JPH0697154A - 反応装置の自己洗浄方法 - Google Patents

反応装置の自己洗浄方法

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JPH0697154A JP3254079A JP25407991A JPH0697154A JP H0697154 A JPH0697154 A JP H0697154A JP 3254079 A JP3254079 A JP 3254079A JP 25407991 A JP25407991 A JP 25407991A JP H0697154 A JPH0697154 A JP H0697154A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】反応装置チャンバの自己洗浄方法を開示する。 【構成】過フッ化炭化水素を含むガス、そして好適には
Ｃ２Ｆ６を酸素と合せて用いるこの２段階からなる方法
は、まず比較的低い圧力で且つ高周波電極であるところ
のガス注入マニホルドとウェーハサポートとの離間を比
較的大きくして行うチャンバ全域エッチングと、次に高
周波電極の洗浄を完了するために比較的高いチャンバ圧
力および小さな電極間隔を用いる局部的エッチング段階
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ、プラズマエン
ハンスト化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、フィルムエッチバッ
クおよび反応装置の自己洗浄を含めた、単一およびその
場における複合の集積回路加工段階を行うための反応装
置および方法に関する。本発明は、特に反応装置を解体
したり、或いは時間のかかる湿式化学洗浄方式を用いる
ことなしにその設置場所において反応装置を自己洗浄さ
せるための乾式工程シーケンスに関する。
【従来の技術】本明細書およびＬａｗその他による１９
８９年１２月１９日出願の「反応装置チャンバ自己洗浄
方法」と題する米国特許出願Ｓｅｒ．Ｎｏ．９４４，４
９２（以下Ｌａｗその他）およびＷａｎｇその他による
１９８９年１２月１９日出願の「熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ
化学反応装置およびその二酸化けい素への熱化学蒸着で
の利用およびその場における複数段階からなる平坦化の
工程」と題する米国特許出願Ｓｅｒ．Ｎｏ．９４４，４
９２（以下、Ｗａｎｇその他）の願書において説明され
る反応装置は、少量の極めて小さな粒子に対しても傷つ
き易い極めて小さな形状のデバイスを加工するためのも
のである。この反応装置は、従来の反応装置より比較的
高圧で操作されるものであるが、それでも、排気系統お
よび下流の排気系統部品から絞り弁にかけて付着する落
ちにくい種類のものを生じる。したがって、この反応装
置の動作は従来の反応装置よりもクリーンであり、洗浄
の回数も少なくてよいものであるが、壁部を含めたリア
クタチャンバおよび真空系統を洗浄するための自己洗浄
方法を利用できることが極めて望ましい。これは、粒子
に敏感な小さいな形状のデバイスへの異物の付着を防
ぎ、チャンバおよびガス注入口マニホルドフェースプレ
ート、ウェーハ支持ハードウェアや絞り弁等の反応装置
のハードウェア（「ハードウェア」と総称する）の長寿
命および動作の再現性を確保するためのものである。特
に、効果的な洗浄をなし、毒性のないガスを用い且つ反
応装置ハードウェアに対して比較的腐食性が小さいとい
った点において、従来のプロセスとは異なる反応装置の
自己洗浄プロセスを有することが極めて望ましい。
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、反応
装置のハードウェアに対して比較的腐食性が小さく、且
つ無毒性ガスを用いて反応装置を効果的に洗浄する広範
に適用できるウェーハ加工反応装置の自己洗浄方法を提
供することにある。これに関連した課題の一つは、チャ
ンバの構成要素を解体または取り外すことなしにそのま
まの状態で適用されるプラズマ反応装置自己洗浄方法の
技術を提供することにある。また、これに関連した別の
課題は、反応装置チャンバおよびその排気系統を、その
