專利名稱：等離子體處理裝置的干式清潔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置的干式清潔方法，更具體地說，涉及在使
用等離子體處理裝置制造稱為鐵電隨機存儲器(FeRAM， Ferroelectric Random Access Memory )的強電介質(zhì)存儲器的存儲元件，或者傳感器、致動 器(actuator)、振蕩器、濾波器等壓電元件等時，可以有效地除去附著在 將高頻功率輸入到真空容器內(nèi)的電介質(zhì)部件上的生成物，且大幅減少顆粒的 同時，提高處理能力的等離子體處理裝置的干式清潔方法。
本申請以日本特愿2007-145018號為基礎(chǔ)申請，將其內(nèi)容合并于此。
背景技術(shù)：
目前，存在稱為FeRAM的強電介質(zhì)存儲器。
該強電介質(zhì)存儲器為包括下部電極層、強電介質(zhì)層和上部電極層的層壓 結(jié)構(gòu)的存儲元件，該強電介質(zhì)存儲器如下制造在基板上，將由絕緣體形成 的底層成膜，在該底層上依次將由Pt等貴金屬形成的下部電極層、由PZT (Pb (Zr,Ti) 03)形成的強電介質(zhì)層、由Pt等貴金屬形成的上部電極層成 膜形成層壓膜，對該層壓膜實施蝕刻(例如，參照專利文獻l等)。對該層 壓膜進行蝕刻的工序中，例如使用利用了感應(yīng)耦合等離子體的等離子體處理 裝置。
但是，在以往的利用了感應(yīng)耦合等離子體的等離子體處理裝置中，對層 壓膜實施蝕刻時，在將高頻功率輸入到腔(真空容器)內(nèi)的電介質(zhì)部件上附 著構(gòu)成層壓膜的貴金屬、強電介質(zhì)，封閉高頻功率，因此存在等離子體變得 不穩(wěn)定的問題。進而，還存在由于剝離該附著物而層壓膜的顆粒增加的問題。
因此，為了除去該附著物，通過對靜電結(jié)合的電極施加高頻功率時產(chǎn)生的離子的沖擊而除去附著物(參照專利文獻2)。 專利文獻1:日本特開2006-344785號公報 專利文獻2:日本專利3429391號7>才艮
但是，以往的附著物除去方法中，在附著物的厚度厚、或者附著物牢固 地附著等情況下，存在離子沖擊所需時間長、除去效率降低的問題，以及處 理能力降低的問題。
此外，若在除去附著物后再次形成層壓膜，盡管進行了清潔，但是還存 在不能大幅減少顆粒數(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供可以有效地除 去附著在將高頻功率輸入到真空容器內(nèi)的電介質(zhì)部件上的貴金屬、強電解 質(zhì)，可以大幅減少顆粒數(shù)，可以提高處理能力的等離子體處理裝置的干式清 潔方法。
本發(fā)明人對除去附著在等離子體處理裝置的電介質(zhì)部件上的含有貴金 屬和/或強電介質(zhì)的生成物的干式清潔方法進行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 如果將含氟氣體導(dǎo)入到真空容器內(nèi)，對該含氟氣體輸入高頻功率，由此產(chǎn)生
感應(yīng)耦合等離子體，利用該感應(yīng)耦合等離子體除去附著在電介質(zhì)部件上的含 有貴金屬和/或強電介質(zhì)的生成物，則可以有效地除去附著物，可以大幅減 少顆粒數(shù)，可以提高處理能力，最終完成了本發(fā)明。
即，對于本發(fā)明的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述等離子體處 理裝置包括具備電介質(zhì)部件的真空容器，設(shè)置在所述電介質(zhì)部件的外側(cè)的 平面電極和高頻天線，和通過分別對這些高頻天線和平面電極供給高頻功 率、通過所述電介質(zhì)部件將高頻功率輸入到所述真空容器內(nèi)且產(chǎn)生感應(yīng)耦合 等離子體的高頻電源，所述方法包括將含氟氣體導(dǎo)入到所述真空容器內(nèi)的 同時，利用所述高頻電源將高頻功率輸入到所述真空容器內(nèi)使所述含氟氣體 產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體的工序；和利用該感應(yīng)耦合等離子體除去附著在所述電介質(zhì)部件上的含有貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方的生成物的工序。
該干式清潔方法中，利用高頻電源分別對高頻天線和平面電極供給高頻 功率，使導(dǎo)入到真空容器內(nèi)的含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體，通過該感應(yīng) 耦合等離子體產(chǎn)生的氟離子以及自由基對附著在電介質(zhì)部件上的含有貴金 屬和/或強電介質(zhì)的生成物進行、減射的同時，與這些貴金屬和/或強電介質(zhì)反 應(yīng)，使這些貴金屬和/或強電介質(zhì)從電介質(zhì)部件散逸。
