(57)【要約】【解決手段】本発明の処理室のクリーニング方法は、処理室の内壁を第一温度まで加熱する。第一温度は、処理室の内壁に堆積する複数種類の物質の一つである第一物質を揮発させるのに充分な温度である。次に、クリーニング用薬剤を処理室に注入する。クリーニング用薬剤は、複数種類の物質の別の一つである第二物質と反応して、第二物質を第一物質に変換する。揮発した第一物質は処理室から排出される。本発明は、処理室のクリーニングシステムとしても構成可能である。【選択図】図３Ａ
2007529895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室のクリーニング方法で、
前記処理室の内壁に堆積する複数種類の物質の一つである第一物質を揮発させるのに充分な温度である第一温度まで、前記処理室の内壁を加熱する工程と、
前記複数種類の物質の別の一つである第二物質と反応して第二物質を第一物質に変換するクリーニング用薬剤を前記処理室に注入する工程と、
前記処理室から揮発した第一物質を排出する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記処理室内に処理すべき対象である基板を置く、請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記処理室をクリーニングするのとほぼ同時に基板表面にエッチングを行う工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記基板表面をエッチングする工程は、一つの処理室内で基板上に複数の薄膜層からなる薄膜多層構造をエッチングする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
さらに、基板を加熱する工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項６】
基板をチャックに保持する、請求項２記載の方法。
【請求項７】
チャックを加熱する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
さらに、基板をほぼ第一温度まで加熱する工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項９】
さらに、基板にバイアス電圧をかける工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記処理室から揮発した第一物質を排出する工程は、第一温度よりも低い温度の第二表面上で、揮発した第一物質の少なくとも一部を凝縮する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記処理室にクリーニング用薬剤を注入する工程は、前記複数種類の物質のうち第二物質を還元する、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
第一物質は、ハロゲン化金属化合物と酸化金属化合物の少なくとも一つであり、第二物質は、不揮発性金属と金属含有化合物の少なくとも一つである、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記金属は、銅、タンタル、タングステン、白金、イリジウム、ルテニウム、ハフニウム、ジルコニウム、および、アルミニウムからなる群の少なくとも一つである、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記処理室の内壁を約２００℃ないし４００℃の範囲に加熱する、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記処理室内に形成されたプラズマで、前記処理室の内壁を加熱する、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記クリーニング用薬剤は、ハロゲンガス、不活性ガス、水素含有ガスからなる群の少なくとも一つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
基板をエッチングする方法で、
処理室内に置いた第一基板の第一表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、前記処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる工程と、
第一基板の第一表面を不動態化すると同時に、前記処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する工程と、
前記処理室から第一基板を取り出す工程と、
を備える方法。
【請求項１８】
前記処理室内に第二基板を投入する工程と、
第二基板の第二表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、前記処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる工程と、
