(57)【要約】      （修正有）【課題】銅含有汚染物などの汚染物を壁から除去するために、反応性イオンエッチングチャンバの壁をその場洗浄する方法を提供する。【解決手段】銅含有汚染物などの汚染物１３を、ハロゲン化銅化合物などのハロゲン化物化合物１８に変える工程と、ハロゲン化銅化合物などのハロゲン化物化合物１８を光子含有雰囲気に晒して、揮発性のハロゲン化銅生成物などの揮発性のハロゲン化物生成物１７の形成を始める工程とを含む。更に、反応チャンバ１２から、例えば揮発性のハロゲン化銅生成物などの揮発性のハロゲン化物生成物１７を除去し、反応チャンバ１２中で、揮発性のハロゲン化銅生成物などの揮発性のハロゲン化物生成物１７の飽和を防止し、これにより、反応チャンバ１２の壁に、揮発性のハロゲン化銅生成物などの揮発性のハロゲン化物生成物１７が再付着するのを防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応チャンバ（１２）の壁（１４）をその場洗浄して、壁（１４）から汚染物（１３）を除去する方法であって、
汚染物（１３）をハロゲン化物化合物（１８）に変える工程と、
ハロゲン化物化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒して、揮発性のハロゲン化物生成物（１７）の形成を始める工程と、
反応チャンバ（１２）から揮発性のハロゲン化物生成物（１７）を除去し、反応チャンバ（１２）中で揮発性のハロゲン化物生成物（１７）の飽和を防止する工程とを含む方法。
【請求項２】
汚染物（１３）をハロゲン化物化合物（１８）に変える工程は、汚染物（１３）をハロゲン含有ガスに晒して行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
汚染物（１３）をハロゲン化物化合物（１８）に変える工程は、汚染物（１３）をハロゲン含有プラズマに晒して行われる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
汚染物（１３）をハロゲン含有プラズマに晒す工程は、汚染物（１３）を、２００ワットと１０００ワットの間の電力、０．５３Ｐａと１０．６７Ｐａの間の圧力、および５０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍの間の流量のプラズマに晒して行われる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ハロゲン含有ガスまたはハロゲン含有プラズマは、ＢＣｌ３／Ｃｌ２、ＨＢｒ、Ｉ２、ＨＣｌ、ＨＩ、Ｂｒ２、またはＣｌ２含有ガスまたは含有プラズマを含む請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ハロゲン化物化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒す工程は、ハロゲン化物化合物（１８）をＨｅ、Ａｒ、またはＨ含有プラズマに晒して行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
汚染物（１３）をハロゲン化物化合物（１８）に変える工程と、ハロゲン化物化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒す工程が、同時に行われる請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
汚染物（１３）をハロゲン化物化合物（１８）に変える工程と、ハロゲン化物化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒す工程が、続いて行われる請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
汚染物（１３）は銅含有汚染物であり、ハロゲン化物化合物（１８）はハロゲン化銅化合物である請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ハロゲン化銅化合物（１８）はＣｕＣｌｘを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマであり、ハロゲン化銅化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒す工程が、１０００ワットの電力、４Ｐａの圧力で行われる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ハロゲン化銅化合物（１８）はＣｕＢｒｘを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマであり、ハロゲン化銅化合物（１８）を光子含有雰囲気に晒す工程が、１０００ワットの電力、１０．６７Ｐａの圧力で行われる請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような反応チャンバの洗浄に関する。特に、本発明は、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような反応チャンバの壁をその場洗浄して、例えば銅含有汚染物のような汚染物を壁から除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体処理の分野において、一般に、ダマシンプロセスは銅ベースの相互接続を形成するのに使用される。ダマシンプロセスでは、低誘電率材料中にトレンチがエッチングされ、続いてこのトレンチが充填されて銅の相互接続が形成される。