由此，可有效地從電介質(zhì)部件除去附著物。因此，大幅減少由該附著物 產(chǎn)生的顆粒數(shù)，還可提高處理能力。
所述含氟氣體優(yōu)選為氟化硫氣體、氟化氮氣體、氟化碳氣體中的任意一種。
所述貴金屬優(yōu)選含有選自鉑、銥、釕、銠、釔、鋨、氧化銥、氧化釕、 釕酸鍶中的一種或兩種以上。
所述強電介質(zhì)優(yōu)選含有選自PZT ( Pb ( Zr，Ti) 03) 、 SBT ( SrBi2Ta209)、 BTO (Bi4Ti3012) 、 BLT ( ( Bi,La ) 4Ti3012 ) 、 BTO ( BaTi03)中的一種或 兩種以上。
所述貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方可以為用于強電介質(zhì)存儲器的存 儲元件的構(gòu)成材料。
所述貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方可以為用于致動器或壓電元件的 構(gòu)成材料。
根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置的干式清潔方法，將含氟氣體導(dǎo)入到真 空容器內(nèi)的同時，利用高頻電源將高頻功率輸入到上述真空容器內(nèi)使上述含 氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體，通過該感應(yīng)耦合等離子體除去附著在電介質(zhì) 部件上的含有貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方的生成物。由此，可以有效地 除去附著在電介質(zhì)部件上的貴金屬、強電介質(zhì)，可以大幅減少顆粒數(shù)，可以 提高處理能力。


圖1為實施本發(fā)明的一個實施方式的干式清潔方法時使用的等離子體
處理裝置的剖視圖2為表示實施上述實施方式的干式清潔方法時使用的等離子體處理 裝置具備的平面電極的形狀的 一 例的俯視圖3為表示實施上述實施方式的干式清潔方法時使用的等離子體處理 裝置具備的平面電極的形狀的其它例子的俯視圖4為表示清潔后的顆粒個數(shù)的圖。
符號說明
1真空腔
2石英板
3高頻環(huán)形天線
4, 11匹配器(MB)
高頻電源
6永久f茲鐵
7平面電招_
8可變電容器
9晶片
10基板支架
12高頻電源
21, 22線狀金屬材料
具體實施例方式
以下對用于實施本發(fā)明的等離子體處理裝置的干式清潔方法的一個實
施方式進4亍i兌明。
而且，本實施方式是為了更好地理解本發(fā)明主旨而進行的具體說明，只 要不特別指定，則不限定本發(fā)明。圖1為實施本實施方式的等離子體處理裝置的干式清潔方法時使用的、 利用了感應(yīng)耦合等離子體的等離子體處理裝置的剖視圖。
該圖1中，符號l表示劃定等離子體處理裝置的處理室的真空腔(真空
容器)。此外，符號2表示以密閉真空腔1的上部開口的狀態(tài)安裝的構(gòu)成窗 的作為電介質(zhì)部件的石英板。此外，符號3表示設(shè)置在石英板2的外側(cè)的、 形成與石英板2平行的兩巻環(huán)狀的高頻環(huán)形天線。此外，符號4表示與高頻 環(huán)形天線3連接并具備匹配電路的匹配器(MB)。此外，符號5表示與匹 配器4連接的高頻電源。
此外，符號6表示在高頻環(huán)形天線3的下側(cè)，以環(huán)狀配置成與該高頻環(huán) 形天線3中流通的電流正交，且與石英板2平行的多個板狀永久磁鐵。此外， 符號7表示設(shè)置在石英板2與永久磁鐵6之間的平面電極。此外，符號8表 示可以將容量調(diào)整為最優(yōu)值(10pF 500pF)的可變電容器。此外，符號9 表示實施等離子體處理的晶片。此外，符號IO表示支撐晶片9的基板支架。 此外，符號ll表示與基板支架10連接并具備匹配電路的匹配器(MB)。 此外，符號12表示與匹配器11連接的高頻電源。
平面電極7由具有平面形狀的線狀金屬材料構(gòu)成，符合由石英板2形成 的窗的形狀來構(gòu)成，距離該石英板2以50mm以下的間隔來平行配置。
平面電極7的形狀，形成如圖2所示的多根線狀金屬材料21從中心放 射狀地延伸的星形，或者形成如圖3所示的多根頂端部分枝的線狀金屬材料 22從中心放射狀地延伸的星形。
平面電極7的形狀除了星形以外，還可以采用梳形狀等。
接下來，對該等離子體處理裝置的干式清潔方法進行說明。
稱為FeRAM的強電介質(zhì)存儲器的包括層壓膜的存儲元件的成膜后，對 層壓膜進行蝕刻時產(chǎn)生的生成物附著在石英板2的內(nèi)側(cè)。
該生成物含有貴金屬和/或強電介質(zhì)，作為貴金屬，可以舉出選自鉑、 銥、釕、銠、鈀、鋨、氧化銥(Ir02)、氧化釕(Ru02)、釕酸鍶(SrRu03) 中的一種或兩種以上。
