KR100881045B1 - 챔버 내 잔여물의 2단계 플라즈마 세정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 2중 단계 무웨이퍼 자동 세정방법을 이용한 처리챔버의 퇴적 잔여물의 플라즈마 세정을 포함하는 방법을 제공한다. 특히, 이 방법은 처리챔버 내로 적어도 약 75%의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 갖는 제1가스 조성물을 흐르게 하여 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘과 실리콘계 부산물을 제거하는 제1에천트 플라즈마를 형성함으로써 처리챔버를 세정하는 단계를 포함한다. 다음에, 이 방법은 처리챔버 내로 적어도 약 50% O2의 제2가스 조성물을 흐르게 하여 처리챔버의 내부 표면으로부터 탄소와 탄소계 부산물을 제거하는 제2에천트 플라즈마를 제공하기 위해 상기 제2가스 조성물로부터 플라즈마를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 2단계 세정처리를 실행하도록 구성된 시스템이 제공된다.

Description

챔버 내 잔여물의 2단계 플라즈마 세정{DUO-STEP PLASMA CLEANING OF CHAMBER RESIDUES}
본 발명은, 장치의 내부 표면상에 축적된 이전에 퇴적된 챔버 내의 잔여물을 제거하기 위해 처리챔버를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 2단계의 세정처리를 이용하여 내벽의 잔여물이나, 또는 또 다른 성분을 제거하기 위한 무웨이퍼(wafer-less) 플라즈마 세정방법에 관한 것이다.
기존의 플라즈마 처리에 있어서, 원하는 막이 기판에 생성되거나 기판으로부터 제거될 수 있도록 플라즈마는 반응 가스종에 의해 활성화 된다. 화학적 반응종은 이온, 중성자, 및 분자를 포함한다. 플라즈마 에칭과 같은 화학적 처리가 수반되면, 반응종은 에칭되는 재료와 화적적 또는 물리적으로 상호작용한다.
상호작용 하려는 기판의 표면에 화학적 반응종이 특정하도록 화학적 반응종이 신중히 선택된다. 일반적으로, 플라즈마는, 웨이퍼 온도, 챔버 표면온도, 압력, 반응가스 유량, 반응가스 혼합비, 반응가스 농도, 가스 주입 분포, 플라즈마 이온 밀도, 및 바이어스 전압 등과 같은 하나 이상의 처리 파라메터에 의해 조절된다. 종종 그와 같은 처리 파라메터는 더미(dummy) 웨이퍼 상의 반응종에 최적화된다. 처리 파라메터의 최적화 및 화학적 반응종의 선택은 실험상의 설계 (종종 DOE라 칭하는) 형태로 특정 처리에 행해진다.
화학적인 처리의 모니터링중 조심하고 주의할 지라도, 자주는 아니지만, 원하지 않는 잔여물이 처리가 행해지는 처리챔버의 내부 표면 상에 퇴적된다. 원하지 않는 잔여물은, 불행하게도, 처리챔버의 벽에 그리고 벽 주위에 퇴적된다. 처리챔버 내측의 잔여물의 축적은 신뢰할 수 없는 처리 및 베이스라인으로부터의 이탈을 야기할 뿐만 아니라, 결함을 가진 품질이 저하된 불완전한 기판을 생성한다. 세정처리를 자주 하지 않으면, 잔여물 축적에 의한 불순물이 기판으로 전이될 수 있다. 또한, 처리 수행을 제어할 수 없게 하는 잔여물 축적에 따른 변경되는 챔버 조건으로 인해 처리 에칭율 또는 퇴적율이 변경될 수 있다. 따라서, 처리장비의 유지관리는 높은 생산성 및 현재 제품보다 양호한 제품 성능 뿐만 아니라 차세대 제품의 개발을 위해도 중요하다.
디바이스의 처리에 있어서 종합적인 품질 및 효율성을 향상시키는데 중요한 기술은 퇴적물이 퇴적된 챔버를 세정하는 것이다. 처리챔버를 세정하는 2가지 방법은 건식에칭세정과 습식세정이 있다. 상기 전자의 세정동작에 있어서는, 처리가스가 처리챔버로부터 배출되고, 하나 이상의 처리 세정가스가 도입된다. 처리챔버의 내부 표면 상에 축적되는 잔여물과 가스간 반응을 촉진시키기 위한 에너지가 인가된다. 처리챔버 내부의 잔여물은 세정처리가스의 비반응부와 함께 처리챔버로부터 배출된 가스 부산물을 형성하는 세정처리가스와 반응한다. 세정처리 다음에는 정상처리가 재개된다.
건식에칭의 대안으로, 즉 처리챔버가 밀봉을 유지하는 인-시츄(in-situ) 세 정절차는 처리챔버의 진공밀봉을 끊고 챔버의 내부 표면 아래를 수동으로 닦아냄으로써 수행되는 습식 세정절차이다. 보통, 습식 세정절차는 인-시츄 세정처리에 의해 완전히 제거되지 않고 시간을 초과하여 축적되는 잔여물을 제거하기 위해 수행된다. 종종 이들 잔여물을 용해하기 위해 솔벤트가 사용된다. 일단 세정되면, 처리챔버는 밀봉되고 통상의 처리가 재개된다.
불행하게도, 그와 같은 세정동작은 다양한 방식으로 기판 처리시스템의 이용에 영향을 미친다. 예컨대, 시스템 이용은 세정동작을 수행하는데 걸린 시간에 의해 축소된다. 습식세정이 수행된 경우, 처리환경이 재안정화 되어야만 하기 때문에, 처리챔버를 열고 챔버의 내부 표면을 물리적으로 닦아내야 하는데 이것은 긴 정지시간을 초래한다. 챔버 조건의 재안정화는 과도한 잔여물 축적없이 챔버 상태를 이전의 습식세정동작으로 되돌리는 챔버 조건으로 많은 웨이퍼를 처리할 것을 요구한다.
도 1은 모든 챔버의 퇴적 부산물 제거를 위한 복합의 1단계 세정처리의 동작을 나타낸 방법의 흐름도이다. 이 방법은 더미 웨이퍼가 처리 준비성을 조사하기 위해 처리되는 동작(10)으로 시작한다. 이 방법은 제품의 웨이퍼가 처리되는 동작(12)으로 진행한다. 다음에, 이 방법은 실리콘계 부산물 제거 및 탄소계 부산물 제거를 위한 에천트가 단일 단계 세정동작을 수행하기 위해 조합되는 동작(14)으로 이동한다. 만약, 처리될 웨이퍼가 더 있으면, 그 제품의 웨이퍼는 동작 12 및 14를 통해 동작이 재수행된다. 또한, 도 1에 나타낸 동작의 방법은, 1단계(복합의) 무웨이퍼 자동세정(WAC)처리가 고려될 경우, 무웨이퍼 조건으로 수행될 수도 있다. 몇가지의 예에 불과할 뿐, 이 방법에는 다수의 단계가 있으며, 이들 모든 단계는 복합의(실리콘계 부산물 제거 및 탄소계 부산물 제거 모두) 1단계 무웨이퍼 자동세정(WAC)처리를 계속해서 반복할 것이다.
