0016]
ガス入口導管またはパイプ４２が、エントリポート２８０内に延在し、ガススイッチング網５３を介してさまざまなガスのソースに接続される。ガス供給源５２が、堆積中に使用されるガスを収容する。使用される特定のガスは、基板に堆積される予定の材料に依存する。プロセスガスは、入口パイプ４２を通って、エントリポート２８０へ、その後、チャンバ２１２に流入する。電子作動式の弁および流量制御機構５４が、ガス供給源からエントリポート２８０へのガスの流れを制御する。
【００１３】
[0017]
第２のガス供給システムはまた、入口パイプ４２を介してチャンバに接続される。第２のガス供給システムは、堆積シーケンスの実行後、チャンバの内側を洗浄するために使用されるガスを供給する。本明細書において使用される場合、「洗浄」という用語は、チャンバの内面から堆積した材料を除去することについて言及する。状況によっては、第１および第２のガス供給源を組み合わせることもできる。
【００１４】
[0018]
第２のガス供給システムは、六フッ化硫黄などの前駆体ガス６４のソース、堆積チャンバ外のある一定距離の位置にあるリモートプラズマ源６６、電子作動式の弁および流量制御機構７０、およびリモートプラズマ源を堆積チャンバ２０２に接続する導管またはパイプ７７を含む。このような構成により、リモートプラズマ源を用いて、チャンバの内面を洗浄することができるようになる。
【００１５】
[0019]
第２のガス供給システムはまた、酸素や搬送ガスなどの１つ以上の追加のガス７２の１つ以上のソースを含む。追加のガスは、別の弁および流量制御機構７３を介して、リモートプラズマ源６６に接続される。搬送ガスは、活性化種を堆積チャンバへ移送するのに役立ち、搬送ガスが使用されている特定の洗浄プロセスに適合可能な任意の非反応性ガスでありうる。例えば、搬送ガスは、アルゴン、窒素、またはヘリウムであってもよい。搬送ガスはまた、洗浄プロセスの助力となり、または堆積チャンバにおけるプラズマの始動および／または安定化を促進させる助けとなってもよい。
【００１６】
[0020]
場合によって、パイプ７７に流量制限器７９が設けられる。流量制限器７９は、リモートプラズマ源６６と堆積チャンバ２０２との間の経路の任意の場所に置かれうる。流量制限器７９により、リモートプラズマ源６６と堆積チャンバ２０２との間に圧力差を与えることができる。流量制限器７９はまた、リモートプラズマ源６６から流出して、堆積チャンバ２０２に流入する際の、ガスとプラズマの混合物の混合器としても作用する。
【００１７】
[0021]
弁および流量制御機構７０は、ユーザが選択した流速で、前駆体ガスソース６４からリモートプラズマ源６６内へガスを送出する。リモートプラズマ源６６は、高周波プラズマ源であってもよい。リモートプラズマ源６６は、反応性種を形成するように前駆体ガスを活性化させた後、この反応腫は、導管７７を介して、入口パイプ４２を経由して堆積チャンバ内へ流入する。したがって、エントリポート２８０は、堆積チャンバの内部領域内に反応性ガスを送出するために使用される。記載した実施例において、リモートプラズマ源６６は、誘導結合リモートプラズマ源である。
【００１８】
[0022]
蓋アセンブリ２１０は、プロセスボリューム２１２に上側の境界を与える。蓋アセンブリ２１０は、典型的に、処理チャンバ２０２を点検するために取り外したり開けたりすることができる。一実施形態において、蓋アセンブリ２１０は、アルミニウム（Ａｌ）から作製される。蓋アセンブリ２１０は、外部ポンピングシステム（図示せず）に結合されて形成されたポンピングプレナム２１４を含む。ポンピングプレナム２１４は、プロセスボリューム２１２から処理チャンバ２０２の外へ均一にチャネルガスおよび処理副生成物を運ぶために利用される。
【００１９】
[0023]
ガス分配プレートアセンブリ２１８は、蓋アセンブリ２１０の内側部２２０に結合される。ガス分配プレートアセンブリ２１８は、プロセスボリューム２１２へプロセスおよび他のガスが送出される際に通る穿孔エリア２１６を含む。ガス分配プレートアセンブリ２１８の穿孔エリア２１６は、ガス分配プレートアセンブリ２１８を介してプロセスボリューム２１２内に流入するガスを均一に分配するように構成される。本発明から利益を受けるように適合されてもよいガス分配プレートについては、本願と同一の譲受人に譲渡され、２００１年８月８日に出願されたＫｅｌｌｅｒらの米国特許出願第０９／９２２，２１９号、２００２年５月６日に出願された同第１０／１４０，３２４号、Ｂｌｏｎｉｇａｎらの２００３年１月７日に出願された同第１０／３３７，４８３号、２００２年１１月１２日に発行されたＷｈｉｔｅらの米国特許第６，４７７，９８０号、および２００３年４月１６日に出願されたＣｈｏｉらの米国特許出願第１０／４１７，５９２号に記載されており、これらの内容全体を参照として本明細書に組み入れる。
