TW505986B - Cleaning method of treatment equipment and treatment equipment - Google Patents

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TW505986B
TW505986B TW090105129A TW90105129A TW505986B TW 505986 B TW505986 B TW 505986B TW 090105129 A TW090105129 A TW 090105129A TW 90105129 A TW90105129 A TW 90105129A TW 505986 B TW505986 B TW 505986B
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TW
Taiwan
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processing
processing chamber
cleaning
piping
supply
Prior art date
Application number
TW090105129A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Kojima
Yasuhiro Oshima
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases

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Description

第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 四、聲明事項·· Ο ^張專利法第二十二條第二項□第-款4□第二款規定之事實,其 事實發生曰期為:年月曰。 0申請前已向下列國家(地區)申請專利: 依·受理國家(地區)、申請日、申請案號順序註記】 有主張專利法第二十七條第—項國際優先權: I日本,2000年3月1〇日;特願2〇動67827 2. D 主張專利法第二十七條第—項隨優先權: 1. 2. □主張專利法第二十九條第-項_優先權: 【格式請依:中請日、申請案號順序註記】 D主張專利法第三十條生物材料: 〇須寄存生物材料者: 國内生物材料【格式請依:寄存機構、日期、號碼順序註記】 國外生物材料【格式請依:寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】 IZ1不須寄存生物材料者: 所屬技術領域中具有通常知識者易於獲得時,不須寄存。 68778-1011106.doc 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 九、發明說明: 發明背景 1.發明領域 本發明是一種處理裝置的清潔方法,特別是去除處理裝 置的處理室内壁的金屬等之清潔方法及能夠執行該清潔方 法之處理裝置。 2.相關技藝之描述 在利用 Chemical Vapor Deposition (CVD)裝置等的處理 裝置,在矽晶圓(以下稱「矽晶圓」為「晶圓」)上,形成 金屬薄膜時,會將晶圓置於處理室内,供應處理氣體。該 處理氣體含有銅等的各種金屬,而這些金屬便會以薄膜狀 在晶圓上析出。 冨上it處理氣體附著於處理室内壁時,處理室内壁也會 形成金屬薄膜。附著在處理室内壁的金屬薄膜如果置之 不理的話’會對晶圓處理時造成問題。為A,有必要定期 ' 至進行/月潔,去除附著在内壁的金屬薄膜。 當金屬薄膜包括鋼等難以離子化的金”,並不易加以 去除$此,狀氧化劑供應至附著了銅等金屬膜之處理室 使传鋼加以氧化’形成氧化鋼。