(57)【要約】  本発明は、電子デバイスを製造する際に使用される堆積チャンバの内部などの表面から表面堆積物を除去するための改良されたリモートプラズマクリーニング方法に関する。改良は、少なくとも約３，０００Ｋの高中性温度で活性化ガスを使用することを伴う。改良は、より良好なエッチング速度および放出ガス制御のために酸素対フルオロカーボン比を最適化することも伴う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面堆積物を除去するための方法であって、
（ａ）酸素とフルオロカーボンとのモル比が少なくとも１：４である、酸素とフルオロカーボンとを含むガス混合物を、前記ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度に達するように十分な時間の間十分な電力を使用して、遠隔チャンバ内で活性化して、活性化ガス混合物を形成する工程と、その後、
（ｂ）前記活性化ガス混合物を前記表面堆積物と接触させ、それにより、前記表面堆積物の少なくともいくつかを除去する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記表面堆積物が、電子デバイスを製造する際に使用される堆積チャンバの内部から除去されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力が、ＲＦ源、ＤＣ源、またはマイクロ波源によって発生されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フルオロカーボンがペルフルオロカーボン化合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ペルフルオロカーボンが、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、オクタフルオロプロパン、オクタフルオロシクロブタン、フッ化カルボニル、ペルフルオロテトラヒドロフランからなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス混合物がキャリヤガスをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリヤガスが、窒素、アルゴン、およびヘリウムからなるガスの群から選択される少なくとも１つのガスであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記遠隔チャンバ内の圧力が０．５トルから２０トルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記表面堆積物が、シリコン、ドープされたシリコン、窒化ケイ素、タングステン、二酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライド、炭化ケイ素、および低Ｋ材料と呼ばれるさまざまなケイ素酸素化合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
酸素とフルオロカーボンとのモル比が少なくとも約２：１から約２０：１であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
電子デバイスを製造する際に使用される堆積チャンバの内部から表面堆積物を除去するための方法であって、
（ａ）少なくとも約２：１から約２０：１のモル比で酸素とペルフルオロシクロブタンとを含むガス混合物を、前記ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度に達するように十分な時間の間少なくとも約３，０００ワットの電力を使用して、遠隔チャンバ内で活性化して、活性化ガス混合物を形成する工程と、その後、
