(57)【要約】【課題】  金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）チャンバの表面から金属堆積副生成物を洗浄するためのその場方法を提供すること。【解決手段】  集積回路（ＩＣ）表面の金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）用の環境チャンバにおける、該チャンバにおける表面から金属堆積副生成物を洗浄するその場方法であって、ａ）該洗浄される表面の該金属堆積副生成物を酸化するステップと、ｂ）加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）蒸気を該チャンバに導入し、該ステップａ）において酸化された該金属堆積副生成物を揮発させるステップと、ｃ）該ステップｂ）において揮発された該金属堆積副生成物を除去し、それによって、チャンバ表面が該チャンバを解体することなく洗浄されるステップとを包含する方法が提供される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から金属薄膜を洗浄する方法であって、
ａ）該洗浄される表面の該金属薄膜に衝突し、該金属薄膜を酸化する高流束密度の酸素イオンを生成するステップと、
ｂ）該ステップａ）において形成された該酸化薄膜副生成物を揮発させ、それによって、該金属薄膜が酸化され、蒸気として除去されるステップと、
を包含する方法。
【請求項２】
前記洗浄される表面を取り囲むために環境チャンバが提供され、前記ステップａ）が、酸素雰囲気を提供し、前記酸化プロセスを促進することを含み、前記ステップｂ）が、加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）雰囲気を提供し、前記酸化薄膜を揮発させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記洗浄される表面が、前記環境チャンバ内の加熱されたチャックであり、前記ステップａ）が、該洗浄される表面を加熱し、前記酸化プロセスを促進することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップａ）が、前記表面を１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記洗浄される表面を取り囲むために環境チャンバが提供され、前記ステップａ）が、直径８インチの表面当たり１３．５６メガヘルツおよび２００から２０００ワットの範囲の電力レベルのＲＦ周波数を提供し、前記金属薄膜を酸化する酸素プラズマを生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、集積回路（ＩＣ）プロセスおよび製造に関し、特に、金属レベルおよびＩＣ基板内の金属レベル間の相互接続構造を形成する際に金属の化学蒸着に用いられる容器を維持する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
より小型、安価、かつ強力な電子製品に対する需要により、より小さな形状の集積回路および大きな基板の必要性が大きくなっている。これはまた、ＩＣ基板へのより緻密な回路のパッケージングに対する需要を生み出している。より小さな形状のＩＣ回路を所望すると、構成要素および誘電体層の間の相互接続をできるだけ小さくすることが要求される。このため、ビア相互接続部および接続線の幅を減少させるように研究が続けられている。相互接続部の導電性は、相互接続部の表面積が減少するにつれて減少し、その結果、相互接続部の抵抗が増加して、ＩＣ設計において障害となる。高い抵抗率を有する導電体は、高インピーダンスおよび大きな伝播遅延を有する導電路を形成する。これらの問題は、信頼のできない信号タイミング、信頼のできない電圧レベル、およびＩＣ内における構成要素間の長い信号遅延を引き起こす。伝播の切断はまた、接続不良の交差導電表面、または大きく異なるインピーダンス特徴を有する導電体の接続からも生じる。
【０００３】
相互接続部およびビアが低抵抗率および揮発性プロセス環境に耐える能力を有することが求められる。アルミニウムやタングステンのような金属は、電気的に活性な領域に相互接続部またはビアを形成するための集積回路を製造するのに頻繁に用いられる。これらの金属は、特別な取り扱いを必要とする銅とは異なって、製造環境において容易に使用されるため一般によく用いられている。