【００２０】
[0024]
拡散プレート２５８は、典型的に、ステンレス鋼、アルミニウム（Ａｌ）、陽極処理したアルミニウム、ニッケル（Ｎｉ）、または他の高周波伝導性材料から作製される。拡散プレート２５８は、基板処理に悪影響を及ぼさない程度に十分な平坦さを維持した厚みをもたせて構成される。一実施形態において、拡散プレート２５８の厚みは、約１．０インチ〜約２．０インチである。
【００２１】
[0025]
温度制御された基板支持アセンブリ２３８が、処理チャンバ２０２内の中央に配置される。支持アセンブリ２３８は、処理中、基板２４０を支持する。一実施形態において、基板支持アセンブリ２３８は、少なくとも１つの埋め込み型ヒータ２３２を封入するアルミニウム本体２２４を備える。支持アセンブリ２３８に配置された抵抗素子などのヒータ２３２は、オプションの電源２７４に結合され、支持アセンブリ２３８と、その上部に位置する基板２４０とを所定の温度まで制御可能に加熱する。
【００２２】
[0026]
一般的に、支持アセンブリ２３８は、下側部２２６および上側部２３４を有する。上側部２３４は、基板２４０を支持する。下側部２２６には、ステム２４２が結合される。ステム２４２は、支持アセンブリ２３８をリフトシステム（図示せず）に結合し、このリフトシステムは、昇降した処理位置（図示）と、処理チャンバ２０２に対して基板を出し入れして移送させやすい下降した位置との間で支持アセンブリ２３８を移動させる。ステム２４２は、支持アセンブリ２３８とシステム２００の他のコンポーネントとの間に、電気的な熱電対リード線用の導管を更に与える。
【００２３】
[0027]
支持アセンブリ２３８（またはステム２４２）と、処理チャンバ２０２の底部２０８との間に、ベローズ２４６が結合される。ベローズ２４６は、支持アセンブリ２３８を垂直方向に移動させながら、チャンバボリューム２１２と、処理チャンバ２０２の外側の雰囲気との間に真空密封を与える。
【００２４】
[0028]
支持アセンブリ２３８は、一般的に、蓋アセンブリ２１０と基板支持アセンブリ２３８（またはチャンバの蓋アセンブリ内またはその付近に位置する他の電極）との間に位置するガス分配プレートアセンブリ２１８へ電源２２２によって供給される高周波出力が、支持アセンブリ２３８と分配プレートアセンブリ２１８との間のプロセスボリューム２１２に存在するガスを励起しうるように接地される。支持アセンブリ２３８は、周囲シャドウフレーム２４８を更に支持する。一般的に、シャドウフレーム２４８により、ガラス基板２４０と支持アセンブリ２３８の縁部での堆積が防止されるため、基板は、支持アセンブリ２３８に付着しない。支持アセンブリ２３８には、複数のリフトピン２５０を受け入れる複数の穴２２８が貫通して設けられている。
【００２５】
[0029]
動作時、フッ素原子は、六フッ化硫黄含有ガスがリモートプラズマにさらされる処理チャンバのリモートプラズマ領域に発生する。リモートプラズマは、フッ素およびガス分子中の他の原子をイオン化された原子に解離する。解離されたフッ素原子は、処理チャンバの処理領域に流入する。次いで、フッ素原子と酸素原子をより均一に解離するために、イオン化されたフッ素にイン・シトゥープラズマが適用されてもよい。フッ素原子および酸素原子は、チャンバの表面から、珪素または炭素ベースの堆積物または他の堆積物を洗浄する。フッ素分子として再結合したフッ素イオンは、フッ素イオンほど窒化珪素または無定形炭素膜に効果的ではない。
【００２６】
[0030]
フッ素原子と酸素原子を洗浄ガスとして使用すると、チャンバを洗浄するためのプラズマが均一で予測可能なものとなる。このように比較的均一で予測可能なプラズマは、チャンバを均等に洗浄し、何らかの他のプロセスに比べて、過度に洗浄することによってチャンバの表面を変形または劣化させる可能性が低い。均一な洗浄がより有効なこともあるため、プロセスチャンバを洗浄するのにかかる時間が短縮されることもある。また、リモートおよびイン・シトゥープラズマの多数のサイクルが少なくなるため、洗浄にかかる時間が短縮されることもある。
【００２７】
[0031]