其後,藉由去除該 銅’以清潔處理室内β 二二ί特開平U·140652號公報中,刊載了如下處理 衷置的清潔方法: 化首先’使附著於處理室内等金屬氧化,形成金屬氧 68778-1011106 d〇c 不鈮寻利甲請案 中文說明書替換本(101年11月6日) (2)接著,將該氧化物加以錯體化,形成金屬絡合物。 ()隨後將處理室内抽成真空,使金屬絡合物昇華。 藉由上述的氧化工程,絡合物工程、及昇華工程,去除 附著於處理室内壁的金屬膜。 但是此一方法,需要3階段的工程,處理整體的工程數 相當多且煩雜。 此外,在上述方法的錯體化工程中,雖然使用了 ^二 酮,可是該0二_價格昂貴,因此清潔用的材料費會偏 高。 尸再者,上述的方法中,由於含有氧化工程,可能會有氧 氣=在處理室内。因& ’可能因為殘留的氧氣,:得處 理至劣化,並對晶圓造成不良的影響。 發明概 本發明之目的,在於提供一種清潔方法及可執行該清潔 方法之β >糸機制,其係能夠以較少的工程數,有效率地 行處理裝置的清潔者。 此外,本發明之目的,在於提供—種清潔方法及可執行 該清潔方法之清潔機制,其係不需昂貴的清潔材料,而能 夠低成本有效率地進行處理裝置的清潔者。 月 :’本發明之目的,在於提供一種清潔方法及可執行 該巧办方法之清潔機制,其係可對處理裝置的處理能 =影響較小,並且可減少對該裝置處理之晶圓品質b的影 (1)為達到上述之目的,本發明的清潔方法,係具備在 68778-101 n〇6-d〇c 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年1丨月6日) 用以對被處理基板進行處理之處理裝置中,一面將含有可 直接錯體化指定金屬的物質之清潔氣體,供應至該處理室 内,一面將清潔氣體由該處理室内排出之工程。 在本發明中’用以清潔之清潔氣體,係含有能夠對形成 電極或配線的金屬之物質,加以錯體化者。在將清潔氣體 供應至處理室内時’附著於處理室内壁的金屬會在短時間 内錯體化。然後,#由真空吸引,錯體化的金屬會與清潔 氣體-併由處理室排除。因’實際執行清潔的工程數較 少’可短時間内輕易地進行清潔。 此外,由於不具備封附著於處理室内的金屬進行氧化的 氧化工程,因此沒有因為殘留氧氣,導致不良影響之虞。 上述「指定的金屬」’係指定用於半導體裝置的電極及 配線之金屬,其係例如:鋼、鋁、金、銀等。而上述的清 潔方法,特別能有效去除難以離子化的金屬,例如:銅 等。 此外,上述「直接錯體化指定金屬的物質」,係指直接 與金屬反應形成錯體化物,並且不需要利用氧化性氣體等 形成金屬氧化物或金屬鹽類的特定工程者。有關此「直接 錯體化指定金屬的物質」,舉例來說有:羧酸及羧酸衍生 物等。 具體而言’例如有:RC00H ' RCOOR,、及r(c〇〇h)^ 描述的物質(其中,R、R,是含有氦原子的碳氫基,η為整 數),更具體地來說,以三氟乙酸(TFA ; CF3COOH)為佳。 由於採用TFA等的有機羧酸等之廉價材料,可抑制清潔 68778-1011106.doc 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年Π月6日) 材料的成本,所以能實施低成本的清潔。 上述的「處理裝置」,例如有:Chemical Vap〇rDep〇siti〇n (CVD)裝置、physical Vapor Dep0siti〇n(PVD)裝置、電鐘 裝置等的成臈裝置、蝕刻裝置、及Chemical Mechanical Polishing (CMP)裝置。 在此,也可以在上述清潔氣體中,添加能夠促進上述指 定金屬錯體化的添加劑》 藉由添加劑的添加,促進錯體化,能夠縮短清潔時間。 該添加劑,例如可以為水蒸氣。 (2) 本發明之其他清潔方法,係包括:供應工程,其係 將3有可直捿錯體化指定金屬的物質之清潔氣體供應至 用以對被處理基板進行處理之處理裝置的處理室内者;及 排出工程,其係將上述清潔氣體,由該處理室内排出者。 由於不具備對附著於處理室内的金屬進行氧化的氧化工 程’因此可在短時間内,輕易地進行清潔。此外,沒有因 為殘留氧氣’導致不良影響之虞。