KR20080050403A

KR20080050403A - 표면 침착물을 제거하고 화학 증착 챔버 내부의 내면을부동태화하는 방법

Info

Publication number: KR20080050403A
Application number: KR1020087005018A
Authority: KR
Inventors: 허버트 에이치 사윈; 보 바이; 주 진 안
Original assignee: 매사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-06-05
Also published as: WO2007027350A2; TW200711757A; JP2009503905A; WO2007027350A3; RU2008108013A

Abstract

본 발명은 전자 장치를 제조하는 데에 사용되는 증착 챔버의 내부와 같은 표면으로부터 표면 침착물을 제거하기 위한 플라즈마 세척 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 표면으로부터 침착물을 제거하는 데에 우수한 성능을 제공하는 가스 혼합물과 활성화된 가스 혼합물을 제공한다. 상기 방법은 활성화된 가스를 형성하기 위해 탄소 또는 황 소스, NF₃와, 선택적으로 산소 소스를 포함하는 가스 혼합물을 활성화시키는 단계와, 표면 침착물을 제거하기 위해 표면 침착물과 상기 활성화된 가스 혼합물을 접촉시키는 단계를 수반하는데, 이 때 상기 활성화된 가스 혼합물은 장치 내부 표면을 부동태화하도록 작용하여 기상 종의 표면 재결합의 속도를 감소시킨다.

CVD 반응기, PECVD 장치, 표면 침착물 제거, 플라즈마 세척 방법, 내부 표면의 부동태화 방법.

Description

표면 침착물을 제거하고 화학 증착 챔버 내부의 내면을 부동태화하는 방법 {METHOD OF REMOVING SURFACE DEPOSITS AND PASSIVATING INTERIOR SURFACES OF THE INTERIOR OF A CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION (CVD) CHAMBER}

본 발명은 질소 소스(nitrogen source), 탄소 또는 황 소스, 선택적으로 산소 소스를 포함하는 가스 혼합물을 활성화시켜서 생성된 활성화된 가스 혼합물을 이용하여, 표면 침착물(surface deposit)을 제거하기 위한 방법, 그리고 이러한 방법에 사용된 가스 혼합물과 활성화된 가스들에 관한 것이다.

화학 증착 반응기(chemical vapor deposition reactor)의 조작자가 직면하는 문제들 중 하나는 챔버 벽과 플래튼(platen)으로부터 침착물을 제거하기 위해 규칙적으로 챔버를 세척할 필요가 있다는 것이다. 세척 사이클 동안은 활발한 운행을 할 수 없으므로, 세척 공정은 챔버의 생산 능력을 감소시킨다. 세척 공정은 예를 들어 활성화된 세척 가스로 결과물 가스들과 그 치환물들을 배출시키는 단계(evacuation)와 후속적으로 비활성 캐리어 가스를 이용하여 챔버로부터 세척 가스를 제거하는 분출(flushing) 단계를 포함한다. 세척 가스는 전형적으로 내면으로부터 오염 축적물을 에칭(etching)함으로써 작용하고, 이에 따라 세척 가스의 에칭 속도는 가스의 활용과 상업적 이용에 중요한 파라미터이다. 현재의 세척 가스 는 낮은 에칭 속도에 기인하여 그 유용성이 제한된다고 생각된다. 이러한 제한성을 부분적으로 제거하기 위해, 유동 가스는 비효율적인 유속으로 예컨대 높은 유속으로 가동될 필요가 있고, 이에 따라 CVD 반응기의 전체 작동 비용에 크게 기여한다. 이에 따라 이는 CVD 웨이퍼 생산품의 생산 가격을 증가시킨다. 나아가 에칭 속도를 증가시키기 위해 가스의 압력을 증가시키는 시도는 그보다 느린 에칭 속도를 초래했다. 이는 상승된 압력에서의 증가된 재결합에 따른 기상 종(gas phase species)의 손실에 기인되는 것이 가장 개연성이 높다. 예를 들어, Kasternmeier 등의 Journal of Vacuum Science & Technology A 16(4), 2047 (1998)은 NF₃와 산소의 혼합물을 세척 가스로 사용한 CVD 챔버에서의 질화 규소(silicon nitride) 에칭을 개시한다. K.J.Kim 등의 Journal of Vacuum Science & Technology B 22(2), 483 (2004)은 퍼플루오로테트라하이드로퓨란(perfluorotetrahydrofuran)과 산소의 혼합물에 질소와 아르곤을 첨가한 CVD 챔버에서의 규소 질화물 에칭을 개시한다. 미국 특허 6,449,521은 CVD챔버로부터 이산화규소(silicon dioxide)를 세척하기 위한 세척 가스로써 54% 산소와 40% 퍼플루오로에탄(perfluoroethane)과 6% NF₃의 혼합물을 개시한다. 따라서, 본 기술분야에서 CVD 챔버의 전체 작동 비용을 낮출 수 있는 유용한 세척 가스를 이용하여 CVD 반응기의 작동 비용을 감소시킬 필요가 있다.

