(57)【要約】【解決手段】基板処理システムの処理チャンバをクリーニングする方法は、リモートプラズマ源（ＲＰＳ）に三フッ化窒素（ＮＦ3）ガスを供給することと、ＲＰＳを用いてＲＰＳプラズマを発生させることと、ＲＰＳプラズマを処理チャンバに供給することと、ＮＦ3ガスをバイパスガスとして処理チャンバに供給することと、ＲＰＳプラズマが供給されているときに処理チャンバ内でインサイチュプラズマを点火することと、クリーニング期間中にＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマの両方を用いて処理チャンバをクリーニングすることと、を含む。【選択図】図２
2020519008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理システムの処理チャンバをクリーニングする方法であって、
リモートプラズマ源（ＲＰＳ）に三フッ化窒素（ＮＦ3）ガスを供給することと、
前記ＲＰＳを用いてＲＰＳプラズマを発生させることと、
前記ＲＰＳプラズマを前記処理チャンバに供給することと、
ＮＦ3ガスをバイパスガスとして前記処理チャンバに供給することと、
前記ＲＰＳプラズマが供給されているときに、前記処理チャンバ内でインサイチュプラズマを点火することと、
クリーニング期間中に前記ＲＰＳプラズマと前記インサイチュプラズマの両方を用いて前記処理チャンバをクリーニングすることと、を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記クリーニング期間後に、前記インサイチュプラズマを消火するとともに、前記ＲＰＳプラズマを前記処理チャンバに供給しないことをさらに含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記基板処理システムは、化学気相成長（ＣＶＤ）を実行する、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記基板処理システムは、酸化物前駆体ガスを用いて基板上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を堆積させる、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記酸化物前駆体ガスは、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記基板処理システムは、原子層堆積（ＡＬＤ）を実行する、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記基板処理システムは、酸化物前駆体ガスを用いて二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を堆積させる、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記酸化物前駆体ガスは、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを含む、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記インサイチュプラズマを、５００Ｗ〜３０００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記インサイチュプラズマを、１０００Ｗ〜２０００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記インサイチュプラズマを、１４００Ｗ〜１６００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記ＲＰＳへのガス流量は、前記方法におけるチャンバ動作パラメータに対して最高効率の流量の９０％〜１１０％の範囲内である、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記ＲＰＳへのガス流量は、前記方法におけるチャンバ動作パラメータに対して最高効率の流量の９５％〜１０５％の範囲内である、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記ＲＰＳへのＮＦ3ガスのガス流量は、１０〜１２ｓｌｍの範囲にある、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記処理チャンバへのＮＦ3ガスのガス流量は、３〜５ｓｌｍの範囲にある、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１の期間の第１部の間に、前記処理チャンバ内で第１の圧力を維持することと、