그와 같은 방법이, 다수의 처리단계가 축소되거나 축소될 수 없다는 장점을 가질 지라도, 탄소계 유기 잔여물 및 반도체 기반 실리콘 잔여물 등과 같은 각기 다른 부산물의 완전한 제거를 보장할 수는 없다. 실제로, 실리콘 및 탄소 퇴적물에 대한 제거율은 서로 반대이다. 실리콘 제거를 위한 처리는 주로 불소계의 화학작용에 기초를 두는 반면, 탄소 제거는 주로 산소계의 화학작용에 기초를 둔다. 불소계 및 산소계의 화학작용이 서로 혼합될 경우, 실리콘 및 탄소의 제거율이 최적의 수준이 되지 못한다. O2 농도가 혼합물에서 소정 한계 이상으로 증가할 경우, 실리콘 제거율이 포화되어 감소한다. 오히려, 실리콘 및 탄소율은 즉시 제거율의 1단계 복합의 접근방식에서 저하된다. 따라서, 1단계 접근방식은 실리콘 및 탄소 퇴적물에 대한 최적의 제거율을 산출할 수 없다. 과거, 플라즈마 세정은 전극을 커버하기 위해 챔버 내에 웨이퍼를 갖춘 에칭 반응기 및 퇴적 반응기를 세정하는데 이용했지만, 무웨이퍼 플라즈마 세정을 행하는데 좀더 흔히 이용되었다. 이것은, 무웨이퍼 자동세정(WAC; wafer-less auto clean)의 이용을 이끌었다.
실리콘 제거 및 탄소 제거를 위한 각각의 에천트 가스의 특정 혼합물을 수반하는 실리콘 및 탄소 부산물 제거를 위한 복합의 WAC 방법이 이용될 경우, 실리콘 및 탄소계 퇴적 부산물의 최적화되지 않은 낮은 제거율을 초래한다. 즉, 1단계 복합의 WAC 접근방식은 실리콘 및 탄소 부산물의 완전한 부산물 제거를 달성하는데 적합하지 않다. 사실상, 1단계 복합의 WAC 접근방식은 단일의 전체 수용 WAC 화학작용을 이용하는 종래의 부산물 제거의 효과성을 저하시킨다. 따라서, 복합의 WAC 방법은 너무 많은 부산물과 많치 않은 또 다른 부산물을 제거하는 중간범위의 제거로 양쪽의 부산물질을 제거한다. 그 결과, 낮은 세정으로 인해 챔버에 물질의 축적을 야기하고, 지나친 세정으로 인해 챔버의 성능 저하 및 수명 단축을 야기한다. 더욱이, 불소 함유 세정가스가 복합의 WAC 방법에 이용될 경우, 챔버의 내부 표면에 축적되는 불휘발성 알루미늄 불화물 혼합물이 형성된다. 이들 혼합물의 축적은 처리챔버에서 수행된 플라즈마 처리동작의 변화를 야기한다. 결국, 그 축적물은 조각조각 떨어져, 처리되는 웨이퍼 상에 퇴적될 수 있다.
빈번한 세정동작의 또 다른 결점은, 지나친 세정이 처리챔버 컴포넌트의 수명 단축을 야기할 때 처리챔버 성분의 마모를 증가시키는 경향이 있다는 것이다. 또한, 소모비용이 증가한다. 따라서, 반도체 처리챔버를 세정하기 위한 향상된 방법 및 장치가 필요하다. 특히, 그 세정 방법 및 장치는 기판 처리동작 동안 생성된 잔여물을 제거할 수 있어야 하고, 반면 세정 잔여물의 이후의 생성을 감소시키거나 없애야 한다.
상기 기술에 있어서, 필요한 것은 실리콘 및 탄소계 부산물의 챔버 부산물 제거를 최적화하도록 구성된 반도체 처리챔버이고, 상기 실리콘계 부산물 및 탄소계 부산물의 제거는 처리되는 각각의 연속하는 반도체 기판을 위한 챔버 내측의 일정한 환경을 제공하기 위한 효과적인 방법으로 달성된다.
본 발명은, 세정처리의 각 단계가 특정 부산물을 제거하는데 최적인 2개 단계 세정처리를 이용하여 실리콘 및 탄소계 퇴적 부산물을 제거하기 위해 구성된 방법 및 장치를 제공한다. 2개 단계 세정처리의 제1단계는 실리콘계 챔버 부산물을 제거하는데 최적이고, 반면 2개 단계 세정처리의 제2단계는 탄소계 퇴적 부산물의 제거하는데 최적이다. 본 발명은 장비, 시스템, 장치, 또는 방법 등을 포함하는 다수의 방식으로 실시될 수 있다. 본 발명의 몇가지 독창적인 실시예가 이하 기술된다.
일 실시예에 있어서, 무웨이퍼 자동세정처리(WAC)의 방법은 적어도 약 75% 의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하는 제1가스 조성물을 처리챔버 내로 흐르게 함으로써 처리챔버를 세정하는 단계를 포함한다. 다음에, 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘과 실리콘계 혼합물을 제거하는 제1에천트 플라즈마를 제공하기 위해 상기 제1가스 조성물로부터 플라즈마가 형성된다. 다음 단계는 화학식 O2의 적어도 약 50% 산소를 포함하는 혼합물의 제2가스 조성물을 동일한 처리챔버 내로 흐르게 하는 단계를 포함한다. 다음에, 처리챔버의 내부 표면으로부터 탄소와 탄소계 혼합물을 제거하는 제2에천트 플라즈마를 제공하기 위해 제2가스 조성물로부터 플라즈마가 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 웨이퍼는, 첫번째로 적어도 약 75% 의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하고, 실리콘과 실리콘 혼합물을 제거하는데 최적인 불화물 플라즈마로 처리챔버의 내부 표면을 세정하고, 두번째로 적어도 약 50% O2를 포함하는 산소 플라즈마로 처리챔버의 내부 표면을 세정함으로써 처리되며, 상기 산소 플라즈마는 탄소와 탄소 혼합물을 제거하는데 최적이다. 제1 및 제2세정처리 이후 웨이퍼가 처리챔버에서 처리될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 처리챔버의 내부 표면을 세정하기 위한 처리가 제공된다. 실리콘과 실리콘 혼합물에 대한 처리챔버의 내부 표면을 세정하기 위한 처리단계는 실리콘과 실리콘 혼합물을 제거하는데 최적인 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 갖는 에천트 처리가스를 흐르게 하는 제1단계를 포함한다. 다음에, 불소 함유 혼합물을 갖는 에천트 처리가스로부터 플라즈마가 형성된다. 처리챔버 내의 압력은 약 2~100mTorr 범위의 압력으로 유지된다. 소정 수준의 측정이 확인될 수 있도록 처리챔버의 내부 표면 상에 실리콘과 실리콘 혼합물에 대한 처리가 모니터된다.