【０００３】
エッチングプロセス中に、基板上に形成された材料層の望まない部分が除去され、望まない材料層パターンが形成されるかも知れない。ダマシンプロセスの場合、トレンチとビアが誘電体材料膜中にエッチングされる。一般に、レジストパターンが最初に誘電体層の上に形成され、続いて、例えば反応性イオンエッチングチャンバ中で形成された異方性プラズマを用いて、レジストパターンにより選択的にエッチングされる。それゆえに、挿入されたウエハの下に配置された電極に、負電圧が与えられる。負電圧に応じて、プラズマ中の正イオンがウエハに向かって引っ張られ、レジストパターンを通して露出した誘電体膜の部分に衝突して吸収される。吸収される時、与えられた電場により伝えられた運動エネルギーの影響下で、イオンは誘電体層の中の原子と化学的に反応し、揮発性の化合物を形成する。この方法では、プラズマエッチングプロセスが、誘電体層の露出した部分を、選択的に除去する。
【０００４】
エッチングプロセスの終点は、一般に、下にあるＣｕのオーバーエッチングにより決められる。このオーバーエッチングは、反応チャンバのチャンバ壁のＣｕ汚染を招く。なぜならば、Ｃｕはスパッタされ、チャンバ壁に再付着するからである。半導体デバイスの誘電体材料中ではＣｕは望まれず、チャンバ壁からそれらのＣｕ残渣を除去することが非常に重要である。Ｃｕは非常に蒸発しにくいため、最先端の洗浄プロセス（例えば、ウエハ自動洗浄（ＷＡＣ：Wafer Auto Clean）プロセス）では不十分である。なぜなら、Ｃｕ堆積物のスパッタは、単に反応チャンバの他の部分に残渣を再付着させるだけだからである。今日、銅の殆どを除去するために、反応チャンバを洗浄するために使用されるチャンバ洗浄プロセスは、しばしば、チャンバを取り外す工程と、クエン酸でウエットエッチングする工程からなる。
【０００５】
図１は、例えば反応性イオンエッチングチャンバ中の銅残渣を除去するために使用される最先端のチャンバ洗浄手続の概略を示す。図１（ａ）は、ウエハチャックとも呼ばれるウエハホルダー２と、ウエハチャック２の上に配置されその上にプラズマ処理が行われる基板として使用されるウエハ３とを備えたプラズマチャンバ１を示す。プラズマプロセスの実施により、銅残渣４がチャンバ壁の上に固着する。
【０００６】
従来のＷＡＣ洗浄（例えば、Ｏ２／ＳＦ６プラズマまたはＯ２／Ｃｌ２プラズマを使用する）は、主に有機ポリマー残渣から形成される汚染物を除去するために行われる。しかしながら、ＷＡＣ洗浄を行った後、銅残渣４は、チャンバ壁の上にまだ存在する（図１（ｂ）参照）。従来の方法では、例えばクエン酸を用いたウエット洗浄手続が、銅の汚染物４を除去するために必要である。そのようなエッチングはプラズマチャンバ１の取り外しを必要とし、これには非常に時間がかかる（図１（ｃ））。更に、それぞれの洗浄プロセスの後に、他のウエハプロセスが始められる前に、プラズマチャンバの安定化処理が必要である（図１（ｄ））。
【０００７】
上述の洗浄手続は、このように時間がかかりそれぞれのウエハの後に行うことができない。更なる時間が必要となるため、Ｃｕの汚染はプロセス中には避けることができない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の具体例の目的は、反応チャンバの壁をその場洗浄して、チャンバ壁から汚染物を除去する方法を提供することである。
【０００９】
汚染物は、銅含有汚染物である。汚染物は、例えば反応性イオンエッチングのような、反応チャンバ中で行われるプロセスに基づき、プラズマから形成される残渣により形成される、例えば銅含有残渣である。
【００１０】
上記目的は、本発明にかかる方法により達成される。
【００１１】
本発明にかかる方法は、光子誘起反応を用いて反応チャンバの壁から汚染物の除去を可能とする。
【００１２】
一の形態では、本発明は、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような、反応チャンバの壁をその場洗浄して、壁から汚染物を除去する方法を提供する。この方法は、
汚染物を、弗化物化合物とは異なるハロゲン化物化合物（halide compound）に変える工程と、
例えば弗化物化合物とは異なるハロゲン化物化合物のようなハロゲン化物化合物を光子含有雰囲気に晒して、揮発性のハロゲン化物生成物（halide product）の形成を始める工程と、
反応チャンバから揮発性のハロゲン化物生成物を除去し、反応チャンバ中で揮発性のハロゲン化物生成物の飽和を防止し、これにより揮発性のハロゲン化物生成物が反応チャンバの壁の上に再付着するのを防止する方法を提供する。
【００１３】
本発明の具体例にかかる方法は、速く、迅速に、そして容易に適用可能な、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、反応チャンバの解体の必要無く、反応チャンバの壁から除去する洗浄方法を提供することを長所とする。
【００１４】
本発明の他の形態では、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような、反応チャンバの壁をその場洗浄して、壁から銅含有汚染物を除去する方法を提供する。この方法は、
銅含有汚染物を、例えば弗化銅化合物とは異なるハロゲン化銅化合物のような、ハロゲン化銅化合物に変える工程と、
例えば弗化銅化合物とは異なるハロゲン化銅化合物のような、ハロゲン化銅化合物を、光子含有雰囲気に晒して、揮発性のハロゲン化銅生成物の形成を始める工程と、