第二基板の第二表面を不動態化すると同時に、前記処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する工程と、
をさらに備える請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
処理室で、
複数種類の物質が堆積する、複数の内壁と、
ガス供給口と、
排出口と、
複数の内壁の少なくとも一つを約２００℃ないし４００℃の範囲の第一温度まで加熱可能な熱源と、
を備える処理室。
【請求項２０】
前記熱源がプラズマである、請求項１９記載の処理室。
【請求項２１】
基板を保持するための加熱チャックと、
チャックに連結されたバイアス電源と、
をさらに備える請求項１９記載の処理室。
【請求項２２】
第一温度よりも低い温度の凝縮面をさらに備え、前記凝縮面を前記排出口近傍に配置する、請求項１９記載の処理室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板のエッチングに関し、さらに詳しくは、半導体基板をドライエッチングし、エッチング処理室をクリーニングするシステム並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、（半導体基板やウエハーの形態の）集積回路装置の製造には、プラズマエッチング処理室が用いられる。プラズマエッチング処理室では、マスクやパターンを用いて、基板上の所定の層をエッチングすることができる。プラズマエッチング処理室に処理ガス（エッチング薬剤）を導入する一方で、プラズマエッチング処理室の一つあるいは複数の電極に高周波（ＲＦ）出力をかける。プラズマエッチング処理室内部の圧力は所定の処理に合わせて調節される。電極に所望のＲＦ出力をかけることにより、処理室内部の処理ガスが活性化しプラズマが生成される。生成されたプラズマにより、半導体ウエハーの所定の層が所望の形状にエッチングされる。
【０００３】
プラズマエッチング処理の工程で低揮発性の副生成物が形成される場合がある。例えば、（Ｃｌ2やＨＣｌ等の）塩素含有ガスを用いた銅エッチング処理では、ＣｕＣｌxが副生成物として形成される。ＣｕＣｌxは、室温では不揮発性である。低揮発性の副生成物は一般的に処理室の壁上で凝縮する。プラズマエッチング処理を実施する毎に、副生成物は処理室の壁上に堆積していく。最終的に、副生成物の堆積がある厚さに達すると、処理室の壁から「はがれ落ち」はじめ、これが微粒子の発生源となる。浮遊微粒子は、処理室内でエッチング処理されている基板を汚染する。
【０００４】
また、導電性の副生成物の堆積により、プラズマ処理が妨害される。例えば、導電性堆積物がプラズマをショートさせたり、プラズマを消滅させたりする。さらに、プラズマ処理室内での誘導結合プラズマ処理に大きく影響するプラズマ濃度が、導電性堆積物により変動する可能性もある。また、プラズマ処理室内での容量結合プラズマ処理の電極領域条件を、非導電性堆積物が変動させる可能性もある。このような現象が、薄膜多層構造のエッチング効果に影響を与える可能性もある。
【０００５】
プラズマエッチング処理室の内側表面はプラズマにさらされることから、円盤、リング、円筒形等、単純な形状の内張りを処理室に用いる設計も多くみられる。このような内張りは、処理対象である基板上にプラズマが照射されるように設定されるため、処理プラズマエネルギーに絶えずさらされ、侵襲される。このようなプラズマエネルギー照射により、内張りは腐食し、あるいは、内張り上に副生成物が堆積するため、交換あるいは徹底的なクリーニングが必要となる。内張り部分のクリーニングおよび／あるいは交換は、それ自体のコストがかかるのみでなく、クリーニングや交換にかかる時間分の処理時間を失うという意味でのコストもかかり、大変高価なものにつく。
【０００６】
粒子による汚染を抑制し、また、内壁を覆う副生成物堆積によりＲＦ結合が変化することに起因するプラズマ条件の変動を抑制するためには、処理室を頻繁にクリーニングする必要がある。しかし、処理室クリーニングを頻繁に行うと、処理室を本来のエッチング処理に利用可能な時間を減少させ、処理室の基板処理能力を低下させる。
【０００７】
上記の問題点に鑑みて、処理室クリーニングの必要頻度を減らし、処理室を本来のエッチング処理に利用可能な時間を増大させるシステムと方法が求められている。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、処理室クリーニングの必要頻度を減らすシステムと方法を提供することにより、上記の目的を達成する。本発明の技術は、方法、装置、システム、コンピュータ読み取り可能な媒体、あるいは、機器等、様々な形態で実現可能である。本発明のいくつかの態様を以下に記載する。
【０００９】
本発明の一つの態様は、処理室のクリーニング方法である。まず、第一温度まで、処理室の内壁を加熱する。ここで、第一温度は、第一物質を揮発させるのに充分な温度であり、第一物質は、処理室の内壁に堆積する複数種類の物質の一つである。次に、クリーニング用薬剤を処理室に注入する。クリーニング用薬剤は、前記複数種類の物質の別の一つである第二物質と反応して、第二物質を第一物質に変換させる。最後に、揮発した第一物質を処理室から排出する。
【００１０】
