(57)【要約】  ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、基板の表面を洗浄する方法は、基板の表面に配置された材料を有する基板をホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバに供給することと、水素（Ｈ２）ガスをＨＷＣＶＤチャンバに供給することと、水素（Ｈ２）ガスを解離させるのに十分な温度までＨＷＣＶＤチャンバに配置された１つまたは複数のフィラメントを加熱することと、解離した水素（Ｈ２）ガスに基板を曝して、基板の表面から材料のうちの少なくともいくらかを除去することとを含むことができる。【選択図】図１
2014522579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を洗浄する方法であって、
前記基板の表面に配置された材料を有する基板をホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバに供給することと、
水素（Ｈ２）ガスを前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給することと、
前記水素（Ｈ２）ガスを解離させるのに十分な温度まで前記ＨＷＣＶＤチャンバに配置された１つまたは複数のフィラメントを加熱することと、
前記解離した水素（Ｈ２）ガスに前記基板を曝して、前記基板の前記表面から前記材料のうちの少なくともいくらかを除去することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記水素（Ｈ２）ガスを前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給することが、
前記水素（Ｈ２）ガスを不活性ガスで希釈すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水素（Ｈ２）ガスを不活性ガスで希釈することが、前記水素（Ｈ２）対前記不活性ガスの比を約１：９から約９：１に設定することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記不活性ガスがアルゴン（Ａｒ）またはヘリウム（Ｈｅ）の一方である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記水素（Ｈ２）ガスを希釈することが、
前記水素（Ｈ２）ガスと前記不活性ガスとを混合し、前記水素（Ｈ２）ガスと前記不活性ガスとの前記混合物を前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給すること、または
前記水素（Ｈ２）ガスと前記不活性ガスとを前記ＨＷＣＶＤチャンバに並行して流すこと
の一方を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記基板を前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給する前に前記基板を所望の温度まで加熱すること、
前記基板を前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給した後で、かつ前記水素（Ｈ２）ガスを前記ＨＷＣＶＤチャンバに供給する前に、前記基板を所望の温度まで加熱すること、または
前記基板の前記表面を洗浄する間に前記基板を所望の温度まで加熱すること
をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記所望の温度が摂氏約２０度から摂氏約１０００度である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数のフィラメントが複数のフィラメントを含み、前記複数のフィラメントの各々が別の隣接するフィラメントから約１０ｍｍから約１２０ｍｍに配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つまたは複数のフィラメントが、前記基板の上方の約２０ｍｍから約１２０ｍｍに配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のフィラメントが、約０．