ままの状態において、拡張域のエッチングとそれに続く
局部域エッチングで構成される単一の継続的な工程シー
ケンスによって洗浄する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】本発明はその一面におい
て、高周波パワー反応装置チャンバのチャンバ構成要素
および排気系統構成要素の広範領域洗浄のための自己洗
浄方法に係わり、ガスのなかのエッチング用ガスを形成
するためにチャンバ電極に高周波電源を印加し且つチャ
ンバ全体においてそして排気系統内部に至るまでエッチ
ング用プラズマを行き渡らせるために選択した圧力でチ
ャンバを維持しつつ、過フッ化炭化水素ガスと反応性酸
素ガスでドープした過フッ化炭化水素ガスとから選択し
た構成物質を含むガスを、ガスマニホルドを介してチャ
ンバに送り込むことを特徴とする。本発明は別の一面に
おいて、高周波パワー反応装置のガス分配マニホルドお
よび電極を局部的に洗浄するための自己洗浄方法に係り
混合気体中のエッチング用ガスを形成するためにチャン
バ電極に高周波電源を印加し且つガスマニホルドおよび
各電極から付着物をエッチするのに充分な高さの圧力で
チャンバを維持しつつ、過フッ化炭化水素ガスと反応性
酸素ガスでドープした過フッ化炭化水素ガスとから選択
した構成物質を含んだガスを、ガスマニホルドを介して
チャンバに送り込むことを特徴とする。本発明は更に別
の一面において、チャンバおよび排気構造の広域および
局部の洗浄をもたらすための、上述の広範および局部域
洗浄段階を組み合せた利用にかかわる。また、本発明
は、自己洗浄方式を用いたガス注入口マニホルドおよび
真空排気システムを備えた高周波パワー反応装置チャン
バの使用方法であって、まずチャンバ内に配置された基
板上に一層を付着または繰返し付着させる段階と、次に
上述の広範領域および局部の洗浄工程を適用する段階と
を含むことを特徴とする方法を含むものである。この発
明は、その特別な一面において、間隔変更可能に設けら
れたガス注入マニホルド電極とウェーハ支持電極とを備
えた真空処理反応装置を自己洗浄するための工程におい
て実施されるものであって、まず広域エッチング段階に
おいて、エッチング用プラズマをチャンバのほぼ全域に
渡って生成するために両電極間に選択した電力を印加
し、比較的低い第１の圧力で且つ比較的大きな第１の電
極間隔でチャンバ内に過フッ化炭化水素ガスを含むガス
を供給する段階と、次に局部エッチング段階において、
電極間に局部的エッチング用プラズマを生成するため
に、選択した電力を両電極間に印加して、比較的高い第
２の圧力且つ比較的小さな電極間隔で過フッ化炭化水素
ガスをチャンバ内に供給する段階とを含んでいる。ここ
で、第１の広域エッチング段階では、約３００〜６００
ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６の流量、約４００〜８００ｓｃｃｍ
のＯ２流量、約０．８〜２ｔｏｒｒの圧力、約１，００
０ｍｉｌｓ（１ｍｉｌｓ＝千分の１インチ）の電極間隔
および約５００〜７５０ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の高周波電
力を用いることができ、また、第２の広域エッチング段
階では、約６００〜８００ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６流量、約
７００〜９００ｓｃｃｍのＯ２流量、約６〜１３ｔｏｒ
ｒの圧力、約１８０〜３００ｍｉｌｓの電極間隔および
約５００〜７５０ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の高周波電力を用
いることができる。好適には、第１の広域エッチング段
階ではＣ２Ｆ６およびＯ２の各気体を（０．７５〜１．
３０）：１のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比とし、７５０〜１，
０００ｍｉｌｓの電極間隔、０．８〜２ｔｏｒｒの圧力
および２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の出力密度を
用い、第２の局部エッチング段階ではＣ２Ｆ６およびＯ
２の各気体を（０．８５〜１）：１の流量比とし、１８
０〜３５０ｍｉｌｓの電極間隔、６〜１３ｔｏｒｒの圧