六フッ化硫黄は、チャンバ表面から堆積物を洗浄するための１種以上の他のフッ素含有ガスと組み合わせて使用されてもよい。他のフッ素含有ガスは、フッ素分子、三フッ化窒素、フッ化水素、四フッ化炭素、ペルフルオロエタンなどを含む。六フッ化硫黄は、他のフッ素含有ガスより高い解離力が必要である。また、六フッ化硫黄ガスは、洗浄能力を有するために解離されなければならない。追加のガスが存在すると、解離の可能性も高まる。洗浄中にシステムに追加されてもよい追加のガスは、アルゴン、酸素と亜酸化窒素とを含む酸素含有化合物、またはそれらの組み合わせを含む。テストによると、亜酸化窒素は酸素ほど有効ではないことがわかる。
【００２８】
[0032]
カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されている２０Ｋ（商標）チャンバを使用して、六フッ化硫黄の有効性テストを行った。排気ガスのＲＧＡテストによると、六フッ化硫黄をリモートプラズマチャンバに導入して、イン・シトゥープラズマを有するチャンバを与えた後、窒素、酸素、ＳＦ５＋、ＳＦ３＋、Ｆ、ＳｉＦ３＋、ＳＯ２、およびＦ２が排気ガス中に存在したことがわかる。このガス混合物は、ガス分子が解離されたことと、洗浄効率が高められたことを示す。洗浄成分の最適な比率を与えるためには、六フッ化硫黄と酸素との入口ガス流速比は、約０．１対約１０．０であることが望ましい。チャンバ表面から洗浄されてもよい堆積物は、酸化珪素、炭素がドープされた酸化珪素、炭化珪素、窒化珪素、または無定形炭素を含む。リモートプラズマ源への出力は、約０．０〜約１４．６ｋＷで調節されてもよい。好ましくは、リモートプラズマ源への出力は、１３ｋＷを上回るものであってもよい。高周波プラズマは、０〜３ｋＷで調節されてもよく、好ましくは、２．５ｋＷであってもよい。１００ミリトール〜１トールで圧力が調節されてもよい。チャンバにダメージを与えないようにするために、六フッ化硫黄と酸素との容積比が１対１未満の場合、イン・シトゥー高周波出力が望ましくない場合もある。六フッ化硫黄と酸素の比が１対１以上の場合、１．５ｋＷ以上、例えば、２．５ｋＷのイン・シトゥー高周波出力を使用すると、フッ素原子の再結合が抑制される。
【００２９】
[0033]
図２および図３に表す実験結果は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されているプラズマ化学気相堆積システム２０Ｋチャンバから収集したものである。リモートプラズマ源は、マサチューセッツ州ウィルミントンのＭＫＳから市販されているＡＳＴＲＯＮ  ｈｆ＋である。図２は、２７５℃の基板支持体温度で２ｋＷ高周波イン・シトゥープラズマを用いた場合、８標準リットル毎分の六フッ化硫黄および８標準リットル毎分の酸素に対して、時間の関数としてチャンバ圧力を例示したチャートである。光エンドポイント検出器によって示されるようなエンドポイント（図２の垂直の暗線）は、２１０秒で達した。膜の厚みは２１０００Åであった。したがって、洗浄速度は、６０００Å／分である。洗浄速度は、高周波イン・シトゥープラズマを用いない場合、同様の流速のＮＦ３と同程度のものである。
【００３０】
[0034]
図３に例示する実験結果の場合、チャンバは、２０Ｋチャンバの表面積が１９５０ｃｍ２であるものを用いて基板を処理するように構成される。図３は、入口ガス流速の関数として、三フッ化窒素および六フッ化硫黄別に膜の洗浄時間を比較したチャートである。基板支持体の温度は２７５℃であった。１対１の比で酸素とともに六フッ化硫黄をチャンバに追加した。六フッ化硫黄の洗浄時間は、同じリモートプラズマ条件を用いた場合の六フッ化窒素より２０パーセント長かった。六フッ化硫黄の洗浄時間は、六フッ化硫黄テストに対して１．４ｋＷ高周波イン・シトゥープラズマを使用した場合の三フッ化窒素より短かった。
【００３１】
[0035]
また、六フッ化硫黄、酸素、およびアルゴンの混合物を、図３に示すものと同様の流速でテストを行った。観察された洗浄時間は、８０００ｓｃｃｍ六フッ化硫黄、８０００ｓｃｃｍ酸素、および１０００ｓｃｃｍアルゴンで５０秒であり、同等の六フッ化硫黄および酸素の流速の場合４９秒であり、同等の三フッ化窒素の流速の場合４１秒である。
【００３２】
[0036]
入口ガスの流速が８０００ｓｃｃｍを上回って増大すると、リモートプラズマ源の効率が低減した。すなわち、出力が入口ガス流速の増大に比例して増大すると、システムの洗浄速度は、比例して増大せず、場合によっては、低下した。
【００３３】
[0037]