２ｍｍから約１ｍｍの直径を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記温度が摂氏約１０００度から摂氏約２４００度である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記解離した水素（Ｈ２）ガスに前記基板を曝して前記層を除去することが、前記解離した水素（Ｈ２）ガスに前記基板を約１０秒から約３００秒の間、曝すことを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板の前記表面から前記材料のうちの前記少なくともいくらかを除去している間、前記ＨＷＣＶＤチャンバが約１０ｍＴｏｒｒから約５００ｍＴｏｒｒの圧力に維持される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記層が炭素または酸素の一方を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記層が、約１ナノメートルから約２ナノメートルの厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、半導体基板処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、エピタキシャル成長プロセスなどの堆積プロセスでは、所望の組成物を有する均一な層を堆積させることができるように、清浄なおよび／または汚染物質のない表面が望まれる。清浄なおよび／または汚染物質のない表面をもたらすために、洗浄プロセスが行われる。例えば、酸素または炭素の含有汚染物質層を除去するための従来の基板洗浄プロセスは、通常、プロセスチャンバ内に配置されたタンタル（Ｔａ）管を摂氏約１６００度より高い温度まで加熱して、管の表面に吸着された水素（Ｈ２）を解離させることすることによって原子状水素源を生成することを含む。しかし、本発明者等は、水素（Ｈ２）を解離させるのに必要な温度が高いために、そのようなプロセスは時間およびエネルギーを消費するものであることを観察した。
【０００３】
それ故に、本発明者等は、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する改善された方法を提供した。
【発明の概要】
【０００４】
ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、基板の表面を洗浄する方法は、基板の表面に配置された材料を有する基板をホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバに供給することと、水素（Ｈ２）ガスをＨＷＣＶＤチャンバに供給することと、水素（Ｈ２）ガスを解離させるのに十分な温度までＨＷＣＶＤチャンバに配置された１つまたは複数のフィラメントを加熱することと、解離した水素（Ｈ２）ガスに基板を曝して、基板の表面から材料のうちの少なくともいくらかを除去することとを含むことができる。
【０００５】
本発明の他のおよびさらなる実施形態が以下で説明される。
【０００６】
上述で簡単に要約し、以下でより詳細に説明する本発明の実施形態は、添付図面に示す本発明の例示的な実施形態を参照することにより理解することができる。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示し、それ故に、本発明は、他の同等に有効な実施形態を認めてもよいので本発明の範囲を限定すると考えるべきでないことに留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のいくつかの実施形態による、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法の流れ図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、図１の処理順序のそれぞれ異なる段階の間の基板の例示的な断面図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、図１の処理順序のそれぞれ異なる段階の間の基板の例示的な断面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による、図１に示した方法を行うのに好適なＨＷＣＶＤチャンバの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
理解を容易にするために、図に共通である同一の要素を指定するのに可能ならば同一の参照番号が使用されている。図は原寸に比例して描かれておらず、明確にするために簡単化されていることがある。ある実施形態の要素および特徴は、さらなる詳説なしに他の実施形態に有利に組み込むことができると考えられる。
【０００９】
本発明の実施形態は、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法を提供する。本発明の方法は、有利には、従来の基板洗浄プロセスよりも効率的で時間消費の少ない、基板表面を洗浄する（例えば、表面汚染物質、酸化物層、炭化物層などの除去）方法を提供することができる。
【００１０】
図１は、本発明のいくつかの実施形態による、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法１００の流れ図である。図２Ａ〜図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、図１の処理順序のそれぞれ異なる段階の間の基板の例示的な断面図である。本発明の方法は、図３に関して以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバなどの、本発明の実施形態による、処理半導体基板を処理するのに好適な任意のＨＷＣＶＤチャンバ内で行うことができる。