前記第１の期間の第２部の間に、前記処理チャンバ内で前記第１の圧力とは異なる第２の圧力を維持することと、をさらに含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記第１の圧力は、２〜４トルの範囲にあり、前記第２の圧力は、０．５〜２トルの範囲にある、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の期間中に前記基板サポートの温度を３５０℃〜６５０℃の範囲に維持することをさらに含む方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、前記第１の期間中に前記基板サポートの温度を４４５℃〜５５０℃の範囲に維持することをさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、基板処理システムの処理チャンバをクリーニングするためのシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここで提示する背景説明は、本開示の文脈について概説する目的のものである。本項の背景技術で記載している範囲の本願の記名発明者らの成果、ならびに記載がなければ出願時の先行技術と認められないような記載の態様は、明示的にも黙示的にも、本開示の先行技術として認めるものではない。
【０００３】
基板処理システムは、半導体ウェハのような基板において、エッチング、堆積、および／またはその他の処理を実施するために用いられることがある。基板上で実施され得るプロセスの例として、限定するものではないが、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、ならびに／またはその他のエッチング、堆積、およびクリーニングプロセスが含まれる。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内で、ペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）などのような基板サポート上に配置され得る。例えば、処理中には、ガス混合物を処理チャンバ内に導入して、処理チャンバ内での化学反応を促進するためにプラズマを点火することがある。
【０００４】
処理チャンバ内でいくつかの基板を処理した後に、処理チャンバの側壁、基板サポート、および処理チャンバ内に配置されたその他の構成部材に、膜および／またはその他の反応物が蓄積することがある。膜および／またはその他の反応物の蓄積を除去するために、チャンバクリーニングプロセスが定期的に実行される。チャンバクリーニングプロセス中は基板を処理できないので、チャンバクリーニングプロセスの実行に要する時間を最小限にすることが重要である。
【発明の概要】
【０００５】
基板処理システムの処理チャンバをクリーニングする方法は、リモートプラズマ源（ＲＰＳ）に三フッ化窒素（ＮＦ3）ガスを供給することと、ＲＰＳを用いてＲＰＳプラズマを発生させることと、ＲＰＳプラズマを処理チャンバに供給することと、ＮＦ3ガスをバイパスガスとして処理チャンバに供給することと、ＲＰＳプラズマが供給されているときに処理チャンバ内でインサイチュプラズマを点火することと、クリーニング期間中にＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマの両方を用いて処理チャンバをクリーニングすることと、を含む。
【０００６】
他の特徴では、本方法は、クリーニング期間後に、インサイチュプラズマを消火するとともに、ＲＰＳプラズマを処理チャンバに供給しないことを含む。基板処理システムは、化学気相成長（ＣＶＤ）を実行する。基板処理システムは、酸化物前駆体ガスを用いて基板上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を堆積させる。酸化物前駆体ガスは、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを含む。基板処理システムは、原子層堆積（ＡＬＤ）を実行する。
【０００７】
他の特徴では、基板処理システムは、酸化物前駆体ガスを用いて二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を堆積させる。酸化物前駆体ガスは、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）ガスを含む。インサイチュプラズマを、５００Ｗ〜３０００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる。インサイチュプラズマを、１０００Ｗ〜２０００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる。インサイチュプラズマを、１４００Ｗ〜１６００Ｗの範囲のＲＦ電力を用いて発生させる。
【０００８】
他の特徴では、ＲＰＳへのガス流量は、本方法において用いるチャンバ動作パラメータに対して最高効率の流量の９０％〜１１０％の範囲内である。ＲＰＳへのガス流量は、本方法において用いるチャンバ動作パラメータに対して最高効率の流量の９５％〜１０５％の範囲内である。
【０００９】
他の特徴では、ＲＰＳへのＮＦ3ガスのガス流量は、１０〜１２ｓｌｍの範囲にある。処理チャンバへのＮＦ3ガスのガス流量は、３〜５ｓｌｍの範囲にある。
【００１０】
他の特徴では、本方法は、第１の期間の第１部の間に処理チャンバ内で第１の圧力を維持することと、第１の期間の第２部の間に処理チャンバ内で第１の圧力とは異なる第２の圧力を維持することと、を含む。
【００１１】
他の特徴では、第１の圧力は、２〜４トルの範囲にあり、第２の圧力は、０．５〜２トルの範囲にある。本方法は、第１の期間中に基板サポートの温度を３５０℃〜６５０℃の範囲に維持することを含む。本方法は、第１の期間中に基板サポートの温度を４４５℃〜５５０℃の範囲に維持することを含む。