処理室内に処理すべき対象である基板を置くようにしてもよい。さらに、処理室をクリーニングするのとほぼ同時に基板表面にエッチングを行うようにしてもよい。基板表面のエッチングは、一つの処理室内で基板上に複数の薄膜層からなる薄膜多層構造をエッチングするものでもよい。
【００１１】
本発明の処理室クリーニング方法では、さらに、基板を加熱してもよい。この場合、基板をチャックに保持し、チャックを加熱してもよい。また、基板をほぼ第一温度まで加熱するようにしてもよく、基板にバイアス電圧をかけるようにしてもよい。
【００１２】
処理室から揮発した第一物質を排出する工程は、第一温度よりも低い温度の第二表面上で、揮発した第一物質の少なくとも一部を凝縮するものでもよい。
【００１３】
処理室にクリーニング用薬剤を注入して、複数種類の物質のうち第二物質を還元するようにしてもよい。ここで、第一物質は、ハロゲン化金属化合物と酸化金属化合物の少なくとも一つであり、第二物質は、不揮発性金属と金属含有化合物の少なくとも一つである。この金属は、銅、タンタル、タングステン、白金、イリジウム、ルテニウム、ハフニウム、ジルコニウム、および、アルミニウムからなる群の少なくとも一つである。
【００１４】
処理室の内壁は、約２００℃ないし４００℃の範囲に加熱される。処理室内に形成されたプラズマで、処理室の内壁を加熱するものでもよい。クリーニング用薬剤は、ハロゲンガス、不活性ガス、水素含有ガスからなる群の少なくとも一つを含むものでもよい。
【００１５】
本発明の別の態様は、基板をエッチングする方法である。処理室内に置いた第一基板の第一表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる。次に、第一基板の第一表面を不動態化すると同時に、処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する。最後に、処理室から第一基板を取り出す。
【００１６】
本発明の基板エッチング方法では、さらに、処理室内に第二基板を投入してもよい。第二基板の第二表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる。第二基板の第二表面を不動態化すると同時に、処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、複数種類の物質が堆積する複数の内壁と、ガス供給口と、排出口と、熱源と、を備える処理室である。熱源は、複数の内壁の少なくとも一つを約２００℃ないし４００℃の範囲の第一温度まで加熱可能である。
【００１８】
熱源にプラズマを用いることもできる。本発明の処理室に、さらに、基板を保持するための加熱チャックと、チャックに連結されたバイアス電源と、を備えるようにしてもよい。
【００１９】
本発明の処理室に、さらに、第一温度よりも低い温度の凝縮面を備えてもよい。この凝縮面を排出口近傍に配置するようにしてもよい。
【００２０】
本発明の構成により、処理室クリーニングの必要頻度を減らし、実質的にクリーニングの必要性を無くし、これにより、基板の処理能力を増大させるという効果が得られる。さらに、本発明の手法は、従来技術と比べて、クリーニング処理が容易であり、また、クリーニング処理に用いる薬剤も単純な構造である。単純な構造のクリーニング用薬剤は、処理室クリーニングのコストを減らす効果もある。
【００２１】
また、本発明の構成により、プラズマ処理室内壁上の堆積物によるプラズマ濃度の変化によって引き起こされる処理の変動が実質的に抑制される。この結果、基板ごとの処理の変動がほとんどなくなり、プラズマ条件に対する感度がそれぞれ異なる複数の薄膜からなる薄膜多層構造の統合処理が可能になる。例えば、銅配線スタックでは、Ｔａ／ＴａＮ等の銅バリア材と金属間誘電体とを用いることが可能になる。また、ＭＲＡＭスタックのエッチング処理等、他の適用例にも、この利点を拡大可能である。
【００２２】
本発明の他の観点や利点は、本発明の原理を例示するための添付の図面に基づく、以下の詳細な説明により明らかになるであろう。
【００２３】
以下、本発明を理解するために、図面に基づいて詳細に説明する。同一の参照数字は、同一の構造要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
処理室クリーニング方法の実施例を以下に説明するが、当業者に明らかなように、本発明は、以下に記載される詳細な構成の一部、あるいは、全部を省略・変更した形態でも実施可能である。
【００２５】
（塩素、フッ素、臭素等の）ハロゲンガスを用いて銅のドライエッチング処理を行い、銅配線を形成することができる。ハロゲンを用いたドライエッチング処理では、銅をエッチングして、応力がかからない状態でダマシン銅を研磨あるいは平坦化し、あるいは、銅配線のパターニングを行う。これらの手法に関しては、２００３年３月１４日出願の米国特許出願第１０／３９０１１７号「全体的デュアルダマシン平坦化システム、方法、並びに装置」や２００３年３月１４日出願の米国特許出願第１０／３９０５２０号「部分デュアルダマシン平坦化システム、方法、並びに装置」に記載されている。
【００２６】