再者,由於錯體化及排 出是分開來進行,因此能有效率地進行清潔。 在上述的才法中,也可以反覆交互進行上述供應工程及 上述排出工程,藉此有確實清潔處理室。 (3) 本發明的處理裝置’係包括:處理室,其係處理被 處理基板者,支撐器,其係在上述處理室内,載置上述被 处理基板者,4理氣體供應系统,其係用以將含有銅成份 的處理氣體’供應至上述處理室者;真空吸引器,使上述 處理至内抽成真空者;及TFA供應系統,其係將三氟乙酸 68778-1011106.doc 第090105129號專利申請案 令文說明書替換本(101年11月6曰) 供應至上述處理室内者。 由於本發明的處理裝置,具備了將三氟乙酸(TFA)供應 至處理室内的處理室内者,因此能夠以較少的工程數、低 成本、及可避免處理裝置的情況下,進行清潔。 上述處理裝置的處理氣體供應系統,舉例來說,係包 含.處理劑槽;處理氣體供應配管,其係用以連接上述處 理室與上述處理劑槽者;及處理劑氣化器,其係配置在上 述處理氣體供應配管中途者。 此外’上述的TFA供應系統,舉例來說,係包括:tfa 槽及TFA供應配管:TFA供應配管,其係在上述處理劑氣 化器的處理氣體流動方向下游侧,與處理氣體供應配管相 連接者。結果’也可對附著於處理氣體供應配管内的金屬 進行清潔。 此外,在上述處理裝置中,最好能夠在上述處理劑供應 配管的上述氣化器下游側,配置加熱器。藉由以此加熱器 來加熱配管,能夠更有效率地清潔配管内側。 例如,在上述處理室内,可設置用以加熱處理室内壁之 加熱器’舉例來說’可在其中設置鎳鉻等電熱式的加熱 器。 ”、、 上述處理劑槽方面,舉例來說,可以是儲存以鋼為主成 份的處理劑者》 上述處理裝置’也可以具有一種供應機制,其係用以供 應可促進銅錯體化的添加劑者。藉由添加該添加劑,能夠 促進錯體化,使得清潔時間縮短。該供應機制,係具有例 68778-101 ll〇6.do« •10· 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 如與處理室、處理氣體供應配管、或抓供應配管的其中 之一連接之配管。 MAA單說明 圖1,其係一垂直剖面 (CVD裝置)的整體構造者 圖2,其係一模式圖, 管系統者。 圖3,其係一流程圖, 者。 圖4,其係一流程圖, 者0 圖’用以顯示本發明之處理裝置 〇 用以顯示本發明之處理裝置的配 用以顯示實施形態一之清潔方法 用以顯示實施形態二之清潔方法 圖5,其係一流程圖,用以顯示實施形態三之清潔方法 者。 圖6,其係圖表1,用以顯示實施例二進行清潔的結果 者。 圖7,其係其他圖表,用以顯示實施例二進行清潔 V 、令 S' 果者。 圖8 ’其係一圖表’用以顯示實施例三進行清絮的妹 ’、果 者。 f施形態之說明 (實施形態一) 本發明的實施形態〆的清潔方法及處理裝置,說明如下 圖1,其係一垂直剖面圊,用以顯示本發明之處理装置 (CVD裝置)的整體構造者。 68778-1011106.doc .11 · 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 如圖1所示,本處理裝置1〇具有一處理室i,其係由例如 紹等形成’外觀呈類似圓形的筒狀。 處理室1的天花板,設有喷頭13,用以供應處理氣體。 該喷頭13,係包括:複數的噴孔13b及擴散室13a :該擴散 室13a,係具備穿有喷孔13的底板者。經由處理氣體供應 用配管14,而供應至喷頭13的處理氣體,一在擴散室内擴 散後,便由喷孔13b、13b、··.,喷向載置於支撐器2上的 晶圓W。 此外,在處理室1的天花板附近之側面,設有各為氮氣 及水蒸氣用之配管29A及29B:配管29A,係例如在將晶圓 W搬入或搬出處理室丨時,藉由供應氮氣,置換處理室内 的氣體者,配管29B,其係如後述一般,將能夠促進錯體 化反應的水蒸氣等添加劑,供應至處理室内。 處理室1的内部,用以載置被處理基板之晶圓w的支撐 器2,係以支柱3由底部加以支撐。該支撐器2的材質方 面,舉例來說,可採用碳纖、非結晶性碳、合成碳、及 AIN。