【０００４】
銅（Ｃｕ）は、電気回路における線およびビアのサイズを減少させるために、アルミニウムの代わりとして当然選択される。銅の導電率は、アルミニウムの約２倍であり、タングステンの３倍以上である。この結果、アルミニウム線の半分の幅の銅線に同じ電流を流すことができる。
【０００５】
銅の電子移動特性もまた、アルミニウムよりもはるかに優れている。アルミニウムは、銅よりも約１０倍影響を受けやすく、電子移動によって劣化および破損しやすい。この結果、アルミニウム線よりもはるかに小さい断面を有する銅線であっても、電気的一貫性をより良好に維持することができる。
【０００６】
選択されるＩＣ機構の形状が小さいときには、スパッタリングなどの従来の金属堆積プロセスでは、金属を基板またはビアに堆積することはできない。金属（アルミニウムまたは銅）をスパッタし、小さな直径のビアを埋めることは実用的ではない。なぜなら、ギャップ充填能力が乏しいからである。銅を堆積させるために、様々な化学蒸着（ＣＶＤ）技術が当該産業において開発中である。
【０００７】
典型的なＣＶＤプロセスでは、金属銅は、有機リガンドと組み合わされ、揮発性の銅化合物または金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）前駆体を形成する。即ち、銅は、容易にガスに気化する化合物に組み込まれる。拡散バリア材料などの集積回路の選択表面は、高い温度環境において銅を含有するガスに曝される。揮発性の銅ガス化合物が分解すると、銅は、加熱された選択表面に残される。いくつかの銅化合物は、ＣＶＤプロセスに用いられる。銅化合物の分子構造が、選択表面上の銅膜残留物の導電性に少なくとも部分的に影響を与えることは一般に認められている。
【０００８】
金属を堆積させるために用いられる金属−有機物前駆体は、通常、標的ＩＣ基板表面を含む環境チャンバに導入される。金属−有機物蒸気に対する制御は、主なプロセスの関心事であり、流量および前駆体温度を制御するために注意が払われる。前駆体を微粒化するプロセスもあれば、前駆体を気化するプロセスもあり、前駆体は、しばしば、キャリアガスと混合される。ＩＣ基板は、加熱されたウェハチャックに設けられ、前駆体蒸気は、加熱された基板と反応して分解し、固体金属膜を基板上に残すように意図される。残念なことに、前駆体は、不完全な蒸発のために、チャンバ壁を覆い得、少なくとも部分的にこれらの表面上で分解する。堆積チャンバを維持する際の１つの主な問題は、前駆体が、加熱されたウェハ基板の周りの加熱されたチャック上で分解することである。
【０００９】
ウェハ基板間、およびチャック上のウェハの位置決めにおける許容差は時に、ウェハをセンタリングするのを困難にし、この結果、熱がウェハに不均一に伝達され、結局、金属は不均一に堆積される。ウェハの周りに金属が蓄積するとまた、ウェハおよびウェハエッジの周りに堆積材料の橋が形成され得る。さらに、チャック上に金属が蓄積すると、堆積プロセス後、ウェハは、チャックに付着し得る。蓄積物が薄片となって剥がれ落ちると、薄片材料は、チャックとウェハとの間を滞留し得るか、またはウェハ表面に付着し得る。
【００１０】
従って、ウェハチャックおよび他のチャンバ表面から堆積副生成物および金属膜蓄積物を定期的に洗浄しなければならない。深刻な蓄積が発生する時間を決定しなければならない。プロセスに応じて、深刻な蓄積は、１０から１０００ミクロンの範囲内であり得る。サイクルに応じて、チャンバを一週間毎、毎日、またはシフト（shift basis）で洗浄する必要があり得る。通常、チャンバは、ウェハチャックなどのパーツを分解し、パーツを酸でエッチングすることによって洗浄される。ＩＣプロセスにおいて使用される全期間に対して２〜４％の保守予算は有意であり、洗浄プロセスは、全シフトにわたって行われ得る。
【００１１】
本特許と同一の譲受人に譲渡され、Nguyenら（特許弁護士整理番号第SMT123号）によって発明された"Oxidized Diffusion Barrier Surface for the Adherence of Copper and Method for Same"という名称の1996年9月20付けで出願された同時係属出願第08/717,267号は、拡散バリア表面を酸化し、拡散バリアへの銅の付着を向上させる方法を開示している。しかし、酸化表面の除去または大規模表面の処理については開示されていない。