力および２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の出力密度
を用いる。この発明は、更に別の一面において、その間
隔を変更可能に設けられたガス注入マニホルド電極およ
びウェーハ支持電極を有する真空反応装置において例え
ば半導体ウェーハに酸化けい素等の誘電体コーティング
を付着させるためおよび該反応装置を自己洗浄させるた
めの工程において実施されるものであり、チャンバ内の
ウェーハに一層またはそれ以上のコーティングを付着さ
せる段階と、その後にまずチャンバのほぼ全域に渡って
エッチング用プラズマを生成するために、第１の比較的
低いチャンバ圧力および第１の比較的大きな電極間隔に
おいて両電極間に選択した高周波電力を印加し、過フッ
化炭化水素を含むガスをチャンバに供給して、反応装置
の内表面を自己洗浄する段階と、次に両電極間に局部的
エッチング用プラズマを生成させるために両電極間に選
択した電力を印加し、チャンバ圧力を第２の比較的高い
値に上昇させ、電極間隔を第２の比較的小さな値に減ず
る段階とを含むことを特徴としている。
【実施例】１．代表的ＰＥＣＶＤ反応装置１０ 第１図は、本発明にしたがったガス注入マニホルド１１
をとり入れた平行板ＣＶＤ（化学蒸着）反応装置１０を
概略的に示す図である。この反応装置１０は、前述のＷ
ａｎｇその他による１９８６年１２月１９日出願の「熱
ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ化学反応装置およびその二酸化けい
素への熱化学蒸着での利用およびその場における複数段
階からなる平坦化の工程」と題する共願の米国特許出願
Ｓｅｒ．Ｎｏ．９４４，４９２において説明されるもの
である。たのＷａｎｇその他および前述のＬａｗその他
の特許願書は、それらを引用することによってここにそ
の全体を取り入れるものとする（以下「引用したＷａｎ
ｇその他による特許願書」および「引用したＬａｗその
他による特許願書」）。反応装置１０は、好ましくは垂
直方向に両端において片持ちされるはりまたは支持フィ
ンガ１３上に設置される熱によく応答するサセプタ１２
を含んでおり、サセプタ１２（およびこのサセプタの上
面に支持されるウェーハ）が下部の積込み／積卸し位置
と、注入マニホルド１１に隣接する上部の加工位置１４
との間で制御可能に移動できるようになっている。サセ
プタ１２およびウェーハが加工位置１４にある場合は、
これらは、環状真空マニホルド２４につながる複数の環
状に並べられた穴２３を有するじゃま板１７によって囲
まれている。反応装置１０、じゃま板２７等の高圧能力
の結果、加工中において、通路２２に沿ってマニホルド
に注入されるガスは、２１によって示すようにサセプタ
およびウェーハに沿って放射状に均一に配分され、その
後に、真空ポンプシステムによってポート２３を介して
環状真空マニホルド２４へと排気される。制御されたプ
ラズマが、高周波電極の一つでもあるところの注入マニ
ホルド１１に印加される高周波エネルギーによってウェ
ーハに隣接して発生される環状外部ランプモジュール２
６が水晶窓２８を介してサセプタ１２の環状外周部分に
平行な光束の環状パターン２７をもたらし、これによっ
てサセプタの自然熱損失パターンを補い、付着を行うた
めのサセプタおよびウェーハの高速且つ均一な加熱をも
たらしている。一般にガス注入マニホルドフェースプレ
ート、サセプタ支持フィンガ、ウェーハ搬送フィンガ
（図示せず）およびその他の種々の反応装置ハードウェ
アのうちのいくつか或いは総ては、例えば陽極処理され
酸化アルミニウム表面コーティング等の誘電体で表面を
おおったアルミニウム等の材料から形成される。マニホ
ルドフェースプレート３０とサセプタ１２に支持される
ウェーハ１４との間の可変な間隔並びに、高圧能力、広
い圧力範囲および均等な放射状のガスの流れを含めた引
用したＷａｎｇその他による特許願書において詳細に説
明されるその他の種々の特徴が総て一緒になって、反応
装置１０に広範な加工能力をもたらしている。この加工
の多様性の中には、プラズマ強化ＴＥＯＳガス化学作用
および／またはオゾン／ＴＥＯＳガス化学作用を用いた
酸化フィルム付着、高速等方性エッチング、薄膜平坦