在該支撐器2下方,設有一石英玻璃製的升降桿4, 其係由未加以圖示的升降裝置來上下移動者。升降桿4, 係貫穿支撐器2上的貫穿孔4A,在晶圓,搬出入時,用以 提起晶圓W者。 支撐器2的内部,設有包含鎳鉻線等的強力加熱器5·該 加熱器5,其係用以加熱上述處理室1内的支撐器2,間接 地使晶圓W加熱並維持在指定的溫度,例如ι5〇〜3〇〇ι。 處理室1的侧壁,設有一閘閥U,其係在晶圓w搬出入· 68778-1011106.doc 12 ^ v/^uiujizy rmw # 6 中文說明書替換本(101年11月6日) 至1時進行開關者。處理室1的底部邊緣,設定有一排 :12叾係與未加以圆示的真空邦浦連接,用以將處理 至1内抽成真空。 理:罢所τ之板式圖’係模式性地顯示了本實施形態的處 理裝置的配管管路。 如圖2所不的配管14,其位於與處理室工内的喷頭13連接 之處理氣體供應用的配管14的上游側,並且與儲存處理劑 的處理劑槽17連接。 这處理劑17的上部’有—用以供應缓酸等不活性氣體的配 Β 18併與開關閥19設置在一起,並且經由配管18,而 將羧酸等不活性氣體供應至處理劑槽17内。在此供應之不 活性氣體’將推升處理劑等液面,而使處理劑㈣内的處 理劑,供應至配管14内。 在該處理劑槽17内,儲存有用以形成半導體裝置之配線 及電極的金屬薄膜的處理劑,例如銅的薄膜。舉例來說, 該處理劑行可為含有銅的母體,更詳細的說,可為如下物 質。 該處理劑,係含有 Cu 1 (hexafluoroacetyacetonate)與 Silylorefin 配位體。
上述Silylorefin配位體,係存在於含有特定化學物質等 的族中選擇出來者:其中的特定物質係指:TMVS
(trimethyl-vinylsilane 三曱基乙烯硅烷)、dm〇MVS (dimethoxy-methyl-vinylsilane 二甲氧基甲基乙稀石圭烧)、 MODMVS(methoxy-dimethyl-vinylsilane 甲氧基二甲基乙烤 68778_1011106.doc -13· 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 石圭炫> )、TMOVS (trilmethoxy-vinylsilane三甲氧基乙烯石圭 燒)、TEOVS (triethoxy-vinylsilane 三乙氧基乙稀娃炫)、 EOMOMVS (ethoxy-methoxy-methyl-vinylsilane乙氧基曱氧 基甲基乙稀石圭烧)、DEOMVS(diethoxy-methyl-vinylsilane 二 乙氧基甲基乙稀石圭烧)、DEOMOVS(diethoxy-methoxy- vinyl silane二乙氧基曱氡基乙稀石圭烧)、EODMO VS (ethoxy- dimethoxy-vinylsilane乙氧基二甲氧基乙稀石圭烧)、 EODEVS(ethoxy-dimethyl-vinylsilane 乙氧基二曱基乙稀石圭 烷)、DEOEVS (diethoxy-ethyl-vinylsilane二乙氧基乙基乙 稀石圭烧)、DMOEVS (dimethoxy-ethyl-vinylsilane二曱氧基 乙基乙稀石圭烧)、EODMVS(ethoxy-diethyl-vinylsilane 乙氧 基二乙基乙稀石圭院)、MODEVS (methoxy-diethyl-vinylsilane 曱氧基二乙基乙烯石圭烧)及EM〇MVS(ethyl-methoxy- methyl-vinylsilane乙基甲氧基甲基乙稀娃烧)等族的物質中 選擇出來者。 配管14中途,設有液體質量流量控制器15B ’用以調節 由處理劑槽17淡取的處理劑流量。質量流量控制器15B的 處理劑移動方向上游側,設有開關閥15 A ’而質量流量控 制器15B的處理劑移動方向下游側,設有開關閥15C。 連接質量流量控制器15B及開關閥15C的配管14B中途’ 連接了具有排泡功能之分岐配管14C,配置了開關閥 15D。