（ｂ）前記活性化ガス混合物を前記堆積チャンバの内部と接触させ、それにより、前記表面堆積物の少なくともいくつかを除去する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素とフルオロカーボンとを含むガス混合物を遠隔活性化することによって生じた活性化ガスを使用することによって、表面堆積物を除去するための方法に関する。より特定的には、本発明は、酸素とペルフルオロカーボンとを含むガス混合物を遠隔活性化することによって生じた活性化ガスを使用して、化学蒸着チャンバの内部から表面堆積物を除去するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子フッ素の生成のためのリモートプラズマ源が、半導体処理産業におけるチャンバクリーニングのために、特に化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＣＶＤ）およびプラズマ強化化学蒸着（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＥＣＶＤ）のために使用されるチャンバのクリーニングにおいて広く使用される。リモートプラズマ源の使用は、ＰＥＣＶＤチャンバ内にプラズマ放電を生じさせることによってクリーニングが行われる現場チャンバクリーンで発生する内部チャンバ材料の侵食のいくらかを回避する。容量結合および誘導結合ＲＦならびにマイクロ波遠隔源が、これらの種類の用途のために開発されているが、半導体処理産業は、プラズマがトロイダル（ｔｏｒｒｏｉｄａｌ）構成を有しかつ変圧器の二次的なものとして作用する変圧器結合誘導結合源の方に急速に移動している。より低い周波数のＲＦ電力の使用は、磁気コアの使用を可能にし、これは、容量結合に対して誘導結合を向上させ、それにより、リモートプラズマ源チャンバ内部の寿命を制限する過度のイオン衝撃を伴わずに、エネルギーの、プラズマへのより効率的な移行を可能にする。
【０００３】
半導体産業は、いくつかの理由で、最初は現場チャンバクリーニングのために使用される主要なガスであった、チャンバクリーニングのためのフルオロカーボンと酸素との混合物から離れてシフトしている。第１に、そのようなプロセスからの地球温暖化ガスの放出が、通常、三フッ化窒素（ＮＦ３）プロセスのものよりはるかに高かった。ＮＦ３は、放電においてより容易に解離し、かつ生成物種の再結合によって著しく形成されない。したがって、低レベルの地球温暖化放出をより容易に達成することができる。対照的に、フルオロカーボンは、放電において分解することがより困難であり、かつ、再結合して、他のフルオロカーボンより分解することがさらに困難であるテトラフルオロメタン（ＣＦ４）などの種を形成する。
【０００４】
第２に、フルオロカーボン放電が、繰返しのドライクリーン後蓄積する「ポリマー」堆積物を除去するためにより頻繁なウェットクリーンを必要とする「ポリマー」堆積物を生じさせることが一般にわかった。「ポリマー」を堆積させるフルオロカーボンクリーンの傾向は、クリーニングの間イオン衝撃が発生しない遠隔クリーンにおいてより大きい程度に発生する。これらの観察は、半導体産業が、フルオロカーボン供給ガスに基いた産業プロセスを開発するのを制止した。実際に、ＰＥＣＶＤ設備製造業者は、フルオロカーボン放電に基いた遠隔クリーンをテストしたが、現在まで、プロセスチャンバ内のポリマー堆積のため不成功であった。
【０００５】
【非特許文献１】ビー・バイ（Ｂ．  Ｂａｉ）およびエイチ・ソーイン（Ｈ．  Ｓａｗｉｎ）、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス＆テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）Ａ  ２２（５）、２０１４（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述されたような２つの欠点を解決することができる場合、フルオロカーボンガスがそれらの低コストおよび低毒性のために望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表面堆積物を除去するための方法であって、（ａ）酸素とフルオロカーボンとのモル比が少なくとも１：４である、酸素とフルオロカーボンとを含むガス混合物を、前記ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度に達するように十分な時間の間十分な電力を使用して、遠隔チャンバ内で活性化して、活性化ガス混合物を形成する工程と、その後、（ｂ）前記活性化ガス混合物を前記表面堆積物と接触させ、それにより、前記表面堆積物の少なくともいくつかを除去する工程とを含むことを特徴とする方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において除去される表面堆積物は、化学蒸着またはプラズマ強化化学蒸着または同様のプロセスによって通常堆積される材料を含む。