탄소계 혼합물을 제거하기 위한 처리단계는, 우선 산소를 함유하는 에천트 처리가스와, 2개 단계 처리에서 선행 처리단계로부터 실리콘과 실리콘 혼합물을 제거하는데 최적인 미량으로 식 XyFz의 임의 불소 함유 혼합물을 흐르게 하는 단계를 포함한다. 산소를 함유하는 에천트 처리가스로부터 형성된 플라즈마는 처리챔버 내측에 약 10~100mTorr 범위의 압력으로 유지된다. 소정 수준에 도달되도록 처리챔버의 내부 표면 상에 탄소계 혼합물을 제거하기 위한 처리가 모니터된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 2개 단계 인-시츄 세정처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리시스템이 제공된다. 이 플라즈마 시스템은 제1세정가스와 제2세정가스를 도입하기 위한 가스 입구를 갖춘 처리챔버를 포함하고, 상기 제1세정가스는 처리챔버의 내부 표면 상에 퇴적된 실리콘계 부산물을 제거하는데 최적이고, 상기 제2세정가스는 처리챔버의 내부 표면 상에 탄소계 부산물을 제거하는데 최적이다. 또한, 처리챔버는 인-시츄 세정처리의 제1단계를 수행하기 위해 제1세정가스로부터 제1플라즈마를 생성한 후, 상기 제1단계의 완료 즉시 제2세정가스로부터 제2플라즈마를 생성하기 위한 상부 전극을 포함한다. 처리가스의 유량에 관계없이 처리챔버 내측의 압력을 조절하기 위한 가변 컨덕턴스 미터가 포함된다. 가변 컨덕턴스 미터는 처리챔버의 출구에 위치된다. 거기에는 웨이퍼 클램핑(clamping) 및 웨이퍼의 온도조절을 위한 정전척(electrostatic chuck)이 있다. 처리챔버에서 수행된 2개 단계 인-시츄 세정처리의 각 단계의 종료점을 검출하기 위한 광방출 분광계(OES)가 포함된다. OES는 처리챔버와 연통된다. 2개 단계 세정처리의 각 단계중 처리챔버를 비우기 위한 펌핑시스템(pumping system)이 포함된다.
본 발명의 또 다른 특징은, 본 발명의 도면을 참조하여 본 발명의 원리를 예시형태로 기술하는 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
본 발명은 참조도면과 함께 이하의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 수 있으 며, 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙인다.
도 1은 모든 챔버의 퇴적 부산물의 제거를 위한 복합의 1단계 세정처리 동작을 나타낸 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2중 단계 세정처리를 실행하기 위해 구성된 플라즈마 에칭시스템의 개략 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2중 단계 부산물 제거 WAC기술이 수행된 동작을 나타낸 방법의 순서도이다.
도 4는 도 3의 실리콘 부산물 제거의 동작을 나타낸 방법의 순서도이다.
도 5는 도 3의 탄소 부산물 제거의 동작을 나타낸 방법의 보다 상세한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭율 성능에 따른 WAC처리의 효과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 웨이퍼에 대해 WAC가 수행되는 폴리게이트 릴리즈(Polygate Release) 방법을 이용한 에칭율 반복성의 그래프이다.
본 발명은, 반도체 처리챔버의 벽 상에 퇴적된 다수의 부산물을 제거하는데 적합한 최적화된 2중 단계 무웨이퍼 자동세정방법을 제공한다. 물론, 본 발명이 몇몇 또는 모든 이들 특정의 상세한 설명없이 실시될 수 있다는 것은 기술에 있어 숙련된 자에게는 자명하다. 다른 예에 있어서는, 본 발명을 불명료하게 하지 않도록 하기 위해 공지된 처리동작은 상세히 기술하지 않을 것이다. 도 1은 "발명 의 배경"부에서 이미 기술했다.
오히려, 플라즈마 에칭의 기본개념에 대해 기술해 간다. 백열방전은 비교적 불활성 분자가스로부터 화학적 반응종(중성자, 라디칼 및 이온)을 생성하는데 이용된다. 에칭되는 물질과 화학적으로 반응하고, 처리챔버로부터 제거될 수 있도록 에칭된 물질을 갖는 반응 생성물이 휘발되는 종을 생성하도록 에칭가스가 선택된다.
물질 제거를 위한 화학 메커니즘에 근거한 이상적인 건식에칭처리는 6개 단계로 나누어진다: 1) 반응종이 플라즈마로 생성되고, 2) 이들 반응종이 에칭되는 물질의 표면으로 확산되고, 3) 이들 반응종이 표면 상에 흡착되고, 4) 형성된 휘발성 부산물과 화학반응이 일어나고, 5) 부산물이 표면으로부터 방출되고, 6) 방출된 반응종이 가스의 벌크로 확산된다. 이들 단계중 어느 한 단계라도 실패하면, 전체 에칭 사이클은 정지한다. 그러나, 부산물이 표면으로부터 방출되면, 챔버의 내부 표면 상에 이들이 퇴적될 수 있다. 따라서, 규정시간을 초과하면, 챔버의 내부 표면은 처리되는 웨이퍼를 오염시키는 부산물층이 축적될 수 있다.
플라즈마 에칭처리에 있어서, RF 다이오드 구성은 통상 백열방전을 달성하기 위해 사용된다. 백열방전은 주로 입자 충격을 가한 타겟 표면에 이용되어 스퍼터링을 야기하는 에너지 이온원으로 이용된다. 즉, 백열방전은 대상되는 표면을 화학적으로 에칭하기 위한 반응종을 생성한다. 플라즈마 에칭시스템에 있어서는, 고주파 13.6MHz RF 다이오드 구성이 주로 이용된다. 만약, 13.6MHz 주파수가 인가된 RF전력에 이용되면, 이 주파수는 충분히 높기 때문에 이온은 벌크 플라즈마 영역과 웨이퍼 영역간 다크 스페이스(dark space)를 이동하기 위한 몇 RF사이클을 필요로 한다.
