クリーニング・プロセスのための副産物収集する製造プロセス及び製造装置
【課題】クリーニング・プロセスの結果生じる副産物がウェファを汚染することを防止する、収集プロセスを提供すること。
【解決手段】装置及びそれを作動させる方法。この方法は、チャンバ（２００）を含む装置を準備するステップを含み、チャンバは、第１（２６０ａ）及び第２（２６０ｂ）の入口と、チャンバ内のアノード（２１０）及びカソード（２３０）構造体と、カソード構造体（２３０）上のウェファ（１００）とを含む。クリーニングガス（２６０ｂ）は、第１の入口を通じてチャンバ内に注入される。収集ガス（２６０ａ）は、第２の入口を通じてチャンバ内に注入される。クリーニング・ガスはイオン化されたときに、ウェファの上面をエッチングしてチャンバ内に副産物混合物をもたらす性質を有する。収集ガスは、副産物混合物がウェファの表面に再度堆積することを防止する性質を有する。
【解決手段】装置及びそれを作動させる方法。この方法は、チャンバ（２００）を含む装置を準備するステップを含み、チャンバは、第１（２６０ａ）及び第２（２６０ｂ）の入口と、チャンバ内のアノード（２１０）及びカソード（２３０）構造体と、カソード構造体（２３０）上のウェファ（１００）とを含む。クリーニングガス（２６０ｂ）は、第１の入口を通じてチャンバ内に注入される。収集ガス（２６０ａ）は、第２の入口を通じてチャンバ内に注入される。クリーニング・ガスはイオン化されたときに、ウェファの上面をエッチングしてチャンバ内に副産物混合物をもたらす性質を有する。収集ガスは、副産物混合物がウェファの表面に再度堆積することを防止する性質を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング・プロセスの副産物(by-products)に関し、より詳細には、クリーニング・プロセスの結果生じる副産物を収集するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタの作成のための典型的な製造プロセスにおいて、トランジスタの２つのソース／ドレイン領域への電気経路を提供するために２つのコンタクト領域を形成する前に、２つのコンタクト・ホールの底部壁に存在する天然の（native）酸化物層を除去するためにクリーニング・プロセスが行われる。このクリーニング・プロセスは、通常、ウェファの表面を汚染する副産物を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、これらの副産物がウェファを汚染することを防止する、収集プロセスが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、デバイス製造プロセスを提供する。最初に、（ａ）第１の入口と第２の入口とを含むチャンバと、（ｂ）チャンバ内のアノード構造体と、（ｃ）チャンバ内のカソード構造体であって、カソード構造体がアノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、（ｄ）カソード構造体上のウェファとを含む装置が準備される。次に、クリーニング・ガスが第１の入口を通じてチャンバ内に注入される。次に、収集ガスが第２の入口を通じてチャンバ内に注入される。クリーニング・ガスはイオン化されたときに、ウェファの上面をエッチングしてチャンバ内に副産物混合物(by-product mixture)をもたらす性質を有する。収集ガスは、副産物混合物がウェファの表面上に再度堆積することを防止する性質を有する。
【０００５】
本発明は、製造装置も提供する。装置は、（ａ）チャンバと、（ｂ）チャンバ内のアノード構造体と、（ｃ）チャンバ内のカソード構造体とを含む。カソード構造体は、アノード構造体よりも負に帯電する。装置は、カソード構造体上のウェファと、（ｅ）アノード構造体とカソード構造体との間に形成されるプラズマ領域と、（ｆ）チャンバ内のクリーニング・ガスとをさらに含む。プラズマ領域は、クリーニング・ガスのイオン化によってもたらされるプラズマをプラズマ領域内に含む。プラズマ領域は、（ｇ）チャンバ内であるがプラズマ領域内にはないところに、収集ガスを含む。
【０００６】
本発明は、従来技術の副産物汚染問題を防止する収集プロセスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による、半導体構造体の断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態による、図１の半導体構造体の処理のために用いられるチャンバ構造体の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態による、半導体構造体１００の断面図を示す。より詳細には、１つの実施形態において、半導体構造体１００は、半導体（例えば、シリコン、・・・）基板１１０と、第１のシリサイド領域１２０ａと、第２のシリサイド領域１２０ｂと、誘電体層１３０と、第１のコンタクト・ホール１４０ａと、第２のコンタクト・ホール１４０ｂとを含む。
【０００９】
１つの実施形態において、誘電体層１３０は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）、又は低Ｋ(low-K)炭素含有材料を含む。１つの実施形態において、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂは、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂが周囲環境に露出されるまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって誘電体層１３０をエッチングすることによって形成される。
【００１０】