【００１２】
本開示のさらなる適用可能分野は、詳細な説明、請求項、および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、単なる例示目的のものにすぎず、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本開示は、詳細な説明および添付の図面から、より良く理解されるであろう。
【００１４】
【図１】基板を処理するための基板処理システムの一例の機能ブロック図であり、この基板処理システムにおいて、本開示によるチャンバクリーニングプロセスが実行され得る。
【００１５】
【図２】本開示による、チャンバクリーニングプロセスを実行する方法の一例を示すフローチャートである。
【００１６】
【図３】クリーニング期間における、ＲＰＳプラズマ、インサイチュプラズマ、ＲＰＳへのＮＦ3ガスの供給、バイパスＮＦ3ガスの供給、ならびにチャンバ圧力の、タイミング図の例である。
【００１７】
【図４】先行技術および本開示によるクリーニングプロセスにおいて、処理チャンバ内に配置されたクーポンで測定されたエッチング速度の向上の一例を示すグラフである。
【００１８】
【図５】先行技術および本開示によるクリーニングプロセスにおいて、処理チャンバ内に配置されたクーポンで測定されたエッチング速度増加率の一例を示すグラフである。
【００１９】
【図６】先行技術および本開示によるチャンバクリーニングプロセスについて、短縮されたクリーニング期間の一例を示すグラフである。
【００２０】
図面では、類似および／または同等の要素を示すために、参照番号を繰り返し用いている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示によるシステムおよび方法は、チャンバクリーニングサイクル時間を短縮するために向上させたエッチング速度で、基板処理チャンバの内面上の膜およびその他の反応物をクリーニングするために用いられる。いくつかの例では、チャンバクリーニングを、約１．４μｍ／分のエッチング速度から、５μｍ／分を超えるまで向上させることができる。リモートプラズマ源（ＲＰＳ）に三フッ化窒素（ＮＦ3）ガス（または、ＮＦ3と不活性ガスの混合物）を供給し、ＲＰＳプラズマを処理チャンバに供給する。ＲＰＳプラズマが供給されているときに、さらに後述するように、バイパスＮＦ3ガスを用いてインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）プラズマを点火する。ＲＰＳへのＮＦ3と、処理チャンバへのバイパスガスの、デュアルパス供給によって、より高いエッチング速度を実現するための、ＲＰＳを通過する最大かつ最高効率のＮＦ3流量を超える、処理チャンバへの追加のＮＦ3流を確保する。
【００２２】
ここで図１を参照すると、ＲＦプラズマを用いてエッチングまたは堆積のような基板処理を実施するための例示的な基板処理システム１００を示している。基板処理システム１００は、処理チャンバ１０２を備え、これは、基板処理システム１００の他の構成部材を封入しているとともに、ＲＦプラズマを閉じ込める。基板処理システム１００は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）のような基板サポート１０６と、を備える。動作時には、基板１０８を、基板サポート１０６上に配置する。
【００２３】
単なる例として、上部電極１０４は、処理ガスおよびクリーニングガスを導入および分配するシャワーヘッド１０９を含み得る。シャワーヘッド１０９は、一端で処理チャンバの天面に接続されたステム部を有し得る。ベース部は、略円筒状であって、処理チャンバの天面から離間した位置で、ステム部の反対端から径方向外向きに広がっている。シャワーヘッドのベース部の基板対向面または表板は、処理ガスまたはパージガスが流出する複数の孔を有する。あるいは、上部電極１０４は、導電板を有するものであってよく、処理ガスは、別の手段で導入され得る。
【００２４】
ベースプレート１１０は、マルチゾーンのセラミック加熱プレートに相当し得る加熱プレート１１２を支持する。基板サポート１０６は、下部電極として機能するベースプレート１１０を含む。加熱プレート１１２とベースプレート１１０との間に、熱抵抗層１１４を配置してよい。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０にクーラントを流すための１つ以上のクーラント流路１１６を有し得る。
【００２５】
ＲＦ発生システム１２０は、ＲＦ電力を発生させて、上部電極１０４および下部電極（例えば、基板サポート１０６のベースプレート１１０）のうちの一方に出力する。上部電極および下部電極のうちの他方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地、またはフローティングさせてよい。単なる例として、ＲＦ発生システム１２０は、整合・配電ネットワーク１２４によって上部電極１０４またはベースプレート１１０に供給されるＲＦ電圧を発生させるＲＦ電圧発生器１２２を有し得る。他の例では、プラズマは、誘導生成されてよい。いくつかの例では、ＲＦ発生システム１２０は、５００Ｗ〜３０００Ｗの範囲のＲＦ電力を供給する。いくつかの例では、ＲＦ発生システム１２０は、１０００Ｗ〜２０００Ｗの範囲のＲＦ電力を供給する。いくつかの例では、ＲＦ発生システム１２０は、１４００Ｗ〜１６００Ｗの範囲のＲＦ電力を供給する。例えば、ＲＦ発生システム１２０は、１５００ＷでＲＦ電力を供給し得るが、他のＲＦ電力レベルを用いてもよい。いくつかの例では、ＲＦ発生システム１２０は、１３．２６ＭＨｚで動作し得るが、他の周波数を用いてもよい。