開關閥15C的更下游側’設置有氣化器16 ’在此使 得處理劑氣化。氣化器16的更下游侧的配管14D,係經由 開關閥16C,而與喷頭13連接。此外’配管14D在中途連 68778-1011106.doc 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 接了具有排洩功能之分岐配管14E,配置了開關閥16E。 氣化器16上’除了配管14之外,還設置了其他清潔用的 配官20 »如圖2所示,配管2〇a係與儲存了例如三氟乙酸 (TFA)等的清潔劑之清潔劑槽2丨連接:其 中之配管20A,其 係位於與氣化器16連接之清潔用配管2〇的上游側者。 清潔劑槽21的上部,設有配管22及開關閥23 :其中之配 管22 ’係用以供應例如羧酸等之不活性氣體者。在此,經 由上述配管22 ’供應至清潔劑槽21内的羧酸等之不活性氣 體,將推升清潔劑等液面,而使清潔劑槽2丨内的清潔劑,籲 供應至配管20内。配管2〇的中途,設有質量流量控制器 25 ’用以調節由清潔劑槽2 i汲取的清潔劑流量。質量流量 控制器25的清潔劑移動方向上游側,設有開關閥24。再 者’質量流量控制器25的清潔劑移動方向下游側,設有開 關閥27。 連接質量流量控制器25及開關閥27的配管20B中途,連 接了具有排洩功能之分岐配管2〇c,並且在該分岐配管 20C配置有開關閥26。關閥27的更下游側,連接了具有 _ 排洩功能之分岐配管20D,並且在該分岐配管2〇D配置有 開關閥28 » 氣化器16及該氣化器16下游側的配管14上,設置有帶式 加熱器等的加熱器30,用以使氣化器16及該氣化器16下游 側的配管,加熱至指定的溫度。 以下說明採用本發明的清潔方法,進行處理裝置清潔的 步驟。圖3的流程圖所示的是,實施本發明之清潔方法的 68778-1011106.doc •15· 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 流程。 進行處理裝置的清淨時,首先關閉開關閥19、15A、 15C等,以停止處理劑的供應(步驟su)。 接著,打開加熱器30的電源,使得氣化器16、該氣化器 16下流側的配管14、及處理室丄,升溫至例如3〇〇(>c的指定 溫度(步驟S12)。 接下來’開啟開關閥23 ' 24、27 ' 16C,啟動質量流量 _ 控制器25,以開始供應清潔劑(步驟S13)。 由清潔劑槽21,經由配管2〇,供應清潔劑時,該清潔劑 會因為氣化器的作用與熱能而氣化。 氣化的清潔劑,將與附著於氣化器16的内壁、配管14的 内壁、乃至於處理室1的内壁上的銅等金屬接觸。由於氣 化器16、配管14及處理室丨内’已充份地予以加熱升溫, 因此當供應之清潔劑與上述金屬接觸時,會迅速地形成錯 體化物。此外,在上述處理裝置中,上述之金屬係形成半 導體裝置的電極及配線者。 藉由真空吸引,處理室1内會保持在減壓狀態,而使得 如上述形成之金屬錯體化物,將會昇華而排出處理室 外6 如上說明,本實施形態之清潔方法中,由於採用之清潔 氣體所含之物質,能夠直接對形成電極及配線的金屬進行 錯體化,因此能夠以較少的工數、輕易地、短時間内完成 清潔。 此外,在上述實施形態中,由於採用之三氣乙酸(tfa) 6877S-1011106.doc •16· 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 等的廉價材料,因此可抑制清潔材料的成本。 再者,如上述實施形態所示一般,採用之處理裝置具有 一種機制,能夠將清潔劑供應至處理氣體供應配管之氣化 器,因此不僅是處理室,也一併能夠輕易地清除附著於處 理氣體供應配管内的鋼等之金屬。 (實施形態二) 以下說明本發明之實施形態二之内容。此外,在以下實 施形態中,將省略與實施形態一重複之内容。 本實施形態t,得、包含:錯體化工程,其係對附著於處 理室1内之金屬進行錯體化者;及排出工程,其係藉由真 空吸引,以使錯體化物昇華並加以去除者。 