【００１１】
方法１００は、概して、基板（例えば、基板２００）を、適宜、所望の温度まで加熱することができる１０２において始まる。所望の温度は、例えば、約室温（例えば、摂氏約２０〜２５度）から摂氏約１０００度などの任意の温度とすることができる。洗浄プロセス（例えば、以下で説明する基板２００の表面の洗浄）を行う前に基板２００を加熱すると、基板２００からの脱ガスおよび／またはいくつかの汚染物質の除去を促進することができる。さらに、洗浄プロセスを行う前に基板２００を加熱することにより、基板２００を洗浄するために基板上に配置された材料または１つまたは複数の層（例えば、以下で説明する層２０２）の除去を促進するのに必要とされるエネルギーの少なくとも一部分を供給し、それにより、ＨＷＣＶＤチャンバによって供給される必要があるエネルギー量を低減することができる。いくつかの実施形態では、基板２００は、洗浄プロセスを行うために使用されるチャンバ（例えば、以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバ３００）内で加熱することができる。いくつかの実施形態では、基板２００は、洗浄プロセスを行うために使用されるチャンバ（例えば、以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバ３００）とは異なるチャンバ内で加熱することができる。基板２００が異なるチャンバ内で加熱される実施形態では、基板からの材料によるＨＷＣＶＤチャンバの汚染の発生を低減することができる。
【００１２】
洗浄プロセスを行うのに使用されるチャンバとは異なるチャンバ内で基板が加熱される実施形態では、チャンバは、基板２００を所望の温度まで加熱するのに好適な任意のタイプのチャンバ、例えば、アニーリングチャンバ、堆積チャンバなどとすることができる。いくつかの実施形態では、チャンバは、図３に関して以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバなどのＨＷＣＶＤチャンバとすることができる。いくつかの実施形態では、チャンバは、例えば、２０１１年５月５日に公開され、本発明の譲受人に譲渡されたＤｉｅｔｅｒ  Ｈａａｓ等への米国特許出願公開第２０１１／０１０４８４８号に記載されているものなどのクラスタツールまたはインラインＨＷＣＶＤツールなどのマルチチャンバツールに結合された１つまたは複数のチャンバとすることができる。
【００１３】
図２Ａを参照すると、基板２００は、ドープまたはアンドープシリコン基板、ＩＩＩ−Ｖ族化合物基板、ＩＩ−ＶＩ族化合物基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、エピ基板、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプディスプレイなどのディスプレイ基板、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板、太陽電池アレイ、ソーラーパネルなどのような任意の好適な基板とすることができる。いくつかの実施形態では、基板２００は、２００ｍｍまたは３００ｍｍ半導体ウエハなどの半導体ウエハとすることができる。いくつかの実施形態では、基板２００は、例えば、約１０００ｍｍ×１２５０ｍｍ基板または約２２００ｍｍ×２５００ｍｍ基板などの大規模ＬＣＤまたはガラス基板とすることができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、基板２００は、１つまたは複数の層、例えば、酸化物層、窒化物層、高または低誘電率（ｈｉｇｈ  ｏｒ  ｌｏｗ  Ｋ）誘電体層、導電層などを含むことができる。代替としてまたは組み合わせて、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の特徴部（例えば、ビア、トレンチ、デュアルダマシン構造など）を、基板２００および／またはその上に形成された１つまたは複数の層の中または上に形成することができる。特徴部は、任意の好適なプロセス、例えば、エッチングプロセスなどを介して形成することができる。加えて、基板２００は、湿式化学洗浄プロセスなどのような、予備加熱の前の追加処理を受けることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、基板２００は、基板２００の表面２０４に配置された除去されるべき材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、除去されるべき材料は、基板２００の表面２０４に配置された層２０２を形成することができる。層２０２は、そのような除去を必要とする任意のタイプの層とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、層２０２は、例えば、炭化物層などの炭素で構成されうる。代替として、層２０２は、酸素、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ２）などを含む表面酸化物または自然酸化物層などの酸化物層で構成されうる。層２０２は、例えば、約１ナノメートルから約２ナノメートルの厚さを有することができる。