化、および反応装置自己洗浄が含まれる。２．二酸化けい素蒸着の例 ４×６インチのウェーハに二酸化けい素を蒸着させるた
めの本加工プロセスにおいては、２５０〜６００ｓｃｃ
ｍのヘリウム流量、２５０〜６００ｓｃｃｍの酸素、３
５０〜４５０ｗａｔｔｓの高周波電力、１７０〜２２０
ｍｉｌｓの電極間隔、８〜１０ｔｏｒｒのチャンバ圧力
および３９０゜〜４１０℃のサセプタ温度（サセプタ温
度の範囲は、加熱ランプへの電力を制御することによっ
て保たれる）におけるＴＥＯＳを用いる。３．チャンバシステム自己洗浄 本発明は、局部的なチャンバ自己エッチングおよび広域
のチャンバの自エッチング包含するものである。この局
部的エッチングは各高周波電極即ちサセプタ１２および
注入ガスマニホルドフェースプレート３０を洗浄するた
めに用いられる。広範または広域エッチングは、好適に
は、下流真空システムを含むチャンバ全体を洗浄するも
のである。広域エッチングおよび局部域エッチングの各
段階からなるこの自己洗浄プロセスは、また、両段階か
らなるこの自己洗浄プロセスは、また、両段階において
同じガス化学作用を用いることも特徴としている。これ
には過フッ化炭化水素が用いられ、好ましくは、例えば
Ｃ２Ｆ６等の過フッ化炭化水素と酸素等の反応性ガスと
を用いる。この位置をそのままにしての２つのエッチン
グ段階は、本反応装置１０の広範な圧力能力および可変
の近接した電極離間距離と過フッ化炭化水素ガスの化学
的性質とを組み合わせて用いるものである。つまり、広
域エッチング段階では、比較的低いチャンバ圧力、比較
的大きな電極間隔、各電極１２および３０間に印加され
る任意の高周波電力レベル、任意のエッチング混合気体
流量およびその他のパラメータを用いる。この工程は、
圧力を増加させ、電極間隔を減少させ且つ必要に応じて
それに付随する高周波電力、エッチングガス流量および
他のパラメータを調節することによって、容易に局部域
エッチング段階へと切り換えられる。つまり、これら２
つのエッチング段階は、真空を損ったりガスを変化させ
たりすることなしに、選択した工程パラメータの調節の
簡単な促進によって、反応装置内において一体継続的に
実施される。好適には、まず広域エッチングを用いて壁
部およびハードウェアを含めたチャンバ全体を洗浄し、
その後に局部域段階によって電極１２および３０を洗浄
する。広域洗浄において、比較的厚くコーティングされ
ている電極１２および３０は部分的に洗浄され、局部域
エッチング段階が電極の洗浄を完了させる。陽極酸化等
のハードウェア保護誘電体コーティングの浸食の大半
は、低圧広域エッチング段階において発生する。広域洗
浄ステップを最初に適用することによって、マニホルド
３０のフェースプレートのような局部的な電極は、その
上に付着する酸化物によって防護される。そしてこの酸
化物は、続く高圧局部エッチング段階において取り除か
れ、エッチングされる局部域外での浸食を最小限とす
る。つまり、いわゆる広域第１シーケンスは、それに引
き続く局部域エッチングが電極外の前もって洗浄された
領域を必要以上にエッチングすることがないことから、
過度のエッチングを防ぐ効果を有している。これに対し
て電極１２および３０を洗浄するためにまず局部エッチ
ングを適用し、それに続く低圧広域エッチング段階にお
いて必然的なチャンバ全体に渡っての洗浄／浸食を適用
するようなことをすれば、電極３０のフェースプレート
やその上の薄い誘電体コーティング等の防護されていな
い局部的なハードウェアを幾分過度にエッチングするこ
とになり、結果として、これら構成部分の寿命および再
現可能なプロセスの寿命を縮めることになる。このよう
な洗浄機能は、どのような反応装置においても効果的な
ものである。特に、前述のように、粒子によって引き起
こされる損傷に影響され易い形状の極めて小さいデバイ
スを加工するようにされた反応装置１０において効果的
である。この反応装置１０は従来の反応装置よりも比較
的に高圧で動作するものであるが、それでも、真空排気
システムおよび絞り弁までを含めた下流真空系統構成要
素において付着するしつこい種類の物質を生じることが
ある。したがって、推奨される反応装置１０は従来の反
応装置よりもクリーンであり且つ洗浄の回数が少なくて
よいものであるが、真空系統および反応装置チャンバの
両方を高速且つ必要な場合には頻繁に洗浄できる機能