圖4的流程圖所示的是,實施本發明之清潔方法的處理 工程。 在實施本實施形態之清潔方法時,首先如圖3所示一 般’首先關閉開關閥19、15A、15C等,以停止處理劑的 供應(步驟S21)。 接著,打開加熱器30的電源,使得氣化器16、該氣化器 16下流側的配管14及處理u,升溫至例如3贼的指定溫 度(步驟S22)。 接下來’開啟開關閥23、24、27、16C,啟動質量流量 控制器25,以開始供應清潔劑(步驟S23)。 由清潔劑槽21,經由配管2〇,徂廄,主·初杰丨士 ^ t Β ζυ供應清潔劑時,該清潔劑 會因為氣化器16的作用與埶能而名& ^ ^ _ π兴”、、此而氣化,而與附著於氣化器 16的内壁、配管的内壁、乃 乃至於處理室1的内壁上的銅 68778-1011106.doc •17· 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 等形成半導體袭置之電極及配線的金屬接觸。由於氣化 器^配管丨4及處理室i内,已充份地予以加熱升溫,因 此田供應之清潔劑與上述金屬接觸時,會迅速地形成錯體 化物。 左過私定的時間,在上述金屬已充份錯體化後,關閉開 關、24及27,停止供應清潔劑β 戎乎於彳τ止清潔劑供應的同時,使真空邦浦開始運作, 對處理室1内進行真空吸引(步驟S24)。 藉由對處理室1内進行真空吸引,使得在步驟S23形成之 上述金屬錯體化物昇華,並排出處理室1之外。 如以上之說明,本實施形態之清潔方法,係分成:錯體 化工程,其係對附著於處理室丨内之金屬進行錯體化者; 及排出工程,其係藉由真空吸引,以使錯體化物昇華並加 以去除者。為此,能夠充份進行錯體化及昇華,因此具有 提升清潔效率的特有成效。 (實施形態三) 以下說明本發明之實施形態三之内容。 本實施形態中,係間斷地反覆實施以下之工程:錯體化 工程,其係對附著於處理室1内之金屬進行錯體化者;及 排出工程,其係藉由真空吸引,以使錯體化物昇華並加以 去除者。 圖5的流程圖所示的是,實施本實施形態之清潔方法的 流程。 在實施本實私形態之清潔方法時’如同上述之實施形態 68778-1011106.doc -18 · 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 一 般’依序先停止處理劑的供應(步驟S31),對氣化 器配官及處理器進行加熱升溫(步驟S32),然後開始供 應清潔劑(步驟S33)。 經過指定的時間,在附著於處理室丨内的金屬表面充份 錯體化後,停止清潔劑的供應(步驟S34)。接著,開始進 行真空吸引(步驟S35)。 經過指定的時間,使得在步驟S33形成之上述金屬錯體 化物充伤昇華,並排出處理室1之外後,停止真空吸引(步 驟 36)。 接者確認附著於處理室丨内壁的金屬量(步驟S37)。在該 確涊作業中,可以直接對處理室内壁的金屬附著狀態進行 確也可利用監控用晶圓W表面的金屬膜殘餘量來加以 確認。 根據步驟S37的確認結果,當處理室i内的金屬附著量充 份減少時,則結束清潔。 .反之,如根據步驟S37的確認結果,當處理室丨内的金屬 附著量未充份減少時,則反覆執行步驟S33〜S37,直到清_ 除附著的金屬為止。 如上所示,由於本實施形態中,係間斷地反覆實施以下 之工程:錯體化工程,其係對附著於處理室丨内之金屬進 行錯體化者,及排出工程,其係藉由真空吸引,以使錯體 化物昇華並加以去除者。為此,能夠充份進行錯體化及昇 華,因此具有提升清潔效率的特有成效。 (實施形態四) 68778-I0IJI06.doc •19- 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 以下說明本發明之實施形態四之内容。 本實施形態中,係在對附著於處理室1内附著的金屬進 行錯體化之錯體化工程甲’在清潔氣體内,添加能夠促進 金屬錯體化的添加劑。其具體的工程内容,可適用於實施 形態1〜3甲,圖3〜圖5所示的處理工程。