各々、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂに向かって下降する電気経路を設けるように、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂの中に２つの電気コンタクト領域（図示せず）が形成されるものと仮定する。その結果、周囲環境は通常酸素を有するので、そのため、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂは周囲環境の酸素と化学反応して、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂの底部壁上に天然のシリコン酸化物層（図示せず）を形成することに留意されたい。その結果生じる天然のシリコン酸化物層は、その後で形成される電気コンタクト領域（図示せず）が各々、シリサイド領域１２０ａ及び１２０ｂと良好な電気的接触を形成することを妨げることに留意されたい。その結果として、１つの実施形態において、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂ内に電気コンタクト領域が形成される前に天然のシリコン酸化物層を除去するために、クリーニング・プロセスが行われる。１つの実施形態において、クリーニング・プロセスは、チャンバ構造体２００（図２）内で行われる。
【００１１】
図２は、本発明の実施形態による、図１の半導体構造体１００の処理のために用いられるチャンバ構造体２００の概略図である。より詳細には、１つの実施形態において、チャンバ構造体２００は、接地シールド２１０と、架台２３０と、収集ガス排気２５０と、収集ガス供給２６０ａと、収集ガス入口２６０ａ’と、クリーニング・ガス供給２６０ｂと、クリーニング・ガス入口２６０ｂ’と、チャンバ壁２７０と、無線周波数源２８０と、接地コネクタ２９０とを含む。
【００１２】
１つの実施形態において、チャンバ構造体２００内における半導体構造体１００のクリーニング・プロセスは以下の通りである。例示として、クリーニング・プロセスは、図示されるように、半導体構造体１００をチャンバ構造体２００内の架台２３０上の位置決めすることから開始される。
【００１３】
次に、１つの実施形態において、接地シールド２１０が電気的に接地され、架台２３０が無線周波数源２８０に電気的に接続される。その結果として、架台２３０は負に帯電し、その結果として接地シールド２１０は架台２３０よりも電気的に正となる。従って、架台２３０はカソード２３０となり、他方、接地シールド２１０はアノード２１０となる。その結果、カソード２３０とアノード２１０との間に電界が形成される。
【００１４】
次に、１つの実施形態において、クリーニング・ガスが、クリーニング・ガス供給２６０ｂからクリーニング・ガス入口２６０ｂ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。１つの実施形態において、クリーニング・ガス入口２６０ｂ’は、ウェファ１１０に近接して配置される。１つの実施形態において、クリーニング・ガスは、アルゴン及びＨＦを含む。カソード２３０（架台２３０）とアノード２１０（接地シールド２１０）との間に形成される電界の電界エネルギーの下で、アルゴン分子はイオン化されてプラズマ領域２２０をもたらす。プラズマ領域２２０は、チャンバ２００内で電界エネルギーがアルゴンのイオン化閾値よりも強い場所を含むことに留意されたい。
【００１５】
アルゴンのイオン化ポテンシャルは約１５．８ｅＶであることに留意されたい。また、プラズマ領域２２０内のエネルギーは、この１５．８ｅＶの値よりも高くなることができる。これは、以下の２つの理由による。第１に、電子エネルギーは、マクスウェル−ボルツマン分布に従い、その結果、プラズマ領域２２０内の一部の点は必然的に１５．８ｅＶよりも高いエネルギーを有することになる。第２に、熱励起により、エネルギーが１５．８ｅＶよりも高められる。
【００１６】
アルゴン分子のイオン化は、プラズマ領域２２０に対して電子及びアルゴンイオンを供給する。電界エネルギーの下で、電子は接地シールド２１０（アノード２１０）の方に向かって移動する。電界エネルギーの下ではまた、アルゴンイオンは架台２３０（カソード２３０）の方に向かって移動し、半導体構造体１００の天然のシリコン酸化物層に衝突する。
【００１７】
アルゴンイオンが天然シリコン酸化物層に衝突し、ＨＦがそれと化学反応して、その結果、天然シリコン酸化物層が除去される間、アルゴンイオンは半導体構造体１００の誘電体層１３０にも衝突し、ＨＦもまたそれと化学反応して、クリーニング・プロセスの副産物粒子がもたらされることに留意されたい。
【００１８】
クリーニング・プロセスの副産物粒子は、チャンバ構造体２００の内部空間に分散されることに留意されたい。副産物粒子の一部はチャンバ壁２７０に付着する一方で、副産物粒子の他の一部は半導体構造体１００の上に再度堆積する。副産物粒子が半導体構造体１００に再度堆積することは、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂ（図１参照）内における電気コンタクト領域の形成のためには好ましいことではない。その結果として、１つの実施形態において、副産物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体（図示せず）に再度堆積することを防止するように、副産物収集プロセスがクリーニング・プロセスと同時に行われる。
【００１９】
第１の実施形態において、誘電体層１３０は二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むものと仮定する。その結果、クリーニング・プロセスの副産物は、二酸化シリコンを含む。二酸化シリコンはチャンバ壁２７０に上手く付着することに留意されたい。その結果として、副産物収集プロセスは、この場合には省略することができる。
【００２０】