ただし、銅のドライエッチング処理で一般的にみられるように、ハロゲンを用いた銅のドライエッチング処理でも、処理室の内壁に、銅を含有するエッチング副生成物が堆積する。この堆積物は、最終的には内壁から剥落し微粒子として浮遊し、エッチング対象である基板表面を汚染する可能性がある。さらに、この堆積物によりプラズマ条件が変動し、処理に影響を及ぼす可能性がある。このような粒子による汚染を抑制するためには、処理室を頻繁にクリーニングする必要がある。しかし、処理室クリーニングを頻繁に行うと、処理室を本来のエッチング処理に利用可能な時間を減少させ、処理室の基板処理能力を低下させる。
【００２７】
さらに、銅を含有するエッチング副生成物の堆積により、処理室内壁のクリーニングは困難になる。処理室内壁上の堆積物を除去するために、様々なクリーニング用薬剤が用いられている。従来用いられているクリーニング処理用薬剤の大部分は、非常に複雑な構造で高価である。例えば、米国特許第６，３５２，０８１号「銅エッチング処理後の半導体装置処理室クリーニング方法」には、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオンを用いる処理室クリーニング方法が記載されている。
【００２８】
本発明の方法は、銅エッチング処理とクリーニング処理とを組み合わせたものであり、基板に銅エッチング処理を施すとほぼ同時に、処理室内壁に堆積している銅含有化合物を除去することができる。この結果、処理室のクリーニング処理を別途行う必要性がほとんどなくなり、処理室を本来のエッチング処理に利用可能な時間が増えて、処理室の基板処理能力が増大する。
【００２９】
銅ハロゲン化合物は、所定の揮発化温度以上で揮発する。揮発化温度は、銅ハロゲン化合物でそれぞれ異なる。処理室の内壁を適切な揮発化温度以上に加熱することにより、処理室内壁上への銅ハロゲン化合物の堆積と基板の銅エッチングとの間に実質的な平衡が成り立つ。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例である基板処理方法を示すフローチャートである。ステップ１０５で、処理室での処理を開始する。処理室で行われる処理は、例えば、エッチング処理である（基板から銅あるいは他の物質をエッチングする処理）。エッチング処理では、基板から（銅ハロゲン化合物等の）エッチング副生成物が放出される。処理室で行われる処理は、クリーニング処理でもよい（例えば、処理室内部に処理対象の基板がある状態、あるいは、ない状態で、処理室の内壁から堆積物を削減、および／あるいは、除去する）。クリーニング処理により、処理室内壁に堆積したエッチング副生成物を内壁から取り除く。
【００３１】
ハロゲンベースのエッチング薬剤と水素含有薬剤とを混合して、処理室に導入して処理を行うようにしてもよい。例えば、（Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＢＣｌ3等の）塩素含有エッチング薬剤を処理室に導入する。あるいは、塩素含有エッチング薬剤を希ガスや窒素等の不活性キャリアガスと共に処理室に導入するようにしてもよいし、塩素含有エッチング薬剤と共に、水素ガスあるいは水素含有ガス（Ｈ2、ＮＨ3、ＣＨ4、ＨＣｌ、ＨＢｒ等）を処理室に導入するようにしてもよい。処理室に導入する混合ガスの総流量は、例えば、約５ないし５００ｓｃｃｍである。混合ガスの塩素分子と水素分子の比率は約１：１でよいが、これ以下の比率（例えば、約１：２）でもこれ以上の比率（例えば、約２：１）でもかまわない。
【００３２】
ステップ１１０で、エッチング副生成物の一部（例えば、ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌや銅元素）が処理室の内壁に堆積する。ステップ１１５で、エッチング副生成物の揮発成分がパージあるいは真空処理により処理室から排出される。
【００３３】
例えば、塩素含有エッチング薬剤を用いて基板に銅エッチング層を形成する過程で、エッチング副生成物として、ＣｕＣｌ3、ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌおよび銅元素が生成される。２００℃以上の処理温度で、ＣｕＣｌ3は揮発するが、ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌおよび銅元素は揮発しない。エッチング副生成物の不揮発成分（例えば、ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌおよび銅元素）は、２００℃よりもはるかに高い温度でも（例えば、４００℃より高温でも）、処理室の内壁に堆積する可能性がある。エッチング副生成物の揮発成分（例えば、ＣｕＣｌ3）は処理室から排出される。
【００３４】
ただし、（ＣｕＣｌ3が処理室内壁等の低温面と接触するなどして）、ＣｕＣｌ3の一部が冷却されると、処理温度では揮発しないＣｕＣｌ2に変換されてしまう。このため、エッチング処理過程でＣｕＣｌ3が形成される一方、処理室の内壁にはＣｕＣｌ2の堆積層が形成される。
【００３５】