即,在圖3的步驟 S13、圖4的步驟S23及圖5的步驟S33中,在供應清潔劑的 同時,一併加入添加劑即可。可促進錯體化的添加劑,可 以是水蒸氣式或氧氣。 以圖3的步驟S13中,當以氣化器氣化之清潔劑,供應至 處理室1内的情況為例。在將清潔氣體供應至處理室内的 同時,可由配管29B,將水蒸氣供應至處理室内。 結果’水蒸氣將會添加至清潔氣體内:清潔氣體會接觸 並錯體化附著於處理室1内壁之銅等金屬,以形成該金屬 之錯體化物;而添加之水蒸氣,則可促進該錯體化物的形 成。結果’使得金屬在短時間内完成錯體化。 此外’在將水蒸氣添加至清潔氣體時,並不一定要在清 潔氣體供應用配管14之外,另行設置專用的配管,可以在 配管14的中途中,添加水蒸氣。 (實施例一) 以下’說明本發明的實施例。 利用上述實施形態說明之處理裝置,在支撐器上設置一 晶圓W’而該晶圓表面形成有5〇〇〇 angstrom厚的銅膜,並 以純氮氣置換處理室1内的氣體。將支撐器2加熱至 300°C ’經由供應配管14,供應以氮氣稀釋的TFA35 seem 68778-1011106.doc -20· 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 之混口氣體。此時的處理室1内的壓力調節在ΐ33χΐ〇4
Pa(l 00 Ton·)。在使此一氣壓維持分鐘之後停止供應 TFA與氮氣的混合氣體。 之後,排除處理室i内的殘留氣體,取出晶圓w。 以掃瞎型電子顯微鏡,對晶DW進行觀察的結果,確認 了晶圓上的銅膜,以經由TFA的乾式清潔,完全地加以清 除。 (實施例二) 與實施例一一樣,採用具有銅臈的晶圓為試料,藉由改 變支撐器2的溫度(晶圓W的溫度)及處理室丨内的氣壓,測 定銅的姓刻量。 試料方面,係將具有銅膜的晶圓,切割成2><2 mm的正 方形者》此外,清潔氣體方面,則是37 sccm流量的tfa、 及40 seem流量的氮氣混合而成的氣體,保持在一定的氣 壓10分鐘後,進行錯體化處理。之後,將試料料處理室i 内取出,根據清潔處理前後的試料重量變化,計算出銅的 餘刻量。 圖6所示的圖表,係在處理室i内的氣壓保持在1〇〇 T〇rr 下,使支撐器2的溫度由150°C升至3〇〇°c時的蝕刻量變 化。此外,圖7所示的圖表,係在支撐器2的溫度保持在 300°C下,處理室1内的氣壓由10 TOrr升至1〇〇 T〇rr時的蝕 刻量變化。 圖6及圖7的圖表橫軸,分別為支撐器2的溫度及處理室^ 内的氣壓。此外,圖6及圖7的圖表縱軸,則是清潔處理前 68778-1011106.doc -21 - 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 後的銅触刻量的重量(mg)變化。 在圖6中’當溫度上升至150、2〇〇、3〇〇。〇時,可知蝕刻 量逐漸增加。此外在圖7中,當氣壓由1〇上升至1〇〇 T〇rr 時,可知#刻量也會隨之增加。 圖6及圖7中,由於錯體化處理的時間相同,因此蝕刻量 的增加’意謂著錯體化速度乃至於蝕刻速度增加。 如上所述,隨著溫度及氣壓的增加,可知钱刻速度(錯 體化速度)提升。 (實施例三) 在實施例三中,係在錯體化工程中,以配管29Β供應水 蒸氣,藉此測定銅姓刻量的變化。 採用的試料、氣體及其氣體流量皆與實施例二相同(試 料:具有銅膜的2x2 mm的正方形晶圓;清潔氣體: 37sccm流量的TFA、及40 seem流量的氮氣混令而成的氣 體)。此外,支撐器2的溫度及處理室丨内的氣壓,則是採 用在實施例中’钱刻量達到最大時的3〇〇。匚及1 〇〇 TOrr。 此外’錯體化工程的時間為3分鐘。 圖8的圖表’係對於錯體化工程中的處理室内中,供應 水蒸氣時的情況與未供應水蒸氣時的情況,進行銅餘刻量 的比較者:該圖表中的銅餘刻量,係如實施例二一般,以 清潔處理前後的重量(mg)變化來表示。此外,在供應水蒸 氣時的水蒸氣供應量,設定為8.5 sccm(氣態下)^根據圖 8’藉由在清潔氣體内添加19 at0/。的水蒸氣,可知銅的钱 刻量會增加37%。 