【００２６】
第１のガス供給システム１３０は、三フッ化窒素（ＮＦ3）ガスおよび／または１種以上の不活性ガスをそれぞれ供給する１つ以上のガス源１３２、１３３を有する。ガス源１３２、１３３は、１つ以上の弁１３４−１，１３４−２，１３４−３によってマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１３６−１，１３６−２，１３６−３に接続されている。ＭＦＣ１３６−１および１３６−２の出力は、リモートプラズマ源（ＲＰＳ）１３８に流体連通しているオプションの混合マニホールド１３７に供給される。いくつかの例では、ＲＰＳ１３８は、マイクロ波によるＲＰＳ、プラズマ管、またはその他のＲＰＳを含む。
【００２７】
ＲＰＳ１３８は、処理チャンバ１０２に選択的に供給されるリモートプラズマを発生させる。いくつかの例では、ＮＦ3は、用いるプロセスパラメータで分離するための最高効率の流量で、ＲＰＳ１３８に供給される。いくつかの例では、ＮＦ3は、分離するための最高効率の流量の９０〜１１０％の範囲内の流量でＲＰＳ１３８に供給される。典型的には、ＲＰＳ１３８では、用いる圧力、温度、および／またはクリーニングガス種のようなチャンバパラメータに基づいて、効率を規定する。特定のレシピについて、何らかの実験が必要になる場合がある。いくつかの例では、ＮＦ3は、分離するための最高効率の流量の９５〜１０５％の範囲内の流量でＲＰＳ１３８に供給される。
【００２８】
ガス源１３２は、弁１３４−３およびＭＦＣ１３６−３によって処理チャンバ１０２に接続されている。あるいは、ＮＦ3バイパスガス用に、別個のガス源を用いてよい。すなわち、ＭＦＣ１３６−３は、バイパスＮＦ3ガスを、ＲＰＳ１３８からの出力管に供給するか、または処理チャンバ１０２に直接供給する。いくつかの例では、ＲＰＳプラズマを開始させて、インサイチュプラズマを点火し、ＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマの両方をクリーニング期間にわたって維持し、インサイチュプラズマを消火してから、ＲＰＳプラズマを停止する。他の例では、ＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマを、略同時に開始させて、略同じクリーニング期間にわたって維持し、略同時に停止／消火する。いくつかの例では、インサイチュプラズマが点火される前または消火された後の所定期間にわたって、それぞれＲＰＳプラズマを維持してよい。
【００２９】
第２のガス供給システム１４１は、チャンバクリーニングより前の基板処理で用いるため、および／または処理チャンバのパージ用の、キャリアガス、前駆体ガス、および／またはパージガスのような他のガスもしくはガス混合物を供給するために、１つ以上の弁と、ＭＦＣと、マニホールド（図示せず）と、を有し得る。例えば、ガス供給システム１４１は、シリコン（Ｓｉ）または二酸化シリコン（ＳｉＯ2）前駆体ガスなどの前駆体を供給するために使用されることがある。いくつかの例では、前駆体ガスは、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）を含み、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜が堆積される。
【００３０】
加熱プレート１１２内に配置された複数の熱制御素子（ＴＣＥ）１４４に、温度コントローラ１４２を接続してよい。例えば、ＴＣＥ１４４は、限定するものではないが、マルチゾーン加熱プレートの個々のゾーンにそれぞれ対応するマクロＴＣＥ、および／またはマルチゾーン加熱プレートの複数のゾーンにわたって配置されるマイクロＴＣＥアレイ（図示せず）を含み得る。温度コントローラ１４２は、基板サポート１０６および基板１０８の温度を制御するように、複数のＴＣＥ１４４を制御するために用いてよい。
【００３１】
温度コントローラ１４２は、クーラント流路１１６におけるクーラントの流れを制御するために、クーラントアセンブリ１４６と連携し得る。例えば、クーラントアセンブリ１４６は、クーラントポンプおよび貯留槽を含み得る。温度コントローラ１４２は、基板サポート１０６の温度を制御するために、クーラントをクーラント流路１１６に選択的に流すようにクーラントアセンブリ１４６を操作する。
【００３２】
処理チャンバ１０２から反応物を排出させるために、弁１５０およびポンプ１５２を用いてよい。基板処理システム１００のコンポーネントを制御するために、システムコントローラ１６０を用いてよい。温度コントローラ１４２は、別個のコントローラとして示しているが、システムコントローラ１６０内に実装してもよい。温度コントローラ１４２は、さらに、本開示の原理に従って基板サポート１０６の温度を推定するために、１つ以上のモデルを実装するように構成されてよい。
【００３３】