反応チャンバから揮発したハロゲン化物生成物を除去し、反応チャンバ中で揮発したハロゲン化物生成物の飽和を防止し、これにより揮発性のハロゲン化物生成物が反応チャンバの壁の上に再付着するのを防止する工程を含む。
【００１５】
本発明の具体例にかかる方法は、速く、迅速に、そして容易に適用可能な、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、反応チャンバの解体の必要無く、反応チャンバの壁から除去する洗浄方法を提供することを長所とする。
【００１６】
本発明の具体例では、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変える工程と、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物を光子含有雰囲気に晒す工程が、同時に行われても良い。この場合、少なくともハロゲン化物化合物と例えばＨｅ、Ａｒ、またはＨプラズマにより生じる光子含有化合物とを含むプラズマが、反応チャンバ中に提供されることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の具体例では、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変える工程と、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物を光子含有雰囲気に晒す工程が、連続して行われても良い。第１の工程では、例えば銅含有汚染物のような汚染物が、ハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変えられ、第２の工程では、ハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物が光子含有雰囲気に晒されて、例えば揮発性のハロゲン化銅生成物のような揮発性のハロゲン化物生成物の形成を始めても良い。本発明の具体例では、独立した工程が、所望の洗浄レベルが得られるまで繰り返されても良い。
【００１８】
本発明の具体例では、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変える工程が、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、例えば、ＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨＩガスのようなガスに晒して行っても良い。
【００１９】
本発明の他の具体例では、例えば銅含有汚染物のような汚染物の少なくとも一部を、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変える工程が、例えば銅含有汚染物のような汚染物を、ハロゲン含有プラズマに晒して行っても良い。ハロゲン含有プラズマは、ＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨＩガスを用いて形成される（または、換言すればこれらから出発する）Ｂｒ、Ｉ、および／またはＣｌ含有プラズマでも良い。ハロゲン含有プラズマは、例えば、ＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨＩを用いて、反応性イオンエッチングチャンバ中で形成されても良い。
【００２０】
例えば銅含有汚染物のような汚染物を、ハロゲン含有プラズマに晒す工程は、２００ワットと１０００ワットの間の電力、４ｍＴｏｒｒ（０．５３Ｐａ）と８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）の間の圧力、５０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍの間の（導入）流量の、ハロゲン含有プラズマを用いて行われる。例として、６００ワットの電力で、１０ｍＴｏｒｒの圧力のプラズマが用いられる。ハロゲンプラズマの状態は、本発明にかかる方法を行うために不安定ではない。実際、例えば銅含有汚染物のような汚染物が例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物に変えられる限り、全ての条件は適当である。
【００２１】
銅の汚染物が酸化銅化合物（例えばＣｕＯ）の場合、銅汚染物をハロゲン化銅化合物に変える工程を行うのに使用される好適なガス（プラズマ）はＢＣｌ３含有ガスまたはプラズマである。なぜならば、ＢＣｌ３は、酸化銅を還元し、続いてそれをハロゲン化された銅化合物により容易に変えることができるからである。
【００２２】
例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物を光子含有プラズマに晒す工程は、例えばハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物を、Ｈｅ、Ａｒ、またはＨ含有プラズマに晒して行われても良い。例えば揮発性のハロゲン化銅生成物のような、揮発性のハロゲン化物生成物の分圧は、飽和状態にならないような圧力でなければならない。例えば揮発性のハロゲン化銅生成物のような揮発性のハロゲン化物生成物の形成を始めるためのプラズマ強度は、ｍＷ／ｃｍ２のレンジであることが好ましい。プラズマ強度は、供給電力と真空度により調整することができる。例えば揮発性のハロゲン化銅生成物のような揮発性のハロゲン化物生成物の形成は、３００ワットと１０００ワットの間の電力、４ｍＴｏｒｒ（０．５３Ｐａ）と８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）の間の圧力を用いた、Ｈｅ、Ａｒ、またはＨ含有プラズマを用いて既に可能である。そのような圧力、流量、および晒す時間のプラズマ条件は、強い相互関係を有する（例えば、より高い圧力は、より短い晒す時間となる）。