미립자가 에칭된 표면에 충돌하는 에너지가 전위 분배에 의존하기 때문에, 플라즈마 에칭시스템의 전위 분배에 관한 지식이 유용하다. 또한, 플라즈마 전위는 이온이 챔버의 또 다른 표면을 때리는 에너지를 결정하고, 이들 표면의 높은 에너지 충격은 스퍼터링을 야기하고 스퍼터링된 물질의 재퇴적을 야기할 수 있다. 실리콘 웨이퍼를 수반한 퇴적 및 에칭동작에서와 같은 처리동작의 내부 표면 상에 실리콘계 잔여물이 종종 형성된다. 또한, 입자 충격을 가한 (bombarding) 포토레지스트가 디바이스의 패터닝을 위한 마스크로 이용될 경우 내부 표면 상에 탄소계 잔여물이 형성될 수도 있다.
본 발명의 2개 단계 무웨이퍼 자동세정(WAC)은 이들 퇴적물을 효과적으로 세정하여 각 에칭동작의 개시를 위한 일정한 베이스라인 환경을 만들어 준다. 2개 단계 WAC는 처리챔버로 도입된 처리 에천트 가스로부터 제1플라즈마를 형성함으로써 시작한다. 제1플라즈마는 챔버의 내부로부터 제거될 휘발성 가스를 형성하기 위해 실리콘계 잔여물과 반응하는데 최적이다. 제1플라즈마 처리 다음에, 제2플라즈마가 처리챔버 내로 도입된 처리 에천트 가스로부터 형성된다. 제2플라즈마는 챔버의 내부로부터 제거될 가스를 형성하기 위해 탄소계 잔여물과 반응하는데 최적이다.
실리콘 잔여물이 챔버에 좀더 널리 퍼져 있기 때문에, 2개 단계 방법은 실리콘계 부산물의 제거를 보장하도록 보다 많은 시간이 걸리게 구성되고 탄소계 부산물이 지나친 세정없이 제거되도록 보다 적은 시간이 걸리게 구성될 수 있다. 따라서, 2개 단계 처리는 복합의 1단계 처리에 비해 시스템의 웨이퍼 처리 수율에 크게 영향을 받지 않는다. 또한, 최적화된 2개 단계 처리는 각 동작간 처리챔버 내측의 보다 일정한 조건의 챔버 환경을 제공한다. 따라서, 2개 단계 WAC기술을 통해 처리챔버 내측에 제공된 일정한 환경으로 인해 각 웨이퍼마다의 에칭동작의 반복성이 강화된다. 즉, 처리챔버의 내부 표면 상의 부산물의 축적은, 규정시간을 초과하면, 각 웨이퍼마다 안정성/반복성의 에칭율을 고려하여 제거됨과 더불어 평균세정시간(MTBC; mean time between cleaning)이 연장된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2중 단계 세정처리를 실행하기 위해 구성된 플라즈마 에칭시스템의 개략 횡단면도이다. 예시의 플라즈마 에칭시스템은 양수인이 모두 소유한 PolyWAC와 관련된 2300 PolyVERSYS 무웨이퍼 자동세정시스템 및 TCP9400PTX를 포함한다. 플라즈마 에칭시스템(100)은 압력을 감소시키기 위해 비워진 에칭챔버(102)와, 감소된 압력을 안정 및 유지시키기 위한 펌핑시스템(104), 챔버 내의 압력을 모니터하기 위한 압력 게이지(106), 에칭챔버 내의 압력 및 유량이 독립적으로 조절될 수 있도록 하는 펌핑시스템(104)과 에칭챔버(102) 사이에 설치된 가변 컨덕턴스 미터(108) 등과 같은 몇개의 구성요소로 이루어진다. 무선주파수(RF) 전원(110)은 백열방전을 일으킨다. 가스 핸들러(112)는 반응가스의 흐름을 계량 및 조절한다. 전극(114)은 플라즈마를 스트라이크(strike) 하는데 사용된다. 광방출 분광(OES) 모니터(116)는 에칭챔버(102) 퇴적 제거 생성물 및 챔버 퇴적 제거 반응물에 효과 있는 파장을 모니터 한다. 온도 제어 및 웨이퍼 클램핑을 위한 정전척도 포함한다. 과거에는 전극을 커버하기 위해 반응챔버 내에 웨이퍼를 갖춘 반응기를 세정하기 위한 플라즈마 세정이 이용되었지만, 무웨이퍼 플라즈마 세정이 좀더 흔히 사용될 것이다. 이것은 무웨이퍼 자동세정(WAC)의 사용을 이끈다. 일 실시예에 있어서, 설정된 웨이퍼 처리 간격으로 무웨이퍼 플라즈마 세정을 자동으로 시작하도록 컴퓨터에 의해 동작이 제어된다. 예컨대, WAC처리는 각 웨이퍼에 대해, 다수의 웨이퍼에 대해, 또는 몇몇 다른 적절한 간격으로 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 이하 기술된 처리 파라메터는 방법으로서 입력되고, 그 처리 파라메터는 반응챔버와 인터페이스 되는 프로그램가능 논리 제어기 등과 같은 제어시스템에 의해 제어된다.
WAC처리는 실리콘계 부산물 및 탄소계 부산물 모두의 제거를 위한 에천트 가스의 혼합물을 포함한 모든 챔버 퇴적 부산물의 제거에 초점을 맞춘 복합의 1단계 방법을 통상 사용했다. 그러나, 실리콘 및 탄소 부산물 모두에 대한 복합의 WAC 방법은 실리콘 및 탄소계 퇴적 부산물 모두의 보다 낮은 제거율을 제공한다. 또한, 1단계 방법 이후에 남겨진 알루미늄 불화물 혼합물은 에칭동작을 불리하게 영향을 준다.