次に図２を参照すると、本開示によるチャンバクリーニングプロセスを実行する方法２５０を示している。本方法は、２５２で、チャンバクリーニングを実行すべきかどうかを判定する。２５２が真である場合に、本方法は、必要であれば処理チャンバから基板を取り除いて、チャンバ圧力を所定の圧力範囲に設定する。
【００３４】
いくつかの例では、所定のチャンバ圧力は、０．２５トル〜６トルの範囲にある。いくつかの例では、クリーニングプロセス中のチャンバ圧力は、２つ以上の離散圧力値の間に調整される。いくつかの例では、クリーニング期間の第１部の間に、２〜４トルの第１の圧力範囲で第１のステップを実行し、第１部の後に続くクリーニング期間の第２部の間に、０．５〜２トルの圧力で第２のステップを実行する。他の例では、より低圧のステップの前に、より高圧のステップを実行する。さらなる他の例では、クリーニングプロセス中に圧力を単調に減少または増加させる。
【００３５】
いくつかの例では、クリーニング期間中に、基板サポートの温度は、３５０℃〜６５０℃の範囲の所定温度に制御される。いくつかの例では、クリーニング期間中に、基板サポートの温度は、４４５℃〜５５０℃の範囲の所定温度に制御される。
【００３６】
２５８で、ＮＦ3ガスをＲＰＳに供給して、ＲＰＳプラズマを発生させる。２６２で、ＲＰＳプラズマを処理チャンバに供給する。処理チャンバにＲＰＳプラズマが供給されているときに、バイパスＮＦ3ガスを、ＲＰＳ出力管に供給するか、または処理チャンバに直接供給して、ＲＦ電力を供給することによりインサイチュプラズマを発生させる。本方法は、２７２で、クリーニング期間が終了したかどうかを判定する。２７２が偽である場合に、本方法は、引き続き２５８を実行する。偽でない場合は、２７６で、インサイチュプラズマを消火して、ＲＰＳプラズマを停止し、本方法はリターンする。
【００３７】
いくつかの例では、ＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマを、順次または略同時に、それぞれ供給および点火し、インサイチュプラズマとＲＰＳプラズマを、順次または略同時に、それぞれ消火／停止する。他の例では、第１の時点でＲＰＳプラズマを供給し、第１の時点の後の所定期間に起きる第２の時点で、バイパスガスを供給およびインサイチュプラズマを点火する。クリーニング期間中に、ＲＰＳプラズマとインサイチュプラズマの両方を同時に供給する。クリーニング期間の後に、インサイチュプラズマとＲＰＳプラズマを略同時に消火／停止するか、または、インサイチュプラズマを消火してから、介在期間を伴って、もしくは介在期間を伴うことなく、次にＲＰＳプラズマを停止する。
【００３８】
さらなる他の例では、ＲＰＳへの不活性ガス流を開始させて、ＲＰＳプラズマを発生させる。次に、ＲＰＳを、ＮＦ3および１種以上の不活性ガスに切り替える。次に、インサイチュプラズマのためのＮＦ3バイパスガスを供給して、インサイチュプラズマを点火する。いくつかの例では、ＮＦ3ガス流および不活性ガス流を、最終セットポイント流量または定常状態セットポイント流量に調整することができる。インサイチュＲＦ電力を、最終ＲＦ電力レベルまたは定常状態ＲＦ電力レベルに調整することができる。ＲＰＳとインサイチュによるチャンバのクリーニングを、クリーニング期間にわたって実施する。クリーニング期間が終了したら、インサイチュＲＦおよびバイパスガス流をターンオフする。ＲＰＳへのＮＦ3ガス流およびＲＰＳプラズマをターンオフする。
【００３９】
次に図３を参照すると、例示的なクリーニングプロセスを示している。ＮＦ3ガスをＲＰＳに供給し、バイパスＮＦ3ガスを処理チャンバに供給する。ＲＰＳプラズマおよびインサイチュプラズマを開始させて、クリーニング期間にわたって維持する。いくつかの例では、チャンバ圧力を上述のように変化させる。
【００４０】
次に図４を参照すると、グラフは、先行技術および本開示によるクリーニングプロセスにおいて、処理チャンバ内に配置されたクーポンで測定されたエッチング速度の向上の一例を示している。３００では、インサイチュプラズマを用いることなく、ＲＰＳプラズマを用いて、処理チャンバをクリーニングする。例えば、ＮＦ3ガスを約１１ｓｌｍの流量でＲＰＳに供給する。３１０では、インサイチュプラズマを用いることなく、より高いＮＦ3ガス流量でＲＰＳプラズマを用いて、処理チャンバをクリーニングする。例えば、ＲＰＳに供給されるＮＦ3ガスを、約１５ｓｌｍの流量に増加させる。図示のように、エッチング速度が、わずかに向上する。３２０では、バイパスＮＦ3ガスを用いることなく、ＲＰＳプラズマおよびインサイチュプラズマを用いて、処理チャンバをクリーニングする。ＮＦ3ガスを、約１１ｓｌｍの流量でＲＰＳに供給する。図示のように、３１０と比較して、エッチング速度がわずかに向上する。
【００４１】
３３０では、バイパスＮＦ3ガスを用いることなく、ＲＰＳプラズマおよびインサイチュプラズマを用いて、処理チャンバをクリーニングする。ＮＦ3ガスを、より高い約１５ｓｌｍのガス流量でＲＰＳに供給する。図示のように、３２０と比較して、エッチング速度がわずかに向上する。
【００４２】
３３０では、バイパスＮＦ3ガスと共に、ＲＰＳプラズマおよびインサイチュプラズマを用いて、処理チャンバをクリーニングする。ＮＦ3ガスを、約１１ｓｌｍの流量でＲＰＳに供給し、バイパスＮＦ3ガスを、約４ｓｌｍの流量のガス流で供給する。図示のように、３００、３１０、３２０、３３０と比較して、エッチング速度が顕著に向上する。エッチング速度は、３００のベースラインと比較して、３３０の約８０％から、３４０の約１４０％に増加した。
