JP2001520463A

JP2001520463A - エッチングチャンバ洗浄方法

Info

Publication number: JP2001520463A
Application number: JP2000517127A
Authority: JP
Inventors: ジェラルド，ゼヤオイン，; キュ−イキアン，; パトリック，エルリーヘイ，; ジョナサン，ディ．モーン，; ウェイチンチョウ，; アーサー，ワイ．チェン，; ズィ−ウェンサン，; ブライアン，ケー．ハッチャー，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2001-10-30
Also published as: WO1999020812A1; US6379575B1

Abstract

(57)【要約】エッチングチャンバ（３０）を処理および調整し、エッチングチャンバ（３０）の壁（４５）とコンポーネント上の薄く不均一なエッチング残留物を洗浄するための装置（２０）およびプロセスである。エッチング段階において、エッチングチャンバ（３０）内で基板（２５）がエッチングされて、チャンバ内の壁とコンポーネントの表面上に薄いエッチング残留物層が堆積する。洗浄段階において、エッチングチャンバ（３０）付近のリモートチャンバ（４０）内に洗浄ガスが導入され、リモートチャンバ内にマイクロ波または高周波エネルギーが加えられて活性洗浄ガスを形成する。エッチングチャンバの壁（４５）とコンポーネント上のエッチング残留物を洗浄するために、高い流量における活性洗浄ガスの短い噴射がエッチングチャンバ（３０）内に導入される。この方法は、チャンバ内の、窒化アルミニウム、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、またはこれらの混合物を含むセラミック表面に化学的に堆積したエッチング残留物を洗浄する場合に特に有益である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明はエッチングチャンバに関し、また、基板をエッチングし、チャンバの
表面を洗浄および調整する方法に関する。

【０００２】

【背景技術】

集積回路の製造において、基板上の二酸化シリコン、多結晶シリコン、ケイ化
タングステン、金属の層を所定のパターンでエッチングして、ゲート、バイアス
、コンタクトホール、インターコネクトラインを形成する。エッチングプロセス
では、従来のフォトリソグラフィ方法を用いて、基板上に、パターン化した、酸
化ハードマスクのようなマスク層またはフォトレジスト層を形成し、また、基板
の露出した部分が、静電または誘導結合プラズマによってエッチングされる。一
般に使用されているエッチャントハロゲンガスには、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＮＦ₃といったフッ素処理したガスと、Ｃｌ₂、ＣＣｌ₄、ＳｉＣｌ₄、ＢＣｌ₃といった塩素
処理したガス、ＨＢｒ、Ｂｒ、ＣＨ₃Ｂｒといった臭素処理したガスが含まれる。

【０００３】エッチングプロセスでは、エッチングチャンバは、チャンバ内の壁やその他の
コンポーネント上に堆積する薄いエッチング残留物の層によって汚染される。エ
ッチング残留物層の組成物は、エッチャントガス、エッチングされる材料、基板
に加えるマスク層の組成によって変わる。シリコンをエッチングする場合には、
基板から気化またはスパッタしたシリコン含有気体種がチャンバ環境内にあり、
および金属種をエッチングする場合には、金属イオンがチャンバ環境内にある。
チャンバ内に気体炭化水素または酸素種を形成するために、基板上のレジストま
たはマスク層をエッチャントガスを用いて部分的にエッチングすることもできる
。これらの異なる種がチャンバ環境内で結合し、炭化水素、元素シリコンまたは
金属種を含有し、しばしば酸素、窒素、またはホウ素も含有する重合副次物を形
成する。重合副次物はチャンバの壁およびコンポーネント上に薄いエッチング残
留物の層として堆積する。エッチング残留物層の組成は、局所的に限定した気体
環境の組成に従って、チャンバ全体にかけて幅広く変えることができる。

【０００４】基板の汚染を防止し、ムラのない均一な化学組成と表面機能を有する内部チャ
ンバ表面を提供するために、エッチングプロセス中に形成された不均一なエッチ
ング残留物層を定期的に洗浄しなければならない。さもないと、チャンバ内で実
施されるエッチングプロセスのエッチング特性が大きく変わってしまう可能性が
ある。従来の湿式洗浄プロセスでは、技師がエッチング装置を定期的に停止して
、酸性薬剤または溶剤を使ってチャンバの壁をこすり洗いしなければならない。
競争の激しい半導体業界では、エッチングチャンバのダウンタイムによって起こ
る基板１枚あたりのコストの増加は望ましくない。また、湿式洗浄プロセスは技
師が手作業で行うため、１セッションずつ異なってしまうことが多々あり、チャ
ンバ内で行われるエッチングプロセスの再生産性を制限してしまう。

【０００５】一般に使用されている別のエッチングチャンバ洗浄方法では、エッチングチャ
ンバ内部で生成された、in-situイオン化プラズマを使用してチャンバの壁を洗浄する。しかしながら、in-situイオン化プラズマ種は非常に強力で、チャンバの壁とチャンバコンポーネントを急速に腐食してしまう。チャンバ内の腐食され
た部品とコンポーネントを定期的に交換する非常に経費がかかってしまう。また
、強力なプラズマ種によるチャンバ表面およびコンポーネントの表面腐食は、し
ばしばチャンバ内で次に実施されるプラズマエッチングプロセス段階の不安定性
と再生産性の欠如を引き起こしてしまう。例えば、チャンバ内の壁とコンポーネ
ントの露出した表面上の濃度、タイプ、または表面機能における変化は、これら
の表面上のガスおよび気体の粘着係数に影響を及ぼし、またその結果、チャンバ
内の気体プラズマエッチングの化学的性質にも影響してしまう。過剰に活発な表
面機能グループを有するチャンバ表面は、基板のエッチングに必要な気体化学種
の濃度を激減させてしまう。さらに、許容可能な洗浄値を達成するのに必要な比
較的高いプラズマ電力レベルは、システムコンポーネントを損傷し、チャンバの
内部表面を物理的に拭き取る以外に除去方法がない残留副次物を生成する傾向が
ある。例えば、アルミニウムチャンバ表面を洗浄するために使用されるＮＦ₃プラズマは、非化学プロセスではエッチングできないＡｌ_XＦ_Y化合物を形成してし
まう。別の例として、Ｓｉ₃Ｎ₄ ＣＶＤ堆積装置を洗浄するためにＮＦ₃ガスを使用すると、Ｎ_XＨ_YＦ₂化合物が形成され、これが排気ポンプまたは真空ポンプに堆積して排気ポンプの信頼性に影響を及ぼす。

【０００６】化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスでは、リモートチャンバ内でマイクロ波によ
って活性化され、さらに静電結合したプラズマin-situによってＣＶＤチャンバ内でエネルギーを与えられる洗浄ガスを、これらのチャンバ内に形成された比較
的厚く均一なＣＶＤ堆積層を洗浄するために使用してきた。従来のＣＶＤプロセ
スでは、アルミニウムまたは二酸化シリコンのような材料の層を基板上に堆積さ
せるためにリアクタンス性ガスが使用される。この堆積プロセスの間、チャンバ
の壁および表面上に形成されたＣＶＤ堆積物は、しばしば厚いＣＶＤ層として基
板上に堆積される。ＣＶＤ堆積物はさらに、基板上に堆積した材料と関連する比
較的一定で均一な化合物を含有している。厚く、化学的に均一なＣＶＤ堆積は、
ハイパワーのマイクロ波や静電結合プラズマによって洗浄することができる。こ
の例は、本明細書でも参照している米国特許第５，４４９，４１１号に説明され
ている。また、別の例では、一般に譲渡された欧州特許第５５５５４６Ａ１
号が、シリコンのＣＶＤと、ＮＦ₃またはＣＦ₄／Ｏ₂のマイクロ波プラズマを使用したＣＶＤチャンバの壁からのシリコン堆積物の除去を開示している。同様に
、ドイツ特許第４，１３２，５５９Ａ１号も、遠隔的に生成したＮＦ₃のマイクロ波プラズマを使ったＣＶＤ堆積チャンバの洗浄方法を説明している。

【０００７】しかしながら、チャンバ内の厚く、化学量論的に均一なＣＶＤ堆積物用のＣＶ
Ｄチャンバ洗浄プロセスは、エッチングチャンバの内部表面上に形成された薄く
、異なる化合物のエッチング残留物層の洗浄には適していない。薄いエッチング
残留物層は、残留物層を除去した後での洗浄プロセスの停止を困難にし、その結
果、その下のチャンバ表面を広範囲にわたって腐食してしまう。また、チャンバ
の異なる場所におけるエッチング残留物層の様々な化学量論と組成により、全て
の残留物を洗浄することが困難である。例えば、チャンバ流入部または排気部付
近に形成されたエッチング残留物は、基板付近に形成された、より高い濃度の重
合または酸化マスク種を含んでいるエッチング残留物よりも薄く、エッチャント
ガス種（またはエッチングされる材料）の濃度が高い。薄く柔軟な残留物層の下
のチャンバ壁部を腐食することなく、または逆に、厚く、化学的に硬質な残留物
層の洗浄残しをすることなく、様々な化学量論組成のエッチング残留物を均一に
エッチングすることができるプラズマまたはガスを生成することは非常に困難で
ある。これらの理由から、堆積チャンバ内のＣＶＤ堆積物の従来の洗浄方法は、
エッチングチャンバの壁やコンポーネント上に形成された極薄で組成の異なるエ
ッチング残留物層を、その下の壁およびコンポーネント表面を損傷または腐食す
ることなく洗浄するためには効果がない。

【０００８】従って、チャンバ内における活性洗浄ガスとエッチング残留物との化学反応を
最大限にし、チャンバ内の露出した表面と洗浄ガスとの反応性を最小限にする処
理プロセスが望ましい。さらに、化学的に付着したエッチャント堆積物を、チャ
ンバ内の化学的に能動な表面から除去し、これらの表面の本来の化学反応性と表
面機能グループを復活させるエッチングチャンバの処理方法がさらに望ましい。
また、チャンバの壁とコンポーネントを過度に腐食することなく、厚さが様々で
、化学量論が不均一なエッチング残留物を除去するチャンバ洗浄プロセスがさら
に望ましい。