【００１２】
本特許と同一の譲受人に譲渡され、NguyenおよびMaa（特許弁護士整理番号第114号）によって発明された"Chemical Vapor Deposition of Copper on an ION Prepared Conductive Surface and Method for Same"という名称の1996年10月11付けで出願された他の同時係属出願第08/729,567号は、不活性ガスのイオンおよび反応性酸素種に曝すことによって、導電性表面と、得られる銅の堆積物との間の電気伝導率を向上させた、バリア層などの導電性表面を調製する方法を開示している。しかし、本発明の第１の目的は、導電性ＩＣ表面を調製することであって、ＭＯＣＶＤチャンバ表面を洗浄することではない。
【００１３】
J.Electrochem.Soc.,Vol.142,No.3、1995年3月における、Georgeらの"Reaction of 1,1,1,5,5,5-Hexafluoro-2,4-pentanedione(H+hfac) with CuO,Cu2O,and Cu Films"は、一般に、銅をエッチングするためにＨｈｆａｃを用いることについて記載している。しかし、環境チャンバにおいて、銅がコーティングされた表面を洗浄する明確なプロセスについては開示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＭＯＣＶＤプロセスにおいて用いられる器具の洗浄を簡略化する方法を用いることは有利であろう。同様に、必要な洗浄時間が減少され得ると有利であろう。
【００１５】
ＭＯＣＶＤチャンバの標準動作において用いられるのと同様のガス雰囲気およびプロセスを用いて、蒸着金属ＭＯＣＶＤチャンバを洗浄することは有利であろう。洗浄プロセスが、既存の自動技術に適応され得ると有利であろう。
【００１６】
チャンバを解体せずに、または洗浄されるパーツを撤去および除去することなく、蒸着金属をＭＯＣＶＤチャンバから除去することは有利であろう。他のチャンバプロセス間の短い時間の隙間において、洗浄プロセスが迅速に実行され得ると有利であろう。
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は上記のような問題点を克服して、金属−有機物化学チャンバを洗浄するその場方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
集積回路（ＩＣ）表面の金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）用の環境チャンバにおける、該チャンバにおける表面から金属堆積副生成物を洗浄するその場方法であって、ａ）該洗浄される表面の該金属堆積副生成物を酸化するステップと、ｂ）加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）蒸気を該チャンバに導入し、該ステップａ）において酸化された該金属堆積副生成物を揮発させるステップと、ｃ）該ステップｂ）において揮発された該金属堆積副生成物を除去し、それによって、チャンバ表面が該チャンバを解体することなく洗浄されるステップとを包含する方法が提供される。
【００１９】
前記方法は、前記ステップａ）の前に、酸素を含む雰囲気を前記チャンバに導入するステップと、洗浄される前記チャンバ表面を加熱し、それによって、該ステップａ）の前記酸化プロセスが促進されるステップとをさらに含んでいてもよい。
【００２０】
前記チャンバ表面を加熱するステップは、前記洗浄される表面を１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱することを含んでいてもよい。
【００２１】
前記方法は、前記ステップａ）の前に、ＲＦエネルギーを用いて、高流束場を生成し、酸素プラズマを形成して、該ステップａ）の前記酸化プロセスを促進するステップをさらに含んでいてもよい。
【００２２】
前記方法は、前記ステップａ）の後に、ｂ1）真空状態を確立し、前記酸素雰囲気を前記チャンバから除去するステップをさらに含んでいてもよい。
【００２３】
前記ステップｃ）は、真空状態を形成し、前記揮発された副生成物を前記チャンバから除去することを含んでいてもよい。
【００２４】