第２の実施形態において、代替的に、誘電体層１３０はシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含むものと仮定する。その結果、Ｎ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む第１の副産物混合物がクリーニング・プロセスによって生成される。この場合、１つの実施形態において、副産物収集プロセスの間、第１の収集ガスが、収集ガス供給２６０ａから収集ガス入口２６０ａ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。１つの実施形態において、収集ガス入口２６０ａ’はチャンバ壁２７０に近接して配置される。
【００２１】
例示として、第１の収集ガスは、Ｎ２及びＮＦ３を含む。その結果として、第１の収集ガスは第１の副産物混合物からのＳｉ３Ｎ４の形成を増強する触媒として作用する。Ｓｉ３Ｎ４はチャンバ壁２７０に適切に付着することに留意されたい。結果として、これは、クリーニング・プロセスの第１の副産物混合物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００２２】
第３の実施形態において、代替的に、誘電体層１３０は、低Ｋ炭素含有材料、又はより一般的には炭素含有誘電体材料（例えばポリイミド）を含む。その結果、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料を含む第２の副産物混合物がクリーニング・プロセスによって生成される。１つの実施形態において、副産物収集プロセスの間、第２の収集ガスが、収集ガス供給２６０ａから収集ガス入口２６０ａ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。
【００２３】
１つの実施形態において、第２の収集ガスは、イオン化された水素を含む。その結果として、イオン化された水素は、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料と化学反応して、炭化水素ガスを形成する。得られる炭化水素ガスのうちの１つは、メタン（ＣＨ４）であり得る。
【００２４】
１つの実施形態において、副産物収集プロセスによって形成され、もたらされた炭化水素ガスは、収集ガス排気２５０を通じてチャンバ２００からポンプで排気される。結果として、これは、クリーニング・プロセスの第２の副産物混合物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００２５】
第２の収集ガスのイオン化された水素は正に帯電していることに留意のこと。プラズマ領域２２０は、正に帯電したアルゴンイオンを含むことにも留意のこと。その結果として、イオン化された水素はプラズマ領域２２０から遠ざかる傾向がある。
【００２６】
１つの実施形態において、第１及び第２の収集ガスは、収集ガス入口２６０ａ'を通じ
てチャンバ構造体２００内に注入される前にイオン化される。１つの実施形態において、第１及び第２の収集ガスは、チャンバ構造体２００内ではあるがプラズマ領域２２０の外側に注入される。
【００２７】
１つの実施形態において、半導体構造体１００はトランジスタとすることができ、クリーニング・プロセス及び副産物収集プロセスは、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂを２つの電気コンタクト領域で充填する前に行うことができる。
【００２８】
要約すれば、天然のシリコン酸化物層を除去するためのクリーニング・プロセスは、半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積し得る不要な副産物粒子を生成することがある。
【００２９】
誘電体層１３０がシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む場合、クリーニング・プロセスは、Ｎ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）の第１の副産物混合物を生成する。その結果として、Ｎ２及びＮＦ３を含む第１の収集ガスは、チャンバ壁２７０に適切に付着するＳｉ３Ｎ４の形成を増強する触媒として作用する。
【００３０】
誘電体層１３０が低Ｋ炭素含有材料を含む場合、クリーニング・プロセスは、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料の第２の副産物混合物を生成する。その結果として、イオン化された水素ガスを含む第２の収集ガスは第２の副産物混合物と化学反応して、チャンバ構造体２００から同時にポンプで排気することができる炭化水素ガスを形成する。
【００３１】
要するに、副産物収集プロセスは、クリーニング・プロセスの副産物粒子が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００３２】
上記の実施形態において、クリーニング・ガス及び収集ガスは、各々、クリーニング・ガス供給２６０ｂ及び収集ガス供給２６０ａを通じて、チャンバ２００内に同時に導入される。あるいは、クリーニング・ガス及び収集ガスは、単一のガス入口（図示せず）を通じて交互にチャンバ構造体２００内に導入されることができる。すなわち、第１の量のクリーニング・ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に最初に導入される。次に、第２の量の収集ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に導入される。次に、第３の量のクリーニング・ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に導入され、以下同様である。上記の実施形態において、図１を参照すると、領域１２０ａ及び１２０ｂはシリサイド材料（例えば、ニッケルシリサイド）を含む。あるいは、領域１２０ａ及び１２０ｂは、銅、アルミニウム、又はタングステン等を含むことができる。