【００１６】
１０４において、基板２００は、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバに供給される。ＨＷＣＶＤチャンバは、図３に関して以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバなどの、半導体基板を処理するのに好適な任意のＨＷＣＶＤチャンバとすることができる。基板２００をＨＷＣＶＤチャンバに供給する前に基板２００が加熱される（すなわち、１０２で上述した）実施形態では、基板２００は、基板２００からの熱の損失を最小にしながら基板２００を移送するのに好適な任意の手段を介して移送することができる。例えば、ＨＷＣＶＤチャンバがクラスタツールの一部であるいくつかの実施形態では、基板２００は、移送チャンバに配置された移送ロボットを介して移送することができる。代替として、例えば、ＨＷＣＶＤチャンバがインラインツールの一部であるいくつかの実施形態では、基板２００は、直線コンベヤを介して、予備加熱チャンバからＨＷＣＶＤチャンバに直接に、または予備加熱チャンバとＨＷＣＶＤチャンバとの間に配置された分離チャンバを通して移送することができる。
【００１７】
１０６において、基板２００は、適宜、ＨＷＣＶＤチャンバ内にある間に所望の温度まで加熱することができる。１０６におけるオプションの加熱は、１０２における上述のオプションの加熱に加えて、またはその代替として行うことができる。さらに、１０６におけるオプションの加熱は、以下で説明するように洗浄プロセスの前に、または洗浄プロセスと同時に行うことができる。基板２００は、例えば、材料または層の２０２の除去を促進するのに必要なエネルギー量によって左右される任意の温度まで加熱することができる。例えば、所望の温度は、約室温（例えば、摂氏約２０〜２５度）から摂氏約１０００度とすることができる。基板２００は、例えば、ＨＷＣＶＤチャンバの基板支持体に埋め込まれた基板ヒータ（例えば、以下で説明する基板支持体３２８のヒータ３２９）、またはＨＷＣＶＤチャンバに配置された１つまたは複数のフィラメント（例えば、以下で説明するフィラメントまたはワイヤ３１０）などの任意の好適な機構を介して加熱することができる。さらに、洗浄プロセス（例えば、以下で説明する基板２００の表面の洗浄）を行う前に基板２００を加熱することにより、基板２００を洗浄するために基板上に配置された１つまたは複数の層（例えば、以下で説明する層２０２）の除去を促進するのに必要とされるエネルギーの少なくとも一部分を供給し、したがって、曝す時間と、ＨＷＣＶＤチャンバによって供給される必要がある水素ガスの量とを低減することができる。
【００１８】
次に、１０８において、水素（Ｈ２）ガスをＨＷＣＶＤチャンバに供給することができる。水素（Ｈ２）ガスは、例えば、約５０ｓｃｃｍから約７００ｓｃｃｍ（例えば、３００ｍｍウエハプロセスチャンバの場合）などの任意の好適な流量でＨＷＣＶＤチャンバに供給することができる。本明細書で与えられる流量は、洗浄される基板および／またはＨＷＣＶＤチャンバの処理容積部のサイズに応じて変更することができる。いくつかの実施形態では、水素（Ｈ２）ガスは、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）などのような不活性ガスで希釈することができる。水素（Ｈ２）ガス対不活性ガスの比は、例えば、約１：９から約９：１などの任意の比とすることができる。比は、以下で説明するように、層２０２の除去を促進するための必要とされるエネルギー量（解離されるときの）を生成するのに必要な水素（Ｈ２）の量を供給するように調整することができる。
【００１９】
水素（Ｈ２）ガスが希釈される実施形態では、水素（Ｈ２）ガスおよび不活性ガスは、それらのガスをＨＷＣＶＤチャンバに供給する前に混合することができる（例えば、混合した後に以下で説明する入口３３２および／またはシャワーヘッド３３３に水素（Ｈ２）ガスおよび不活性ガスの混合物を供給する）。代替として、いくつかの実施形態では、水素（Ｈ２）ガスおよび不活性ガスは、２つの独立したガス供給を介してＨＷＣＶＤチャンバに並行して流れ込み、ＨＷＣＶＤチャンバ内で（例えば、以下で説明する内部処理容積部３０４で）混合されうる。
【００２０】