【０００９】

【発明の概要】

本発明は、安定性と再生産性が高いエッチングパフォーマンスを提供するため
に、エッチングチャンバ内で基板をエッチングし、エッチングチャンバの壁とコ
ンポーネントから、不均一で組成の異なるエッチング残留物層を除去し、チャン
バ内のセラミック表面を処理および調整する装置および方法を提供する。エッチ
ング段階において、エッチングチャンバ内で基板がエッチングされ、これにより
、薄いエッチング残留物層がエッチングチャンバ内の壁やコンポーネントの表面
上に堆積する。洗浄段階において、例えばリモートチャンバ内にマイクロ波また
は高周波エネルギーを加えることにより、エッチングチャンバに隣接するリモー
トチャンバ内で洗浄ガスが活性化される。エッチングチャンバ内の壁とコンポー
ネント上のエッチング残留物を洗浄するために、この活性洗浄ガスがエッチング
チャンバ内に導入される。この方法は、窒化アルミニウム、炭化ホウ素、窒化ホ
ウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン
、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、またはその混合物を含有
するセラミック表面に頑固に付着した、またはこの表面と化学反応を生じるエッ
チング残留物を洗浄するのに特に有益であることがわかっている。

【００１０】例えばシリコン含有層といったある特定の材料をエッチングする場合、一次重
合、酸素、シリコン含有種を含んでおり、厚さが約０．０１から約１ミクロンの
比較的薄いエッチング残留物層がチャンバの壁と表面上に形成される。このよう
なエッチャント層は、高流量の活性洗浄ガスの短い噴射を、容積が約４０，００
０ｃｍ³のチャンバに対して約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ^Rで
、約０．５から約１００秒の間エッチングチャンバ内に導入することで効果的に
除去できることがわかっている。

【００１１】エッチングチャンバからのスループットを増加するためには、基板がエッチン
グチャンバの外に搬送されている間に、または搬送された直後に洗浄プロセスを
実行することが好ましい。また、チャンバ表面または基板表面を腐食することな
くチャンバ内の表面を洗浄および調整するためには、基板をチャンバ内に、また
はチャンバの外に搬送している間に、高流量の活性洗浄ガスの短い噴射を、短時
間の間エッチングチャンバ内に導入することが好ましい。次に、別の基板がチャ
ンバ内に導入され、基板の供給が終了するまで、エッチング、搬送、洗浄および
調整段階が繰り返される。好ましい形態において、チャンバの側壁および表面に
沿ってより多くの洗浄ガスの層流を供給するために、リモートチャンバはエッチ
ングチャンバよりも高圧に維持されている。

【００１２】さらに、本発明の別の面によれば、エッチング残留物と非常に反応しやすいエ
ッチングチャンバ表面の優れた洗浄および調整は、チャンバ内に活性ガスを、複
数の個別の段階において導入することで達成できることがわかっている。マルチ
サイクル調整プロセスは、（ｉ）リモートチャンバ内のガスアクティベーターを
第１電力レベルに維持することにより形成された第１活性洗浄ガスを、エッチン
グチャンバ内に導入する第１段階と、（ｉｉ）リモートチャンバ内のガスアクテ
ィベーターを、第１電力レベルとは異なる第２電力レベルに維持することにより
形成された第２活性洗浄ガスを、エッチングチャンバ内に導入する第２段階を少
なくとも１つ備えている。第１段階における洗浄ガスは、基板付近のチャンバの
壁とコンポーネントにおける硬く厚いエッチング残留物を除去することができる
、より分解され化学反応性の高い種を含有している。第２洗浄段階における洗浄
ガスは、セラミック表面のような表面をより穏やかに処理および調整するために
、低電力レベルで活性化される。各洗浄段階の継続時間は約０．５から約１００
秒間であり、より好ましくは約０．５から約２４秒間である。マルチサイクルプ
ロセスは、チャンバの壁を処理し、エッチング残留物の濃度を所望のレベルにま
で減衰するのに十分な回数だけ繰り返すことが可能である。

【００１３】また別の面において、本発明は、プロセスガスをエッチングチャンバ内に導入
するプロセスガス入口と、基板をエッチングするためにプロセスガスからプラズ
マを形成するプラズマ発生装置と、消費したプロセスガスをエッチングチャンバ
から排気する排気システムとを備えたエッチングチャンバを備えたエッチング装
置に関する。活性洗浄ガスの生成には、エッチングチャンバに隣接するリモート
チャンバが使用される。ガス分配システムは、（ｉ）活性洗浄ガスをリモートチ
ャンバからエッチングチャンバへと搬送するガス管路と、（ｉｉ）活性洗浄ガス
の流れをチャンバの１つ以上の内部表面に、実質的に平行に且つ隣接するように
方向付けるガス流分配器と、（ｉｉｉ）ガス流分配器内への活性洗浄ガスの流れ
を調整するガス流調整器とを備えている。ガス流分配器は、薄いエッチング残留
物層を有するチャンバの一部を腐食することなく、より厚いエッチング残留物層
を優先的に除去するために、活性洗浄ガスの流れをこれらの範囲に方向付ける、
厚いエッチング残留物層を有するチャンバ内の表面に隣接して配置されたノズル
を備えていることが好ましい。

【００１４】本発明のこれらおよびその他の特徴、性質、利点は、本発明の例を説明する図
面、説明、添付の請求項からより明白に理解される。以下に示す説明と図面は、
本発明の例証的な特徴を説明するものであり、これらの特徴の各々は、単に特定
の図面の状況のみにおいてだけでなく、本発明において一般的に使用できるもの
であり、また、本発明はこれらの特徴のあらゆる組み合わせを含む。

【００１５】

【発明の実施の形態】

装置２０は、図１に略図で示すように、本発明による基板２５をエッチングす
るために適しており、基板を処理するためのプロセスゾーンを画定する密閉され
た注入チャンバ３０、活性洗浄ガスを形成するリモートチャンバ４０、基板のカ
セットを保持するために低圧に維持されているロードロックトランスファエリア
（図示せず）を備えている。ここで示す装置２０特定の実施例は、半導体基板２
５の処理に適しており、また、本発明を説明するためのみに提供されており、本
発明の範囲を限定するために使用されてはならない。装置２０の特別な特徴は、
１９９６年２月２日出願の米国特許明細書、出願番号第０８／５９７，４４５号
"ＲＦＰｌａｓｍａＲｅａｃｔｏｒｗｉｔｈＨｙｂｒｉｄＣｏｎｄｕｃｔｏｒａｎｄＭｕｌｔｉ−ＲａｄｉｕｓＤｏｍｅＣｅｉｌｉｎｇ"と、１９９３年２月１５日出願の米国特許明細書、出願番号第０８／３８９，８８
９号に説明されている。これらの明細書については本明細書中で参照している。
密閉された注入チャンバ３０は、金属、セラミック、ガラス、ポリマー、また複
合材料を含むさまざまな材料の内の１つで製造した側壁４５と底部壁５０とを備
えている。エッチングチャンバ３０内に画定されたプロセスゾーンは、基板２５
の直ぐ上にあってこれを包囲しており、また、容積が少なくとも約１０，０００
ｃｍ³、さらに好ましくは約１０，０００から約５０，０００ｃｍ³である。密閉
された注入チャンバ３０を製造するためには、アルミニウム、陽極酸化アルミニ
ウム、"ＨＡＹＮＥＳ２４２"、"Ａｌ−６０６１"、"ＳＳ３０４"、"ＳＳ３１６"、ＩＮＣＯＮＥＬを含む金属が一般に用いられるが、中でも陽極酸化アルミニウムが好ましい。

【００１６】プロセスゾーンは、平坦、長方形、弓状、円錐形、ドーム型、またはマルチラ
ディアスドーム型のシーリング５５を備えている。プラズマゾーン内でエッチャ
ントガスの分解を増加させるために、プラズマプロセスゾーンの容積全体にかけ
てプラズマソースパワーを一定に分配できるように、シーリング５５はドーム型
であることが好ましい。この例として、１９９６年２月５日出願のＭａ等による
米国特許明細書、出願番号第０８／５９６，９６０号"ＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓｓｆｏｒＥｔｃｈｉｎｇＭｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔＡｌｌｏｙ
ｓ"がある。これについては本明細書中で参照している。ドーム型シーリング５５は、基板２５付近での分解されたイオンの再結合損失を減少させ、これにより
平坦なシーリングと比べて、基板全体にかけてプラズマイオンの密度が一定にな
る。これは、イオン再結合損失がシーリング５５の付近で起こり、ドーム型シー
リングは、平坦なシーリングよりも基板の中央６０からの距離が長いためである
。ドーム型シーリング５５は、プラーナ（すなわち平坦なドーム型）、円錐形、
切頭円錐形、円筒形、または、基板２５上にドーム型の面を提供する、これらの
形の他の組み合わせであってよい。

【００１７】ガスフローメータ８０を操作するプロセスガス供給源７０とガスフロー制御シ
ステム７５を含む分配システム６５を介して、プロセスガスが注入チャンバ３０
内に導入される。ガス分配システム６５は、基板２５（図示のとおり）の周囲に
配置したガス出口８５か、または注入チャンバ３０のシーリングに取り付けた、
内部に出口を備えた（図示せず）シャワーヘッドを設けることもできる。消費さ
れたプロセスガスとエッチャント副次物は、注入チャンバ３０内で最低限の圧力
、約１０^-3ｍＴｏｒｒを達成することが可能な排気部９０（一般に、１０００リ
ットル／秒のラフィングポンプを含む）を介して、プロセスチャンバ３０から排
気される。排気部９０内には、消費したプロセスガスの流れとチャンバ３０内の
プロセスガスの圧力とを制御するためにスロットルバルブ９５が設けられている
。基板の表面１０５全体にかけて、気体をより対称的および均一に分配するため
に、非対称ポンピングチャネル１００を用いて、チャンバ３０からガスを外に押
し出すことが好ましい。