공지된 바와 같이, 실리콘계 잔여물은 종종 실리콘 웨이퍼를 수반하는 퇴적 및 에칭동작에서와 같은 처리동작의 내부 표면 상에 형성된다. 또한, 탄소계 퇴적 생성물이 종종 패터닝 디바이스를 위한 마스크로 사용된 탄소계 포토레지스터로 인해 처리동작 동안 챔버 상에 형성된다. 일반적으로, 실리콘계 부산물이 탄소계 부산물보다 많은 양이 존재하기 때문에, 실리콘계 부산물과 탄소계 부산물의 퍼센테이지는 1:1의 비는 아니다. 실리콘계 부산물이 폴리실리콘 에칭장비에서는 주된 챔버 퇴적물이라는 것은 공지의 사실이다. 본 발명은 제거될 부산물에 효과가 있으면서 최적인 처리 에천트 가스로부터 플라즈마를 형성함으로써 반도체 처리챔버의 내부 표면을 세정하기 위한 방법을 제공한다. 즉, 실리콘계 부산물의 세정처리는 실리콘계 부산물을 효과적으로 제거하는데 최적이고, 반면 탄소계 부산물의 세정처리는 탄소계 부산물을 효과적으로 제거하는데 최적이다. 일 실시예에 있어서, 목표의 부산물 제거처리는, 제1단계가 실리콘계 (무기)부산물을 제거하기 위해 SF6 화학작용, 또는 HF3와 같은 또 다른 불소에 의한 화학작용을 이용하는 2개 단계 처리이다. 제2단계는 챔버 벽으로부터 탄소계 (유기)부산물을 제거하기 위해 산소(O2)에 의한 화학작용을 이용한다. 각 웨이퍼에 대해 세정처리가 적절하게 수행되지만, 적절한 세정 주파수가 이용될 것이다. 또한, 제2단계의 O2 화학작용은 알루미늄 처리챔버 내의 알루미늄 불화물 혼합물의 형성을 방지하기 위해 불소의 제거를 돕는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2중 단계 부산물 제거 WAC기술이 수행된 동작을 나타낸 방법의 순서도이다. 이 방법은 실리콘 부산물이 제거되는 동작(142)으로 시작한다. 동작(142)은 웨이퍼 또는 다수 웨이퍼의 처리 다음에 또는 초기 가스 안정동작 다음에 수행될 수 있다. 여기서, 불소에 의한 에천트 가스가 챔버 내로 도입되어 플라즈마가 스트라이크 된다. 불소에 의한 플라즈마는 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘계 (무기)부산물을 제거한다. 다음에, 방법은 탄소계 (유기)부산물이 제거되는 동작(144)으로 이동한다. 여기서, 산소(O2)에 의한 에천트 가스가 챔버 내로 도입되고 플라즈마가 스트라이크 된다. 2개 처리단계의 분리는 각각의 처리가 특정 부산물에 최적화될 수 있게 한다. 상술한 바와 같이, 실리콘이 주된 챔버 퇴적물일 경우, 각 처리단계의 시간이 최적화될 수 있다. 특히, 실리콘 세정단계의 시간이 길어지는 반면, 탄소 세정단계의 시간이 짧아질 수 있다. 따라서, 세정시간은 복합의 WAC처리를 위한 세정시간에서 거의 증가하지 않는다. 동작이 특정 시간대에 수행되거나 또는 세정동작이 종료점의 소프트웨어 검출을 통해 조절될 수 있다.
다음에, 상기 방법은 제품의 웨이퍼가 챔버 내에서 처리되는 동작(146)으로 진행한다. 상술한 바와 같이, 다수의 웨이퍼가 세정동작중에 처리되거나, 또는 단일의 웨이퍼가 세정동작중에 처리될 수 있다. 제품의 웨이퍼 상에 수행된 처리는 폴리게이트(Polygate), 쉘로우 트렌치 분리(STI) 애플리케이션 등과 같은 에칭 또는 퇴적 처리 및 처리챔버의 내부 표면 상의 퇴적물에 가능한 또 다른 적절한 반도체 처리동작일 것이다. 다음에, 상기 방법은 웨이퍼의 처리가 완벽해졌는지의 여부가 결정되는 결정동작(148)으로 진행한다. 만약, 처리가 완벽하지 않으면, 상기 방법은 동작(142)으로 리턴한다. 모든 웨이퍼가 완벽해질 때까지 처리는 반복된다. 만약, 처리가 완벽하다고 결정되면, 방법은 종료한다.
도 4는 도 3의 실리콘 부산물의 제거의 동작을 나타낸 방법의 상세 순서도이다. 이 방법은 처리챔버 내로 불소 함유 가스 혼합물이 도입되는 동작(162)으로 시작한다. 적절한 처리챔버는 도 2를 참조하여 기술한 챔버이다. 실리콘계 혼합물의 제거를 위한 에천트로서 불소가 이용된다. 일 실시예에 있어서, 불소 에천트는 적어도 약 75% 의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하는 가스 혼합물이고, 도 2의 처리챔버와 같이 무웨이퍼 자동세정(WAC)처리를 지원하도록 구성된 반응챔버 내로 도입된다. 불소 에천트로 실리콘 부산물을 제거하기 위한 방법은 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘과 실리콘계 혼합물의 최대 제거를 위한 온도, 압력, 반응가스 유량, 변압기 결합 플라즈마 전력 및 전압 등과 같은 처리 파라메터에 최적이다. 이하의 표1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 파라메터의 처리 동작범위를 제공한다. 제공된 범위는 처리챔버의 각기 다른 구성에 따라 변경될 것이다. 더욱이, 표1의 범위는 2300 폴리 무웨이퍼 자동세정시스템 또는 TCP 9400 PTX 에칭시스템 등과 같은 플라즈마 에칭시스템의 적합한 범위이다. 이하 기술한 바와 같이, 불소 함유 가스 혼합물, 즉 동작 162의 SF6의 유량은 본 발명의 일 실시예에서는 약 50sccm(standard cubic centimeters per minute)에서 약 400sccm의 범위일 수 있다. 유량의 바람직한 범위는 약 50sccm과 약 100sccm 사이이다.
표1
파라메터 최적의 범위 중간범위 광범위
압력 3mT 2~5mT ＜100mT
TCP 전력 1000W 800~1000W 800~1500W
SF6유량 50sccm 50~100sccm 50~400sccm

다음에, 상기 방법은 플라즈마가 불소 함유 가스 혼합물로부터 생성되는 동작(164)으로 진행한다. 처리 파라메터는 표1을 참조하여 제공된다. 특히, 압력은 약 0mT(milliTorr)와 약 100mT 사이의 범위이고, 바람직한 범위는 약 2mT와 약 5mT 사이이다. 변압기 결합 플라즈마(TCP) 전력은 약 800W(watts)와 약 1500W 사이이고, 바람직한 범위는 약 800W와 약 1000W 사이이다. 처리챔버가 용량적으로 결합된 챔버 또는 유도적으로 결합된 챔버로 구성되어 있다는 것은 챔버기술에 숙련된 자에게는 자명하다. 용량적으로 결합된 챔버의 경우, 최저 전력은 바람직하게는 0으로 설정된다. 또한, 불소 함유 가스는 SF6와 NF3의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 혼합물은 SF6와 NF3 가스의 비가 1:1이다. 또한, NF3는 SF6를 대신할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 가스 혼합물은 불소의 분해를 돕기 위해 낮은 퍼센테이지의 O2를 함유할 수 있다. 여기서, O2 유량은 SF6 또는 NF3 유량의 약 0%와 약 10% 사이가 될 것이다. 바람직하게, 거기에는 O2 유량이 없다.