【００２３】
本発明の具体例では、ハロゲン化物化合物はＣｕｘＣｌｙを含むハロゲン化銅化合物であり、光子含有雰囲気はＨｅプラズマであり、ハロゲン化銅化合物を光子含有プラズマに晒す工程は、１０００ワットの電力、３０ｍＴｏｒｒ（４Ｐａ）の圧力で行われても良い。晒す時間は、除去される銅汚染物の量に依存する。代わりに、反応チャンバの壁から全ての汚染物が除去されるまで、手続が繰り返されても良い。
【００２４】
本発明の具体例では、ハロゲン化物化合物はＣｕｘＢｒｙを含むハロゲン化銅化合物であり、光子含有雰囲気はＨｅプラズマであり、ハロゲン化銅化合物を光子含有プラズマに晒す工程は、１０００ワットの電力、８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）の圧力で行われても良い。晒す時間は、除去される銅汚染物の量に依存する。代わりに、反応チャンバの壁から全ての汚染物が除去されるまで、手続が繰り返されても良い。
【００２５】
本発明の具体例にかかる方法の長所は、反応チャンバの壁から銅含有汚染物のような汚染物を除去するために、または換言すれば、例えば揮発性のハロゲン化銅化合物のようなハロゲン化物化合物を形成するために、高温にする必要がないことである。本発明の具体例にかかる方法は、２０℃と８０℃の間の温度で行われる。本発明の具体例の方法にかかる光子誘起洗浄工程は、室温で行うことができる。換言すれば、銅含有汚染物のような汚染物は、例えば室温のような低い温度で、反応チャンバの壁から除去することができる。
【００２６】
本発明の具体例では、方法は、反応チャンバを洗浄するために光子誘起洗浄手続を行う前に、更に、ウエハホルダーを保護するために、ウエハを反応チャンバに導入する工程を含んでも良い。このウエハは、ＴＸＲＦ（全反射Ｘ線蛍光）を用いて、チャンバ内の汚染を測定するのに用いられても良い。
【００２７】
本発明の具体例では、光子誘起洗浄手続きは、処理が行われるすべての時にウエアに対して適用されても良く、代わりに、汚染の程度に依存して、処理されたウエハの全てもバッチの後に、または所定の期間の後に、行われても良い。
【００２８】
本発明の具体例では、光子誘起チャンバ洗浄の効率や、例えば銅含有汚染物のような全ての汚染物を除去するのに必要な時間は、発光分光法（ＯＥＳ）により測定しても良い。そのようなＯＥＳシステムは、一般に反応チャンバに挿入されている。
【００２９】
本発明の具体例にかかる方法は、ウエハレス自動洗浄手続きや他の最新の洗浄手続きが行われた後に、用いられても良い。
【００３０】
本発明の特別の、好適な形態は、添付の独立請求項および従属請求項に記載される。従属請求項の特徴は、必要に応じて、独立請求項の特徴と組み合わせても、他の従属請求項の特徴と組み合わせても良く、単に請求項に表されたままでは無い。
【００３１】
この分野において、デバイスの一定の改良、変化および進歩があっても、本発明のコンセプトは本質的に新しく、新規な改良を表すものであり、従来の実施から出発を含み、より効果的で、安定した、信頼性のある、この性質のデバイスを提供できる。
【００３２】
本発明の、上述のおよび他の特徴、性質、および長所は、本発明の原理を、例として表した添付の図面とともに、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。この説明は例示のみを目的とし、発明の範囲を限定するものではない。以下で引用される参照符号は、添付図面についてのものである。
【具体例の記載】
【００３３】
本発明は、特定の具体例について、添付図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではなく、請求の範囲によってのみ限定されるものである。記載された図面は、単に概略であり、限定するものではない。図面において、図示目的で、いくつかの要素の大きさは拡張され、縮尺通りに記載されていない。寸法と相対寸法は、本発明の実施の実際の縮小には対応していない。
【００３４】
更に、記載や請求の範囲中の、「上」の用語等は、記載目的のために使用され、相対的な位置を示すものではない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された発明の具体例は、ここに記載や図示されたものと異なる位置でも操作できることを理解すべきである。
【００３５】
請求の範囲で使用される「含む（comprising）」の用語は、それ以降に示される要素に限定して解釈されること排除するものであり、他の要素や工程を排除しない。このように、言及された特徴、数字、工程、または成分は、その通りに解釈され、１またはそれ以上の他の特徴、数字、工程、または成分、またはこれらの組み合わせの存在または追加を排除してはならない。このように、「手段ＡおよびＢを含むデバイス」の表現の範囲は、構成要素ＡとＢのみを含むデバイスに限定されるべきではない。本発明では、単にデバイスに関連した構成要素がＡとＢであることを意味する。
【００３６】