【００３３】
本発明の特定の実施形態を例示の目的でここで説明してきたが、多くの改変及び変更が当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内のそのような全ての改変及び変更を包含することが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１００：半導体構造体
１２０：シリサイド領域
１３０：誘電体層
１４０：コンタクト・ホール
２００：チャンバ構造体
２１０：接地シールド
２３０：架台
２５０：収集ガス排気
２６０ａ：収集ガス供給
２６０ａ’：収集ガス入口
２６０ｂ：クリーニング・ガス供給
２６０ｂ’：クリーニング・ガス入口
２７０：チャンバ壁
２８０：無線周波数源
２９０：接地コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング・プロセスの副産物(by-products)に関し、より詳細には、クリーニング・プロセスの結果生じる副産物を収集するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタの作成のための典型的な製造プロセスにおいて、トランジスタの２つのソース／ドレイン領域への電気経路を提供するために２つのコンタクト領域を形成する前に、２つのコンタクト・ホールの底部壁に存在する天然の（native）酸化物層を除去するためにクリーニング・プロセスが行われる。このクリーニング・プロセスは、通常、ウェファの表面を汚染する副産物を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、これらの副産物がウェファを汚染することを防止する、収集プロセスが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、デバイス製造プロセスを提供する。最初に、（ａ）第１の入口と第２の入口とを含むチャンバと、（ｂ）チャンバ内のアノード構造体と、（ｃ）チャンバ内のカソード構造体であって、カソード構造体がアノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、（ｄ）カソード構造体上のウェファとを含む装置が準備される。次に、クリーニング・ガスが第１の入口を通じてチャンバ内に注入される。次に、収集ガスが第２の入口を通じてチャンバ内に注入される。クリーニング・ガスはイオン化されたときに、ウェファの上面をエッチングしてチャンバ内に副産物混合物(by-product mixture)をもたらす性質を有する。収集ガスは、副産物混合物がウェファの表面上に再度堆積することを防止する性質を有する。
【０００５】
本発明は、製造装置も提供する。装置は、（ａ）チャンバと、（ｂ）チャンバ内のアノード構造体と、（ｃ）チャンバ内のカソード構造体とを含む。カソード構造体は、アノード構造体よりも負に帯電する。装置は、カソード構造体上のウェファと、（ｅ）アノード構造体とカソード構造体との間に形成されるプラズマ領域と、（ｆ）チャンバ内のクリーニング・ガスとをさらに含む。プラズマ領域は、クリーニング・ガスのイオン化によってもたらされるプラズマをプラズマ領域内に含む。プラズマ領域は、（ｇ）チャンバ内であるがプラズマ領域内にはないところに、収集ガスを含む。
【０００６】
本発明は、従来技術の副産物汚染問題を防止する収集プロセスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による、半導体構造体の断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態による、図１の半導体構造体の処理のために用いられるチャンバ構造体の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明の実施形態による、半導体構造体１００の断面図を示す。より詳細には、１つの実施形態において、半導体構造体１００は、半導体（例えば、シリコン、・・・）基板１１０と、第１のシリサイド領域１２０ａと、第２のシリサイド領域１２０ｂと、誘電体層１３０と、第１のコンタクト・ホール１４０ａと、第２のコンタクト・ホール１４０ｂとを含む。
【０００９】
１つの実施形態において、誘電体層１３０は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）、又は低Ｋ(low-K)炭素含有材料を含む。１つの実施形態において、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂは、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂが周囲環境に露出されるまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって誘電体層１３０をエッチングすることによって形成される。
【００１０】
各々、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂに向かって下降する電気経路を設けるように、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂの中に２つの電気コンタクト領域（図示せず）が形成されるものと仮定する。その結果、周囲環境は通常酸素を有するので、そのため、第１のシリサイド領域１２０ａ及び第２のシリサイド領域１２０ｂは周囲環境の酸素と化学反応して、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂの底部壁上に天然のシリコン酸化物層（図示せず）を形成することに留意されたい。その結果生じる天然のシリコン酸化物層は、その後で形成される電気コンタクト領域（図示せず）が各々、シリサイド領域１２０ａ及び１２０ｂと良好な電気的接触を形成することを妨げることに留意されたい。その結果として、１つの実施形態において、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂ内に電気コンタクト領域が形成される前に天然のシリコン酸化物層を除去するために、クリーニング・プロセスが行われる。１つの実施形態において、クリーニング・プロセスは、チャンバ構造体２００（図２）内で行われる。