そのような材料としては、シリコン、ドープされたシリコン、窒化ケイ素、タングステン、二酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライド、炭化ケイ素、および低Ｋ材料と呼ばれるさまざまなケイ素酸素化合物、たとえば、ブラック・ダイヤモンド（Ｂｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ）（アプライド・マテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ））、コーラル（Ｃｏｒａｌ）（ノベラスシステムズ（Ｎｏｖｅｌｌｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ））、およびオーロラ（Ａｕｒｏｒａ）（ＡＳＭインターナショナル（ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ））を含む、ＰＥＣＶＤ  ＯＳＧまたはＳｉＣＯＨおよびＦＳＧ（フルオロシリケートガラス）などが挙げられる。
【０００９】
本発明の一実施形態は、電子デバイスを製造する際に使用されるプロセスチャンバの内部から表面堆積物を除去することである。そのようなプロセスチャンバは、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）チャンバであることができる。
【００１０】
本発明のプロセスは、十分な電力を使用して、中性温度が少なくとも約３，０００Ｋである活性化ガス混合物を形成する活性化工程を伴う。活性化は、ＲＦエネルギー、ＤＣエネルギー、レーザ照明、およびマイクロ波エネルギーなどの、大部分の供給ガスの解離の達成を考慮する任意の手段によって達成することができる。結果として生じるプラズマの中性温度は、電力、および遠隔チャンバ内のガス混合物の滞留時間に依存する。特定の電力入力および条件下では、滞留時間が長いと、中性温度は高くなる。ここで、好ましい中性温度は、約３，０００Ｋを超える。適切な条件（電力、ガス組成、ガス圧力、およびガス滞留時間を考慮する）下で、少なくとも約６０００Ｋの中性温度を、たとえばオクタフルオロシクロブタンで、達成することができる。
【００１１】
活性化ガスは、プロセスチャンバの外側であるがプロセスチャンバに密に近接した遠隔チャンバ内で形成される。遠隔チャンバは、遠隔チャンバからプロセスチャンバへの活性化ガスの移送を考慮する任意の手段によって、プロセスチャンバに連結される。遠隔チャンバ、および遠隔チャンバをプロセスチャンバと連結するための手段は、活性化ガス混合物を含有することができることがこの分野において知られている材料から構成される。たとえば、アルミニウムおよびステンレス鋼が、通常、チャンバ構成要素のために使用される。時には、表面再結合を低減するためにＡｌ２Ｏ３が内面上にコーティングされる。
【００１２】
活性化されて活性化ガスを形成するガス混合物は、酸素と、フルオロカーボンとを含む。本発明のフルオロカーボンは、ここで、ＣとＦとを含む化合物と呼ばれる。本発明における好ましいフルオロカーボンはペルフルオロカーボン化合物である。本発明におけるペルフルオロカーボン化合物は、ここで、Ｃと、Ｆと、任意に酸素とからなる化合物と呼ばれる。そのようなペルフルオロカーボン化合物としては、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、オクタフルオロプロパン、ヘキサフルオロシクロプロパン  デカフルオロブタン、オクタフルオロシクロブタン、フッ化カルボニル、およびオクタフルオロテトラヒドロフランが挙げられるが、これらに限定されない。ペルフルオロカーボンの好ましいものはオクタフルオロシクロブタンである。
【００１３】
活性化されて活性化ガスを形成するガス混合物は、窒素、アルゴン、およびヘリウムなどのキャリヤガスをさらに含むことができる。
【００１４】
活性化工程の間の遠隔チャンバ内の総圧力は、約０．５トルから約２０トルであることができる。
【００１５】
ガス混合物は、少なくとも約１：４のモル比で酸素とフルオロカーボンとを含む。本発明に用いられる高中性温度条件下で、化学量論要件の１０モルパーセントを超える酸素（すなわち、フルオロカーボン中のすべての炭素をＣＯ２に変えるために必要な酸素の量）が、驚くべき良好な堆積チャンバクリーニング速度をもたらし、ＣＯＦ２以外のフルオロカーボン放出をなくし、堆積表面上のフルオロカーボンポリマー堆積を防止する。