다음에, 도 4의 방법은 실리콘계 부산물의 제거를 위한 WAC단계가 수행되는 동작(166)으로 진행한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 실리콘 세정단계는 표1을 참조하여 상술한 바와 같이 설정된 처리 파라메터로 실행된다. 다음에, 상기 방법은 실리콘 부산물이 제거되었는지의 여부가 결정되는 결정동작(168)으로 진행한다. 일 실시예에 있어서, 종료점은 도 2에 따른 OES 모니터(116)를 통해 광방출 분광기술(OES)에 의해 결정된다.
도 5는 도 3의 탄소 부산물 제거의 동작을 나타낸 방법의 상세 순서도이다. 이 방법은 산소(O2) 함유 가스 혼합물이 반도체 처리챔버로 도입되는 동작(172)으로 시작한다. 상기 도 4에 따라 모니터된 불소 함유 가스 에천트와 같은 낮은 퍼센테이지의 불소 함유 가스를 O2 유량이 포함하는지의 여부가 평가될 것이다. 산소 에천트로 탄소 부산물을 제거하기 위한 방법은 처리챔버의 내부 표면으로부터 탄소와 탄소계 혼합물의 최대 제거를 위한 온도, 압력, 반응가스 유량, TCP 전력 및 바이어스 전압 등과 같은 처리 파라메터에 최적이다. 이하의 표2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소량의 불소 함유 가스가 최적인 탄소 세정을 위한 처리 파라메터의 처리 동작범위를 제공한다. 상기 제공된 범위는 처리챔버의 각기 다른 구성에 따라 변경될 것이다. 더욱이, 표2의 범위는 2300 폴리 무웨이퍼 자동세정시스템과 같은 플라즈마 에칭시스템의 최적의 범위이다. 이하 기술한 바와 같이, 동작(172)의 산소 함유 가스 혼합물의 유량은 약 100sccm에서 약 600sccm 사이의 범위이고, 바람직한 산소 유량의 범위는 약 100sccm이다.
표2
파라메터 최적의 범위 중간범위 광범위
압력 10mT 10~40mT ＜100mT
TCP 전력 1000W 800~1000W 800~1500W
O2 유량 100sccm 100~500sccm 100~600sccm
SF6 유량(10% O2 유량 최대) 10sccm (0~10% O2 유량 최대) (0~10% O2 유량 최대)

다음에, 도 5의 방법은 플라즈마가 산소 함유 가스 혼합물로부터 생성되는 동작(174)으로 진행한다. 처리 파라메터는 표 2를 참조하여 제공된다. 예컨대, 압력은 약 0mT와 약 100mT 사이이고, 바람직한 압력의 범위는 약 10mT이다. 변압기 결합 플라즈마(TCP) 전력은 약 800W와 약 1500W 사이이다. 처리챔버가 용량적으로 결합된 챔버 또는 유도적으로 결합된 챔버로 구성되어 있다는 것은 기술에 숙련된 자에게는 자명하다. 용량적으로 결합된 챔버의 경우, 최저전력은 바람직하게는 0으로 설정된다. 탄소 함유 가스는 산소 함유 가스의 최대 유량의 약 0%와 약 10%의 사이의 유량으로 도입될 수 있다. SF6가 불소 함유 가스로 리스트되는 반면, NH3와 같은 또 다른 불소 함유 가스가 대신될 수 있다는 것은 기술에 숙련된 자에게는 자명하다. 일 실시예에 있어서, 산소 함유 가스는 처리챔버 내로 불활성 가스와 함께 도입된다. 예컨대, 산소 함유 가스는 질소, 아르곤, 헬륨 등과 혼합될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 불활성 가스 유량은 산소 함유 가스의 최대 유량의 약 0%와 20% 사이이다.
다음에, 도 5의 방법은 탄소계 부산물의 제거를 위한 WAC 단계가 수행되는 동작(176)으로 진행한다. 여기서, 상술한 바와 같이 탄소 세정단계는, 표 2 또는 표 3을 참조하여 기술한 바와 같이 설정된 처리 파라메터로 실행된다. 결정동작(178)에 있어서는, 탄소 부산물이 제거되었는지의 여부가 결정된다. 일 실시예에 있어서, 종료점은 도 2에 따른 OES 모니터(116)를 통해 광방출 분광기술(OES)에 의해 결정된다.
또한, 탄소 세정단계 동안 불소 함유 가스의 추가가 선택되면, 표3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 생성하기 위해 산소 함유 가스만이 사용되는 탄소 세정단계를 위한 처리 파라메터를 리스트 한다. 표3에 제공된 범위는 표3에서 불소 함유 가스를 없앤 것 외에는 상기 표2에 제공된 범위와 거의 유사하다.
표3
파라메터 최적의 범위 중간범위 광범위
압력 10mT 10~40mT ＜100mT
TCP 전력 1000W 800~1000W 800~1500W
O2 유량 100sccm 100~500sccm 100~600sccm

이것은, 첫번째 수행된 실리콘 세정단계와 두번째 수행된 탄소 세정단계의 2개 단계 처리를 수행하는데 바람직하다. 그러나, 그 단계의 순서는 전환될 수 있다. 산소 함유 가스가 알루미늄 불화물 혼합물이 탄소 세정단계로부터 처리챔버의 내부 표면 상에 축적되는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 탄소 세정단계에서의 불소 함유 가스량이 제한된다. 1단계 WAC 방법은 챔버 표면 상에 알루미늄 불화물의 퇴적물을 남긴다.