【００１１】
図２は、本発明の実施形態による、図１の半導体構造体１００の処理のために用いられるチャンバ構造体２００の概略図である。より詳細には、１つの実施形態において、チャンバ構造体２００は、接地シールド２１０と、架台２３０と、収集ガス排気２５０と、収集ガス供給２６０ａと、収集ガス入口２６０ａ’と、クリーニング・ガス供給２６０ｂと、クリーニング・ガス入口２６０ｂ’と、チャンバ壁２７０と、無線周波数源２８０と、接地コネクタ２９０とを含む。
【００１２】
１つの実施形態において、チャンバ構造体２００内における半導体構造体１００のクリーニング・プロセスは以下の通りである。例示として、クリーニング・プロセスは、図示されるように、半導体構造体１００をチャンバ構造体２００内の架台２３０上の位置決めすることから開始される。
【００１３】
次に、１つの実施形態において、接地シールド２１０が電気的に接地され、架台２３０が無線周波数源２８０に電気的に接続される。その結果として、架台２３０は負に帯電し、その結果として接地シールド２１０は架台２３０よりも電気的に正となる。従って、架台２３０はカソード２３０となり、他方、接地シールド２１０はアノード２１０となる。その結果、カソード２３０とアノード２１０との間に電界が形成される。
【００１４】
次に、１つの実施形態において、クリーニング・ガスが、クリーニング・ガス供給２６０ｂからクリーニング・ガス入口２６０ｂ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。１つの実施形態において、クリーニング・ガス入口２６０ｂ’は、ウェファ１１０に近接して配置される。１つの実施形態において、クリーニング・ガスは、アルゴン及びＨＦを含む。カソード２３０（架台２３０）とアノード２１０（接地シールド２１０）との間に形成される電界の電界エネルギーの下で、アルゴン分子はイオン化されてプラズマ領域２２０をもたらす。プラズマ領域２２０は、チャンバ２００内で電界エネルギーがアルゴンのイオン化閾値よりも強い場所を含むことに留意されたい。
【００１５】
アルゴンのイオン化ポテンシャルは約１５．８ｅＶであることに留意されたい。また、プラズマ領域２２０内のエネルギーは、この１５．８ｅＶの値よりも高くなることができる。これは、以下の２つの理由による。第１に、電子エネルギーは、マクスウェル−ボルツマン分布に従い、その結果、プラズマ領域２２０内の一部の点は必然的に１５．８ｅＶよりも高いエネルギーを有することになる。第２に、熱励起により、エネルギーが１５．８ｅＶよりも高められる。
【００１６】
アルゴン分子のイオン化は、プラズマ領域２２０に対して電子及びアルゴンイオンを供給する。電界エネルギーの下で、電子は接地シールド２１０（アノード２１０）の方に向かって移動する。電界エネルギーの下ではまた、アルゴンイオンは架台２３０（カソード２３０）の方に向かって移動し、半導体構造体１００の天然のシリコン酸化物層に衝突する。
【００１７】
アルゴンイオンが天然シリコン酸化物層に衝突し、ＨＦがそれと化学反応して、その結果、天然シリコン酸化物層が除去される間、アルゴンイオンは半導体構造体１００の誘電体層１３０にも衝突し、ＨＦもまたそれと化学反応して、クリーニング・プロセスの副産物粒子がもたらされることに留意されたい。
【００１８】
クリーニング・プロセスの副産物粒子は、チャンバ構造体２００の内部空間に分散されることに留意されたい。副産物粒子の一部はチャンバ壁２７０に付着する一方で、副産物粒子の他の一部は半導体構造体１００の上に再度堆積する。副産物粒子が半導体構造体１００に再度堆積することは、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂ（図１参照）内における電気コンタクト領域の形成のためには好ましいことではない。その結果として、１つの実施形態において、副産物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体（図示せず）に再度堆積することを防止するように、副産物収集プロセスがクリーニング・プロセスと同時に行われる。
【００１９】
第１の実施形態において、誘電体層１３０は二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含むものと仮定する。その結果、クリーニング・プロセスの副産物は、二酸化シリコンを含む。二酸化シリコンはチャンバ壁２７０に上手く付着することに留意されたい。その結果として、副産物収集プロセスは、この場合には省略することができる。
【００２０】
第２の実施形態において、代替的に、誘電体層１３０はシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含むものと仮定する。その結果、Ｎ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む第１の副産物混合物がクリーニング・プロセスによって生成される。この場合、１つの実施形態において、副産物収集プロセスの間、第１の収集ガスが、収集ガス供給２６０ａから収集ガス入口２６０ａ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。１つの実施形態において、収集ガス入口２６０ａ’はチャンバ壁２７０に近接して配置される。