【００１８】電界をチャンバのプロセスゾーン内に結合するプラズマ発生装置１１０を用い
て、チャンバ３０内に導入されたプロセスガスからプラズマが形成される。適切
なプラズマ発生装置１１０は、プロセスチャンバ３０の中央を通ってのび、基板
２５の平面に対して垂直な縦垂直軸と一致する中央軸と円形対称を持つ、１つ以
上のインダクタコイルから成るインダクタアンテナ１１５を備えている。インダ
クタアンテナ１１５は、巻数が１から１０、より一般的には巻数が２から６であ
ることが好ましい。米国特許明細書第０８／６４８，２５４号で説明されている
ように、プラズマとの近接結合との強力な誘導束連結を提供し、これにより、基
板２５付近のプラズマゾーン内でより高いプラズマイオン密度を得るために、シ
ーリング５５付近に所望の電流とアンテナターン（ｄ／ｄｔ）（Ｎ＝１）を備え
た製品を提供するべく、装置と多数のソレノイドセルが選択される。インダクタ
アンテナ１１５がドームシーリング５５付近に配置されている場合には、チャン
バ３０のシーリングは、高周波フィールドに対して透過性を有する、機械加工し
た二酸化シリコンの板のような、または湾曲した形状にするために互いに接着さ
れたシリコンまたは二酸化シリコンのタイルのような誘電体材料を備えている。
好ましくは、プロセスチャンバ３０の側壁４５の周囲を包囲するインダクタコイ
ル１１５は、イオン密度がインダクタコイル１１５付近の局所的なイオン化によ
って影響されるために、基板中央６０にかけて直接プラズマイオン密度を高める
「平坦な」ドーム型をしたマルチラディアスドーム型のインダクタコイルであり
、マルチラディアスインダクタコイルは、半球形コイルよりも基板中央６０に近
いほうがよい。別の好ましい実施例では、シーリング５５は、少なくとも中央半
径Ｒとコーナー半径ｒとを有するマルチラディアスドームを備えており、ここで
、ｒは中央半径Ｒよりも小さく、Ｒ／ｒは約２から約１０である。

【００１９】さらに、磁気拡大したリアクタを使って、プラズマゾーン内で形成されたプラ
ズマを拡張することもできる。ここで、プラズマの密度と均一性を増すべくプラ
ズマゾーンに磁界を適用するために、永久磁石または電磁気コイルのような磁界
発生装置（図示せず）を使用する。本明細書中でも参照している１９８９年６月
２７年出願の、米国特許第４，８４２，６８３号に説明されているように、磁界
は、基板２５の平面に対して平行に回転する磁界の軸を有する回転磁界を備えて
いることが好ましい。チャンバ３０内の磁界は、プラズマ内に形成されたイオン
の密度を高めるのに十分強力であり、ＣＭＯＳゲートのような特徴へのチャージ
アップダメージを減少させるように十分に均一である。一般に、基板の表面１０
５上で測定された磁界は５００ガウスよりも小さく、さらに一般的には約１０か
ら約１００ガウスであり、最も一般的には約１０ガウスから約３０ガウスである
。

【００２０】インダクタアンテナ１１５に加えて、チャンバ３０内のプラズマイオンを加速
するか或いはエネルギーを与えるために、１つ以上のプロセス電極を使用するこ
とができる。プロセス電極は第１電極１２０を備えている。第１電極はプロセス
チャンバ３０の壁、例えばチャンバのシーリング５５および／または側壁４５を
形成する。第１電極１２０は、基板２５の下にある第２電極１２５と静電的に結
合している。電極電圧供給源１５５が、第１電極１２０、第２電極１２５を互い
に異なる電位に維持する高周波電位を供給する。インダクタアンテナ１１５に加
えられる高周波電圧の周波数は、一般に約５０ＫＨｚから約６０ＭＨｚであり、
より一般には約１３．５６ＭＨｚであり、また、アンテナに加えられる高周波電
圧の電力レベルは約１００から約５０００ワットである。

【００２１】密閉されたチャンバ３０は、異なる機能を果たす１つ以上のセラミック面を備
えている。例えば、ある実施例において、プロセスチャンバの壁４５、５０、５
５は、特にエッチャントガス合成物といった化学薬品による腐食から壁を保護す
るために、炭化ホウ素、窒化ホウ素、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、
窒化シリコンのようなセラミック材料でコーティングされている。たとえば、炭
化ホウ素は、フッ素と化合したガス環境内において腐食からチャンバの側壁４５
を保護するのに有益である。また、別の例として、チャンバ３０内にプロセスガ
スを開放するために、サファイア（酸化アルミニウム）ガス分配板を使用するこ
とができる。

【００２２】チャンバ内で有益な別のセラミック面は、上に基板２５を受けるためのセラミ
ック受容面１４０を備えた単一相セラミック部材１３５のものである。適切なセ
ラミック材料には、１つ以上の窒化アルミニウム、炭化ホウ素、ダイアモンド、
酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イ
ットリウム、酸化ジルコニウムが含まれる。セラミック部材１３５は、約１０％
よりも低い有孔性を有する低有孔性のセラミックから製造される。誘電性材料の
熱伝導性は、約８０から約２４０Ｗ／ｍＫといった高い伝導性を有する、例えば
ダイアモンドまたは窒化アルミニウムであることが好ましい。一体の単一相セラ
ミック部材を形成するべく、セラミック材料が第２電極を完全に包囲することが
できるように、第２電極１２５はセラミック部材１３５に埋め込まれている。第
２電極は、アルミニウム、銅、金、モリブデン、タンタル、チタン、タングステ
ン、そしてその合金のような伝導性金属から製造されており、さらに、セラミッ
ク部材１３５とそれに埋め込まれた電極１２５との熱燒結を許容する例えばタン
グステン、タンタル、モリブデンといった高融点の耐火金属であることがより好
ましい。電極１２５を埋め込んだセラミック部材１３５は、セラミックパウダと
低濃度の有機結合材料との混合物から、平衡加圧法、熱加圧法、鋳造法、テープ
キャスティング法で製造することができる。

【００２３】一体の単一相セラミック部材１３５内に埋め込まれた第２電極１２５は、「ホ
ット」高周波電位が加えられるソールコンダクタであり、チャンバ内のその他の
電極は、第２電極１２５に対して、電気接地または浮動電位を含む異なる電位に
維持される。第２電極は一体形のセラミック部材１３５に埋め込まれているため
、追加の絶縁シールドでチャンバ３０から電気的に絶縁される必要はなく、その
ため、第２電極１２５と接地したチャンバ壁４５、５０との間に起こるチャンバ
３０内の寄生キャパシタンスインピーダンス負荷を減少することができる。さら
に、チャンバ３０内には絶縁体シールドがないため、チャンバ底部５０の全体に
かけてのびる直径を有する範囲をカバーするために、従来の陰極よりも広い能動
電極範囲を提供しながら、第２電極１２５の能動範囲を増やすことができる。第
２電極１２５はまた、静電チャック１４５としても機能する。静電チャックは、
第２電極１２５へと接続するためにセラミック部材１３５を通って挿入された電
気コンダクタ１５０を介して加えられるＤＣチャッキング電圧を用いて、セラミ
ック部材１３５の受容面１４０に基板２５を静電的に保持するための静電荷を発
生する。

【００２４】第１電極１２０、第２電極１２５は、第２電極１２５へプラズマが発生させる
高周波電圧を供給するＡＣ電圧供給源１６０と、電極１２５へチャッキング電圧
を供給するＤＣ電圧供給源１６５とを含む電極電圧供給源１５５によって、互い
に電気的にバイアスされている。ＡＣ電圧供給源１６０はチャンバ３０内で静電
的に結合したプラズマを形成するために、１つ以上の１３．５６ＭＨＺから４０
０ＫＨｚの周波数を有する電圧を発する高周波を供給する。電極１２５に加えら
れる高周波バイアス電流の電力レベルは、一般に約５０Ｗから約３０００Ｗであ
る。チャック１４５に基板２５を保持する静電荷を形成するために、電極１２５
に別のＤＣ電圧が加えられる。電極１２６にＤＣチャッキング電力を供給するた
めに、高周波電力がブリッジ回路、電気フィルタと結合する。

【００２５】エッチング装置２０はさらに、石英管のようなリモートチャンバ４０を備えて
いる。リモートチャンバは、エッチングチャンバ３０のプロセスゾーン付近で、
ガス管路１７０を介してこれと接続している。リモートチャンバ４０は、イオン
化または分解によって洗浄ガスを活性するために、チャンバ３０内へのマイクロ
波または高周波エネルギーの供給に使用されるガスアクティベーター１７５を備
えている。マイクロ波エネルギーが供給されると、洗浄ガスが分解されて非負荷
の原子を形成する。例えば、Ｃｌ₂が分解して塩素を形成する。例えば誘導または静電結合によって、リモートチャンバ４０に高周波エネルギーが加えられると
、リモートチャンバ内で洗浄ガスが負荷およびイオン化された化学種を形成する
。

【００２６】ガスアクティベーター１７５は、高度に分解されたガスの形成によってリモー
トチャンバ内の洗浄および調整ガスを化学的に活性するマイクロ波を供給するこ
とが好ましい。この場合、図１に略図的に示しているように、ガスアクティベー
ター１７５はマイクロ波導波管１８０を備えている。このマイクロ波導波管は、
マサチューセッツ州ウーバンにあるＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ社から販売されている"ＡＳＴＥＸ"マイクロ波プラズマ発生装
置のようなマイクロ波発生装置１８５によって動力供給される。一般に、マイク
ロ波発生装置１８５は、マイクロ波チューニングアセンブリ１９０と、２．５４
ＧＨｚの周波数においてマイクロ波を発生することができるマグネトロンマイク
ロ波発生装置１９５とを備えている。一般に、マグネトロン１９５は強力なマイ
クロ波発振器を備えている。このマイクロ波発振器において、中央陰極付近の電
子雲の位置エネルギーが、陰極周囲で放射状に離間した一連の空洞共振器内でマ
イクロ波エネルギーに転換される。マグネトロン１９５の共振周波数は、共振器
の空洞の物理寸法によって決定される。