8此外，作為強電介質(zhì)，可以舉出選自PZT ( Pb ( Zr，Ti) 03 ) 、 SBT (SrBi2Ta209 ) 、 BTO ( Bi4Ti3012) 、 BLT ( ( Bi，La ) 4Ti3012 ) 、 BTO ( BaTi03) 中的一種或兩種以上。
因此，為了除去生成物，將擋片(dummy wafer)導(dǎo)入到真空腔1內(nèi)， 導(dǎo)入含氟氣體作為清潔氣體的同時，利用高頻電源5分別對高頻環(huán)形天線3 和平面電極7供給高頻功率，使導(dǎo)入到真空腔1內(nèi)的含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合 等離子體。
作為該含氟氣體，優(yōu)選為氟化硫氣體、氟化氮氣體、氟化碳氣體中的任 意一種。
作為氟化硫氣體，可以舉出一氟化硫(S2F2) 、 二氟化硫(SF2)、四 氟化硫(SF4)、五氟化硫(S2F1())、六氟化硫(SF6 )。其中，六氟化硫(SF6) 由于可以在加溫且低壓下與貴金屬和/或強電介質(zhì)反應(yīng)，容易生成貴金屬和/ 或強電介質(zhì)的氟化物，所以特別優(yōu)選。
作為氟化氮氣體，可以舉出一氟化氮(N2F2)、三氟化氮(NF3)。其 中，三氟化氮(NF3)由于可以在加溫且低壓下與貴金屬和/或強電介質(zhì)反應(yīng)， 容易生成貴金屬和/或強電介質(zhì)的氟化物，所以特別優(yōu)選。
作為氟化碳氣體，可以舉出全氟曱烷(CF4)、全氟乙烷(C2F6)、全 氟丙烷(C3F"、六氟丁烷(CtF6)、八氟環(huán)丁烷(C4Fs)、全氟環(huán)戊烯(CsF8) 等。其中，分子量小的全氟曱烷(CF4)、全氟乙烷(C2F6)等由于可以在 加溫且低壓下與貴金屬和/或強電介質(zhì)反應(yīng)，容易生成貴金屬和/或強電介質(zhì) 的氟化物，所以特別優(yōu)選。
該含氟氣體的流量優(yōu)選為20sccm 100sccm。此外，含氟氣體的壓力優(yōu) 選為0.3Pa~ 5Pa。
通過使該含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體，產(chǎn)生氟離子和自由基。這些 氟離子和自由基對附著在石英板2上的含有貴金屬和/或強電介質(zhì)的生成物 進行賊射。從而，與這些貴金屬和/或強電介質(zhì)反應(yīng)，生成構(gòu)成貴金屬和/或 強電介質(zhì)的元素的氟化物。該氟化物優(yōu)選其沸點(bp)或熔點(mp)低于構(gòu)成貴金屬和/或強電介 質(zhì)的元素，可以舉出例如氟化銥(VI) (IrF6) (mp=44.4°C, bp=53°C )、 氟化鉑(II) ( PtF2)、氟化鉑(IV ) ( PtF4 )、氟化鋯(IV ) ( ZrF4)、氟 化鈦(III) (TiF3)、氟化鈦(IV) (TiF4)等。
該氟化物與生成物的結(jié)合力比較弱，通過濺射容易從生成物剝離，因此 可以容易地使該氟化物從石英板2散逸。
這樣，可有效地從石英板2除去附著物。因此，由附著物引起的顆粒數(shù) 大幅減少，處理能力也得到提高。
如上所述，可以有效地除去附著在石英板2上的貴金屬、強電介質(zhì)，可 以大幅減少顆粒數(shù)，可以提高處理能力。
圖4為表示適用本發(fā)明的一個實施例的圖，示出了清潔后的顆粒個數(shù)。 更詳細地說，該圖表示對25塊8英寸晶片進行等離子體處理后，導(dǎo)入擋片， 使用氬(Ar)氣體或六氟化硫(SF6)氣體進行干式清潔，之后，導(dǎo)入顆粒 測定用晶片實施等離子體處理時的晶片上的顆粒個數(shù)。
該圖4中，Ar為將Ar氣體(50sccm， 0.5Pa)導(dǎo)入到上述等離子體處 理裝置中，在高頻環(huán)形天線3的高頻功率為IOOOW、偏壓為100W下進行 30分鐘干式清潔時的顆粒個數(shù)，約為4000個。
另一方面，SF6為將SF6氣體(50sccm, 0.5Pa )導(dǎo)入到上述等離子體處 理裝置中，在高頻環(huán)形天線3的高頻功率為IOOOW、偏壓為100W下進行 30分鐘干式清潔時的顆粒個數(shù)，為50個以下。
根據(jù)上述實施例可知，與使用Ar氣體的情況相比，使用SF6氣體的情 況下的顆粒個數(shù)大幅減少。
此外，觀察干式清潔前后的石英板2的表面狀態(tài)后可知，干式清潔前的 石英板2的表面狀態(tài)由于生成物的附著而凹凸顯著，但是干式清潔后的石英 板2的表面狀態(tài)幾乎未發(fā)現(xiàn)生成物的附著，平坦性優(yōu)異。
如上所述，根據(jù)本實施方式的等離子體處理裝置的干式清潔方法，將含 氟氣體導(dǎo)入到真空腔1內(nèi)的同時，利用高頻電源5分別對高頻環(huán)形天線3和
10平面電極7供給高頻功率，使導(dǎo)入到真空腔1內(nèi)的含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等