【００２１】
例示として、第１の収集ガスは、Ｎ２及びＮＦ３を含む。その結果として、第１の収集ガスは第１の副産物混合物からのＳｉ３Ｎ４の形成を増強する触媒として作用する。Ｓｉ３Ｎ４はチャンバ壁２７０に適切に付着することに留意されたい。結果として、これは、クリーニング・プロセスの第１の副産物混合物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００２２】
第３の実施形態において、代替的に、誘電体層１３０は、低Ｋ炭素含有材料、又はより一般的には炭素含有誘電体材料（例えばポリイミド）を含む。その結果、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料を含む第２の副産物混合物がクリーニング・プロセスによって生成される。１つの実施形態において、副産物収集プロセスの間、第２の収集ガスが、収集ガス供給２６０ａから収集ガス入口２６０ａ’を通じてチャンバ構造体２００内に注入される。
【００２３】
１つの実施形態において、第２の収集ガスは、イオン化された水素を含む。その結果として、イオン化された水素は、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料と化学反応して、炭化水素ガスを形成する。得られる炭化水素ガスのうちの１つは、メタン（ＣＨ４）であり得る。
【００２４】
１つの実施形態において、副産物収集プロセスによって形成され、もたらされた炭化水素ガスは、収集ガス排気２５０を通じてチャンバ２００からポンプで排気される。結果として、これは、クリーニング・プロセスの第２の副産物混合物が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００２５】
第２の収集ガスのイオン化された水素は正に帯電していることに留意のこと。プラズマ領域２２０は、正に帯電したアルゴンイオンを含むことにも留意のこと。その結果として、イオン化された水素はプラズマ領域２２０から遠ざかる傾向がある。
【００２６】
１つの実施形態において、第１及び第２の収集ガスは、収集ガス入口２６０ａ'を通じ
てチャンバ構造体２００内に注入される前にイオン化される。１つの実施形態において、第１及び第２の収集ガスは、チャンバ構造体２００内ではあるがプラズマ領域２２０の外側に注入される。
【００２７】
１つの実施形態において、半導体構造体１００はトランジスタとすることができ、クリーニング・プロセス及び副産物収集プロセスは、第１のコンタクト・ホール１４０ａ及び第２のコンタクト・ホール１４０ｂを２つの電気コンタクト領域で充填する前に行うことができる。
【００２８】
要約すれば、天然のシリコン酸化物層を除去するためのクリーニング・プロセスは、半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積し得る不要な副産物粒子を生成することがある。
【００２９】
誘電体層１３０がシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む場合、クリーニング・プロセスは、Ｎ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）の第１の副産物混合物を生成する。その結果として、Ｎ２及びＮＦ３を含む第１の収集ガスは、チャンバ壁２７０に適切に付着するＳｉ３Ｎ４の形成を増強する触媒として作用する。
【００３０】
誘電体層１３０が低Ｋ炭素含有材料を含む場合、クリーニング・プロセスは、炭素（Ｃ）及び炭素含有材料の第２の副産物混合物を生成する。その結果として、イオン化された水素ガスを含む第２の収集ガスは第２の副産物混合物と化学反応して、チャンバ構造体２００から同時にポンプで排気することができる炭化水素ガスを形成する。
【００３１】
要するに、副産物収集プロセスは、クリーニング・プロセスの副産物粒子が半導体構造体１００に、又はチャンバ構造体２００内でその後に処理される次の半導体構造体に再度堆積することを本質的に防止する。
【００３２】
上記の実施形態において、クリーニング・ガス及び収集ガスは、各々、クリーニング・ガス供給２６０ｂ及び収集ガス供給２６０ａを通じて、チャンバ２００内に同時に導入される。あるいは、クリーニング・ガス及び収集ガスは、単一のガス入口（図示せず）を通じて交互にチャンバ構造体２００内に導入されることができる。すなわち、第１の量のクリーニング・ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に最初に導入される。次に、第２の量の収集ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に導入される。次に、第３の量のクリーニング・ガスが単一のガス入口を通じてチャンバ構造体２００内に導入され、以下同様である。上記の実施形態において、図１を参照すると、領域１２０ａ及び１２０ｂはシリサイド材料（例えば、ニッケルシリサイド）を含む。あるいは、領域１２０ａ及び１２０ｂは、銅、アルミニウム、又はタングステン等を含むことができる。
【００３３】
本発明の特定の実施形態を例示の目的でここで説明してきたが、多くの改変及び変更が当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内のそのような全ての改変及び変更を包含することが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１００：半導体構造体
１２０：シリサイド領域
１３０：誘電体層
１４０：コンタクト・ホール
２００：チャンバ構造体
２１０：接地シールド
２３０：架台
２５０：収集ガス排気
２６０ａ：収集ガス供給
２６０ａ’：収集ガス入口
２６０ｂ：クリーニング・ガス供給