【００１６】
前記ガス混合物を、前記ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度に達するように十分な時間の間十分な電力を使用して活性化して、活性化ガス混合物を形成する。たとえば、０．２５リットル遠隔チャンバ内の約３，０００〜１５，０００ワットの電力範囲は、約１２，０００〜６０，０００ワット／リットルの電力密度に相当する。これらの値は、異なったサイズの遠隔チャンバのために拡大縮小する。そのような電力入力下での遠隔チャンバ内のガス混合物の滞留時間は、ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度を達成するのに十分でなければならない。適切な条件（電力、ガス組成、ガス圧力、およびガス滞留時間を考慮する）の場合、少なくとも約６０００Ｋの中性温度を、たとえばオクタフルオロシクロブタンで、達成することができる。本発明の好ましい実施形態は、電子デバイスを製造する際に使用されるプロセスチャンバの内部から表面堆積物を除去するための方法であって、（ａ）少なくとも約２：１から約２０：１のモル比で酸素とペルフルオロシクロブタンとを含むガス混合物を、前記ガス混合物が少なくとも約３，０００Ｋの中性温度に達するように十分な時間の間少なくとも約３，０００ワットの電力を使用して、遠隔チャンバ内で活性化して、活性化ガス混合物を形成する工程と、その後、（ｂ）前記活性化ガス混合物を前記堆積チャンバの内部と接触させ、それにより、前記表面堆積物の少なくともいくつかを除去する工程とを含むことを特徴とする方法である。
【００１７】
本発明の同様の条件において、ペルフルオロカーボン化合物の欠点、すなわち、地球温暖化ガス放出およびポリマー堆積を克服することができることもわかった。本発明の実験において、チャンバの内面上の著しいポリマー堆積が見出されなかった。図６ａ、図６ｂ、および図６ｃも参照されたい。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、および図３ｄに示されているように、地球温暖化ガス放出も非常に低かった。
【００１８】
あるいは、このシステムを使用して、遠隔チャンバ内に配置された表面を、この源から来るフッ素原子および他の成分との接触によって変更することができる。
【００１９】
次の実施例は、本発明を例示することが意図され、限定することは意図されない。
【実施例】
【００２０】
図１は、エッチング速度、プラズマ中性温度、および排気放出を測定するために使用されるリモートプラズマ源および装置の概略図を示す。リモートプラズマ源は、米国マサチューセッツ州アンドーバーのＭＫＳインスツルメンツ（ＭＫＳ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ａｎｄｏｖｅｒ，  ＭＡ，  ＵＳＡ）によって製造された市販のトロイダルタイプＭＫＳアストロン（ＡＳＴＲＯＮ）（登録商標）ｅｘ反応性ガス発生器ユニットである。供給ガス（たとえば、酸素、フルオロカーボン、アルゴン）を左からリモートプラズマ源に導入し、トロイダル放電に通過させ、そこで、それらを４００ＫＨｚの無線周波数電力によって放電して、活性化ガス混合物を形成した。酸素は、９９．９９９％の純度でエアガス（Ａｉｒｇａｓ）によって製造される。フルオロカーボンは、最小９９．９ｖｏｌ％のオクタフルオロシクロブタンで本願特許出願人によって製造されたザイロン（Ｚｙｒｏｎ）（登録商標）８０２０である。アルゴンは、５．０のグレードでエアガスによって製造される。次に、活性化ガスは、アルミニウム水冷熱交換器を通過して、アルミニウムプロセスチャンバの熱ローディングを低減した。表面堆積物で被覆されたウェーハを、プロセスチャンバ内の温度制御取付台上に配置した。中性温度は、発光分光法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＯＥＳ）によって測定し、Ｃ２およびＮ２のような二原子種の回転振動遷移帯（ｒｏｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｂａｎｄｓ）が、中性温度を生じさせるために理論的には適合される。また、引用としてここに援用する、（非特許文献１）を参照されたい。活性化ガスによる表面堆積物のエッチング速度は、プロセスチャンバ内の干渉計法設備によって測定する。Ｎ２ガスをポンプの入口で加えて、生成物をＦＴＩＲ測定のための適切な濃度に希釈し、かつポンプ内の生成物のハングアップ（ｈａｎｇ−ｕｐ）を低減する。ＦＴＩＲを用いて、ポンプ排気中の種の濃度を測定した。