は、絞り弁のような構成要素の長期的な正常な動作を確
保する上で極め望ましいものである。広域または広範囲
自己洗浄工程は、チャンバ全体並びに真空系統構成要素
を高率でエッチングするための、比較的低圧、比較的大
きな電極間隔および過フッ化炭化水素の化学作用を用い
るものである。これらの構成要素には、サセプタ１２、
マニホルド３０およびこれらの関連要素に加えて、窓２
８、流れを制御するじゃま板１７およびその中の排気穴
２３、真空排気チャネル２４および一般的に少なくとも
付随する絞り弁（図示せず）までを含めた排気通路に沿
った構成要素を含むが、これらに限定されるものではな
い。局部的自己洗浄段階または工程は、電極１２および
３０および近接するチャンバ構成要素の速やかな局部的
洗浄のために望ましい大きなエッチング速度および安定
したプラズマをもたらすために、過フッ化炭化水素ガス
エッチング化学作用、比較的高圧および電極１２と３０
との間の比較的せまい間隔（この間隔は蒸着に用いられ
るそれと近似している）を用いている。４×８インチウ
ェーハのためのほぼ平行形状のものに対して現在推奨さ
れる実施例においては、広域エッチング段階は、約１，
０００ｍｉｌｓの電極間隔および約５００〜７３０ｗａ
ｔｔｓの１３．５６ＭＨｚの高周波電力（これは約３．
８〜３．９ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の高周波出力密度をもた
らす）を用い、約０．８〜２ｔｏｒｒの圧力で、過フッ
化炭化水素Ｃ２Ｆ６および酸素のエッチング用混合気体
をそれぞれ約３００〜６００ｓｃｃｍおよび４００〜８
００ｓｃｃｍ（約０．７５：１の流量比）の範囲内の流
量で反応装置チャンバに送り込んで、チャンバ全体およ
び下流の構成要素の両方を洗浄するものである。Ｃ２Ｆ
６流量の約１０％の流量比でＮＦ３を任意に加えること
ができる。ここで、比較的低圧および比較的大きな電極
間隔は、チャンバおよび下流の全域に渡って洗浄プラズ
マを拡張（局部エッチング段階に比較して）または拡散
することを容易にする。この段階は、１ミクロンの二酸
化けい素蒸着より生じるチャンバ付着物を約３０〜４０
秒で洗浄する。また、４×８インチウェーハのためのほ
ぼ平行形状のものに対して現在推奨される実施例におい
ては、第２の局部域エッチング段階は、１３．５６メガ
ヘルツの周波数において約３．８〜３．９ｗａｔｔｓ／
ｃｍ２の範囲内の高周波出力密度をもたらすための約５
００〜７００ｗａｔｔｓの高周波電力を用いかつ約１８
０〜３００ｍｉｌｓの電極間隔を用いて、６〜１３ｔｏ
ｒｒの範囲内の圧力で、過フッ化炭化水素および酸素の
エッチング用混合ガスをそれぞれの流量を約６００〜８
００ｓｃｃｍおよび７００〜９００ｓｃｃｍ（約０．８
５：１の流量比）として反応装置チャンバ内に送り込ん
で、チャンバを局部的に洗浄するものである。比較的高
い圧力および比較的小さい電極間隔が、洗浄プラズマを
電極１２と３０との間の領域に効果的に限定する。この
段階では、１ミクロンの二酸化けい素蒸着より生じる局
部的付着物を、約３０〜４０秒で洗浄する。ここで例示
する反応装置１０の４×８インチウェーハ用配置に対し
て予見される有用なパラメータの範囲は、（１）広域エ
ッチング段階において、約（０．７５〜１．３０）：１
のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比、Ｃ２Ｆ６流量３００〜１，２
００ｓｃｃｍ、Ｏ２流量４００〜９５０ｓｃｃｍ、電極
間隔７５０〜１，０００ｍｉｌｓ、圧力０．８〜２ｔｏ
ｒｒおよび出力密度約２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ
２であり、（２）また局部的洗浄段階において、約
（０．８５〜１）：１のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比、Ｃ２Ｆ
６流量６００〜９５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量７００〜１，
０００ｓｃｃｍ、電極間隔１８０〜３５０ｍｉｌｓ、圧
力６〜１３ｔｏｒｒおよび出力密度２．７〜５．６ｗａ
ｔｔｓ／ｃｍ２である。
【発明の効果】上述した使用の容易さ、再現可能な処理
の寿命の伸長およびハードウェアの寿命の伸長といった