상술한 바와 같이, 실리콘 세정단계 및 탄소 세정단계의 종료점은 챔버 퇴적물 제거 생성물 및 챔버 퇴적물 제거 반응물에 효과 있는 파장을 모니터하기 위해 광방출 분광기술(OES)을 채용할 수 있다. 불소 함유 혼합물에 대한 특정 파장은 대표종인 SiFx에 대해서는 309nm이고, SiF2에 대해서는 390nm이며, 반응물 불소(화학기호 F)에 대해서는 680nm이다. 초기 베이스라인은 세정챔버 상태로부터 기록되고 OES 강도에 대한 임계치 또는 명목치로 사용된 파장을 구성한다. 특정 파장의 강도는 시간의 함수에 따른 기울기로 나타낸다. 특정 파장에 대한 강도 커브가 제로(zero) 기울기를 나타내면, 추가의 세정이 일어나지 않고 반응물 또는 생성물의 상대적 농도가 변경하지 않는 것을 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 실리콘계 부산물의 WAC 종료점 시간은, 추천된 파장(390nm, 309nm, 또는 680nm)이 초기 세정챔버 강도 및 시간에 따른 제로의 강도 커브 기울기를 나타내면 도달된다. 산소 함유 혼합물(탄소 일산화물 또는 CO와 같은)에 대한 특정 파장은 520nm이다. 따라서, 탄소계 혼합물의 WAC 종료점 시간은, 520nm 파장이 초기 세정챔버 강도 및 시간에 따른 제로의 강도 커브 기울기를 나타내면 도달된다. 탄소계 혼합물의 경우에는, 에천트가 산소계이기 때문에 산소 함유 혼합물에 대한 강도 기울기가 나타난다. 불소 함유 혼합물이 탄소 세정에 포함되면, 모든 상기 리스트된 파장은 종료점을 결정하기 위해 모니터될 수 있다.
표4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개 단계 WAC방법을 요약한다. 상술한 바와 같이, 실리콘 세정시간과 탄소 세정시간에 대한 종료점 시간은 OES 모니터의 신호에 기초하여 결정될 수 있다. OES 모니터는 적절한 파장을 검출하도록 구성되고, 이후 신호는 세정챔버 상태의 베이스라인 신호와 비교된다.
표4
단계번호 1 2 3A 3B
단계 유형 안정성 실리콘 세정-1 탄소 세정-2 (O2만) 탄소 세정-2 (O2+불소 혼합물)
압력 3mT 3mT 10mT 10mT
TCP 전력 0 1000W 1000W 1000W
바이어스 전압 0 0 0 0
O2 N/A N/A 100sccm 100sccm
SF6 50sccm 50sccm 10sccm 10sccm
불활성 가스 N/A N/A 20sccm N/A
완료 근거 안정 시간 시간 시간
시간(초) 30 17 6 6

안정성 단계는 실리콘 세정단계를 시작하기 전에 챔버 내측의 환경을 안정 및 일정한 조건으로 설정해야 하는 것은 기술에 숙련된 자에게는 자명하다. 상술한 바와 같이, 탄소 세정단계는 산소 함유 혼합물에 의해서만 또는 산소 함유 혼합물과 불소 함유 혼합물에 의해 수행될 수 있다. 또한, 불활성 가스는 단계번호 3A 또는 3B에서 산소 함유 혼합물과 함께 도입될 수 있다. 표4는 예시의 목적을 의해서만 나타낼 뿐 한정하려는 의도는 없다. 처리챔버 디자인에 따라 변경되는 처리 파라메터 외에, 표1~3에 제공된 범위 내의 파라메터 값도 대신할 수 있다.
표4에 나타낸 바와 같이, 실리콘 세정단계 및 탄소 세정단계에 할당된 시간은 처리의 유형에 맞게 맞추어질 수 있다. 즉, 처리가 챔버 벽 상에 실리콘계 부산물을 더 퇴적하면, 실리콘 세정단계는 지나친 세정 또는 모자란 세정없이 퇴적된 생성물을 제거하도록 구성된다. 좀더 일정한 환경이, 챔버 조건의 변경으로 인한 에칭율의 편차를 없애기 위해 제공된다. 실리콘계 퇴적 부산물이 복합의 방법과 비교하여 좀더 완벽하게 제거되기 때문에, 에칭동작 동안 반응종을 흡수/제거하기 위한 웨이퍼보다 큰 표면부는 더 이상 없다. 유사하게, 탄소계 부산물이 실리콘계 부산물보다 작은 양으로 축적되는 경향이 있기 때문에, 탄소 세정단계에 할당된 시간은 탄소계 부산물을 효과적으로 세정하기 위해 감소될 수 있다. 따라서, 1단계 복합의 처리와 비교하여 지나친 세정시간은 크게 다르지 않다. 표4가 각 단계에 대한 특정 시간을 제공하는 한편, 각각의 단계는 소정 파장을 검출하도록 구성된 OES 모니터에 의한 종료점의 검출을 통해 제어될 수 있다. 여기서, OES 모니터는 종료점을 검출하여 각각의 세정단계의 완료를 야기시키기 위한 신호를 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭율 성능에 따른 WAC처리의 효과를 나타낸 그래프이다. 평균세정시간(MTBC) 사이클의 과정동안 차례로 천천히 편차를 나타내는 에칭율을 안정화시키기 위해 충분한 다수 조건을 갖춘 웨이퍼가 채용될 때까지, 초기 에칭율은 세정챔버에서 저하한다. 라인(200)은 WAC가 각각의 시간주기로 수행되는 산화물 에칭율을 나타낸다. 무웨이퍼 자동세정은 포인트 202까지 각 웨이퍼에 대해 수행된다. 다음에, 5개의 베어 실리콘 (BARE SI) 웨이퍼는 WAC 수행없이 포인트 202 이후 처리된다. 도시한 바와 같이, 모든 웨이퍼에 대해 WAC를 수행하고 WAC를 수행하지 않은 패턴 산화물 웨이퍼 상의 산화물 에칭율이 약 27% 증가한다. 즉, WAC를 실시하지 않고 수행된 5개의 베어 웨이퍼 다음에 에칭된 웨이퍼는 에칭깊이가 27% 증가한다. 포인트 204에서 모든 웨이퍼에 대한 WAC가 재개되는 것을 알 수 있다.
도 6에 의하면, 라인 206으로 나타낸 포토레지스트(PR) 에칭율은 처리되는 모든 웨이퍼에 대해 행해진 WAC를 실시한 것과 실시하지 않은 것을 비교하면 유사 하다. 즉, 5개의 베어 실리콘 웨이퍼가 처리되는 포인트 208과 210간에는 PR 에칭율이 약 25% 증가한다. 마찬가지로, 일단 WAC가 포인트 210에서 재개되면, 에칭율은 웨이퍼마다 안정된다. 따라서, 모든 사이클이 각 에칭동작의 일정한 시작 포인트를 제공한 이후 WAC를 수행함으로써, 웨이퍼마다 에칭율의 최소 변이를 가능하게 한다. WAC는 각각의 연속하는 에칭동작을 위한 좁은 범위 내의 에칭율의 반복성을 허용한다는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WAC가 각 웨이퍼에 대해 수행되는 폴리게이트 릴리즈 방법을 이용한 에칭율 반복성의 그래프이다. 라인 212, 214, 216 및 218은 각각 폴리 메인 에칭, 폴리 초과 에칭, 산화물 메인 에칭 및 포토레지스트 메인 에칭을 나타낸다. 첫번째 웨이퍼부터 25번째 웨이퍼까지의 에칭율 반복성 및 안정성은 WAC가 초기 수행될 때 그리고 각 웨이퍼가 처리된 이후에 측정된다. 각 웨이퍼간 수행된 WAC가 실시된 25개 웨이퍼에 대한 에칭율 반복성 및 안정성은 폴리 메인 에칭의 경우 0.7%, 폴리 초과 에칭의 경우 2.6%, 산화물 메인 에칭의 경우 3.1% 및 포토레지스트 메인 에칭의 경우 4.6% 이내이다. 따라서, 각각의 실리콘 및 탄소 부산물의 최적화를 위해 디자인된 WAC의 성능에 따라 시작 조건을 표준화 함과 동시에 웨이퍼마다 일정한 환경을 제공함으로써, 에칭율에 대한 보다 엄밀한 제어가 달성된다. 에칭처리에 따라 정의된 임계 칫수는 적절한 범위 내에서 조절된다.