【００２１】
（実施例１）
供給ガスは、Ｏ２と、ペルフルオロカーボンと、Ａｒとを含み、ペルフルオロカーボンは、ザイロン（登録商標）８０２０（Ｃ４Ｆ８）、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、またはＣＦ４である。この実施例におけるペルフルオロカーボンの流量を、遠隔チャンバ内への元素フッ素のモル流量がすべての混合物について同じであるように調整した。この実施例において、Ｃ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、およびＣＦ４の流量は、それぞれ、２５０、２５０、３３３、および５００ｓｃｃｍであり、これらは、すべて、元素フッ素の２０００ｓｃｃｍに等しい。Ｏ２およびペルフルオロカーボンの合計に対するＯ２のパーセンテージ流量を変更して、Ｏ２パーセンテージへのエッチング速度依存を検出した。図２を参照されたい。アルゴン流を調整することによって、総供給ガス流量を４０００ｓｃｃｍに固定した。窒素を、２０，０００ｓｃｃｍの流量で、プロセスチャンバとポンプとの間に加えた。チャンバ圧力は２トルである。供給ガスを、４００ＫＨｚ  ＲＦ電力によって活性化して、５０００Ｋを超える中性温度にした。次に、活性化ガスは、温度が１００℃に制御された状態でプロセスチャンバに入り取付台上のＳｉＯ２表面堆積物をエッチングした。結果は図２に示されている。
【００２２】
参照として、ＮＦ３＋Ａｒプラズマのエッチング速度が図２に示されており、というのは、それが、遠隔チャンバクリーニングのために使用される標準ガスであるからである。ＮＦ３のための条件はすべて、ＮＦ３流量が、元素フッ素の２０００ｓｃｃｍに等しい６６７ｓｃｃｍである以外は、ペルフルオロカーボンについて上述されたのと同じであった。図２に示されているように、Ｏ２（Ｏ２／（ＣｘＦｙ＋Ｏ２））のパーセンテージは、ペルフルオロカーボンのエッチング速度に重要である。最適なＯ２パーセンテージは、ペルフルオロカーボンエッチング速度がＮＦ３エッチング速度に近いことを可能にする。
【００２３】
ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、およびＣ４Ｆ８の最大エッチング速度に対応するＯ２パーセンテージは、それぞれ、５５％、７７％、８０％、および８７％であった。最適なＯ２パーセンテージは、ペルフルオロカーボンガスでのまたは遠隔マイクロ波源での現場チャンバクリーニングのものと異なる。これらは、また、フルオロカーボン中のすべての炭素をＣＯ２に変えるために必要な酸素の予期された化学量論量を超える。
【００２４】
（実施例２）
図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、および図３ｄの共通実験条件を、以下の次の段落で説明する。
【００２５】
チャンバ圧力は２トルであった。供給ガスを、４００ＫＨｚ  ＲＦ電力によって活性化して、ＮＦ３ガス混合物の場合３０００Ｋを超える中性温度に、ペルフルオロカーボンガス混合物の場合５０００Ｋを超える中性温度にした。次に、活性化ガスは、温度が１００℃に制御された状態でプロセスチャンバに入り取付台上のＳｉＯ２表面堆積物をエッチングした。ＦＴＩＲを用いて、ポンプ排気中の放出種の濃度を測定した。
【００２６】
図３ａに関しては、供給ガスは、ＮＦ３と、アルゴンとを含み、流量は、それぞれ、３３３ｓｃｃｍおよび３６６７ｓｃｃｍであった。
【００２７】
図３ｂに関しては、供給ガスは、１２５ｓｃｃｍのＣ３Ｆ８と、５００ｓｃｃｍのＯ２と、３３７５ｓｃｃｍのアルゴンとを含んだ。
【００２８】
図３ｃに関しては、供給ガスは、１２５ｓｃｃｍのＣ４Ｆ８と、１１２５ｓｃｃｍのＯ２と、２７５０ｓｃｃｍのアルゴンとを含んだ。
【００２９】
図３ｄに関しては、供給ガスは、２５０ｓｃｃｍのＣＦ４と、３０６ｓｃｃｍのＯ２と、３４４４ｓｃｃｍのアルゴンとを含んだ。
【００３０】