ステップ１２０で、処理室の内壁を処理温度まで加熱する。ステップ１２５で、ハロゲンベースのエッチング薬剤と共に処理室に導入した水素が、処理室の内壁に堆積したエッチング副生成物（例えば、ＣｕＣｌ2）の層と反応する。その結果、不揮発性の銅塩素化物が銅元素に還元され、塩素が水素と結合して、処理温度で揮発するＨＣｌが形成される。
【００３６】
ステップ１３０で、銅元素がハロゲンベースのプラズマと反応して、一種あるいは複数種の揮発性化合物が形成される。この揮発性化合物は、ステップ１３５で、排出口を通って、処理室から除去され、基板処理工程が終了する。ここで、ステップ１０５から１３５は、必ずしも、この順序で実施する必要はなく、いくつかのステップをほぼ同時に実施してもよく、また記載されている順序以外の順序で実施してもよい。
【００３７】
図２は、本発明の一実施例である処理室２００を示す概略図である。処理室２００には、処理対象の基板２０２が配置され、処理対象基板２０２は、基板支持部材（例えば、チャック）２０４により支持される。さらに、固定リング２０５を用いて、チャック２０４上で、基板２０２の位置を保持し、固定する。ガス導入口２０６から、処理ガスや他の薬剤を処理室２００内に導入する。ガス導入口２０６には、複数の導入ガス源２０８Ａないし２０８−Ｎが接続されている。
【００３８】
複数の導入ガス源２０８Ａないし２０８−Ｎを用いて、処理室で実行すべき処理の要件に応じて、所望の流量、濃度、圧力で、それぞれのガスを混合、合成する。例えば、導入ガス源１である２０８Ａからは不活性キャリアガス（例えば、一種ないし複数種の希ガスあるいは窒素）が供給され、導入ガス源２である２０８Ｂからはハロゲンベースの処理薬剤が供給され、導入ガス源Ｎである２０８−Ｎからは水素が供給される。それぞれの導入ガス源２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８−Ｎの流量や圧力を制御して、所望の濃度でハロゲンベースの処理薬剤と水素との混合ガスを調製する。調製された混合ガスは、キャリアガス流により、処理室２００に運ばれる。
【００３９】
処理室２００は、さらに、排出口２１０を備える。排出口２１０を（図示しない）真空ポンプに接続して、処理室から処理副生成物を取り出すようにしてもよい。図示した例では、処理室２００は、単一のガス導入口２０６と単一の排出口２１０しか備えていないが、当然のことながら、複数のガス導入口と複数の排出口を備える構成でもよい。
【００４０】
排出口２１０近傍あるいは排出口２１０内部に比較的低温の面２１２が形成されている。上述したように、低温面２１２の温度は処理温度よりも低く、このような低い温度の表面に堆積する副生成物をここに集める。能動冷却あるいは受動冷却により、この低温面２１２の温度を処理温度よりも低く保つ（例えば、処理温度よりも約５０℃以上低く保つ）。排出口２１０および／あるいは低温面２１２に、さらに、流れ分岐装置２１３を設けるようにして、基板２０２から排出口２１０を少なくとも部分的に物理的隔離をするようにしてもよい。
【００４１】
プラズマ２１４は、誘導結合で形成されても容量結合で形成されてもよく、形成されたプラズマ２１４を用いて、処理室２００、基板２０２、およびチャック２０４を処理温度まで加熱する。あるいは、処理室２００およびチャック２０４を熱源２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃ、および２１６で加熱するようにしてもよい。あるいは、プラズマ２１４と熱源２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃ、２１６とを組み合わせて用いて、処理室２００並びにチャック２０４を加熱するようにしてもよい。加熱されたチャック２０４により、基板２０２も処理温度まで加熱される。
【００４２】
さらに、バイアス電源２２０をチャック２０４に接続し、チャック２０４、さらには、基板２０２にバイアス電圧をかけて、基板２０２の処理を増進するようにしてもよい。
【００４３】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の一実施例である処理室２００内部での処理操作を詳細に示す図である。図３Ａおよび図３Ｂに示される基板２０２は、複数の特徴形状部３０２を有し、（タンタル等の）拡散障壁層３０４が形成されている。銅層３０６は、特徴形状部３０２に充填され、さらに、特徴形状部３０２を覆う表層を形成している。
【００４４】
図３Ａに示すように、処理室内部にはハロゲンプラズマ２１４が形成され、処理室の内壁３１０と基板２０２の銅表層３０６とがハロゲンプラズマ２１４に接触する。ハロゲンプラズマ２１４は、銅層３０６の銅元素および／あるいは酸化銅と反応し、その結果、内壁３１０上にも銅および／あるいは酸化銅３１４が析出する。ハロゲンプラズマ２１４は、さらに、銅３０６および３１４と反応し、揮発性の銅ハロゲン化合物３０８（例えば、ＣｕＣｌ3）を生成する。揮発性の銅ハロゲン化合物の大部分３１６は、処理室から排出される。一方、内壁３１０上には、不揮発性の銅ハロゲン化合物３１２（例えば、ＣｕＣｌ2）の堆積層も形成される。また、揮発性の銅ハロゲン化合物３０８の一部は内壁３１０上で凝縮し、不揮発性の銅ハロゲン化合物３１２となる。さらに、ハロゲンプラズマ２１４と銅３０６および３１４との反応生成物としても、不揮発性の銅ハロゲン化合物３１２が生成される。