前記洗浄されるチャンバ表面は、ウェハチャックであってもよい。
【００２５】
前記除去される金属膜は、タンタル、タングステン、チタン、および銅からなる群から選択されてもよい。
【００２６】
前記方法は、前記ステップａ）の前に、前記洗浄されるチャンバ表面に水を導入し、それによって、該ステップａ）の前記酸化プロセスが向上されるステップをさらに含んでいてもよい。
【００２７】
前記ステップａ）は、前記洗浄される表面を少なくとも約１０００オングストロームの厚さに酸化することを含んでいてもよい。
【００２８】
集積回路（ＩＣ）表面の金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）用の環境チャンバにおける、ウェハチャック表面から金属堆積副生成物を洗浄するその場方法であって、ａ）酸素を含む雰囲気を該チャンバに導入し、加熱された表面上の該金属堆積副生成物を酸化するステップと、ｂ）該チャンバ内に真空状態を確立し、該ステップａ）において導入された該酸素雰囲気を除去するステップと、ｃ）加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）蒸気を該チャンバに導入し、該ステップａ）において酸化された該金属堆積副生成物を揮発させるステップと、ｄ）該チャンバ内に真空状態を確立し、該ステップｃ）において揮発された該金属堆積副生成物を除去し、それによって、ウェハチャック表面が該チャンバを解体することなく洗浄されるステップとを包含する方法が提供される。
【００２９】
前記方法は、前記ステップａ）の前に、前記ウェハチャック表面を１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱し、それによって、該ステップａ）の前記酸化プロセスが促進されるステップをさらに含んでいてもよい。
【００３０】
前記除去される金属堆積副生成物は、タンタル、タングステン、チタン、および銅からなる群から選択されてもよい。
【００３１】
前記方法は、前記ステップａ）の前に、前記洗浄されるチャンバ表面に水を導入し、それによって、該ステップａ）の前記酸化プロセスが向上されるステップをさらに含んでいてもよい。
【００３２】
前記ステップａ）は、前記洗浄されるウェハチャック表面を少なくとも約１０００オングストロームの厚さに酸化することを含んでいてもよい。
【００３３】
前記ステップａ）は、高周波のエネルギーを用いて、前記チャック表面に衝突する酸素イオンを生成し、該チャック表面の酸化を促進することを含んでいてもよい。
【００３４】
表面から金属薄膜を洗浄する方法であって、ａ）該洗浄される表面の該金属薄膜に衝突し、該金属薄膜を酸化する高流束密度の酸素イオンを生成するステップと、ｂ）該ステップａ）において形成された該酸化薄膜副生成物を揮発させ、それによって、該金属薄膜が酸化され、蒸気として除去されるステップとを包含する方法が提供される。
【００３５】
前記洗浄される表面を取り囲むために環境チャンバが提供され、前記ステップａ）は、酸素雰囲気を提供し、前記酸化プロセスを促進することを含んでいてもよく、前記ステップｂ）は、加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）雰囲気を提供し、前記酸化薄膜を揮発させることを含んでいてもよい。
【００３６】
前記洗浄される表面が、前記環境チャンバ内の加熱されたチャックであり、前記ステップａ）は、該洗浄される表面を加熱し、前記酸化プロセスを促進することを含んでいてもよい。
【００３７】
前記ステップａ）は、前記表面を１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱することを含んでいてもよい。
【００３８】
前記洗浄される表面を取り囲むために環境チャンバが提供され、前記ステップａ）は、直径８インチの表面当たり１３．５６メガヘルツおよび２００から２０００ワットの範囲の電力レベルのＲＦ周波数を提供し、前記金属薄膜を酸化する酸素プラズマを生成するステップを含んでいてもよい。
【００３９】
以下作用について説明する。
【００４０】
従って、金属薄膜を表面から除去する方法が提供される。方法は、ａ）洗浄される表面から金属薄膜を酸化するステップと、ｂ）ステップａ）で形成された酸化金属薄膜を揮発させるステップとを包含する。即ち、金属薄膜は酸化され、蒸気として除去される。このプロセスは、表面上の金属膜をさらに除去するために繰り返され得る。