【００４３】
次に図５を参照すると、先行技術および本開示によるクリーニングプロセス３００〜３４０において、処理チャンバ内に配置されたクーポンで測定されたエッチング速度増加率を示している。バイパスＮＦ3ガスと共に、インサイチュプラズマおよびＲＰＳプラズマを用いたときは、エッチング速度増加率に顕著な向上が認められる。
【００４４】
次に図６を参照すると、本明細書に記載のチャンバクリーニング方法により、同等のエッチング成果を得るためのチャンバクリーニングプロセスのクリーニング期間は短縮される。図６では、バイパスＮＦ3ガスと共にインサイチュプラズマおよびＲＰＳプラズマを用いたプロセスを、ベースラインのクリーニングプロセス３００と比較している。本例では、クリーニングプロセス期間は、ベースラインのクリーニングプロセス３００と比較して、４０％よりも多く短縮される。
【００４５】
一例では、チャンバの７μｍの膜蓄積を除去するために、約９０秒のクリーニング期間を用いた。他の例では、膜蓄積量によって、クリーニング期間は異なる。いくつかの例では、クリーニング期間は、２０秒〜１０分の範囲にあり得る。他の例では、クリーニング期間は、１分〜５分の範囲にあり得る。
【００４６】
上記説明は、本質的に、単なる例示的なものにすぎず、本開示、その応用、または使用を限定するものでは決してない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。従って、本開示では具体的な例の記載があるものの、本開示の真の範囲は、それらに限定されるべきではなく、他の変形例は、図面、明細書、および添付の請求項を精査することで、明らかになるであろう。本開示の原理を変更することなく、ある方法の範囲内で１つ以上のステップを異なる順序で（または並列に）実行してよいことは、理解されるべきである。さらに、各実施形態は、上記では、いくつかの特定の特徴を有するものとして説明しているが、本開示のいずれかの実施形態に関して記載している特徴のいずれか１つ以上を、他のいずれかの実施形態において、かつ／または他のいずれかの実施形態の特徴と組み合わせて、その組み合わせが明記されていなくても実施することができる。つまり、記載の実施形態は相互排他的なものではなく、１つ以上の実施形態で相互に入れ換えても、本開示の範囲から逸脱しない。
【００４７】
要素（例えば、モジュール、回路要素、半導体層など）の間の空間的関係および機能的関係について、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「係合させた（ｅｎｇａｇｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「隣接した（ａｄｊａｃｅｎｔ）」、「〜の隣に（ｎｅｘｔ ｔｏ）」、「〜の上に（ｏｎ ｔｏｐ ｏｆ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「配置された（ｄｉｓｐｏｓｅｄ）」などの多様な用語を用いて記述している。上記の開示において、第１と第２の要素間の関係について記述している場合には、「直接的」であると明記していない限り、その関係は、第１と第２の要素間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるとともに、第１と第２の要素間に（空間的または機能的に）１つ以上の介在要素が存在する間接的な関係の可能性もある。本明細書で使用される場合の、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」という表現は、非排他的論理和「または（ＯＲ）」を用いた論理和「ＡまたはＢまたはＣ」を意味するものと解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」を意味するものと解釈されてはならない。
【００４８】
いくつかの実現形態において、コントローラは、上記の例の一部であり得るシステムの一部である。そのようなシステムは、プロセスツールもしくはツール群、チャンバもしくはチャンバ群、処理用プラットフォームもしくはプラットフォーム群、および／または（ウェハペデスタル、ガスフローシステムなどの）特定の処理コンポーネント、などの半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウェハまたは基板の処理前、処理中、処理後のそれらのオペレーションを制御するための電子装置と統合されることがある。電子装置は、「コントローラ」と呼ばれることがあり、これにより、そのシステムまたはシステム群の各種コンポーネントまたはサブパーツを制御し得る。コントローラは、プロセス要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、パワー設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給の設定、位置および動作設定、ツールとの間および他の移送ツールとの間および／または特定のシステムに接続もしくはインタフェースしているロードロックとの間のウェハ移送など、本明細書に開示のプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされ得る。