効果に加えて、この方法にはいくつかの効果がある。ま
ず、この方法は、Ｃ２Ｆ６およびＯ２等の比較的安価な
処理ガスを用いている。また、この方法は非毒性のもの
であり、すなわち処理用ガスＣ２Ｆ６およびＯ２は無毒
である。さらに、この方法は、反応装置ハードウェアに
対して比較的非腐食性であるという点において、比較的
ゆるやかなものである。前述した要素のうちの少なくと
も３つによって資本コストの低減がはかられる。まず、
この方法がチャンバハードウェアに対して比較的非腐食
性であることから、ハードウェアの寿命が伸びる。第２
に、まず広域そして次に局部といった順序を用いること
で、電極の過度のエッチングを減少させる。第３に、こ
の方法の非毒性の本質が、高価な安全監視設備の必要を
減少したりなくしたりする。上でほのめかしたように、
ハードウェアの腐食が減少することによって、チャンバ
を開放して内部構成要素をウェットエッチング等にらっ
て洗浄しなければならなくなる以前における処理時間が
長くなる（即ちより多量の蒸着が可能となる）ことか
ら、長期的な工程の安定性がもたらされる。つまり、こ
の方法は、利用し易く、実施が容易で、維持および洗浄
のための反応装置の停止時間が減少し、ハードウェアの
寿命および安定した工程の寿命が増大する。ウェーハに
蒸着する毎にチャンバ１０を自己洗浄するために上述の
現在推奨される工程パラメータを用いることによって、
工程の再現性の寿命すなわち湿式洗浄の時間間隔が、最
小で２，０００ミクロンの蒸着へと増大した。また、ハ
ードウェアの寿命すなわち整備または交換の間の寿命
が、少なくとも３０，０００ミクロンへと増大した。こ
れに対し、従来の自己洗浄工程では、湿式洗浄までの蒸
着は５００ミクロンであり、ハードウェアの寿命は約
５，０００ミクロンであった。図２および図３は、本方
法および従来の工程のそれぞれについて、工程再現性対
総蒸着量を比較するグラフ３５〜３８を示すものであ
る。４×８インチウェーハ用配置のための電力および流
量等のパラメータは、より大きいまたはより小さいウェ
ーハのために、容易に増大または減少させることができ
る。また、我々は、ここで示した流量およびその比が、
他の反応装置に適合するように容易に改められ得ること
を予見する。この発明を種々の推奨実施例および変化例
について説明したが、当業者が、この特許請求の範囲で
請求される本発明の範囲から逸脱することなしに種々の
変更を成し得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するのに用いられるＣＶＤ／ＰＥ
ＣＶＤ兼用反応装置の平面図である。
【図２】本洗浄方法および従来の方法の両方について、
蒸着速度と総蒸着量とを対比させて示すグラフである。
【図３】本洗浄方法および従来の方法の両方について、
厚さの均一性と総蒸着量とを対比させて示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１０ 反応装置 １１ ガス注入マニホルド １２ サセプタ（電極） １３ 支持フィンガ １４ 加工位置 １７ じゃま板 ２３ ポート ２４ 真空マニホルド ２６ ランプモジュール ２７ コリメートされた光の環状パターン ２８ 水晶窓 ３０ マニホルドフェースプレート
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ケズウィック アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94560 ニューアーク ヨアキーン マリ エータ アベニュー 6371エイ (72)発明者 ジェリー ウォン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント クーガー サーク ル 44994

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その間隔が可変のガス注入マニホルドと
    ウェーハ支持電極とで形成される電極を有する真空処理
    反応装置を自己洗浄する方法において、チャンバのほぼ
    全域に渡ってエッチングプラズマを発生させるために選
    択した電力を電極間に印加し、第１の比較的低い圧力お