この明細書を通じて参照される「一の具体例（one embodiment）」または「ある具体例（an embodiment）」は、この具体例に関係して記載された特定の長所、構造、または特徴は、本発明の少なくとも１つの具体例に含まれることを意味する。このように、この明細書を通して多くの場所の「一の具体例（one embodiment）」または「ある具体例（an embodiment）」の語句の表現は、同じ具体例を表す必要はなく、表しても構わない。更に、特定の長所、構造、または特徴は、この記載から当業者に明らかなように、１またはそれ以上の具体例中で適当な方法で組み合わせることができる。
【００３７】
同様に、本発明の例示の記載中において、能率的に開示し、多くの発明の形態の１またはそれ以上の理解を助ける目的で、本発明の多くの長所は、時には１つの具体例、図面、またはその記載中にまとめられることを認識すべきである。しかしながら、この開示の方法は、請求される発明がそれぞれの請求項に記載されたものより多くの特徴を必要とすることを意図して表されていると解釈すべきではない。むしろ、以下の請求項が表すように、発明の態様は、１つの記載された具体例の全ての長所より少なくなる。このように詳細な説明に続く請求の範囲は、これにより詳細な説明中に明確に含まれ、それぞれの請求項は、この発明の別々の具体例としてそれ自身で成立する。
【００３８】
更に、ここで記載された幾つかの具体例は幾つかの特徴で、他の具体例に含まれる以外の特徴を含み、異なった具体例の長所の組み合わせは、本発明の範囲に入ることを意味し、当業者に理解されるように異なった具体例を形成する。例えば、以下の請求の範囲では、請求された具体例のいくつかは、他の組み合わせにおいても使用することができる。
【００３９】
ここで与えられる記載において、多くの特別な細部が示される。しかしながら、本発明の具体例はそれらの特別な細部無しに実施できることを理解すべきである。他の例では、公知の方法、構造、および技術は、この記載の理解をわかりにくくしないために、詳細には示されていない。
【００４０】
本発明は、本発明の多くの具体例の詳細な説明により説明される。本発明の他の具体例は、本発明の真の精神や技術的示唆から離れることなく、当業者の知識により形成できることは明らかであり、本発明は、添付した請求項の用語によってのみ限定される。
【００４１】
本発明は、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような反応チャンバの壁をその場で洗浄し、壁から汚染物を除去する方法を提供する。この方法は、
汚染物を、例えば弗化物化合物とは異なるハロゲン化物化合物のような、ハロゲン化物化合物に変える工程と、
例えば弗化物化合物とは異なるハロゲン化物化合物のような、ハロゲン化物化合物を、光子含有雰囲気に晒し、これにより揮発性のハロゲン化物生成物の形成を始める工程と、
反応チャンバから揮発性のハロゲン化物生成物を除去し、反応チャンバ中で揮発性のハロゲン化物生成物が飽和するのを防止し、反応チャンバの側壁に揮発性のハロゲン化物生成物が再付着するのを防止する工程とを含む。
【００４２】
汚染物は、反応性イオンエッチングのような反応チャンバ中で行われるプロセスに基づいて、プラズマから形成される残渣により形成され、例えば銅含有残渣である。
【００４３】
本発明の特定の具体例では、汚染物は銅含有汚染物であっても良い。この場合、本発明は、例えば反応性イオンエッチングチャンバのような反応チャンバの壁をその場洗浄し、壁から銅含有汚染物を除去するための方法を提供する。
【００４４】
本発明は、
銅含有汚染物を、例えば弗化銅化合物とは異なるハロゲン化銅化合物のような、ハロゲン化銅化合物に変える工程と、
例えば弗化銅化合物とは異なるハロゲン化銅化合物のような、ハロゲン化銅化合物を、光子含有雰囲気に晒し、揮発性のハロゲン化銅生成物の形成を始める工程と、
反応チャンバから揮発性のハロゲン化銅生成物を除去し、反応チャンバ中で揮発性のハロゲン化銅生成物が飽和するのを防止し、反応チャンバの側壁に揮発性のハロゲン化銅生成物が再付着するのを防止する工程とを含む。
【００４５】
本発明の具体例にかかる方法は、例えばＯ２／ＳＦ６プラズマまたはＯ２／Ｃｌ２プラズマを使用するウエハレス自動洗浄（Waferless Autoclean）手続きのような、主に有機ポリマー残渣を含む汚染物のみで銅含有汚染物のような汚染物を取り除けないという、従来の洗浄手続きの問題を解決する。銅の汚染物に関係する問題は、銅は、約２００℃の非常に高い昇華温度を有し、これによりチャンバの壁から汚染物を除去することが困難になり、換言すれば汚染物を揮発性にするのが困難になるという事実である。この問題を解決するための１つの可能性は、イオンスパッタプロセスとの組み合わせで、チャンバの壁を非常に高い温度まで加熱することである。しかしながら、この選択肢では、例えば銅のような汚染物が、チャンバの壁に再付着するのを避けることができない。更に、これは、チャンバに損傷を与えるかもしれない。それゆえに、例えばクエン酸を用いたウエットエッチング手続が、従来技術において、銅の汚染物を解消するために用いられる。しかしながら、ウエットエッチング手続は、反応チャンバの取り外し工程を必要とする。
【００４６】
本発明の具体例にかかる方法は、それにもかかわらず、上述のＷＡＣ洗浄と組み合わせて使用される。それらの具体例では、最初に、チャンバの壁から、主に有機ポリマー残渣を含む汚染物を除去するために、ＷＡＣ洗浄が行われる。その後に、本発明の具体例にかかる方法は、チャンバの壁から銅含有汚染物のような汚染物を除去するために使用される。
【００４７】
本発明の具体例にかかる方法の利点は、反応チャンバの壁に対する銅含有汚染物のような汚染物を除去するために、高温にする必要がないことである。本発明の具体例にかかる方法は、２０℃と８０℃の間の温度で行われる。本発明の具体例の方法にかかる光子誘起洗浄工程は、室温で行うことができる。