１１０において、ＨＷＣＶＤチャンバに配置された１つまたは複数のフィラメントに電流を供給して、水素（Ｈ２）ガスを解離させるのに十分な温度までフィラメントを加熱する。１つまたは複数のフィラメントは、例えば、図３に関して以下で説明するＨＷＣＶＤチャンバに配置された複数のフィラメントなどの任意のタイプのＨＷＣＶＤチャンバに配置された任意のタイプのフィラメントとすることができる。温度は、水素（Ｈ２）ガスの解離を引き起こし、さらに、所望の材料、または層２０２を除去するのに必要とされる好適な量のエネルギーを供給するのに好適な任意の温度、例えば、摂氏約１０００度から摂氏約２４００度などとすることができる。いくつかの実施形態では、温度は、層２０２の組成物、したがって、解離したガスと層２０２との間の反応の活性化エネルギー、および／または層２０２の化合物の化学結合を切断し、それにより、材料、または層２０２の除去を促進するのに必要とされるエネルギーの量によって少なくとも部分的に決定することができる。例えば、層２０２が酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成される実施形態では、解離される水素原子間の反応は以下のように表すことができる。
２Ｈ＊（ｇ）＋ＳｉＯ２（ｓ）＝ＳｉＯ（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）
【００２１】
そのような実施形態では、上述の反応を促進するのに必要な温度は、摂氏約７００度よりも高い、または実施形態によっては摂氏約７５０度よりも高いことがある。
【００２２】
次に、１１２において、基板２００の表面２０４は、解離した水素（Ｈ２）ガスに基板２００を曝すことによって洗浄される。解離した水素（Ｈ２）ガスに基板２００を曝すことによって、水素原子は、基板の表面に配置された材料（層２０２など）と反応し、その結果として、材料または層の２０２の除去を促進し、それにより、基板２００の表面２０４を洗浄する。例えば、層が酸化物（例えば、自然酸化物層）で構成される実施形態では、水素原子は酸化物と反応して酸化物還元を引き起こし、揮発性生成物、すなわち、元素の分子または元素の水素化物および／または低級酸化物が生じる。例えば、酸化物層が酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成される実施形態では、反応からの揮発性生成物は水（Ｈ２Ｏ）ならびにシリコン（Ｓｉ）および炭素（Ｃ）の水素化物でありうる。いくつかの実施形態では、水素原子と材料または層２０２との間の反応に加えて、原子状水素が基板２００の表面２０４とさらに反応し、それにより、表面２０４の材料の揮発性生成物を形成し、その結果として、基板２００の表面２０４がエッチングされる。例えば、基板２００がガリウムヒ素（ＧａＡｓ）を含む実施形態では、揮発性生成物、すなわち、ヒ素（Ａｓ）およびガリウム（Ｇａ）の水素化物が生成されうる。
【００２３】
基板２００は、層２０２の除去を促進するのに好適な任意の時間の間解離した水素（Ｈ２）ガスに曝すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、基板は、約１０秒から約３００秒の間、または実施形態によっては約１分未満の間解離した水素（Ｈ２）ガスに曝すことができる。
【００２４】
材料または層２０２の除去を促進するために、基板２００は、基板２００が水素ガスおよびその分解種に曝されるようにＨＷＣＶＤ源（例えば、図３に関して以下で説明するフィラメントまたはワイヤ３１０）の下に位置づけることができる。基板２００は、基板２００がＨＷＣＶＤ源の下を通るとき洗浄を促進するように、ＨＷＣＶＤ源の下で、基板支持体（例えば、図３に関して以下で説明する基板支持体３２８）の上に静止位置でまたは実施形態によっては動的に位置づけることができる。
【００２５】
上述に加えて、追加プロセスパラメータを利用して、基板２００からの層２０２の除去を促進することができ、追加プロセスパラメータは、層２０２を除去するのに必要とされるエネルギー量によって少なくとも部分的に決定されうる。例えば、いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、約１０ｍＴｏｒｒから約５００ｍＴｏｒｒ、または実施形態によっては約１００ｍＴｏｒｒ（例えば、３００ｍｍウエハプロセスチャンバの場合）の圧力に維持することができる。本明細書で与えられるチャンバ圧力は、洗浄される基板および／またはＨＷＣＶＤチャンバの処理容積部のサイズに応じて変更することができる。代替としてまたは組み合わせて、いくつかの実施形態では、ＨＷＣＶＤチャンバの物理的パラメータ（例えば、以下で説明するフィラメント直径、フィラメント間距離３３６、またはフィラメントから基板までの距離３４０）は、基板２００からの層２０２の除去を促進するように調整することができる。
【００２６】