【００２７】第２ガス供給システム２００は、電子操作されるバルブ２０５と、使用者が選
択した流量における流動制御機構とを介して、リモートチャンバ４０に洗浄ガス
を供給する。次に、マイクロ波を発生させるために、マイクロ波発生装置制御シ
ステムがマイクロ波発生装置１８５に電力を供給し、発生したマイクロ波が導波
管１８０によってリモートチャンバ４０へと伝搬される。活性洗浄ガスは、ガス
管路を備えたガス分配システムを介してリモートチャンバ４０からエッチングチ
ャンバ３０へと伝搬される。任意で、管路１７０内にフィルタが配置される。活
性ガスがエッチングチャンバ３０に入る前に管路１７０内に配置されたフィルタ
を通過することにより、反応種の活性中に形成された微粒子物質が除去される。
説明した実施例において、フィルタは、約０．０１から０．０３ミクロンの孔を
備えたセラミック材料で製造されている。この他にも、テフロン（ＴＭＤｕＰ
ｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ社）、ポリイミド、不活性炭素、または硫黄とい
った材料も使用できる。例えば、洗浄ガスがＣＦ₄またはＳＦ₆、またはその他の
炭素または硫黄を含むハロゲン化合物を有しており、硫黄種の活性炭素が活性化
処理の副次物として現れる。一般的に、エッチングチャンバ環境の汚染を防止す
るために、このような炭素または硫黄生成物を除去することが望ましい。

【００２８】マイクロ波のかわりに、リモートチャンバ４０内、またはその付近にある静電
または誘電結合したソースから供給される高周波エネルギーを用いて洗浄ガスを
活性化することもできる。図４に示すように、適切な高周波エネルギータイプガ
スアクティベーターはインダクタアンテナを備えている。このインダクタアンテ
ナは、リモートチャンバ４０の中心を通ってのびる縦垂直軸と一致する中心軸に
対して円形の対称性を有する１つ以上のインダクタコイルから成っている。ある
いは、ガスアクティベーターは、図３に示すように、チャンバ４０内に静電結合
フィールドを形成するためにリモートチャンバ４０内に配置された１対の電極を
備えていてもよい。

【００２９】ガス分配システムはさらに、活性洗浄ガスの流れをチャンバ３０の１つ以上の
内部表面に、実質的に平行に且つ隣接するように方向付けるガス流分配器２１５
と、活性洗浄ガスの流れをガス流分配器２１５内へと調整するためのガス流調整
器２２０とを備えている。ガス流調整器は、リモートチャンバ４０への洗浄ガス
の流れを、所定のまたは使用者が設定したガス流量で制御するために、従来のコ
ンピュータ制御システム２３０で操作する流れ制御バルブ２０５または２２５を
備えている。任意で、別のバルブと流動制御機構（図示せず）を介して、キャリ
アガスソースをリモート活性チャンバ４０に接続することもできる。キャリアガ
スは、活性洗浄ガスをエッチングチャンバ３０へ搬送する助けをするものであり
、また、特定の洗浄プロセスに対して非反応であるか、またはこれと適合するあ
らゆる従来のガスであってよい。例えば、適切なキャリアガスは、アルゴン、窒
素、ヘリウム、ハロゲン、または酸素であってよい。キャリアガスはまた、エッ
チングチャンバ３０内で活性化した気体種を開始および／または安定させること
により、洗浄プロセスの補助の役割を果たす。

【００３０】ガス流分配器２１５は、活性洗浄ガスの流れをチャンバの側壁４５の表面、底
部壁５０またはコンポーネントの表面といったチャンバ３０の内部の１つ以上の
表面に、概して平行に又は隣接して方向付ける。洗浄ガスの流れを特定のチャン
バ表面と実質的に平行に向けることにより、これらの表面付近に、洗浄ガスのよ
り集中した層流を提供することができ、エッチング残留物を除去し、チャンバ表
面をより効果的に扱い、調整することができる。図３に示す形態では、ガス分配
器は、チャンバ３０の中央軸周囲に対称的に配置された複数のガス注入ノズル２
３５ａ、ｂ、ｃを備えている。これらのノズルは、チャンバ壁に残ったエッチン
グ残留物をよりきれいに除去するために、エッチングチャンバ３０の表面を通っ
たすぐの位置に、また表面付近に、そして表面と実質的に平行にガスの層流カー
テンを提供するためのものである。ガス注入ノズル２３５ａ、ｂ、ｃは、凝縮度
が高くて厚く、また化学的により複雑に合成されたエッチング残留物が残留して
いるチャンバの壁と表面に沿って、残留物があまり付いていない部分を過度に腐
食しながら、残留物の多い表面を優先的に洗浄および調整するために方向付けら
れた、洗浄ガスの流れのパターンまたは流路を提供する。

【００３１】図４に示す別の形態では、ガス分配器２１５は１つ以上のガス注入ノズル２３
５を備えており、このノズルは、チャンバ３０内のガス拡散または流れ再方向付
け板２４０の後ろに配置されている。ガス拡散板２４０は、チャンバ内で、好ま
しくはチャンバ３０の中心軸と実質的に整列した垂直中心軸を中心にして対称的
に配置されている。板２４０はガス注入のノズル２３５を覆っており、また、板
２４０と、チャンバの板２４０付近の表面の平行部分との間に画定された溝にお
いて、注入ノズル２３５から放出された洗浄ガスの流れを偏向させ、再度方向付
けを行う。ガス拡張板２４０は、チャンバ表面から予め画定された距離を置いて
離間し、所定の高さの溝を画定している。洗浄ガスは、板２４０と、チャンバ表
面と実質的に平行なチャンバ表面とによって画定された環状およびリング状の出
口から排気され、エッチングチャンバ壁の表面に沿った層流路に流入する。

【００３２】図５に示すさらに別の形態において、ガス分配器２１５は、チャネル２５０の
終端に注入ノズル２３５ａ、ｂを備えている。これらのノズルはチャンバ３０の
中心軸周囲に対称的に配置されている。チャンバ３０の特定の表面に沿って、ま
たこれを通過して洗浄ガスの流れを方向付ける円周カラーを形成するべく、チャ
ネル２５０の１部から離間して環状のレッジ２５５が配置され、チャネル２５０
の１部を覆っている。これによって、これら表面の再調整および処置を行う。図
４のガス板を使用する形態では、チャンバ表面付近に設けられたチャネル２５０
の環状開口部によって、洗浄ガスのチャンバ表面を通過する強制的な流れが供給
される。

【００３３】ガス流分配器２１５は、チャンバ３０内の、エッチ析出物の層が厚く堆積して
いる表面付近に配置されたガス注入ノズル２３５を備えていることが好ましい。
これらのノズル２３５は、チャンバ３０の析出物層が薄い部分を腐食することな
く、より厚いエッチング残留物の層を優先的に除去するために、活性洗浄ガスの
流れをこれらの範囲に向けるためのものである。これは、チャンバ３０の表面に
かけての、幅広い合成物または厚みのエッチング残留物析出物層を生じるプロセ
スとエッチングチャンバにとっては特に有益である。一般に、エッチング残留物
がより厚く堆積する範囲は基板付近であり、基板付近では、より多量のレジスト
またはマスクが基板から気化し、チャンバ表面上で固体化する。例えば、図６に
示す好ましい形態において、ガス注入ノズル２３５ａ、ｂは、基板２５を包囲し
、チャンバ３０の底壁５０からのびている円の中に配置されている。エッチング
残留物は基板上でレジストまたは酸化マスクの固形化した副次物であるため、こ
の形態は、基板の隣に位置するチャンバン表面付近に多量のエッチング残留物が
形成されるエッチングプロセスにとって好ましい。同様に、ガス注入ノズル２３
５ａ、ｂをチャンバ３０の別の部分に配置することもできる。ノズルを配置する
部分は、各プロセスの各タイプについて、分配とチャンバ表面にかけてのエッチ
ング残留物から決定する。

【００３４】

【エッチングプロセス】

次に、基板２５上の１つ以上のシリコン接触層をエッチングするためのエッチ
ングチャンバ３０の操作について、図２のフローチャートを参照しながら説明す
る。一般に、基板２５は、シリコンまたはヒ化ガリウムウェハのような半導体材
料と、この上に形成された複数の層とを備えている。基板２５上の層は、例えば
、ＭＯＳトランジスタ用のゲート酸化物層として機能する酸化シリコンの下層と
、多結晶シリコンまたはパターン化したポリサイド（タングステンシリコンとそ
の下の多結晶シリコン層との組み合わせ）の上層を備えている。一般に、各層の
厚みは約１００ｎｍから約３５０ｎｍである。ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕ
ｒｓＣｈｅｍｉｃａｌ社製の"ＲＩＳＴＯＮ"フォトレジストのようなマスク層
または酸化ハードマスクが基板２５上に加えられることで厚みが約０．４から約
１．３ミクロンになり、従来のフォトリソグラフィプロセスを用いて、層内でエ
ッチングされる特徴が画定される。特徴を形成するために、マスク層の間の露出
した部分がエッチングされる。この特徴とは例えば、ＭＯＳトランジスタ用のゲ
ート電極を組み立てるためのコンタクトホール；ゲート電極として一般に使用さ
れるポリサイドインターコネクション特徴；これらを介して、シリコン酸化／窒
化層を絶縁することによって拡散された２つまたはそれ以上の電気伝導層を電気
接続するために使用されるマルチレイヤ金属構造である。