２６０ｂ’：クリーニング・ガス入口
２７０：チャンバ壁
２８０：無線周波数源
２９０：接地コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の入口と第２の入口とを含むチャンバと、
（ｂ）前記チャンバ内のアノード構造体と、
（ｃ）前記チャンバ内のカソード構造体であって、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、
（ｄ）前記カソード構造体上のウェファと
を含む装置を準備するステップと、
前記第１の入口を通じて前記チャンバ内にクリーニング・ガスを注入するステップと、
前記第２の入口を通じて前記チャンバ内に収集ガスを注入するステップと、
を含む製造プロセスであって、
前記クリーニング・ガスはイオン化されたときに、前記ウェファの上面をエッチングして前記チャンバ内に副産物混合物をもたらす性質を有し、
前記収集ガスは、前記副産物混合物が前記ウェファの前記面に再度堆積することを防止する性質を有する、
製造プロセス。
【請求項２】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記チャンバへの前記クリーニング・ガスの前記注入ステップ及び前記収集ガスの前記注入ステップが同時に行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記副産物混合物がＮ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記収集ガスが、前記副産物混合物からのＳｉ３Ｎ４の形成を増強する性質を有する、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記収集ガスがＮ２及びＮＦ３を含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記副産物混合物が炭素含有材料を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記収集ガスが、前記炭素含有材料と化学反応してガス生成物をもたらす性質を有する、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記ガス生成物を前記チャンバからポンプで排気するステップをさらに含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記アノード構造体を接地するステップと、
前記カソード構造体を無線周波数源に電気的に接続して、その結果、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電するようになるステップと
をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
（ａ）チャンバと、
（ｂ）前記チャンバ内のアノード構造体と、
（ｃ）前記チャンバ内のカソード構造体であって、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、
（ｄ）前記カソード構造体上のウェファと、
（ｅ）前記アノード構造体と前記カソード構造体との間に形成されるプラズマ領域と、
（ｆ）前記チャンバ内のクリーニング・ガスであって、前記プラズマ領域が前記クリーニング・ガスのイオン化によってもたらされるプラズマを前記プラズマ領域内に含む、クリーニング・ガスと、
（ｇ）前記チャンバ内ではあるが前記プラズマ領域内にはないところに、収集ガスと
を含む、製造装置。
【請求項１３】
前記プラズマ領域内の前記クリーニング・ガスが、前記ウェファの上面をエッチングして副産物をもたらす特性を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記収集ガスが、前記クリーニング・プロセスの前記副産物が前記ウェファに再び堆積することを防止する特性を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記収集ガスがＮ２及びＮＦ３を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記副産物がＮ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記副産物が炭素含有材料を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記アノード構造体が接地され、前記カソード構造体が無線周波数源に電気的に接続され、その結果、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電するようになる、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記チャンバが、
前記チャンバ内に前記クリーニング・ガスを導入するための第１の入口と、
前記チャンバ内に前記収集ガスを導入するための第２の入口と
を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１】
（ａ）第１の入口と第２の入口とを含むチャンバと、
（ｂ）前記チャンバ内のアノード構造体と、
（ｃ）前記チャンバ内のカソード構造体であって、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、
（ｄ）前記カソード構造体上のウェファと
を含む装置を準備するステップと、
前記第１の入口を通じて前記チャンバ内にクリーニング・ガスを注入するステップと、
前記第２の入口を通じて前記チャンバ内に収集ガスを注入するステップと、
を含む製造プロセスであって、
前記クリーニング・ガスはイオン化されたときに、前記ウェファの上面をエッチングして前記チャンバ内に副産物混合物をもたらす性質を有し、