【００４１】
本発明の１つの局面において、金属堆積チャンバは、洗浄される表面を取り囲むために提供される。次に、ステップａ）は、酸素雰囲気を提供し、酸化プロセスを促進することを含む。ステップｂ）は、加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）雰囲気を提供し、酸化薄膜を揮発させることを含む。ステップａ）はまた、洗浄される表面を加熱し、酸化プロセスを促進することを含む。本発明のある局面において、表面は、１００℃と５００℃の間の範囲の温度に加熱される。
【００４２】
酸化は、温度または酸化される表面、雰囲気中の酸素の量、および酸素結合の特定のタイプなどの多数の要因に依存する。これらの要因はすべて、酸化される金属薄膜への酸素分子の拡散に影響する。通常、金属膜表面から少なくとも１０００オングストロームの厚さを酸化することが所望される。しかし、プロセスによっては、雰囲気中の酸素レベルまたは酸化プロセスに許容される時間は、より厚いまたはより薄い酸化層を製造するために変更され得る。
【００４３】
酸素プラズマは、金属薄膜を酸化するために提供される。即ち、高周波（ＲＦ）エネルギー界が印加され、洗浄される表面に衝突するイオンを形成する。酸素雰囲気およびＲＦエネルギーは、酸化プロセスを促進する。そして、酸素イオンが金属薄膜表面に拡散する能力は、洗浄される表面の温度および周囲空気中の酸素の量を有意でないものにする。
【００４４】
通常、環境チャンバは、金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）用に設計される。蒸着プロセス中、金属薄膜は、目的の表面および目的としない表面の両方、特に加熱表面に形成される傾向がある。ウェハチャックは、金属が堆積される基板を加熱するために用いられるため、金属はまたウェハチャック上にも堆積される。本発明は、典型的な蒸着チャンバ中に必ず存在するチャンバ表面上の雰囲気および温度に対する制御を利用する。即ち、環境チャンバは、すでに、化学蒸着チャンバに導入される雰囲気を制御するよう、およびウェハチャックおよび他の内部チャンバ表面の温度を制御するように設計される。本発明は、チャンバ中の雰囲気および温度を制御することによって、金属膜蓄積物をウェハチャックから洗浄することを可能にする。従って、ウェハチャックは、チャンバ中で洗浄され得、洗浄のために除去される必要はない。
【００４５】
内部表面、特に、金属蒸着チャンバのウェハチャックを洗浄するための方法が提供される。方法は、チャンバが、化学雰囲気の導入および除去、ならびにチャンバ内の温度を制御するという事実を利用するものである。方法は、まず、洗浄される表面を酸素プラズマで酸化し、次に、Ｈｈｆａｃを用いて酸化生成物を蒸気として除去するものである。酸化は、酸素雰囲気、温度および高周波電力レベルを用いて制御される。このように、チャンバを解体することなく、堆積副生成物は、ウェハチャックから洗浄される。
【発明の効果】
【００４６】
金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）チャンバの表面から金属堆積副生成物を洗浄するためのその場方法が提供される。この方法では、まず、洗浄される金属堆積副生成物が酸化される。その後、加水分解されたＨｈｆａｃがチャンバに導入されて酸化生成物を蒸気として揮発させ、その蒸気を除去する。これによって、チャンバを解体することなくその場洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、例示的な金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）システム１０（従来技術）を示す。システム１０は、ガス環境を維持および制御するためのチャンバ１２を含む。チャンバ１２は、ガスおよび雰囲気をチャンバ１２に導入するための入口ポート１４を含む。本発明のある局面において、シャワーヘッド１６は、ガスをウェハ表面に送達させるために用いられる。シャワーヘッド１６は、しばしば、小さな出口穴１８を有し、より幅広で、より均一な分配パターンで投入ガスを散布する。チャンバ１２はまた、出口ポート２０を有し、チャンバ１２からガス雰囲気を排出および換気する。排出ポンプ２２は、効果を発揮するように出口ポート２０に接続され、チャンバ１２から排出ガスの換気および除去を助ける。