68778-1011106.doc -22- 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 如以上所述’藉由添加水蒸氣,可以提升蝕刻速度(錯 * 體化速度)。 (其他的實施形態) 此外’本發明的實施形態並不限於上述記載之範圍。雖 然’上述實施形態的處理裝置,係以CVD裝置為例加以說 明’可是也適用於CVD裝置以外的裝置,例如pvd裝置 等。 此外,在上述實施形態中,雖然採用在供應處理劑至處 . 理室的配管途中,設置供應TFA等清潔劑的構造,可是在 _ 本發明的處理裝置中’也可適用直接將清潔劑供應至處理 室1内的配管。 再者,雖然上述實施形態是以矽晶圓的處理裝置為例來 加以說明,可是也適用於液晶顯示.裝置(LCD)室玻璃基板 的處理裝置。 主要元件符號說明 1 處理室 2 支撐器 3 支柱 4 升降桿 4 貫穿孔 5 熱加器 10 處理裝置 11 閘閥 12 排氣口 13 噴頭 13a 擴散室 13b 孔喷 14 處理氣體供應用配管 14A 游側上配管 14B 配管 14C 岐配分管 14D 下游側配管 15A 關閥開 68778-1011 J06.doc •23· 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6曰) 15B 體質液量流量控制器 15C 開關閥 16 化器氣 16C 開關閥 16E 開關閥 17 理劑處槽 18 活性不氣體供應用配管 19 關開閥 20 潔用清配管 20A 游側上配管 20B 配管 20C 岐配管分 20D 分岐配管 21 清潔劑槽 22 不活性氣體供應用配管 23 關開閥 24 關閥開 25 量流質量控制器 26 關閥開 27 關開閥 28 開關閥 29A 配管 29B 管配 30 加熱器 W 晶圓
68778-1011106.doc • 24·

Claims (1)

  1. 第090105129號專利申請案 中文申請專利範®替換本(101年11月6日) 及排出步驟,其係將上述清潔氣體,由該處理室内排出 者。 10. 根據申請專利範圍第9項之清潔方法,其中反覆交互進 行上述供應步驟及上述排出步驟者。 11. -種處理裝置,係包括:處理室,其係處理被處理基板 者,支撐器,其係在上述處理室内,載置上述被處理基 板者,處理氣體供應系統,其係用以將含有銅成份的處 理氣體,供應至上述處理室者;真空吸引器,使上述處 理至内抽成真空者,及TFA供應系統,其係將三氟乙酸 供應至上述處理室内者。 12. 如申請專利範圍第u項之處理裝置,其中之處理氣體供 應系統,係包含:處理劑槽;處理氣體供應配管,其係 ^ ^連接上述處理室與上述處理劑槽者;及處理劑氣化 器,其係配置在上述處理氣體供應配管令途者;而上述 的TFA供應系統,係包括:TFA槽及TFA供應配管:其中 之TFA供應配管,其係在上述處理劑氣化器的處理氣體 流動方向下游側,與處理氣體供應配管相連接者。 13. 如申tf專利範圍第12項之處理裝置,其_至少在上述處 理劑供應配管的上述氣化器下游側,配置有加熟器者。 14·:申請專利範圍第13項之處理裳置,其中之處理室内, 設置有用以加熱該處理室壁面的加熱器者。 15. 如中請專利範圍第12項之處理裝置,其中之上述處理劑 槽,係用以儲存含有銅成份.之處理劑者。 16. 如申請專利範圍第η項之處理裝置,其中具有一種供應 機制,其係用以供應可促進銅錯體化之添加劑者。 68778-I01H06.doc 505986 第090105129號專利申請案 中文說明書替換本(101年11月6日) 七、指定代表圖: (一)本案指定代表圖為:第()圖。 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式·· (無) 68778-1011106.doc
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