前記収集ガスは、前記副産物混合物が前記ウェファの前記面に再度堆積することを防止する性質を有する、
製造プロセス。
【請求項２】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記チャンバへの前記クリーニング・ガスの前記注入ステップ及び前記収集ガスの前記注入ステップが同時に行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記副産物混合物がＮ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記収集ガスが、前記副産物混合物からのＳｉ３Ｎ４の形成を増強する性質を有する、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記収集ガスがＮ２及びＮＦ３を含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記副産物混合物が炭素含有材料を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記収集ガスが、前記炭素含有材料と化学反応してガス生成物をもたらす性質を有する、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記ガス生成物を前記チャンバからポンプで排気するステップをさらに含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記アノード構造体を接地するステップと、
前記カソード構造体を無線周波数源に電気的に接続して、その結果、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電するようになるステップと
をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
（ａ）チャンバと、
（ｂ）前記チャンバ内のアノード構造体と、
（ｃ）前記チャンバ内のカソード構造体であって、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電する、カソード構造体と、
（ｄ）前記カソード構造体上のウェファと、
（ｅ）前記アノード構造体と前記カソード構造体との間に形成されるプラズマ領域と、
（ｆ）前記チャンバ内のクリーニング・ガスであって、前記プラズマ領域が前記クリーニング・ガスのイオン化によってもたらされるプラズマを前記プラズマ領域内に含む、クリーニング・ガスと、
（ｇ）前記チャンバ内ではあるが前記プラズマ領域内にはないところに、収集ガスと
を含む、製造装置。
【請求項１３】
前記プラズマ領域内の前記クリーニング・ガスが、前記ウェファの上面をエッチングして副産物をもたらす特性を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記収集ガスが、前記クリーニング・プロセスの前記副産物が前記ウェファに再び堆積することを防止する特性を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記収集ガスがＮ２及びＮＦ３を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記副産物がＮ２、Ｓｉ、及びシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記収集ガスがイオン化された水素を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記副産物が炭素含有材料を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記アノード構造体が接地され、前記カソード構造体が無線周波数源に電気的に接続され、その結果、前記カソード構造体が前記アノード構造体よりも負に帯電するようになる、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記チャンバが、
前記チャンバ内に前記クリーニング・ガスを導入するための第１の入口と、
前記チャンバ内に前記収集ガスを導入するための第２の入口と
を含む、請求項１２に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１４２５８４（Ｐ２０１２−１４２５８４Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３０８２３（Ｐ２０１２−３０８２３）
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００９−５３２５９２（Ｐ２００９−５３２５９２）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【復代理人】
【識別番号】１０００８５５４５
【弁理士】
【氏名又は名称】松井 光夫
【復代理人】
【識別番号】１００１１８５９９
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 博司
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【分割の表示】特願２００９−５３２５９２（Ｐ２００９−５３２５９２）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【復代理人】
【識別番号】１０００８５５４５
【弁理士】
【氏名又は名称】松井 光夫
【復代理人】
【識別番号】１００１１８５９９
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 博司
【Ｆターム（参考）】
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