【００４９】
コントローラは、広義には、種々の集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子装置であって、命令を受け取り、命令を発行し、オペレーションを制御し、クリーニング動作を実現し、終点測定を実現するなどの電子装置と定義され得る。集積回路には、プログラム命令を格納したファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ、が含まれることがある。プログラム命令は、半導体ウェハ上での特定のプロセスまたは半導体ウェハのための特定のプロセスまたはシステムに対する特定のプロセスを実行するための動作パラメータを規定する様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形でコントローラに伝達される命令であり得る。動作パラメータは、一部の実施形態では、ウェハの１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはダイの作製において１つ以上の処理工程を実現するために、プロセスエンジニアによって規定されるレシピの一部であり得る。
【００５０】
コントローラは、いくつかの実現形態において、システムに統合もしくは結合されるか、またはその他の方法でシステムにネットワーク接続されたコンピュータの一部であるか、またはそのようなコンピュータに結合されたものであるか、またはそれらの組み合わせであり得る。例えば、コントローラは、「クラウド」にあるか、またはファブホストコンピュータシステムの全体もしくは一部であってよく、それは、ウェハ処理のためのリモートアクセスを可能とするものであり得る。そのコンピュータによって、製造オペレーションの現在の進行状況を監視し、過去の製造オペレーションの履歴を調査し、複数の製造オペレーションからの傾向またはパフォーマンスメトリックを調査するため、現在の処理のパラメータを変更するため、現在の処理に従って処理工程を設定するため、または、新たなプロセスを開始するための、システムへのリモートアクセスが実現され得る。いくつかの例において、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得るネットワークを介して、システムにプロセスレシピを提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力もしくはプログラミングを可能とするユーザインタフェースを有してよく、それらのパラメータおよび／または設定は、その後、リモートコンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上のオペレーションにおいて実行される各々の処理工程のパラメータを指定するデータの形で命令を受け取る。なお、それらのパラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラがインタフェースまたは制御するように構成されているツールのタイプ、に固有のものであり得ることは、理解されなければならない。その場合、上述のように、相互にネットワーク接続されているとともに、本明細書に記載のプロセスおよび制御などの共通の目的に向かって協働する１つ以上の別個のコントローラを備えることなどによって、コントローラを分散させてよい。このような目的の分散コントローラの一例は、チャンバに搭載する１つ以上の集積回路であり、これらは、（プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として、など）遠隔配置された１つ以上の集積回路と通信して、共同でチャンバにおけるプロセスを制御する。
【００５１】
例示的なシステムは、限定するものではないが、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、成膜チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、クリーンチャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相成長（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウェハの製作および／または製造に関連もしくは使用することがある他のいずれかの半導体処理システム、を含み得る。
【００５２】
上述のように、コントローラは、ツールで実行される処理工程もしくは工程群に応じて、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール部品、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場の至るところに配置されたツール、メインコンピュータ、他のコントローラ、または半導体製造工場においてツール場所および／もしくはロードポートとの間でウェハの容器を移動させる材料搬送で使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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