上述の実施形態のどれでも、例えば、解離したガスと層２０２との間の反応の活性化エネルギーなどの、層２０２の除去を促進するのに必要とされるエネルギーの量、および／または層２０２の化合物の化学結合を切断し、それにより、層２０２の除去を促進するのに必要とされるエネルギーの量を供給するために、プロセスパラメータ（例えば、水素（Ｈ２）ガスの流量、水素ガス（Ｈ２）対不活性ガスの比、基板温度、フィラメント温度、追加プロセスパラメータ、ＨＷＣＶＤチャンバの物理的パラメータなど）のいずれかを、互いに関して調整することができる。
【００２７】
１１０における基板２００の表面２０４の洗浄の後、方法１００は、概して、終了し、基板２００はさらなる処理に向けて進むことができる。いくつかの実施形態では、例えば、基板２００上に半導体デバイスを形成するために、または光電池（ＰＶ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、もしくはディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ランプディスプレイなど）などの用途で使用するための基板２００を設けるために、追加の層堆積、エッチング、アニーリングなどの追加プロセスを基板２００上で行うことができる。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態による使用に好適なＨＷＣＶＤプロセスチャンバ３００の概略側面図を示す。プロセスチャンバ３００は、概して、内部処理容積部３０４を有するチャンバ本体３０２を含む。複数のフィラメントまたはワイヤ３１０がチャンバ本体３０２内に（例えば、内部処理容積部３０４内に）配置される。複数のワイヤ３１０は、内部処理容積部３０４を横切って往復する単一ワイヤとすることもできる。複数のワイヤ３１０はＨＷＣＶＤ源を含む。ワイヤ３１０は、例えば、タングステン、タンタル、イリジウム、ニッケルクロム、パラジウムなどのような任意の好適な導電性材料で構成されることができる。ワイヤ３１０は、プロセスチャンバ３００内のプロセスを促進するために所望の温度を与えるのに好適な任意の厚さを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、各ワイヤ３１０は、約０．２ｍｍから約１ｍｍ、または実施形態によっては約０．５ｍｍの直径を含むことができる。
【００２９】
各ワイヤ３１０は、高温に加熱されたときワイヤをピンと張ったままにしておくために、およびワイヤへの電気接点を設けるために支持構造体（図示せず）によって所定位置にクランプで固定される。いくつかの実施形態では、各ワイヤ３１０間の距離（すなわち、ワイヤ間距離３３６）はプロセスチャンバ３００内に所望の温度プロファイルを与えるように変更することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ワイヤ間距離３３６は、約１０ｍｍから約１２０ｍｍ、または実施形態によっては約２０ｍｍ、または実施形態によっては約６０ｍｍとすることができる。
【００３０】
電流を供給してワイヤ３１０を加熱するために、電源３１３がワイヤ３１０に結合される。基板３３０（例えば、上述の基板２００）は、ＨＷＣＶＤ源（例えば、ワイヤ３１０）の下で、例えば、基板支持体３２８上に位置づけることができる。基板支持体３２８は静的堆積のために静止していることができ、または基板３３０がＨＷＣＶＤ源の下を通るときに動的堆積のために移動する（矢印３０５で示されたように）ことができる。いくつかの実施形態では、基板支持体３２８は、基板２００の温度を制御しやすくするために基板支持体に埋め込まれたヒータ３２９を含むことができる。ヒータ３２９は、例えば、抵抗ヒータなどの任意のタイプのヒータとすることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、各ワイヤ３１０と基板３３０との間の距離（すなわち、ワイヤから基板までの距離３４０）はプロセスチャンバ３００内で行われる特定のプロセスを促進するために変更することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ワイヤから基板までの距離３４０は、約２０ｍｍから約１２０ｍｍ、または実施形態によっては約４５ｍｍ、または実施形態によっては約６０ｍｍとすることができる。
【００３２】
チャンバ本体３０２は、１つまたは複数のプロセスガスを供給するための１つまたは複数のガス入口（１つのガス入口３３２が示されている）と、プロセスチャンバ３００内に好適な動作圧力を維持し、過剰プロセスガスおよび／またはプロセス副生成物を除去するための真空ポンプへの１つまたは複数の出口（２つの出口３３４が示されている）とをさらに含む。ガス入口３３２は、ガスを均一に、または所望に応じてワイヤ３１０の上に分布させるために、シャワーヘッド３３３（図示のような）または他の好適なガス分配要素に送り込むことができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の遮蔽体３２０を、例えば、ワイヤと基板との間に設けることができ、１つまたは複数の遮蔽体３２０は、基板のための堆積区域を画定する開口３２４を画定することができ、チャンバ本体３０２の内面への不要な堆積を低減することができる。