【００４８】
本発明は、更に、汚染物の手段として銅含有汚染物により説明される。これは、説明を容易にするためであり、本発明を限定することを意図しないことが理解されるであろう。本発明の具体例にかかる方法は、例えばハロゲン含有ガスやプラズマに晒された場合に、それがハロゲン化物化合物を形成する限り、反応チャンバ中に存在するいずれの種類の汚染物をも除去するために使用される。
【００４９】
説明および請求項を通じて、銅含有汚染物は、反応チャンバの表面上に固着する汚染物または残渣を意味する。それらの残渣は、例えば、下方にある例えば銅構造のような金属構造をオーバーエッチングする、誘電体層の反応性イオンエッチングから形成される。銅含有汚染物の場合、この汚染物は、これに限定するものではないが、純Ｃｕ、ＣｕＯ、またはＣｕｘＣｌｙの形態である。
【００５０】
本発明の具体例では、銅含有汚染物をハロゲン化銅含有化合物に変える工程と、ハロゲン化銅含有化合物を光子含有雰囲気に晒し、揮発性のハロゲン化銅生成物の形成を始める工程とが、同時に行われる。同時の反応は、例えば、銅をハロゲン化銅化合物に変えるためのハロゲン化合物と、例えばＨｅ、Ａｒ、又はＨ２プラズマから形成され揮発性のハロゲン化銅生成物を形成するための光子含有化合物とを少なくとも含むプラズマを用いて行われる。
【００５１】
図２は、反応チャンバ１２の壁１４から銅含有汚染物１３を除去する、本発明の具体例にかかる光子誘起チャンバ洗浄を模式的に表す。
【００５２】
ウエハ１０は反応チャンバ１２のチャック１１の上に提供される（図２（ａ））。例えば反応性イオンエッチングの手段によるエッチングのように、ウエハ１０が処理された後、例えばエッチング残渣のような銅含有汚染物１３が反応チャンバ１２の壁１４の上に存在する（図２（ｂ））。例えば、行われたプラズマプロセスのような、プロセスに依存して、有機ポリマー残渣のような他の汚染物１５が、チャンバの壁１４の上に存在しても良い。銅の汚染物１３とは異なった汚染物１５を除去するために、最初に、例えばＯ２／ＳＦ６またはＯ２／Ｃｌ２プラズマを用いたＷＡＣ洗浄が行われる。ＷＡＣ洗浄は、主に有機ポリマー残渣からなる汚染物１５を除去し、この工程では銅含有残渣１３は除去されない。このように、ＷＡＣ洗浄の後、銅含有汚染物１３が、チャンバの壁１４になおも存在している（図２（ｃ））。
【００５３】
チャンバの壁１４から銅含有汚染物を除去するために、本発明の具体例にかかる方法が使用され、図２（ｄ）に示すようにチャンバ壁が洗浄される。図２に表される具体例では、銅含有汚染物１３をハロゲン化銅化合物に変える工程と、ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒してハロゲン化銅化合物の揮発物を形成する工程が、同時に行われる。これが、図３に示されている。
【００５４】
図３は、銅含有化合物を変える工程と、光子誘起雰囲気に晒す工程が、その中で同時に行われるプラズマチャンバ１２を示す。この具体例では、銅含有残渣１３が、同時にハロゲン（例えばＣｌ、Ｂｒ、および／またはＩプラズマから形成される）と光子（例えばＨｅプラズマから形成される）とを含むプラズマ１６に晒される。銅含有残渣１３をハロゲンに晒すことにより、それらの銅含有残渣１３はハロゲン化銅化合物に変えられ、これらは続いて光子に晒されることにより揮発化され、これにより揮発性のハロゲン化銅生成物１７を形成する。本発明の具体例では、ハロゲン化銅化合物は、例えば、ＣｕｘＣｌｙ、ＣｕｘＢｒｙおよび／またはＣｉｘＩｙでも良い。
【００５５】
本発明の具体例では、銅含有化合物をハロゲン化銅化合物に変える工程は、例えばＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨｌ含有ガスのようなハロゲン含有ガスに銅含有汚染物を晒す工程により行われても良い。
【００５６】
本発明の具体例では、銅含有化合物をハロゲン化銅化合物に変える工程は、ハロゲン含有プラズマに銅含有汚染物を晒す工程により行われても良い。ハロゲン含有プラズマは、例えばＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨｌガスを用いる反応性イオンエッチングチャンバ内で形成されても良い。
【００５７】
銅汚染物をハロゲン含有プラズマに晒す工程は、（例えばＣｌ２、Ｂｒ２、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＢＣｌ３／Ｃｌ２、ＨＩ等を用いた）ハロゲン含有プラズマを用いて、２００ワットと１０００ワットの間の電力、４ｍＴｏｒｒ（０．５３Ｐａ）と８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）の間の圧力、および５０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍの間の（導入）流速で行われる。例えば、６００ワットの電力で、１０ｍＴｏｒｒの圧力のプラズマが使用される。
【００５８】
本発明の特定の具体例では、ハロゲン化銅化合物はＣｕｘＣｌｙを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマを含む。この具体例では、ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒す工程は、１０００ワットの電力で４Ｐａの圧力のプラズマを用いて行われても良い。
【００５９】