【００３５】本発明のプロセスを実行するためには、ロボットアーム２５７を使用して、基
板２５をロードロックチャンバから、スリットバルブを介してトランスファチャ
ンバへ、そしてチャンバ３０内へ搬送する。リフトフィンガ装置（図示せず）は
、基板２５を受容するため、または基板２５をチャック１４５から持ち上げるた
めの、チャック１４５に設けられたリフトフィンガ開口部を介してのびるリフト
フィンガを備えている。チャック１４５の表面上方へ約２から５ｃｍ伸ばすため
に、ロボットアーム２５７は、空気リフト機構によって持ち上げられたリフトフ
ィンガの先端（図示せず）に基板２５を配置する。空気機構は、コンピュータシ
ステムの制御下で、基板２５を静電チャック１４５上に降下させ、基板２５の温
度を制御するために、開口部２６５を介してチャック内にヘリウムが供給される
。

【００３６】ガス出口８５を介して、チャンバ３０内にエッチャントガスが導入され、一般
にチャンバは、約０．１から約４００ｍＴｏｒｒの範囲、より一般的には約０．
１から８０ｍＴｏｒｒの範囲の圧力に維持される。基板２５のエッチングに適
したハロゲン含有エッチャントガスには、例えばＨＣｌ、ＢＣｌ₃、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＣＣｌ₄、ＳｉＣｌ₄、ＳＦ₆、Ｆ、ＮＦ₃、ＨＦ、ＣＦ₃、ＣＦ₄、Ｃ
Ｈ₃Ｆ、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｈ₂Ｆ₂、Ｃ₂Ｈ₄Ｆ₆、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈、Ｃ₂ＨＦ₅、
Ｃ₄Ｆ₁₀、ＣＦ₂Ｃｌ₂、ＣＦＣｌ₃、またこれらの混合物が含まれる。本発明のエ
ッチングプロセスは、高速なエッチング速度と、基板２５上のシリコン層の選択
性の高いエッチングを提供する。好ましい組成には、（ｉ）塩素、（ｉｉ）臭化
水素、そして任意で（ｉｉｉ）ヘリウム酸素ガスが含まれる。チャンバ３０から
排気される揮発性ＳｉＣｌ_x種を形成するために、金属シリサイドまたは多結晶シリコン層をエッチングする原子塩素と塩素含有種を形成するべく、塩素ガスが
イオン化される。塩素ガスは、Ｃｌ₂、または塩素と同等のその他の塩素含有ガス、例えばＨＣｌ、ＢＣｌ₃、またはその混合物を含むことができる。臭化水素ガスは、多結晶シリコン層のエッチング速度を加速する一方で、同時に、エッチ
ング選択比を拡大するためにレジスト層のエッチング速度を減衰させる。ヘリウ
ム酸素ガスは、エッチング比とエッチング選択性を更に促進する、励起中状態の
種とイオンを形成する。

【００３７】次に図２を参照すると、チャンバ３０内に誘導電界を形成し、チャンバ内で第
１、第２電極１２０、１２５をバイアスすることにより、プラズマ発生装置１１
０を用いてエッチャントガスからプラズマにエネルギーが与えられる。プラズマ
は、高周波ソース電流をインダクタアンテナ１１５に加え、高周波バイアス電圧
を電極１２０、１２５に加えることにより形成される。層をエッチングし、チャ
ンバ３０から排気される揮発性気体種を形成するために、加えられた電界におい
てエッチャントガスがイオン化して、基板２５上のシリコン含有層に反応するハ
ロゲン含有イオンとニュートラルを形成する。上に広がるマスク層に関連して高
い選択性でシリコン含有層を異方的にエッチングするために、バイアス電圧電力
レベル（プロセス電極１２０、１２５への）に対するソース電流電力レベル（イ
ンダクタアンテナ１１５への）の電力比Ｐ₁は、エッチャントプラズマの能力を拡大するように選択される。インダクタアンテナ１１５に加えた電流のソース電
力レベルを上げることにより、プラズマ内で分解されるエッチャント種が増加し
、より優れた等方性エッチングを提供する。これに反して、プロセス電極１２０
、１２５に加えられた高周波電圧のバイアス電力レベルを上げることで、より高
い衝撃エネルギー構成をプラズマイオンに提供することにより、異方性エッチン
グの度合いが増加する。過度に高い電力比Ｐ₁は基板２５のスパッタリングを引き起こしてしまい、その結果、基板のエッチングが不均一になってしまうことが
わかっている。その一方で、過度に低い電力比Ｐ₁は分解されたイオン内へのエッチャントガスの不充分な分解を引き起こし、その結果、エッチング速度が減衰
し、エッチング選択性が低下してしまう。好ましい電力比Ｐ₁は、少なくとも約２：１であり、より好ましくは約２：１から約２０：１である。約４００から約
３０００Ｗレベルのソース電力の電流をインダクタアンテナ１１５に加え、プラ
ズマゾーン３５を包囲することでプラズマが形成され、また、プラズマゾーン内
で、電力レベル約２０から約１０００Ｗの圧力をプロセス電極１２０、１２５に
加えることにより、プラズマイオンが基板２５に向かって引き付けられる。

【００３８】基板上の下層を通過してエッチングしてしまうことなくエッチングプロセスを
中止するために、基板２５エッチングプロセスは、一般にメインエッチング段階
と「オーバエッチング」段階において実施される。メインエッチング段階は、上
層が完全にエッチングされる前に中止され、上層の残留物部分を通過してエッチ
ングを行うためにオーバエッチング段階が実施される。ゆっくりした、より制御
可能なエッチング速度を得るために、一般に、オーバエッチング段階でエッチャ
ントガスのハロゲン含有量が減少する。例えば、多結晶シリコン層のエッチング
に適したメインエッチングプロセス段階は、Ｃｌ₂の含有量が６８ｓｃｃｍ、ＨＢｒの含有量が１１２ｓｃｃｍ、Ｈｅ−Ｏ₂の含有量が１６ｓｃｃｍのエッチャントガスを使用することができる。インダクタアンテナ１１５に加えられたソー
ス電流の電力レベルは４７５Ｗであり、プロセス電極１２０、１２５に加えられ
たソース電流の電力レベルは８０Ｗであり、電力比Ｐ₁は約６：１となる。チャンバ３０内の圧力は４ｍＴｏｒｒに保たれる。多結晶シリコン層に適したオーバ
エッチングプロセス段階では、チャンバ圧力５０ｍＴｏｒｒにて、１５８ｓｃｃ
ｍのＨＢｒと１０ｓｃｃｍのＨｅ−Ｏ₂を有するエッチャントプロセスガスを使用する。オーバエッチングプロセス段階では、インダクタアンテナ１１５に加え
られたソース電流の電力レベルは１０００Ｗであり、プロセス電極１２０、１２
５に加えられたバイアス電圧の電力レベルは１００Ｗであったので、電力比Ｐ₁ は約１０：１となる。

【００３９】光終点測定技術を用いて、検出可能な気体種に関連する特定の波長の発光の変
化を測定することにより、エッチングプロセスの完全な終了、またはある特定の
層のエッチングの終了を決定する。選択した検出可能な種の濃度の急激な減少ま
たは増加は、１つ以上の層のエッチングが完了したことを示す。例えば、シリコ
ン種の濃度が急激に増加した場合には（これは、プロセスガスと下層の多結晶シ
リコンとの化学反応によって起こる）エッチングプロセスが終了したことを示し
、また、塩素イオン濃度が増加した場合には（これは下層の腐食が減少したため
に起こる）、金属シリサイド層のエッチングが完了し、下層のエッチングを開始
することを示す。

【００４０】プロセスが終了すると、基板２５を持ち上げるために、空気リフト装置２７０
が静電チャック１４５を介してリフトピンを持ち上げられ、基板２５とチャック
の間にロボット搬送アームが挿入されて、基板をリフトピンから持ち上げる。そ
の後、リフトピンはチャック１４５内に引き込まれ、ロボットアームが基板２５
をエッチングチャンバ３０の外に出し、真空環境に保たれているトランスファチ
ャンバ内へと搬送する。

【００４１】

【洗浄および調整プロセス】

その後、処理プロセスを用いて、エッチングチャンバ３０の内部表面、特にセ
ラミック表面の処理および再調整を行い、チャンバ壁４５、５０、５５とコンポ
ーネント上に形成されたエッチング残留物を洗浄する。エッチング残留物はエッ
チングチャンバ３０の表面内部、例えば、側壁４５、単一相セラミック部材１３
５の受容表面１４０、チャンバのシーリング５５に堆積してこれらと反応し、硬
質で耐化学薬品層を形成する。通常、エッチング残留物は、ハロゲン、炭素、水
素、酸素、および／または基板２５のエッチングの最中に形成されるシリコン化
合物重合有機化合物を含む。特に、エッチング残留物は、高い反応表面機能グ
ループを有する、単一相セラミック部材１３５のようなチャンバ３０のセラミッ
ク表面と反応する。例えば、シリコンまたは酸化シリコンを含有するセラミック
表面は、セラミック表面が空気、酸素、または周囲の湿気に露出された際に形成
されるＳｉ−ＯＨ'表面グループを備えており、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウム表面はＡｌ−ＯＨ'表面グループを備えている。これらの表面機能グループはエッチング残留物と化学反応を起こして、チャンバ表面またはコンポー
ネント上に硬質な粘着コーティングを形成する。

【００４２】チャンバ処理プロセスによって、チャンバ３０に付着したエッチング残留物の
反応副次物とチャンバ表面がもたらす不都合な効果が除去および減少される。こ
れについて説明する。プロセスを実施するためには、排気システム９０のスロッ
トルバルブ９５を全開してプロセスチャンバ３０からエッチャントガスを排気し
ておく。ＮＦ₃、ＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆、ＣＣｌ₄、Ｃ₂Ｃｌ₆、またはその混合物
といった洗浄ガスがリモートチャンバ４０内に導入され、そこで、例えばマイク
ロ波発生装置１８５でリモートチャンバ内に加えられたマイクロ波によって、ま
たは、電極あるいはインダクタコイルを介して加えられた高周波エネルギーによ
って活性化される。その後、活性洗浄ガスがエッチングチャンバ３０内に導入さ
れて、チャンバ内のエッチング残留物を洗浄する。