【００４８】
ウェハチャック２４は、通常、システム１０に含まれる。集積回路基板２６は、ウェハチャック２４上に設けられ、金属薄膜は、化学堆積プロセスによって、基板上に堆積される。ウェハチャック２４は加熱され、基板２６上に金属を堆積させるためのＩＣ基板２６上の最適温度を維持する。
【００４９】
金属−有機物蒸気は、ウェハチャックの表面とＩＣ基板との間に浸透し得る。堆積プロセスを繰り返すことによって、金属薄膜２８が、ウェハチャック２４の表面上に形成される。金属薄膜２８は、ウェハチャック２４からＩＣ基板への熱の伝達に干渉し得る。また、金属薄膜２８は、ウェハチャック２４上へのＩＣ基板の機械的な配置に干渉する。このため、ウェハチャック２４は、周期的に洗浄されなければならない。本発明によると、洗浄されたウェハチャック２４は、チャンバ１２から除去されずに提供される。
【００５０】
また、金属膜は、壁温度が最適堆積温度未満であっても、チャンバ壁１２０上に蓄積し得る。さらに、金属堆積前駆体の気化は、必ずしも効率的ではない。即ち、前駆体の中には、入口ポート１４に液体として入り得るものもあり、チャンバ壁１２０を金属薄膜でコーティングし得る。
【００５１】
チャンバ１２が、チャンバ雰囲気中の分子の結合を破壊する高周波（ＲＦ）で動作する電気バイアシングシステム３０を備えていることは一般的である。結合が破壊されると、通常、反対の電荷を帯びたチャック表面２４に引きつけられて衝突する高流束密度の荷電粒子、またはプラズマイオンが形成される。これらのイオンは、しばしば、ウェハチャック２４上に設けられた材料と化学的に反応する。あるいは、イオンは、ウェハに設けられた材料に運動エネルギーを与える。それにもかかわらず、材料中の金属結合は破壊され、金属は、酸素分子と結合する。
【００５２】
１つの例示的なプロセスにおいて、ＲＦ周波数は、直径８インチのウェハチャック表面に対して２００から２０００ワットの範囲の電力レベルで１３．５６メガヘルツである。電力は、異なるサイズのチャック表面に対して比例して決定される。直径８インチの表面を洗浄するとき、純粋な酸素は、１分当たり２５０から１０００立方センチメートルの流量で使用される。流量は、洗浄される異なるサイズの表面に対して比例して決定される。本発明のある局面において、バブラを用いて生成される水蒸気は、酸素に加えられる。チャンバ圧力は、１ミリトールから１トールの範囲である。
【００５３】
図２は、表面から金属堆積副生成物を洗浄するその場方法を示すフローチャートである。これらの副生成物は、プロセス器具表面に自然に堆積された金属を含む。ステップ１００では、集積回路表面上の金属−有機物化学蒸着用の環境チャンバが提供される。ステップ１０２では、洗浄される表面上の金属堆積副生成物が酸化される。ステップ１０４では、加水分解されたヘキサフルオロアセチルアセトネート（Ｈｈｆａｃ）蒸気がチャンバに導入され、ステップ１０２において酸化された金属堆積副生成物が揮発される。
【００５４】
銅などの金属は、ＣｕＯおよびＣｕ2Ｏの二つの酸化物のうちの１つを形成する。ＨｈｆａｃがＣｕＯと反応すると、以下の化学反応が発生する。
２Ｈ+ｈｆａｃ＋ＣｕＯ  →  Ｃｕ（ｈｆａｃ）2＋Ｈ2Ｏ
ＨｈｆａｃがＣｕ2Ｏと反応すると、以下の化学反応が発生する。
２Ｈ+ｈｆａｃ＋Ｃｕ2Ｏ  →  Ｃｕ＋Ｃｕ（ｈｆａｃ）2＋Ｈ2Ｏ
ステップ１０６では、ステップ１０４において揮発された金属堆積副生成物が除去される。ステップ１０８は結果であり、チャンバ表面は、チャンバから撤去または除去されることなく洗浄される。
【００５５】
本発明のある局面において、ステップは、ステップ１０２にさらに進む。ステップ１００ａでは、酸素を含む雰囲気がチャンバに導入される。ステップ１００ｂ（不図示）では、洗浄されるチャンバ表面が加熱される。チャンバ表面は、１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱される。このように、ステップ１０２の酸化プロセスは促進される。通常、ステップ１０２の次にさらなるステップが続き、ステップ１０４に進む。ステップ１０２ａでは、真空状態が確立され、チャンバから酸素雰囲気が除去される。ステップ１０６では、真空状態が形成され、チャンバから揮発された副生成物が除去されることが含まれる。
【００５６】