【００４５】
図３Ｂに示すように、処理室２００に水素含有ガス３２０を導入する。ここで、処理室２００内部にハロゲンプラズマ２１４が形成されると同時に、水素含有ガス３２０を導入するようにしてもよい。水素３２０は、ハロゲン成分を取り除くことにより、不揮発性の銅ハロゲン化合物３１２を還元する。例えば、ハロゲン成分として塩素を用いた場合、水素と塩素で塩化水素が形成される。塩化水素は処理温度で揮発性であり、処理室２００の排出口２１０から排出される。不揮発性の銅ハロゲン化合物３１２を還元することにより、内壁３１０上には銅元素あるいは酸化銅３１２’が残る。内壁３１０上に残った銅元素あるいは酸化銅３１２’は、ハロゲンプラズマ２１４の反応により揮発する。このようにして、（例えば、エッチング処理の過程で）処理室２００の内壁上に形成される堆積物３１２、３１２’、３１４は、堆積するのと同時に除去される。
【００４６】
上記の処理例では、（エッチングおよびクリーニング処理における）銅の除去処理について説明したが、同様の処理を行って、タンタル、ＴａＮ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｌ、ＡｌＯx、ＨｆＯx、ＺｒＯx（ここでｘは自然数）やこれに類した物質の除去を行うこともできる。また、上述の処理例では、水素を還元剤として用いているが、他の還元剤を用いてもよい。還元は化合物を変換する、あるいは、酸化状態を変化させる過程であるため、他お手場、酸素やハロゲンを用いて堆積物を還元するようにしてもよい。すなわち、ハロゲン含有薬剤で堆積物を揮発させる場合には、堆積物は不揮発性種から揮発性種に還元される。このため、Ｏ2、Ｃｌ2、ＨＸ（ここで、Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、ＳＦ6、ＢＣｌ3等を還元剤として用いることができる。
【００４７】
上述した本発明の部分を形成する処理操作を機械処理操作とする構成も有用である。すなわち、本発明を上述した処理操作を実施する装置あるいは機器として構成してもよい。この場合、特定の用途目的で構成された装置でもよいし、あるいは、汎用コンピュータを用いて、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムを選択的に起動、実行することにより構成するものでもよい。種々の汎用機器を本発明の原理に従うコンピュータプログラムと共に用いてもよいし、所定の処理操作を実行する専用装置として構成すれば、さらに便利である。
【００４８】
本発明をコンピュータ読み取り可能な媒体上で機能するコンピュータ読み取り可能なコードとして構成することも可能である。コンピュータ読み取り可能な媒体は、データを記憶でき、その後、コンピュータシステムによって読み出し可能なデータ記憶装置であればよい。コンピュータ読み取り可能な媒体の例としては、ハードディスクドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、その他の光学並びに非光学データ記憶装置が挙げられる。また、コンピュータ読み取り可能な媒体をネットワーク接続コンピュータシステムにより配信し、コンピュータ読み取り可能なコードを配信された形態で記憶、実行するものでもよい。
【００４９】
図面を参照した以上の説明での処理操作は、必ずしもこの順序で実行する必要はなく、また、上記の処理操作すべてが本発明の実現に必要不可欠なわけではない。さらに、ＲＡＭ、ＲＯＭやハードディスクドライブのいずれか一つ、あるいはこれらの組合せに記憶させたソフトウェアとして、上記処理操作を実現するものでもよい。
【００５０】
以上、本発明の理解のために詳細に説明してきたが、本発明の請求の範囲内で、様々に変更、変化、修正可能である。上記実施例は、単なる例示であり、限定的なものではない。すなわち、本発明をその詳細に何ら限定するものではなく、発明の技術分野の範囲内で変形・変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例である基板処理方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例である処理室を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例である処理室内部での処理操作を詳細に示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例である処理室内部での処理操作を詳細に示す図である。
【図１】
2007529895.tif 000003
【図２】
2007529895.tif 000004
【図３Ａ】
2007529895.tif 000005
【図３Ｂ】
2007529895.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月16日(2006.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室のクリーニング方法で、