【００４３】２つの機能を達成するために、ガスアクティベーター１７５を動作するために
使用する電流の電力レベルＰ_Lが選択される。１つ目の機能において、洗浄ガスは、チャンバ表面上で形成された炭素、捕捉ハロゲン種、シリコン、および／ま
たはハロゲン種エッチング残留物の薄い層と化学反応を生じ、気化する必要が
ある。洗浄ガスの流量Ｆ_Rと、ガスアクティベーター１７５の電力レベルＰ_Lとが
、活性洗浄ガス内の分解種−非分解種の比率を制御する。より分解した気体種の
方が優先的に、下のチャンバ層に関係する薄いエッチャント層と反応する。活性
プラズマが、下のチャンバ表面の腐食を最小限に留めながら、チャンバ壁上に形
成されたエッチング残留物の薄い層を除去できるのはこのためである。２つ目の
機能において、エッチング残留物を除去した後に、活性洗浄ガスがチャンバ３０
内の表面、特にセラミック表面を再調整する。ハロゲンを含有するエッチング残
留物は、チャンバ壁４５、５０、５５およびコンポーネントと非常に化学反応を
起こしやすいことがわかっている。特に、エッチングチャンバ３０が、前述のＳ
ｉ−ＯＨ'、Ａｌ−ＯＨ'、その他の同様の種といった高い反応表面機能グループ
を有するセラミック表面を備えている場合には化学反応を起こしやすい。例えば
、エッチング残留物内のフッ素含有種は、揮発性のＡｌＦ₃種を形成するために、酸化または窒化セラミックアルミニウム表面を急速に腐食する。同様に、臭素
含有種は、酸化水素臭化物を形成するために周囲の湿気において加水分解する。
この酸化水素臭化物はシリコン含有コンポーネントを腐食してしまう。これらの
タイプのエッチング残留物は、チャンバ表面の過剰な腐食を防止するためにチャ
ンバ３０から早急に除去されなければならない。高い流量Ｆ_Rと低い電力レベルＰ_Lの活性ガス種がチャンバ表面を調整する。すなわち、チャンバ３０内のセラミック表面上のＡｌＯＨ'グループのような表面機能グループの少なくとも１部を修復する。これにより、チャンバ表面の化学状態が元の化学状態に戻り、次の
エッチングプロセスに備えて、表面が初期の表面活動度および表面機能に修復さ
れる。その結果、処理されたチャンバ３０内で実行されたエッチングプロセスは
、チャンバの洗浄に湿式洗浄またはＲＩＥ洗浄プロセスを使用しているチャンバ
と比べて、より再生可能な結果を生じる。

【００４４】洗浄ガスの流量Ｆ_Rと、マイクロ波プラズマ活性装置１８５のようなガスアクティベーター１７５に加えられた電流の電力レベルＰ_Lとを、以下に示すように選択されることが好ましい。エッチングチャンバ表面上のエッチング残留物を、
チャンバ３０内の壁やコンポーネントを腐食することなく、チャンバガス混合物
と基板の汚染への効果をなくすのに十分に低い濃度に気化できるようにする。洗
浄ガスの流量Ｆ_Rは、セラミック表面上の実質的にすべてのエッチング残留物と反応して気体副次物を形成するのに十分多くなくてはならない。しかしながら、
過度に多い流量は、洗浄ガス内の活性化した気体種に常に露出されることにより
、チャンバの壁と表面の腐食の原因になってしまう。

【００４５】例えば、基板上のシリコン含有層をエッチングする場合、一次重合およびシリ
コン含有種を含む、厚さが約０．０１から１０００ミクロンの比較的薄いエッチ
ング残留物がチャンバの壁４５、５０、５５と表面上に形成されることがわかっ
ている。このエッチング残留物層は、容積が約４０，０００ｃｍ³のチャンバに適した約２００から約２０００ｓｃｃｍに匹敵する流量で高周波の活性洗浄ガス
を、約０．５から１００秒の間チャンバ３０内に導入して、エッチング残留物を
洗浄することで、実質的にチャンバ内の壁やコンポーネントを腐食することなく
除去することができる。サイズの異なるプロセスチャンバでは、チャンバ容量（
ｃｍ³）に対するＮＦ₃流量（ｓｃｃｍ）と同じ比率を維持する洗浄ガス混合物の
同等の流量を使用するべきである。ＮＦ₃のみから成るガスが優れた結果を生じる一方で、ヘリウムまたはアルゴンのような不活性ガスもプロセスガスに加える
ことができる。またはプロセスガスを、Ｈｅ−Ｏ₂のような市販のガスの混合物で製造することもできる。

【００４６】マイクロ波発生装置１８５を備えたガスアクティベーター１７５を使用する場
合、ガスアクティベーター１７５を介してリモートプラズマチャンバ４０に加え
られたマイクロ波のパワーおよび強度の尺度でもある、マイクロ波発生装置１８
５を動作する電力レベルＰ_Lも、チャンバの壁を腐食することなくチャンバ３０の表面を洗浄、処理するように選択される。電力レベルは、チャンバの壁とコン
ポーネント上の実質的にすべてのエッチング残留物を、その下にある構造を損傷
することなく除去するために十分に反応する洗浄ガスを提供するのに十分な程度
に高い必要がある。過度に高い電力レベルＰ_Lは非常に活性化した気体種を生じるので、チャンバの壁を腐食してしまう。逆に、低すぎる電力レベルで活性洗浄
ガスでは、チャンバの壁およびコンポーネントの一部の上にある、厚い、化学的
に硬質なエッチング残留物を除去することができない。ＮＦ₃洗浄ガスに適切な電力レベルは、約５００から約４０００Ｗであり、より好ましくは約１５００か
ら約２５００Ｗである。

【００４７】チャンバを処理および調整するために、活性化した気体種がほんの短い間、エ
ッチングチャンバ３０内に導入される。活性洗浄ガスの短い噴出により、従来の
洗浄プロセスにない顕著な利点が得られる。まず、活性洗浄ガスの噴出によって
、エッチング残留物を除去するより多くの高度に分解した種が得られ、また、高
度に化学反応分解した種によって実行される「軽い」化学反応プロセスにより、
チャンバ３０内のセラミック表面が洗浄および調整される。洗浄ガスの噴出およ
びチャンバ３０から洗浄ガスを迅速に排気することで、分解した種が再び結合し
て、チャンバ表面とコンポーネントを腐食する他の化学種を形成することを防止
することもできる。この機構は、反応副次物を、これがチャンバ３０内で再び結
合する前に流し去る助けをするガス噴出の多量な流量によってさらに促進される
。さらに、このガスの噴出は、洗浄操作中に、露出したエッチング残留物表面へ
の洗浄ガスの新鮮な供給を保ち、これにより残留物層を高速に除去する。実質的
にチャンバ内の壁およびコンポーネントを腐食することなくエッチング残留物を
洗浄するために、活性洗浄ガスの噴出が、容量約４０，０００ｃｍ³のエッチングチャンバ３０に、少なくとも約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ _R で、約０．５から約１００秒の間エッチングチャンバ内に導入されることが好ましい。また、遠隔的に発生した洗浄ガスを、約０．５から約２４秒間エッチン
グチャンバ内に導入することがより好ましい。

【００４８】本発明の別の面において、基板２５をチャンバの外に搬送する間に、または、
基板２５がエッチングチャンバ３０から取り出された直後に、装置のダウンタイ
ムを減少し、エッチングチャンバ３０のスループットを増加するために有益な洗
浄プロセスが実施される。この場合、活性洗浄ガスがチャンバ４０内に準備され
、また、同時に基板２５をエッチングチャンバの外に搬送しながら、高い流量Ｆ _R の活性洗浄ガスの噴出が、実質的に表面を腐食することなくエッチングチャンバ３０の表面を処理および調整するのに十分な時間だけ、エッチングチャンバ３
０内に導入される。例えば、基板２５のエッチングの終了が近づくと、洗浄ガス
供給２００とリモートチャンバ４０との間のガスラインに設けられた入口バルブ
２０５を開口することによってリモートチャンバ４０内に洗浄ガスが導入され、
基板がエッチングチャンバの外に搬送されるのと同時に、活性洗浄ガスがエッチ
ングチャンバ３０内に流入することができるようになる。基板のエッチングの最
中は、リモートチャンバの入口バルブ２０５は閉鎖状態にあり、エッチングが終
了した基板２５がエッチングチャンバ３０から出される、または搬送されている
間に、すなわち、例えば基板２５がエッチングチャンバの側壁４５に設けられた
溝バルブを通過している間に、ロボット制御装置２５９が、洗浄ガスがリモート
チャンバ４０内に入れるように入口バルブ２０５を開口する旨の第１信号を送信
する。例えば、ロボット制御装置２５９は、コンピュータ制御システム２３０に
対して第１トリガ信号を提供することができ、コンピュータ制御システムはこれ
に反応して入口バルブ２０５を開口し、マイクロ波発生装置１８５を起動し、活
性洗浄ガスが形成される。チャンバ３０内部の表面を洗浄および調整するために
、洗浄ガスが短時間の間エッチングチャンバ３０内に流入する。次に、ロボット
制御装置２５９は、エッチングチャンバ３０内に挿入する第２基板２５を持って
くる際に入口バルブ２０５を閉鎖し、排気システム９０に、エッチングチャンバ
に残留している活性ガスを排気させる旨の第２トリガ信号を発信する。その後、
別の基板２５がチャンバ３０内に導入され、全ての基板２５供給が処理されるま
で、エッチング、搬送、チャンバ洗浄および調整段階が繰り返される。この方法
において、エッチングプロセス段階が洗浄プロセス段階によって遅延または低速
化されることはないので、プロセスのスループットが向上する。