本発明の他の特定の具体例では、ハロゲン化銅化合物は、ＣｕｘＢｒｙを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマを含む。この具体例では、ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒す工程は、１０００ワットの電力で１０．６７Ｐａの圧力のプラズマを用いて行われても良い。
【００６０】
ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒す間、および／または晒した後に、揮発性のハロゲン化銅生成物１７が反応チャンバ１２から除去されても良い。揮発性のハロゲン化銅生成物１７の除去は、反応チャンバ１２中での、揮発性のハロゲン化銅生成物１７の飽和を防止する。雰囲気のリフレッシングとも呼ばれる、反応チャンバ１２からの除去により、反応チャンバ１２中でのハロゲン化銅生成物１７の飽和が避けられ、チャンバの壁１４へのハロゲン化銅生成物１７の再付着が防止できる。
【００６１】
本発明の具体例では、反応チャンバ１２からの揮発性のハロゲン化銅生成物１７の除去が、飽和レベルに達しないように行われる。飽和レベルに達した場合、揮発性のハロゲン化銅生成物１７がチャンバの壁１４に再付着することができ、これは避ける必要がある。反応チャンバ１２中での、揮発性のハロゲン化銅生成物１７の最大許容濃度は、以下の式から導き出せる。
【００６２】
Ｓ＝Ｐａ／Ｐｅ            （１）
【００６３】
ここで、Ｓは反応チャンバ１２中の気相の飽和度であり、Ｐａは反応チャンバ１２中の揮発性のハロゲン化銅生成物１７の分圧であり、Ｐｅは所定の圧力と温度における揮発性のハロゲン化銅生成物１７の熱平衡分圧である。
【００６４】
反応チャンバ１２中の揮発性のハロゲン化銅生成物１７の分圧は、反応チャンバ１２中に導入されるガス流（例えばＨｅガス流）に影響される。以下の式（２）は、所定の圧力と温度における、反応チャンバ１２中における、導入ガス流の、ガスの実際の濃度に対する影響を示す。
【００６５】
Ｄ＝Ｄ０・（Ｔ／Ｔ０）・（Ｐ０／Ｐ）            （２）
【００６６】
ここで、Ｄ０、Ｔ０、Ｐ０は、それぞれ導入ガス（Ｈｅ）のガス流量、温度（２５℃）、圧力（１気圧）であり、Ｄ、Ｔ、Ｐは、反応チャンバ１２中の実際の流量、温度、圧力である。
【００６７】
本発明の具体例では、低温でこの反応が行われるため、反応チャンバ１２からの揮発性ハロゲン化銅生成物１７の除去は重要な工程である。これは、一般に、導入ガス流速が、排気流速と、相対関係にあることを要求する。例えば、Ｈｅのための導入ガス流は、例えば標準の操作圧力（５ｍＴｏｒｒ（０．６７Ｐａ）から８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ））において２５０ｓｃｃｍより高い。本発明の具体例では、揮発性のハロゲン化銅生成物１７は、排出口を経て反応チャンバ１２から除去される。
【００６８】
図２（ｄ）は、本発明の具体例にかかる方法を行った後で、他のウエハ１０の処理に使用する準備ができた、反応チャンバ１２を示す。銅汚染物１３は実質的に完全に除去されて、標準的なプラズマプロセスのみが使用されたため、プラズマ処理を続けるためのプラズマチャンバの安定化処理は、最小に減らされている。
【００６９】
図４は、Ｓｉウエハに存在する汚染物に関する上述のプロセスを示す。Ｓｉウエハは、反応チャンバ１２に導入され、続いて銅のエッチングが行われる（参照値）。図は、更に、エッチング後、および本発明の具体例にかかる方法を使用して光子誘起チャンバ洗浄を行って、チャンバの壁１４からの銅のエッチングにより形成される銅汚染物を除去した後の汚染物の値を示す。図４に示される汚染物は、全反射Ｘ線蛍光（ＴＸＲＦ：Total reflection X-ray Fluorescence）を用いて分析した。
【００７０】
本発明の他の具体例では、銅含有汚染物１３をハロゲン化銅化合物に変える工程と、ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒す工程が、連続して行われても良い。それらの具体例では、第１の工程で、銅含有汚染物１３がハロゲン化銅化合物に変えられ、第２の工程で、ハロゲン化銅化合物が光子含有雰囲気に晒され、揮発性のハロゲン化銅生成物１７を形成するためにハロゲン化銅化合物が揮発性化される。本発明の具体例では、これらの独立した工程が、所望のレベルの洗浄が得られるまで複数回繰り返される。
【００７１】
図５は、本発明のそのような具体例にかかる、銅含有汚染物１３を除去するための光子誘起チャンバ洗浄を示す。これにより、銅含有汚染物１３をハロゲン化銅化合物に変える工程と、ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒してハロゲン化銅化合物を揮発性化する工程が、２つの独立した、しかし連続した工程で行われる。
【００７２】
図５（ａ）は、チャック１１の上に配置されたウエハ１０を含む反応チャンバ１２を示す。例えば、ウエハ１０の反応性イオンエッチングのような処理の後に、銅含有汚染物１３がチャンバの壁１４に存在する。また、行われたプロセスに依存して、ポリマー含有残渣１５のような他の汚染物がチャンバの壁１４の上に存在しても良い（図５（ｂ）参照）。先の述べたように、最初に、例えばＯ２／ＳＦ６プラズマまたはＯ２／Ｃｌ２プラズマを用いたＷＡＣ洗浄が行われ、チャンバの壁１４からポリマー含有残渣１５が形成される。ＷＡＣ洗浄工程を行った後、ポリマー含有残渣１５はチャンバの壁１４から除去されているが、銅含有汚染物１３はそのままそこにある（図５（ｃ）参照）。
