[发明专利]清洁方法、制造半导体器件的方法和基材加工设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是基于2013年6月28日提交的日本专利申请No.2013-137518并要求其优先权利益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及清洁方法、制造半导体器件的方法和基材加工设备。

背景技术

制造半导体器件包括在基材上形成薄膜的过程和在形成薄膜后，通过例如供应蚀刻气体(如含氟气体)到处理室中来清洁处理室内部的过程。通过清洁过程，除去在形成基材上的薄膜时沉积在处理室中的残留沉积物(包括与形成在基材上的膜相同类型的膜)。

当形成在基材上的薄膜是例如包含碳(C)的含碳膜时，这样的薄膜显示出增强的膜质量，如增强的对湿式蚀刻的抗性。在这种情况下，沉积在处理室中的残留沉积物也包括含碳膜。

包括含碳膜(其具有高蚀刻抗性)的残留沉积物也显示出对含氟气体的高度抗性。因此，清洁效率降低，且在一些情况中，残留沉积物未在清洁过程中完全除去。

发明内容

本公开提供了能够有效除去在处理室中沉积的包括含碳膜的沉积物的清洁方法、制造半导体器件的方法和基材加工设备的一些实施方式。

按照本公开的一个方面，提供了一种在处理室中的基材上执行形成含碳膜的过程后清洁处理室的内部的方法，其通过执行预定数目的循环而进行，所述循环包括：供应改性气体到处理室中以改性沉积在处理室中元件表面上的包括含碳膜的沉积物和供应蚀刻气体到处理室中以通过热化学反应除去改性的沉积物。

按照本公开的另一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：执行在处理室中的基材上形成含碳膜的过程；和在执行形成含碳膜的过程后清洁处理室的内部；其中清洁处理室内部的操作包括执行预定次数的循环，该循环包括：供应改性气体到处理室中以改性在处理室中元件表面上沉积的包括含碳膜的沉积物；和供应蚀刻气体到处理室中以通过热化学反应除去改性的沉积物。

按照本公开的再另一个方面，提供了一种基材加工设备，包括：配置为执行在基材上形成含碳膜的过程的处理室；配置为供应改性气体到处理室中的改性气体供应系统；配置为供应蚀刻气体到处理室中的蚀刻气体供应系统；和配置为在执行在处理室中的基材上形成含碳膜的过程后，在清洁处理室的内部的事件中控制改性气体供应系统和蚀刻气体供应系统以执行预定次数的循环的控制单元，该循环包括：供应改性气体到处理室中以改性在处理室中元件表面上沉积的包括含碳膜的沉积物；和供应蚀刻气体到处理室中以通过热化学反应除去改性的沉积物。

附图简要说明

图1是显示适宜用于本公开的第一实施方式中的基材加工设备的垂直处理炉的构造的示意图，该处理炉显示为纵向截面视图。

图2是显示适宜用于本公开的第一实施方式中的基材加工设备的垂直处理炉的构造的示意图，该处理炉显示为沿图1的II-II线截取的截面视图。

图3是显示适宜用于本公开的第一实施方式中的基材加工设备的控制器的构造的示意图，该控制器的控制系统显示于框图中。

图4是显示按照本公开的第一实施方式的膜形成工序中膜形成的流程的流程图。

图5是显示按照本公开的第一实施方式的膜形成工序中气体供应时间安排的图。

图6A和6B是说明按照本公开的第一实施方式的膜形成工序中的催化反应的图，图6A是说明步骤1a的图和图6B是说明步骤2a的图。

图7是显示按照本公开的第一实施方式的清洁工序中清洁流程的图。

图8A是显示按照本公开的第一实施方式的清洁工序中气体供应和RF电源供应的时间安排的图，且图8B是显示其改进的图。

图9是显示按照本公开的第二实施方式的清洁工序中的清洁流程的图。

图10是显示按照本公开的第二实施方式的清洁工序中气体供应、RF电源供应和压力变化的时间安排的图。

图11是显示按照本公开的实施例及对比实施例的清洁速率的图表。

图12A-12E是显示用作前体气体的各种硅烷的化学结构式的图，图12A-12E分别显示BTCSM、BTCSE、TCDMDS、DCTMDS和MCPMDS的化学结构式，和图12F是显示用作催化气体的各种胺的名称、化学组成式、化学结构式和酸解离常数的图。

详细说明