요약하면, 처리동작을 위한 일정한 환경을 제공하기 위해 다수의 부산물에 대한 2개 단계 세정처리가 최적이다. 일정한 환경은 웨이퍼의 최소 변화에 의한 처리동작의 반복성 및 재생산성을 가능하게 한다. 본 발명은 상술한 실시예와 같이 기술되어 있지만, 상술한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적 및 배경을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (19)

  1. 적어도 75% 의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하는 제1가스 조성물을 처리챔버 내로 흐르게 하는 단계,
    상기 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘과 실리콘계 혼합물을 제거하는 제1에천트 플라즈마를 제공하기 위해 상기 제1가스 조성물로부터 제1챔버압력에서 플라즈마를 형성하는 단계,
    적어도 50% O2를 함유하는 제2가스 조성물을 상기 처리챔버 내로 흐르게 하는 단계, 및
    상기 처리챔버의 내부 표면으로부터 탄소와 탄소계 혼합물을 제거하는 제2에천트 플라즈마를 제공하기 위해 상기 제2가스 조성물로부터, 상기 제1챔버압력보다 큰 제2챔버압력에서 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불소 함유 혼합물은 본질적으로 NF3와 SF6로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 불소 함유 혼합물은 SF6인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1가스 조성물은 상기 불소 함유 혼합물의 적어도 90%인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1가스 조성물은 본질적으로 상기 불소 함유 혼합물로 이루어지는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물은 적어도 75% O2인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물은 적어도 90% O2인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물은 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물의 상기 불소 함유 혼합물은 본질적으로 NF3 및 SF6로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물의 상기 불소 함유 혼합물은 SF6인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물은 90% O2 및 10% SF6인, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2가스 조성물은 본질적으로 O2로 이루어지는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리챔버의 내부 표면으로부터 실리콘과 실리콘계 혼합물을 제거하는 제1에천트 플라즈마를 제공하기 위해 상기 제1가스 조성물로부터 플라즈마를 형성하는 방법 공정은;
    2mT와 5mT 사이의 챔버압력을 유지하는 단계,
    상기 처리챔버에 1000W의 TCP 전력을 인가하는 단계 및,
    상기 처리챔버 내로 상기 제1가스 조성물을 50sccm과 40sccm 사이의 유량으로 흐르게 하는 단계를 더 포함하는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    적어도 50% O2를 포함하는 제2가스 조성물을 상기 처리챔버 내로 흐르게 하는 방법 공정은;
    상기 처리챔버에서 10mT와 100mT 사이의 압력을 유지하는 단계, 및
    소정 수준에 도달하기 위한 상기 처리챔버의 내부 표면 상의 탄소계 혼합물에 대한 상기 처리챔버의 내부를 모니터링 하는 단계를 더 포함하는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    적어도 50% O2를 포함하는 제2가스 조성물을 상기 처리챔버 내로 흐르게 하는 방법 공정은;
    상기 처리챔버 내로 상기 제2가스 조성물을 100sccm과 600sccm 사이의 유량으로 흐르게 하는 단계, 및
    800W와 1500W 사이의 TCP 전력을 인가하는 단계를 더 포함하는, 처리챔버를 세정하기 위한 방법.
  16. 2개 단계 인-시츄 세정처리를 실행하기 위한 플라즈마 처리시스템으로서,
    가스 입구와, 상부 전극을 갖춘 처리챔버와;
    상기 처리챔버의 출구에 위치되고, 제1세정단계의 챔버압력보다 높은 제2세정단계의 챔버압력을 제공하도록 구성되며, 처리가스의 유량에 관계없이 상기 처리챔버 내측의 압력을 제어하기 위한 가변 컨덕턴스 미터;
    상기 처리챔버와 연통하고 상기 처리챔버에서 수행된 상기 2개 단계 인-시츄 세정처리의 각 단계의 종료점을 검출하기 위한 광방출 분광계(OES) 및;
    상기 2개 단계 세정처리의 각 단계 사이에서 상기 처리챔버를 비우기 위한 펌핑시스템을 구비하며,
    상기 처리챔버는 2개 단계 인-시츄 세정처리를 실행하도록 구성되고, 상기 2개 단계 인-시츄 세정처리는 제1세정단계 이후에 제2세정단계를 포함하고, 상기 제1세정단계는 상기 가스 입구를 통해 적어도 75% 의 식 XyFz의 불소 함유 혼합물을 포함하는 제1세정가스를 도입함으로써 제1플라즈마를 형성하고, 상기 제1세정가스는 상기 처리챔버의 내부 표면 상에 퇴적된 실리콘계 부산물을 제거하는데 최적이고, 상기 제2세정단계는 상기 가스 입구를 통해 적어도 50% O2를 함유하는 제2세정가스를 도입함으로써 제2플라즈마를 형성하고, 상기 제2세정가스는 상기 처리챔버의 내부 표면 상의 탄소계 부산물을 제거하는데 최적이고, 상기 제2세정단계는 상기 처리챔버의 벽 상에 알루미늄 불화물의 형성을 회피하는, 플라즈마 처리시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1세정가스는 불소 함유 혼합물이고 상기 제2세정가스는 산소 함유 혼합물인, 플라즈마 처리시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 OES의 모니터는 상기 인-시츄 세정처리의 상기 제1단계의 실리콘계 부산물과 상기 인-시츄 세정처리의 상기 제2단계의 탄소계 부산물에 대응하는 파장을 검출하도록 구성되는, 플라즈마 처리시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 2개 단계 세정처리는 상기 처리챔버의 각 처리동작 이후 수행되는, 플라즈마 처리시스템.
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