本発明のある局面によると、他のステップが、ステップ１０２の前に実施される。ステップ１００ｃでは、ＲＦエネルギーを用いて、高流束場が生成され、酸素プラズマを形成して、ステップ１０２の酸化プロセスが促進される。
【００５７】
通常、洗浄される最も重要なチャンバ表面は、ＩＣ基板が蒸着のために設けられるウェハチャックである。ウェハチャック表面から除去される金属膜および金属膜堆積副生成物は、タンタル、タングステン、チタンおよび銅からなる群から選択される。ステップ１０２では、通常、洗浄される表面を少なくとも約１０００オングストロームの厚さに酸化することが含まれる。本発明のある局面において、温度が上昇し、酸化時間が長くなると、酸化層の厚さは増加する。あるいは、より薄い酸化厚さを成し遂げるには、温度および酸化時間が減少される。実際の酸化深さは、約１０００オングストロームに制限される。除去される金属膜が１０００オングストロームよりも厚いと、より長い期間、より高いチャック温度またはより高いＲＦ電力レベルで酸化するよりも、段階的に材料を除去する方がコストの面から多くの場合より効果的である。次に、ステップ１０２から１０４では、適切な厚さの材料が除去されるまで、複数サイクル繰り返される。
【００５８】
本発明の１つの局面において、乾燥酸素雰囲気は、チャンバに導入され、洗浄される表面の酸化を促進する。乾燥酸素雰囲気は、比較的簡単にチャンバから換気および除去される。しかし、酸化プロセスを向上させるために、チャンバ内の酸素雰囲気に水または水蒸気が添加される。従って、本発明のある局面において、水は、洗浄されるチャンバ表面に導入され、ステップ１０２の酸化プロセスを促進する。
【００５９】
図３は、表面を洗浄する方法を示すフローチャートである。ステップ２００では、表面に、上に重なる金属薄膜が設けられる。ステップ２０２では、目的の表面の金属薄膜に衝突して金属薄膜を酸化させる高流束密度の酸素イオンが生成される。ステップ２０４では、ステップ２０２において形成される酸化薄膜副生成物が揮発される。ステップ２０６は結果であり、薄膜が酸化され、蒸気として除去される。上記のように、金属蒸着チャンバは、通常、洗浄される表面を取り囲むために設けられ、ステップ２０２では、酸素雰囲気を提供して酸化プロセスを促進することが含まれる。本発明のある局面において、洗浄される表面は、環境チャンバにおける加熱されたチャック表面である。ステップ２０２では、表面を１００℃から５００℃の間の範囲の温度に加熱することが含まれる。
【００６０】
ステップ２０４では、Ｈｈｆａｃ雰囲気を提供し、酸化薄膜を揮発させることが含まれる。ステップ２０２では、直径８インチの表面当たり約１３．５６メガヘルツのＲＦ周波数および２００から２０００ワットの範囲の電力レベルが提供され、金属薄膜を酸化する酸素プラズマが生成される。
【００６１】
内部表面、特に、金属蒸着チャンバのウェハチャックを洗浄するための方法が提供される。この方法は、チャンバが、化学雰囲気の導入および除去、ならびにチャンバ内の温度に対する制御を固有に有するという事実を利用するものである。方法は、まず、洗浄される表面を酸化し、次に、Ｈｈｆａｃを用いて酸化生成物を蒸気として除去するというものである。本発明の他の変更および実施態様は、当業者に明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】例示的な金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）システム（従来技術）を示す図である。
【図２】表面から金属堆積副産物を洗浄するその場方法を示すフローチャートである。
【図３】表面を洗浄する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１０  金属−有機物化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）システム
１２  チャンバ
１４  入口ポート
１６  シャワーヘッド
１８  出口穴
２０  出口ポート
２２  排気ポンプ
２４  ウェハチャック
２６  集積回路基板
２８  金属薄膜
３０  電気バイアシングシステム
１２０  チャンバ壁
【図１】
2005244256.tif 000003
【図２】
2005244256.tif 000004
【図３】
2005244256.tif 000005