【００７３】
本具体例では、次に、銅含有汚染物１３が、ハロゲン含有プラズマに晒すことにより、最初にそれをハロゲン化銅化合物１８に変えて除去される（図５（ｄ）参照）。本発明の具体例では、銅含有汚染物をハロゲン化銅化合物に変える工程が、例えばＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨｌ含有ガスのようなハロゲン含有ガスに銅含有汚染物を晒すことにより行われる。
【００７４】
本発明の他の具体例では、銅含有汚染物をハロゲン化銅化合物に変える工程が、銅含有汚染物をハロゲン含有プラズマに晒すことにより行われても良い。ハロゲン含有プラズマは、ＢＣｌ３、ＨＢｒ、Ｂｒ２、Ｃｌ２、Ｉ２、ＨＣｌ、および／またはＨｌガスを用いて反応性イオンエッチングチャンバ中で形成される。
【００７５】
銅汚染物をハロゲン含有プラズマに晒す工程は、（例えばＣｌ２、Ｂｒ２、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＢＣｌ３／Ｃｌ２、ＨＩ等を用いる）ハロゲン含有プラズマを用いて、２００ワットと１０００ワットの間の電力、４ｍＴｏｒｒ（０．５３Ｐａ）と８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）との間の圧力、および５０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍの間の（導入）流速で行われても良い。例えば、６００ワットの電力で、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）の圧力のプラズマが使用される。
【００７６】
続いて、形成されたハロゲン化銅化合物１８は、次に、光子含有雰囲気に晒して揮発性化される。光子含有雰囲気は、例えばＨｅ、Ａｒ、またはＨ含有プラズマでも良い。
【００７７】
本発明の特定の具体例では、ハロゲン化銅化合物１８はＣｕｘＣｌｙを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマである。この具体例では、ハロゲン化銅化合物１８を光子含有雰囲気に晒し工程は、１０００ワットの電力で４Ｐａの圧力のプラズマを用いて行われても良い。
【００７８】
本発明の他の特定の具体例では、ハロゲン化銅化合物１８は、ＣｕｘＢｒｙを含み、光子含有雰囲気はＨｅプラズマである。この具体例では、ハロゲン化銅化合物１８を光子含有雰囲気に晒す工程は、１０００ワットの電力で１０．６７Ｐａの圧力のプラズマを用いて行われても良い。
【００７９】
ハロゲン化銅化合物を光子含有雰囲気に晒す間、および／または晒した後に、揮発性のハロゲン化銅生成物１７が反応チャンバ１２から除去されても良い。揮発性のハロゲン化銅生成物１７の除去は、反応チャンバ１２中での、揮発性のハロゲン化銅生成物１７の飽和を防止する。リフレッシングとも呼ばれる、反応チャンバ１２からの雰囲気の除去により、反応チャンバ１２中でのハロゲン化銅生成物１７の飽和が避けられ、チャンバの壁１４へのハロゲン化銅生成物１７の再付着が防止できる。
【００８０】
本発明の具体例では、低温でこの反応が行われるため、反応チャンバ１２からの揮発性ハロゲン化銅生成物１７の除去は重要な工程である。これは、一般に、導入ガス流速が、排気流速と、相対関係にあることを要求する。例えば、Ｈｅのための導入ガス流は、例えば標準の操作圧力（５ｍＴｏｒｒ（０．６７Ｐａ）から８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ））において２５０ｓｃｃｍより高い。本発明の具体例では、揮発性のハロゲン化銅生成物１７は、排出口を経て反応チャンバ１２から除去される。
【００８１】
図５（ｅ）は、本発明の具体例にかかる方法を行った後で、他のウエハ１０の処理に使用する準備ができた、反応チャンバ１２を示す。銅汚染物１３は実質的に完全に除去されて、標準的なプラズマプロセスのみが使用されたため、プラズマ処理を続けるためのプラズマチャンバの安定化処理は、最小に減らされている。
【００８２】
本発明のデバイスについて、材料と同様に、好適な具体例、特定の構造や配置について、ここで議論したが、形状や細部の多くの変化や変形は、添付された請求の範囲により規定されるこの発明の範囲から離れることなく行えることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
全ての図面は、本発明の幾つかの形態や具体例を表すことを意図する。図面は、明確化のために単純化された方法で記載される。全ての代替えや選択肢が描かれるわけではなく、それゆえに、本発明は、図面の内容に限定されるものではない。
【００８４】
【図１】従来のチャンバ洗浄手続きを概略的に示す。
【図２】本発明の具体例にかかる方法の一連の工程を示す。
【図３】本発明の具体例にかかる反応チャンバの光子誘起チャンバ洗浄を示す。
【図４】反応チャンバ中で行われるプラズマプロセス中、および本発明の具体例にかかる方法を用いて反応チャンバを洗浄した後の、銅の汚染物を表すＴＸＲＦダイアグラムを示す。
【図５】本発明の具体例にかかる方法の一連の工程を示す。
【００８５】
異なった図面において、同一の参照番号は、同一又は類似の要素を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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