ＡＫＴ４３００チャンバを使用して、図４に示す別の実験を行った。図４は、入口ガス流速の関数として、２つのハードウェア条件の洗浄速度を比較したチャートである。４００ｓｃｃｍシラン、１４００ｓｃｃｍアンモニア、および４０００ｓｃｃｍ窒素を用いて、１２００Ｗの高周波出力で、４２０℃および１．５トールで、ガス分配プレートと上側基板表面との間に１１００ミルでチャンバにチャンバ表面から除去した窒化珪素膜を配置した。第１のデータセットに対して、システムは、流量制限器を含むように構成された。第２のデータセットに対して、システムから流量制限器を取り外した。洗浄時間の結果によれば、流量制限器がないシステムは、テストした流速の各々より約２０〜５０パーセント速い洗浄速度である。したがって、流量制限器によって与えられる更なる混合は、洗浄プロセスを高めるものではない。
【００３４】
[0038]
カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されている２０Ｋ（商標）チャンバで、通電テストを行った。テストによれば、六フッ化硫黄の洗浄効率は、三フッ化窒素と同等であった。また、六フッ化硫黄または三フッ化窒素で洗浄したチャンバに堆積した膜のＳＩＭＳ測定を実行した。膜には、膜化学特性に著しい相違はなかった。
【００３５】
[0039]
また、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の子会社であるＡＫＴから市販されている２５ＫＡＸ（商標）チャンバをテストするために、より大きなチャンバを使用した。チャンバと基板のサイズが大型化すると、六フッ化硫黄ベースのシステムの洗浄速度は、三フッ化窒素ベースのシステムよりわずかに遅い。解離効率の概算であるシステムでの圧力降下は、六フッ化硫黄を用いた場合、チャンバサイズの変化に比例しない。六フッ化硫黄に対して、リモートおよびイン・シトゥープラズマ発生器により大きな出力を適用する必要がある。リモートプラズマ発生器の後の流量制限器を取り外しても、システムの有効性は変化しなかった。
【００３６】
[0040]
一般的に、三フッ化窒素または六フッ化硫黄の試験の間のいずれにおいても、チャンバの完全性に相違は観察されなかった。エンドポイント検出システムは、三フッ化窒素と六フッ化硫黄の両方の入力ガス混合物に対して効果的に働いた。三フッ化窒素の洗浄の有効性を予測するために使用された数学的モデルは、六フッ化硫黄および酸素の洗浄の有効性を正確に予測するものである。これらの結果は、三フッ化窒素と六フッ化硫黄とのコスト比率が約４．２であることを示すように、経済データと組み合わされてもよい。したがって、三フッ化窒素の代わりに六フッ化硫黄を使用することによる洗浄ガスのコスト削減は、約７２パーセントである。
【００３７】
[0041]
上述したものは、本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の他のおよび更なる実施形態は、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】リモートプラズマ領域および処理領域を有するように構成されたチャンバの略図である。
【図２】本発明の一実施形態において、六フッ化硫黄洗浄性能に対して、時間の関数として、チャンバ圧力を例示したチャートである。
【図３】本発明の一実施形態において、入口ガス流速の関数として、２つの洗浄ガス別に膜の洗浄時間を比較したチャートである。
【図４】本発明の一実施形態において、入口ガス流速の関数として、２つのハードウェア条件の洗浄速度を比較したチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
４０…基板、４２…入口パイプ、５２…ガス供給源、５３…スイッチング網、５４…機構、６４…前駆体ガスソース、６６…リモートプラズマ源、７０、７３…流量制御機構、７２…追加のガス、７７…導管またはパイプ、７９…流量制限器、２００…システム、２０２…処理チャンバ、２０６…壁、２０８…底部、２１０…蓋アセンブリ、２１２…プロセスボリューム、２１４…ポンピングプレナム、２１６…穿孔エリア、２１８…分配プレートアセンブリ、２２０…内側部、２２２…電源、２２４…アルミニウム本体、２２６…下側部、２２８…穴、２３２…ヒータ、２３４…上側部、２３８…支持アセンブリ、２４０…基板、２４２…ステム、２４６…ベローズ、２４８…シャドウフレーム、２５０…リフトピン、２５８…拡散プレート、２７４…オプションの電源、２８０…エントリポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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