    よび第１の比較的大きな電極間隔で過フッ化炭化水素を
    含むガスをチャンバ内に供給する第１の広域エッチング
    段階と、電極間に局部的エッチング用プラズマを発生さ
    せるために、電極間に選択した電力を印加し第２の比較
    的高い圧力および第２の比較的小さな電極間隔で、前記
    過フッ化炭化水素を含むガスをチャンバ内に供給する第
    ２の局部エッチング段階とを含むことを特徴とする真空
    処理反応装置を自己洗浄する方法。
  2. 【請求項２】 前記第１の広域エッチング段階は、Ｃ２
    Ｆ６およびＯ２の各ガスを（０．７５〜１．３０）：１
    のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比で用い、電極間隔７５０〜１，
    ０００ｍｉｌｓ、圧力０．８〜２ｔｏｒｒおよび出力密
    度２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２とすることを特徴
    とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第２の局部エッチング段階は、Ｃ２
    Ｆ６およびＯ２の各ガスを（０．８５〜１．３０）：１
    のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比で用い、電極間隔１８０〜３５
    ０ｍｉｌｓ、圧力０．８〜２ｔｏｒｒおよび出力密度
    ２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２とすることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 その間隔が可変のガス注入マニホルドと
    ウェーハ支持電極とで形成される高周波電極を有する真
    空処理反応装置を自己洗浄する方法において、チャンバ
    のほぼ全域に渡ってエッチングプラズマを発生させるた
    めに、約２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の高周波出
    力密度を電極間に印加し、約０．８〜２ｔｏｒｒのチャ
    ンバ圧力および約７５０〜１，０００ｍｉｌｓの電極間
    隔において、Ｃ２Ｆ６およびＯ２の各ガスを約（０．７
    ５〜１．３０）：１のＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比でチャンバ
    内に供給する第１の広域エッチング段階と、電極間に局
    部的エッチング用プラズマを発生させるために、約２．
    ７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の選択した高周波電力を
    印加し且つＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比を約（０．８５〜
    １）：１とし、チャンバ圧力を約６〜１３ｔｏｒｒの値
    に上昇させ且つ電極間隔を約１８０〜３５０ｍｉｌｓの
    値に減少させる第２の局部エッチング段階とを含むこと
    を特徴とする真空処理反応装置を自己洗浄する方法。
  5. 【請求項５】 前記第１の広域エッチング段階は約３０
    ０〜６００ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６流量、Ｏ２流量約４００
    〜８００ｓｃｃｍ、圧力０．８〜２ｔｏｒｒ、電極間隔
    約１，０００ｍｉｌｓおよび約５００〜７５０ｗａｔｔ
    ｓ／ｃｍ２の高周波出力を用いることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 Ｃ２Ｆ６：Ｏ２流量比は０．７５：１で
    あり且つ高周波出力密度は３．８〜３．９ｗａｔｔｓ／
    ｃｍ２であることを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記第２のエッチング段階は、約６００
    〜８００ｓｃｃｍのＣ２Ｆ６流量、Ｏ２流量約７００〜
    ９００ｓｃｃｍ、圧力約６〜１３ｔｏｒｒ、電極間隔約
    １８０〜３００ｍｉｌｓおよび高周波出力約５００〜７