前記処理室の内壁に堆積する複数種類の物質を含む、第一処理における複数の副生成物の一つである第一物質を揮発させるのに充分な温度である第一温度まで、前記処理室の内壁を加熱する工程と、
前記複数種類の物質の別の一つである第二物質と反応して第二物質を第一物質に変換するクリーニング用薬剤を前記処理室に注入する工程と、
第一温度よりも低い温度の第二表面上で揮発した第一物質の少なくとも一部を凝縮し、前記処理室から揮発した第一物質を排出する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記処理室内に処理すべき対象である基板を置く、請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記処理室をクリーニングするのとほぼ同時に基板表面にエッチングを行う工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記基板表面をエッチングする工程は、一つの処理室内で基板上に複数の薄膜層からなる薄膜多層構造をエッチングする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
さらに、基板を加熱する工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項６】
基板をチャックに保持する、請求項２記載の方法。
【請求項７】
チャックを加熱する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
さらに、基板をほぼ第一温度まで加熱する工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項９】
さらに、基板にバイアス電圧をかける工程を備える、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記処理室にクリーニング用薬剤を注入する工程は、前記複数種類の物質のうち第二物質を還元する、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
第一物質は、ハロゲン化金属化合物と酸化金属化合物の少なくとも一つであり、第二物質は、不揮発性金属と金属含有化合物の少なくとも一つである、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記金属は、銅、タンタル、タングステン、白金、イリジウム、ルテニウム、ハフニウム、ジルコニウム、および、アルミニウムからなる群の少なくとも一つである、請求項１２記載の方法。
【請求項１３】
前記処理室の内壁を約２００℃ないし４００℃の範囲に加熱する、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記処理室内に形成されたプラズマで、前記処理室の内壁を加熱する、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記クリーニング用薬剤は、ハロゲンガス、不活性ガス、水素含有ガスからなる群の少なくとも一つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
基板をエッチングする方法で、
処理室内に置いた第一基板の第一表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、前記処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる工程と、
第一基板の第一表面を不動態化すると同時に、前記処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する工程と、
前記処理室から第一基板を取り出す工程と、
を備える方法。
【請求項１７】
前記処理室内に第二基板を投入する工程と、
第二基板の第二表面をエッチングすると同時に、揮発性物質を排出し、前記処理室の内壁上に不揮発性物質を堆積させる工程と、
第二基板の第二表面を不動態化すると同時に、前記処理室内壁上に堆積した不揮発性物質の少なくとも一部を揮発性物質に還元して変換する工程と、
をさらに備える請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
処理室で、
複数の内壁の少なくとも一つに、第一処理における複数の副生成物に含まれる複数種類の物質が堆積する、複数の内壁と、
ガス供給口と、
排出口と、
複数の内壁の少なくとも一つを約２００℃ないし４００℃の範囲の第一温度まで加熱可能な熱源と、
を備え、第一温度よりも充分に低く、揮発した第一物質の少なくとも一部を第二表面上で凝縮させることが可能な第二温度に保持された第二表面を排出口近傍に備える、
処理室。
【請求項１９】
前記熱源がプラズマである、請求項１８記載の処理室。
【請求項２０】
基板を保持するための加熱チャックと、
チャックに連結されたバイアス電源と、
をさらに備える請求項１８記載の処理室。
【国際調査報告】
2007529895.tif 000007
2007529895.tif 000008
2007529895.tif 000009