【００４９】また別の場合において、洗浄ガスの活性中に、リモートチャンバからの出口バ
ルブ２２５は閉鎖位置にある。エッチングされた基板２５がエッチングチャンバ
３０から取り出されるかまたは搬送されると、ロボット制御装置２５９が、エッ
チングチャンバ内部の表面を洗浄および調整するために、ガス管路１７０内の出
口バルブ２２５を開口して、活性ガスを短時間の間エッチングチャンバ３０内に
流入させる旨の第１信号を発信する。次に、ロボット制御装置２５９は、エッチ
ングチャンバ３０内に挿入する第２基板２５を持ってくる際に出口バルブ２２５
を閉鎖する旨の第２トリガ信号を発信する。その後、別の基板２５がチャンバ３
０内に搬送され、エッチング、搬送、チャンバ洗浄および調整段階が繰り返され
る。

【００５０】本発明のまたさらに別の面では、リモートチャンバ４０に関連するガスの低い
圧力がエッチングチャンバ３０内で維持される。本発明のこの面は、チャンバの
厚いエッチャント残留物を有する部分付近、またはこれに面して洗浄ガス注入ノ
ズル２３５を設けることで、より強力な洗浄が必要な特定のチャンバ表面付近に
洗浄ガスの流れを向けるために、上述の特殊化したガス分配器構造と共に使用す
ることができる。２つのチャンバ間で異なる圧力が維持されることによって活性
洗浄ガスがより急速にプロセスチャンバ内に流入することで、洗浄ガスが高速で
チャンバ表面と衝突してこれを洗浄すると考えられている。このプロセスでは、
エッチングチャンバ３０の内部容量はリモートチャンバ４０よりも高圧に維持さ
れる。この方法で、エッチングチャンバ３０はリモートチャンバ４０よりも低圧
に維持されることが好ましい。エッチングチャンバ３０は０．１から８０ｍＴｏ
ｒｒの圧力に、リモートチャンバ４０は約５００から約３０００ｍＴｏｒｒの圧
力に維持されることが好ましい。

【００５１】本発明のまた別の面では、チャンバ表面の処理とエッチング残留物の濃度の減
衰のために、エッチング残留物に非常に反応しやすいセラミック表面のようなチ
ャンバ表面を洗浄、調整するのに有益なマルチサイクル洗浄プロセスを使用して
いる。第１段階では、マイクロ波発生装置１８５のようなガスアクティベーター
１７５を第１電力レベルに維持することで第１活性洗浄ガスが形成される。少な
くとも１つの第２段階において、ガスアクティベーター１７５を第１電力レベル
よりも低い第２電力レベルに維持することで、第２活性洗浄ガスが形成される。
第１洗浄段階のより高い第１電力レベルによって活性洗浄ガスは、基板２５付近
のチャンバの壁４５、５０、５５とコンポーネントに厚く付着した硬質なエッチ
ング残留物を除去することが可能な、分解および化学反応度の高い種を提供する
。第２洗浄段階における洗浄ガスは、チャンバ３０内に最適なエッチング状態を
提供するべく、セラミック表面のような表面の効率的な処理および調整を行うた
めに、より低い電力レベルで活性化される。第１電力レベルは少なくとも約５０
０Ｗ、できれば約５００から約３０００Ｗであることが好ましく、また、第２電
力レベルは少なくとも１０００Ｗ、できれば約１５００から約４０００Ｗである
ことが好ましい。チャンバ３０内のエッチング残留物の濃度を所望のレベルに減
衰するために、複数の電力レベルプロセスが、チャンバの壁を処理するのに十分
な回数だけ繰り返される。この回数は、一般には１サイクルから、約１から約１
０サイクルの範囲までである。各洗浄段階の継続時間は約０．５から約１００秒
であり、より好ましくは約２から約３０秒である。

【００５２】本発明のチャンバ処理プロセスは、チャンバ３０内における活性洗浄ガスとエ
ッチング残留物との化学反応を最大限にし、エッチングチャンバ３０内の露出し
た表面と洗浄ガスとの反応性を最小限にするために有利である。この洗浄プロセ
スは、エッチング残留物を、その厚さや化学量論に関係なく均一に除去するため
に発明された。従来の洗浄プロセス、特に技師によって遂行される洗浄プロセス
は、チャンバ表面上に形成されたエッチング残留堆積物を均一に洗浄および除去
することができなかった。チャンバ表面上にエッチャント堆積物が堆積すること
により、エッチャント堆積物が剥がれ、チャンバ内でエッチングされる基板２５
が汚染されてしまう。チャンバ表面の実質的に全面にかけてエッチング残留物を
均一に除去することで、このような汚染と基板２５からの歩留りの減衰が最低限
にとどめられる。

【００５３】活性洗浄ガスにより、in-situプラズマ洗浄段階と比べてチャンバの腐食損傷をかなり少なくすることができる。これは、エッチングチャンバ内でプラズマの
エネルギーレベルが低減されているためである。やはりチャンバ表面とコンポー
ネントの広範囲にわたる腐食によって生じた残留堆積物を除去するためにハイパ
ワーのプラズマを使用する従来技術では、これを達成することは困難であった。
チャンバコンポーネントを交換する必要をなくすことにより、エッチングチャン
バ３０のオペレーションコストと、基板２５の１枚あたりのコストを著しく低減
することができる。さらに、チャンバ３０内での処理を中断してチャンバの壁と
コンポーネントを湿式洗浄するよりも、基板２５のエッチングの最中、また、好
ましくはエッチングチャンバ３０とローディングチャンバの間における基板２５
の搬送中に、エッチングチャンバ３０をin-situで効果的に洗浄するのに活性洗浄ガスを使用することができ、これにより、エッチングスループットが増加し、
基板１枚あたりのコストをさらに低減することができる。洗浄プロセスは、少な
くとも２つの要因からチャンバの寿命を延ばすと考えられており、さらに、基板
上に剥がれ落ちる残留副次物の堆積を減少することにより、基板の歩留りが増加
すると考えられている。

【００５４】処理および洗浄プロセスは、化学的に付着したエッチャント堆積物をチャンバ
３０の能動表面から除去し、これらの表面の元来の化学反応と表面機能グループ
を復活させる。処理および洗浄プロセスはさらに、窒化アルミニウム、炭化ホウ
素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、シリコン炭化物、窒化シリコン
、酸化チタン、チタン炭化物、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムのうち少な
くとも１つを含有するようなセラミック表面に頑固に付着した、またはこれと化
学反応を生じたエッチング残留物を洗浄するのに特に有益である。活性洗浄ガス
は、エッチングプロセスと化学的に一致する表面化学論量と表面機能グループを
提供するためにこれらのセラミック表面を処理および再調整する際に有効である
。調整されたセラミック表面により、チャンバ３０内の、湿式洗浄またはＲＩＥ
洗浄プロセスといった、より再生可能なエッチング特性が得られる。著しく向上
したエッチングプロセスの再生可能性をチャンバ３０内で実施することが非常に
望ましい。

【００５５】本発明をその特定の好ましい形態を参照して説明したが、その他の形態も可能
である。当業者には明白であろうが、例えば、本発明の処理および洗浄プロセス
を、他の用途のためのチャンバの処理に使用することができる。また、やはり当
業者には明白であろうが、例えば、スパッタリングチャンバ、イオン注入チャン
バ、または堆積チャンバの処理にこのプロセスを単独で、あるいはその他の洗浄
プロセスと組み合わせて使用することもできる。従って、添付の請求項の精神と
範囲は、ここで述べた好ましい形態の説明に限定されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエッチング装置の部分略側面図である。