    ５０ｗａｔｔｓ／ｃｍ２を用いることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 Ｃ２Ｆ６：Ｏ２流量比は０．８５：１で
    あり且つ高周波出力密度は約３．８〜３．９ｗａｔｔｓ
    ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 その間隔が可変のガス注入マニホルドと
    ウェーハ支持電極とで形成される高周波電極を有する真
    空処理反応装置を自己洗浄する方法において、チャンバ
    のほぼ全域に渡ってエッチングプラズマを発生させるた
    めに、約２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の高周波出
    力密度を電極間に印加し、約０．８〜２ｔｏｒｒのチャ
    ンバ圧力および約１，０００ｍｉｌｓの電極間隔におい
    てＣ２Ｆ６およびＯ２の各ガスをそれぞれ３００〜６０
    ０ｓｃｃｍおよび４００〜８００ｓｃｃｍの流量でチャ
    ンバ内に供給する第１の広域エッチング段階と、電極間
    に局部的エッチング用プラズマを発生させるために約
    ２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２の選択した高周波電
    力を電極間に印加し、且つＣ２Ｆ６およびＯ２の流量を
    それぞれ約６００〜８００ｓｃｃｍおよび７００〜９０
    ０ｓｃｃｍとし、チャンバ圧力を約６〜１３ｔｏｒｒに
    上昇させ、電極間隔を約８０〜３００ｍｉｌｓに減少さ
    せる第２の局部エッチング段階とを含むことを特徴とす
    る真空処理反応装置を自己洗浄する方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１の広域エッチング段階におい
    てはＣ２Ｆ６：Ｏ２流量比を０．７５：１とし、前記第
    ２の局部エッチング段階においてはＣ２Ｆ６：Ｏ２流量
    比を０．８５：１とし、両方の段階において高周波出力
    密度を約３．８〜３．９ｗａｔｔｓ／ｃｍ２とすること
    を特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 その間隔が可変のガス注入マニホルド
    電極とウェーハ支持電極とを有する真空反応装置におい
    て、半導体ウェーハにコーティングを付着させるためお
    よび前記反応装置を自己洗浄するための方法において、
    チャンバ内の１個またはそれ以上のウェーハに反復的に
    コーティングを付着させる段階と反応装置の内表面を自
    己洗浄するため工程であって、チャンバのほぼ全域に渡
    ってエッチングプラズマを発生させるために、電極間に
    選択した高周波電力を印加し、第１の比較的低いチャン
    バ圧力および第１の比較的大きな電極間隔において過フ
    ッ化炭化水素を含むガスをチャンバ内に供給する第１の
    広域エッチング段階と、電極間に局部エッチングプラズ
    マを発生させるために、選択した電力を電極間に印加
    し、チャンバの圧力を第２の比較的高い値に上昇させ且
    つ電極間隔を第２の比較的小さな値へと減少させる第２
    の局部エッチング段階との両段階を含む前記工程を適用
    する段階とを含むことを特徴とする前記半導体ウェーハ
    にコーティングを付着させるためおよび反応装置を自己
    洗浄するための方法。
  12. 【請求項１２】 第１の広域エッチング段階ではＣ２Ｆ
    ６およびＯ２を約（０．７５〜１．３０）：１の流量比
    で用い、電極間隔７５０〜１，０００ｍｉｌｓおよび圧
    力０．８〜２ｔｏｒｒとし、第２の局部エッチング段階
    ではＣ２Ｆ６およびＯ２を約（０．８５〜１）：１の流
    量比で用い、電極間隔１８０〜３５０ｍｉｌｓおよび圧
    力６〜１３ｔｏｒｒとし、両方のエッチング段階におい
    て出力密度を約２．７〜５．６ｗａｔｔｓ／ｃｍ２とす
    ることを特徴とする請求項１１記載の方法。
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