図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、および図３ｄは、ＦＴＩＲによって測定されるようなポンプ排気中の放出種の濃度を示す。図３ａは、ＮＦ３がアストロン（登録商標）ｅｘプラズマによってほぼ完全に分解されたことを示す。同様に、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４、およびＣ４Ｆ８は、それらのそれぞれの最適な酸素混合物においてほぼ完全に破壊され、測定できるペルフルオロカーボンがポンプ排気中に観察されなかった。しかし、大量のＣＯＦ２がポンプ排出物中に存在した。
【００３１】
Ｃ２Ｆ６からの結果は、同様であり、ここに示されていない。明らかに、本発明の条件下で、ペルフルオロカーボン含有混合排出物のＣＯＦ２以外は、ペルフルオロカーボン放出がない。これは、ペルフルオロカーボン放出が著しいペルフルオロカーボンガスでの現場チャンバクリーニングの結果とまったく異なる。
【００３２】
（実施例３）
図４ａおよび図４ｂは、ペルフルオロカーボン流量およびＯ２パーセンテージ（Ｏ２／（ＣｘＦｙ＋Ｏ２））の、放出ガスの濃度への影響を示す。両方の図について、左から右に、各グループの棒は、Ｃ４Ｆ８、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４、およびＣＯＦ２の放出濃度を示す。図４ａの実験について、Ｃ４Ｆ８流量は、図の軸Ｘにおいて示されているように、９３．７５ｓｃｃｍ、１２５ｓｃｃｍ、１８７．５ｓｃｃｍ、または２５０ｓｃｃｍであった。対応するＯ２流量は、それぞれ、６５６、８７５、１３１３、および１７５０ｓｃｃｍである。アルゴン流を調整することによって、総供給ガス流量を４０００ｓｃｃｍに固定した。チャンバ圧力は２トルであった。供給ガスを、４００ＫＨｚ  ＲＦ電力によって活性化して、５０００Ｋを超える中性温度にした。次に、活性化ガスは、温度が１００℃に制御された状態でプロセスチャンバに入り取付台上のＳｉＯ２表面堆積物をエッチングした。ＦＴＩＲを用いて、ポンプ排気中の放出種の濃度を測定した。
【００３３】
図４ｂの実験について、Ｃ４Ｆ８流量は、２５０ｓｃｃｍであった。Ｏ２流量は、図の軸ＸにおいてＯ２パーセンテージとして示された、２５０、３７５、７５０、１０００、１４１７、２２５０、および２８７５ｓｃｃｍであった。アルゴン流を調整することによって、総供給ガス流量を４０００ｓｃｃｍに固定した。チャンバ圧力は２トルであった。供給ガスを、４００ＫＨｚ  ＲＦ電力によって活性化して、５０００Ｋを超える中性温度にした。次に、活性化ガスは、温度が１００℃に制御された状態でプロセスチャンバに入り取付台上のＳｉＯ２表面堆積物をエッチングした。ＦＴＩＲを用いて、ポンプ排気中の放出種の濃度を測定した。
【００３４】
図４ａにおいて、Ｏ２パーセンテージを最適条件に保ちながら、Ｃ４Ｆ８流量を変えた場合に、ペルフルオロカーボン放出を測定した。測定できるペルフルオロカーボン放出は検出されなかった。
【００３５】
図４ｂは、Ｏ２パーセンテージが最適値に近いか最適値より高い場合、本発明の条件下で測定できるペルフルオロカーボン放出が検出されなかったことを示す。しかし、Ｏ２パーセンテージが最適値よりはるかに低い場合、ペルフルオロカーボン放出が現れ始めた。これらの結果は、ペルフルオロカーボンプラズマに加えられたＯ２の量が、ペルフルオロカーボンガスの完全な解離、およびペルフルオロカーボン放出の低減に重要であることを示唆する。
【００３６】
（実施例４）
この実験において、プロセスチャンバ内の活性化ガスに曝す前および後、サファイアサンプルの表面組成を測定した。図５ａおよび図５ｂは、サファイア表面のＸ線光電子分光法（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＸＰＳ）である。図６ａ、図６ｂ、および図６ｃは、サファイア表面の原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（ＡＦＭ）測定である。
【００３７】
図５ａおよび図６ｂの実験について、供給ガスは、２２３３ｓｃｃｍのＯ２と、６６７ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６と、１１００ｓｃｃｍのＡｒとを含んだ。チャンバ圧力は２トルである。供給ガスを、４００ＫＨｚ  ＲＦ電力によって活性化して、５０００Ｋを超える中性温度にした。次に、活性化ガスは、サファイアサンプルが取付台上にあり、温度が２５℃に制御された状態で、プロセスチャンバに入った。
【００３８】