【図２】基板をエッチングするため、また、エッチング装置の表面壁を洗浄および調整
するために使用するプロセス段階のフローチャートである。

【図３】本発明のエッチング装置の別バージョンを示す部分略側面図である。

【図４】本発明のエッチング装置の別バージョンを示す部分略側面図である。

【図５】本発明のエッチング装置の別バージョンを示す部分略側面図である。

【図６】本発明のエッチング装置の別バージョンを示す部分略側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者キアン，キュ−イアメリカ合衆国，カリフォルニア州，ミルピタス，ローズドライヴ 230 (72)発明者リーヘイ，パトリック，エルアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，パークサイドアヴェニュー 1715 (72)発明者モーン，ジョナサン，ディ. アメリカ合衆国，カリフォルニア州，サラトガ，パセオプレサダ 13179 (72)発明者チョウ，ウェイチンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，フレモント，ヴィヴィアンプレイス 35875 (72)発明者チェン，アーサー，ワイ. アメリカ合衆国，カリフォルニア州，フレモント，ボデガコート 744 (72)発明者サン，ズィ−ウェンアメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，デストリーコート 126 (72)発明者ハッチャー，ブライアン，ケー. アメリカ合衆国，カリフォルニア州，サンノゼ，スプリングパークサークル 361 Ｆターム(参考） 4K030 BA29 CA04 DA06 FA04 KA46 5F004 AA15 BA20 BB13 BB14 BB29 BC06 CA02 DA00 DA01 DA02 DA05 DA17 DA18 【要約の続き】物を洗浄する場合に特に有益である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチングチャンバの壁およびコンポーネントからエッチン
グ残留物を洗浄する方法であって、前記方法が、（ａ）前記エッチングチャンバ付近のリモートチャンバ内に洗浄ガスを導入す
るステップと、（ｂ）前記リモートチャンバ内で前記洗浄ガスを活性化して、活性洗浄ガスを
形成するステップと、（ｃ）前記活性洗浄ガスを前記エッチングチャンバ内に導入して、前記エッチ
ングチャンバの前記壁およびコンポーネント上の前記エッチング残留物を洗浄す
るステップとを含む方法。
【請求項２】前記エッチング残留物が、重合およびシリコン含有種を含有
し、厚さが約０．０１から約１ミクロンである層を含み、前記活性洗浄ガスが前記エッチングチャンバ内に、容積が約４０，０００ｃｍ ³ のチャンバに対して約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ_Rで、約０
．５から約１００秒間導入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】前記活性洗浄ガスが前記エッチングチャンバ内に、約０．５
から約２４秒間導入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】前記洗浄ガスが、約５００から約４０００Ｗの電力レベルで
動作するマイクロ波プラズマ発生装置により前記リモートチャンバに加えられた
マイクロ波によって活性化されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】前記エッチングチャンバが、前記リモートチャンバよりも低
圧に維持されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】前記エッチングチャンバが、約０．１から約８０ｍＴｏｒｒ
の圧力に維持され、前記リモートチャンバが約５００から約３０００ｍＴｏｒｒ
の圧力に維持されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項７】前記洗浄ガスが、ＮＦ₃、ＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆、ＣＣｌ₄、
Ｃ₂Ｃｌ₆、およびその混合物から成るグループ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８】前記エッチングチャンバ内の前記表面が、窒化アルミニウム
、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化
シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムの内
の１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】前記エッチングチャンバ内で基板上のシリコン含有層をエッ
チングする第１ステップを含み、前記第１ステップが、（ａ）前記エッチングチャンバ内にシリコンエッチングガスを含むプロセス
ガスを導入するステップと、（ｂ）前記チャンバ付近のインダクタコイルに、ソース電力レベルで高周波
電流を加えることにより、また前記チャンバ内のプロセス電極にバイアス電力レ
ベルで高周波電圧を加えることにより、前記プロセスガスからエッチングプラズ
マを形成するステップであり、前記ステップにおいて、前記ソース電力レベルの
前記バイアス電力レベルに対する前記電力比Ｐ_rが約２０：１よりも小さく、これにより、前記チャンバの前記壁およびコンポーネント上のエッチング残留物の
形成を減衰させながら、シリコン含有層を急速にエッチングする、前記ステップ
とによって行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】エッチングチャンバ内で基板をエッチングし、前記エッチ
ングチャンバ内の壁とコンポーネントの表面を処理および調整する方法であって
、前記方法が、（ａ）前記エッチングチャンバ内で前記基板をエッチングし、これにより前記
エッチングチャンバ内の壁とコンポーネントの表面上にエッチング残留物を堆積
させるステップと、（ｂ）前記基板を前記チャンバの外に搬送しながら、同時に、高流量Ｆ_Rの活性洗浄ガスの噴射を、実質的に前記表面を腐食することなく前記エッチングチャ
ンバの前記表面を処理および調整するのに十分な時間だけ、前記エッチングチャ
ンバ内に導入するステップと、を含む方法。
【請求項１１】ステップ（ｂ）で、前記活性洗浄ガスが、容積が約４０，
０００ｃｍ³のチャンバに対して約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ_Rで、約０．５から約１００秒間の間、前記エッチングチャンバ内に導入されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】前記活性洗浄ガスが、前記エッチングチャンバ内に約０．
５から約２４秒間の間導入されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記洗浄ガスが、約５００から約４０００Ｗの電力レベル
で動作するマイクロ波プラズマ発生装置により前記リモートチャンバに加えられ
たマイクロ波によって活性化されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法
。
【請求項１４】前記エッチングチャンバが、前記リモートチャンバよりも
高圧に維持されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】前記エッチングチャンバが、約０．１から約８０ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持され、前記リモートチャンバが約５００から約３０００ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記エッチングチャンバ内の前記表面が、窒化アルミニウ
ム、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒
化シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムの
内の１つ以上を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】エッチングチャンバの壁とコンポーネントからエッチング
残留物を除去するための前記エッチングチャンバの処理方法であって、前記方法
が、前記エッチングチャンバ内に活性洗浄ガスの噴射を、容積が約４０，０００
ｃｍ³のエッチングチャンバに対して少なくとも約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ_Rで、約０．５から約１００秒間導入して、実質的に前記チャンバの前記壁とコンポーネントを腐食することなく前記エッチング残留物を洗浄
するステップを含む方法。
【請求項１８】前記活性洗浄ガスが、前記エッチングチャンバ内に約０．
５から約２４秒間導入されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】前記洗浄ガスが、約５００から約４０００Ｗの電力レベル
で動作するマイクロ波プラズマ発生装置により前記リモートチャンバ内に加えら
れたマイクロ波によって活性化されることを特徴とする、請求項１７に記載の方
法。
【請求項２０】前記エッチングチャンバが、前記リモートチャンバよりも
高圧に維持されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】前記エッチングチャンバが、約０．１から約８０ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持され、前記リモートチャンバが約５００から約３０００ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】前記エッチングチャンバ内の前記表面が、窒化アルミニウ
ム、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒
化シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムの
内の１つ以上を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】エッチングチャンバの壁およびコンポーネントからエッチ
ング残留物を除去するために前記エッチングチャンバを処理する方法であって、
前記方法が、（ａ）リモートチャンバ内のガスアクティベーターを第１電力レベルに維持す
ることにより形成された第１活性洗浄ガスを、第１段階において、前記エッチン
グチャンバ内に導入するステップと、（ｂ）前記リモートチャンバ内の前記ガスアクティベーターを、前記第１電力
レベルとは異なる第２電力レベルに維持することにより形成された第２活性洗浄
ガスを、少なくとも１つの第２段階において前記エッチングチャンバ内に導入す
るステップとを含む方法。
【請求項２４】前記第１、第２段階の各々が、約０．５から約１００秒間
の間実施されることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】前記第１段階において、前記マイクロ波発生装置に加えら
れる電力レベルが少なくとも約２０００Ｗであり、前記第２段階において、前記
マイクロ波発生装置に加えられる電力レベルが約１０００Ｗよりも低いことを特
徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】前記段階の１つまたは両方において、前記活性洗浄ガスが
前記エッチングチャンバ内に、容積が約４０，０００ｃｍ³のチャンバに対して約２００から約２０００ｓｃｃｍと同等の流量Ｆ_Rで導入されることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】前記エッチングチャンバが、約０．１から約８０ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持され、前記リモートチャンバが約５００から約３０００ｍＴｏｒ
ｒの圧力に維持されることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】前記エッチングチャンバ内の前記表面が、窒化アルミニウ
ム、炭化ホウ素、窒化ホウ素、ダイアモンド、酸化シリコン、炭化シリコン、窒
化シリコン、酸化チタン、炭化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムの
内の１つ以上を含むことを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】基板をエッチングする装置であって、前記装置が、（ａ）プロセスガスをエッチングチャンバ内に導入するプロセスガス入口と、
基板をエッチングするために前記プロセスガスからプラズマを形成するプラズマ
発生装置と、消費したプロセスガスを前記エッチングチャンバから排気する排気
システムとを備えたエッチングチャンバと、（ｂ）内部で活性洗浄ガスを形成する前記エッチングチャンバに隣接するリモ
ートチャンバと、（ｃ）ガス分配システムとを含み、前記ガス分配システムが（ｉ）前記活性洗
浄ガスを前記リモートチャンバから前記エッチングチャンバへと搬送するガス管
路と、（ｉｉ）前記活性洗浄ガスの流れを前記チャンバの１つ以上の内部表面に
、実質的に平行に且つ隣接するように方向付けるガス流分配器と、（ｉｉｉ）前
記ガス流分配器内への前記活性洗浄ガスの流れを調整するガス流調整器とを含む
、装置。
【請求項３０】前記ガス流分配器が、前記エッチングチャンバ内で、厚い
エッチング残留物層を有する、前記チャンバの前記表面の一部に隣接するように
配置された複数のガス注入ノズルを含むことを特徴とする、請求項２９に記載の
装置。
【請求項３１】前記ガス流分配器が、前記チャンバの中心軸周囲で対称的
に配置された複数のガス注入ノズルを有することを特徴とする、請求項２９に記
載の装置。
【請求項３２】前記ガス流注入ノズルが、前記チャンバの表面と平行する
板の後ろに配置されていることを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】前記ガス流分配器が、前記チャンバ内のチャネル内で終わ
っている１つ以上のガス注入ノズルを含んでおり、前記チャネルが、前記チャネ
ルの少なくとも一部を覆う延長した環状のレッジを有することを特徴とする、請
求項２９に記載の装置。
【請求項３４】基板をエッチングするために請求項２９に記載の装置を使
用する方法であって、前記方法が、（１）前記エッチングチャンバ内で前記基板をエッチングするステップと、（２）前記チャンバから前記基板を取り外すステップと、（３）ステップ（２）の最中又は後に、前記ガス流分配システムを用いて前記
エッチングチャンバ内に活性洗浄ガスを導入することにより、前記チャンバを洗
浄および調整するステップとを含む方法。
【請求項３５】基板をエッチングする装置であって、前記装置が、（ａ）プロセスガスをエッチングチャンバ内に導入するプロセスガス入口と
、基板をエッチングするために前記プロセスガスからプラズマを形成するプラズ
マ発生装置と、消費したプロセスガスを前記エッチングチャンバから排気する排
気システムとを備えたエッチングチャンバと、（ｂ）内部で活性洗浄ガスを形成する前記エッチングチャンバに隣接するリモ
ートチャンバと、（ｃ）ガス分配システムとを含み、前記ガス分配システムが（ｉ）前記活性洗
浄ガスを前記リモートチャンバから前記エッチングチャンバへと搬送するガス管
路と、（ｉｉ）厚いエッチング堆積層を有する、前記チャンバ内の表面に隣接し
て配置されたノズルを備えており、また、薄い堆積層を有する、前記チャンバの
一部を腐食することなく、より厚いエッチング堆積層を優先的に除去するために
前記活性洗浄ガスの流れをこれらの範囲に方向付けるガス流分配器とを含む、装
置。
【請求項３６】前記ガス流分配器が、前記チャンバの中心軸周囲で対称的
に配置された複数のガス注入ノズルを有することを特徴とする、請求項３５に記
載の装置。
【請求項３７】前記ガス流注入ノズルが、前記チャンバの表面と平行する
板の後ろに配置されていることを特徴とする、請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】前記ガス流分配器が、前記チャンバ内のチャネル内で終わ
っている１つ以上のガス注入ノズルを含んでおり、前記チャネルが、前記チャネ
ルの少なくとも一部を覆う延長した環状のレッジを含むことを特徴とする、請求
項３５に記載の装置。