代替としてまたは組み合わせて、１つまたは複数のチャンバライナ３２２を使用して洗浄をより容易にすることができる。遮蔽体およびライナを使用すると、温室効果ガスＮＦ３などの望ましくない洗浄ガスの使用を排除または低減することができる。遮蔽体３２０およびチャンバライナ３２２は、概して、チャンバ本体の内面を、チャンバに流れるプロセスガスに起因する堆積材料の望ましくない蓄積から保護する。遮蔽体３２０およびチャンバライナ３２２は、取外し可能、取替え可能、または洗浄可能とすることができる。遮蔽体３２０およびチャンバライナ３２２は、限定はしないが、ワイヤ３１０のまわりと被覆区画のすべての壁とを含む、被覆された状態になりうるチャンバ本体のすべての区域を覆うように構成することができる。典型的には、遮蔽体３２０およびチャンバライナ３２２はアルミニウム（Ａｌ）から製造することができ、堆積される材料の接着を強化するために（堆積された材料の剥げ落ちを防止するために）粗化表面を有することができる。遮蔽体３２０およびチャンバライナ３２２は、任意の好適な方法で、ＨＷＣＶＤ源のまわりなどのプロセスチャンバの所望の区域に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ＨＷＣＶＤ源、遮蔽体、およびライナは、保守および洗浄のために堆積チャンバの上部部分を開けることによって取り出すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、堆積チャンバのリッドまたは天井板は、リッドを支持し、リッドを堆積チャンバの本体に固定するための表面を備えるフランジ３３８に沿って堆積チャンバの本体に結合させることができる。
【００３４】
コントローラ３０６は、プロセスチャンバ３００の様々な構成要素に結合されて、その動作を制御することができる。コントローラはプロセスチャンバ３００に結合されるように概略的に示されているが、コントローラは、本明細書で開示する方法によるＨＷＣＶＤ堆積プロセスを制御するために、電源３１３、入口３３２に結合されたガス供給部（図示せず）、出口３３４に結合された真空ポンプおよび／または絞り弁（図示せず）、基板支持体３２８などのような、コントローラで制御することができる任意の構成要素に動作可能に接続することができる。コントローラ３０６は、概して、中央制御装置（ＣＰＵ）３０８と、メモリ３１２と、ＣＰＵ３０８用サポート回路３１６とを含む。コントローラ３０６は、ＨＷＣＶＤプロセスチャンバ３００を、直接に、または特定のサポートシステム構成要素に関連する他のコンピュータまたはコントローラ（図示せず）を介して制御することができる。コントローラ３０６は、様々なチャンバおよびサブプロセッサの制御のために工業環境で使用することができる汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のうちの１つとすることができる。ＣＰＵ３０８のメモリまたはコンピュータ読取り可能媒体３１２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、フラッシュ、または他の形態のローカルもしくはリモートのデジタルストレージなどの容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。サポート回路３１６は従来の方法でプロセッサをサポートするためにＣＰＵ３０８に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、およびサブシステムなどを含む。本明細書で説明した発明の方法は、コントローラを特定目的コントローラに変えて、プロセスチャンバ３００の動作を本明細書で説明した方法で制御するために実行または起動することができるソフトウェアルーチン３１４としてメモリ３１２に記憶することができる。ソフトウェアルーチンは、さらに、ＣＰＵ３０８によって制御されるハードウェアから遠く離して設置される第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行されうる。
【００３５】
このように、ホットワイヤ化学気相堆積（ＨＷＣＶＤ）チャンバを使用して基板の表面を洗浄する方法が本明細書で提供される。本発明の方法は、有利には、従来の基板洗浄プロセスよりも効率的で時間消費の少ない、基板表面を洗浄する（例えば、酸化物層、炭化物層などの除去）方法を提供することができる。
【００３６】
前述は本発明の実施形態に関するが、本発明の基本範囲から逸脱することなく、本発明の他のおよびさらなる実施形態を考案することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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