図５ｂおよび図６ｃの実験について、供給ガスは、６６７ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６と、１１００ｓｃｃｍのＡｒとを含んだ。他の条件は、図５ａおよび図６ｂの実験について上述されたものと同じであった。
【００３９】
図５ａは、活性化ガスに１０分曝した後のサファイア表面の測定であった。酸素、アルミニウム、およびフッ素のしるしが表面上に存在したが、炭素は観察されなかった。同様の結果が、Ｃ４Ｆ８およびＣＦ４放電について観察された。これは、最適化されたＯ２パーセンテージで、ペルフルオロカーボンガスを、ペルフルオロカーボン堆積を少しも伴わずにチャンバクリーニングのために使用することができることを示唆する。ＡＦＭ測定はこの結論を確認した。図６ａは、曝す前のサファイア表面の測定であり、図６ｂは、１０分曝した後のサファイア表面の測定であった。図６ａおよび図６ｂは、測定できる変化がないことを示し、サファイア表面上の著しいペルフルオロカーボンポリマー堆積がないことを示す。
【００４０】
図５ｂは、酸素のない活性化ガスに１０分曝した後のサファイア表面の測定であった。Ｏ２が供給ガス中にない状態で、図５ｂにおいて炭素およびフッ素のしるしのみが観察され、基材を見ることができないほど十分にサファイアを被覆したペルフルオロカーボンポリマーフィルムの堆積を示した。この結果は、図６ｃのＡＦＭ測定によって確認され、滑らかな表面は、表面上のペルフルオロカーボンポリマーフィルムの堆積を示唆した。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本プロセスを行うのに有用な装置の概略図である。
【図２】ペルフルオロカーボンおよびＯ２混合物中のＯ２パーセンテージの関数としての１００℃における二酸化ケイ素のエッチ速度のプロットである。
【図３ａ】ＮＦ３＋Ａｒ放電のポンプからの放出ガスの濃度のフーリエ変換赤外分光法（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＦＴＩＲ）測定のプロットである。
【図３ｂ】Ｃ３Ｆ８＋Ｏ２＋Ａｒ放電のポンプからの放出ガスの濃度のフーリエ変換赤外分光法（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＦＴＩＲ）測定のプロットである。
【図３ｃ】Ｃ４Ｆ８＋Ｏ２＋Ａｒ放電のポンプからの放出ガスの濃度のフーリエ変換赤外分光法（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＦＴＩＲ）測定のプロットである。
【図３ｄ】ＣＦ４＋Ｏ２＋Ａｒ放電のポンプからの放出ガスの濃度のフーリエ変換赤外分光法（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＦＴＩＲ）測定のプロットである。
【図４ａ】異なったＣ４Ｆ８流量での、Ｃ４Ｆ８放電のポンプからの放出ガスの濃度のＦＴＩＲ測定の棒グラフである。
【図４ｂ】異なったＯ２パーセンテージでの、Ｃ４Ｆ８放電のポンプからの放出ガスの濃度のＦＴＩＲ測定の棒グラフである。
【図５ａ】Ｏ２追加を伴うＣ２Ｆ６活性化ガスに曝された平坦なサファイアウェーハ表面に対するＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）測定。
【図５ｂ】Ｏ２追加を伴わないＣ２Ｆ６活性化ガスに曝された平坦なサファイアウェーハ表面に対するＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）測定。
【図６ａ】Ｃ２Ｆ６活性化ガスに曝す前の、サファイアウェーハ表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）顕微鏡写真。
【図６ｂ】Ｏ２追加を伴うＣ２Ｆ６活性化ガスに曝した後の、サファイアウェーハ表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）顕微鏡写真。
【図６ｃ】Ｏ２追加を伴わないＣ２Ｆ６活性化ガスに曝した後の、サファイアウェーハ表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）顕微鏡写真。
【図１】
2007531288.tif 000003
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【国際調査報告】
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