離子體，對石英板2上的含有貴金屬和/或強電介質(zhì)的生成物進行濺射的同 時，與這些貴金屬和/或強電介質(zhì)反應(yīng)，生成構(gòu)成貴金屬和/或強電介質(zhì)的元 素的氟化物。從而，可以有效地除去附著在石英板2上的貴金屬、強電介質(zhì)， 可以大幅減少顆粒數(shù)，可以提高處理能力。
而且，本實施方式的等離子體處理裝置的干式清潔方法中，以通過干式 清潔將稱為FeRAM的強電介質(zhì)存儲器的包括層壓膜的存儲元件成膜時附著 在石英板2的內(nèi)側(cè)的含有貴金屬和/或強電介質(zhì)的生成物除去的情況為例進 行了說明。此外，在通過干式清潔將含有構(gòu)成致動器或壓電元件的材料的貴 金屬和/或強電介質(zhì)的生成物除去的情況下，本發(fā)明也可以發(fā)揮同樣的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，可以提供可以有效地除去附著在將高頻功率輸入到真空容 器內(nèi)的電介質(zhì)部件上的貴金屬、強電介質(zhì)，可以大幅減少顆粒數(shù)，可以提高 處理能力的等離子體處理裝置的干式清潔方法。
權(quán)利要求
1、一種等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述等離子體處理裝置包括真空容器，具備電介質(zhì)部件，平面電極和高頻天線，設(shè)置在所述電介質(zhì)部件的外側(cè)，和高頻電源，用于通過分別對所述高頻天線和所述平面電極供給高頻功率、通過所述電介質(zhì)部件將高頻功率輸入到所述真空容器內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體，其特征在于，所述方法包括將含氟氣體導(dǎo)入到所述真空容器內(nèi)的同時，利用所述高頻電源將高頻功率輸入到所述真空容器內(nèi)使所述含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體的工序；和利用該感應(yīng)耦合等離子體除去附著在所述電介質(zhì)部件上的含有貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方的生成物的工序。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述含氟氣體為氟化硫氣體、氟化氮氣體、氟化碳氣體中的任意一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述貴金屬含有選自鉑、銥、釕、銠、把、鋨、氧化銥、氧化釕、釕酸鍶中的一種或兩種以上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述強電介質(zhì)含有選自PZT ( Pb ( Zr,Ti) 03) 、 SBT ( SrBi2Ta209)、BTO (Bi4Ti3012) 、 BLT ( ( Bi,La ) 4Ti3012) 、 BTO ( BaTi03 )中的一種或兩種以上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方為用于強電介質(zhì)存儲器的存儲元件的構(gòu)成材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方為用于致動器或壓電元件的構(gòu)成材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體處理裝置的干式清潔方法，所述等離子體處理裝置包括具備電介質(zhì)部件的真空容器，設(shè)置在上述電介質(zhì)部件的外側(cè)的平面電極和高頻天線，和通過分別對這些高頻天線和平面電極供給高頻功率、通過上述電介質(zhì)部件將高頻功率輸入到上述真空容器內(nèi)且產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體的高頻電源，所述方法包括將含氟氣體導(dǎo)入到上述真空容器內(nèi)的同時，利用上述高頻電源將高頻功率輸入到上述真空容器內(nèi)使上述含氟氣體產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體的工序；和利用該感應(yīng)耦合等離子體除去附著在上述電介質(zhì)部件上的含有貴金屬和強電介質(zhì)中的至少一方的生成物的工序。
文檔編號H01L21/3065GK101647099SQ20088000998
公開日2010年2月10日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者小風(fēng)豐, 植田昌久, 遠藤光廣, 鄒紅罡 申請人:株式會社愛發(fā)科