본 발명은 신규의 세척 가스 혼합물과 활성화된 세척 가스 혼합물을 이용하여 CVD 반응기의 내부로부터 표면 침착물을 제거하기 위한 효과적인 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은, 아래에 제한되는 것은 아니나, 가스 혼합물을 공급하는 단계와, 탄소, 황, NF₃, 선택적으로 산소 소스로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원자 소스를 포함하고, 산소:탄소 소스의 몰 비율이 적어도 0.75:1인, 가스 혼합물을 원격 챔버에서 또는 공정 챔버에서 활성화 시키는 단계와 활성화된 가스 혼합물을 CVD 챔버 안에서 표면 침착물과 접촉시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 가스 혼합물은 아래에 제한되는 것은 아니나 적어도 하나의 무기 불소 소스(inorganic fluorine source), 탄소 소스 가스 또는 황 소스와, 적어도 하나의 질소 소스와 및 선택적으로 적어도 하나의 산소 소스를 포함한다. 가스 혼합물로부터 생성된 활성화된 가스 혼합물은 아래에 제한되는 것은 아니나, 불소 원자, 질소 원자, 그리고 탄소, 황, 선택적으로 산소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원자의 혼합물을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은, (원자 몰 기준으로) 약 60% 내지 약 75%의 불소 원자, 약 10% 내지 약 30%의 질소 원자, 선택적으로 약 0.4% 내지 약 15%의 산소 원자, 약 0.3% 내지 약 15%의 탄소, 황으로 구성되고 선택적으로 캐리어 가스(carrier gas)를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원자로 구성된다.

도1은 본 공정을 수행하기에 유용한 장치의 개략도이다.

도2는 본 공정을 수행하기에 유용한 또 다른 장치의 개략도이다.

도3은 5 torr의 공정 챔버 압력에서 다른 웨이퍼 온도에서의 많은 조성물의 규소 질화물 에칭 속도를 플롯한 것이다.

도4는 2 torr의 공정 챔버 압력에서, 많은 조성물의 규소 질화물 에칭을 플라즈마 소스 압력의 함수로 플롯한 것이다.

도5는 3 torr의 공정 챔버 압력에서, 많은 조성물의 규소 질화물 에칭을 플라즈마 소스 압력의 함수로 플롯한 것이다.

도6은 5 torr의 공정 챔버 압력에서, 많은 조성물의 규소 질화물 에칭을 플라즈마 소스 압력의 함수로 플롯한 것이다.

도7은 2 torr의 공정 챔버 압력에서, 다른 온도에서의 규소 질화물 에칭을 플라즈마 소스 압력의 함수로 플롯한 것이다.

도8은 3 torr의 공정 챔버 압력에서, 다른 온도에서의 규소 질화물 에칭을 플라즈마 소스 압력의 함수로 플롯한 것이다.

도9는 2 torr의 원격 챔버 압력에서, C₂F₆와 C₄H₈를 불화탄소(fluorocarbon)로써 이용한 규소 질화물 에칭 속도를 비교하여 플롯한 것이다.

도10은 3 torr의 원격 챔버 압력에서 C₂F₆와 C₄H₈를 불화탄소로써 이용한 규소 질화물 에칭 속도를 비교하여 플롯한 것이다.

도11은 4800sccm의 유속, 5 torr의 공정 챔버 압력에서, 다른 웨이퍼 온도에서 C₂F₆와 산소와 NF₃를 이용한 규소 질화물 에칭 속도를 비교하여 플롯한 것이다.

도12는 5 torr의 공정 챔버 압력에서 NF₃와 이산화탄소를 이용한 다른 가스 조성물에 의한 규소 질화물 에칭을 플롯한 것이다.

도13은 C₂F₆와 NF₃를 탄소 소스 가스로 사용한 규소 질화물 에칭 속도를 비교하여 플롯한 것이다.

도14는 질화물 에칭 속도를 다른 가스 조성물과 비교하여 공정 챔버 압력의 함수로써 도시한 플롯이다.

도15는 질화물 에칭 속도를 다른 가스 조성물과 비교하여 공정 챔버 압력의 함수로써 도시한 플롯이다.

본 명세서에서 언급되는 표면 침착물은 일반적으로 화학 증착(CVD), 플라즈마 증강 화학 증기 증착(PECVD) 또는 유사한 공정에 의해 퇴적되는 물질을 포함한다. 이러한 물질은 질소 함유 침착물을 포함한다. 이러한 침착물은, 제한 없이, 규소 질화물, 규소 산질화물(silicon oxynitride), 규소 탄질화물(silicon carbonitride, SiCN), 규소 붕소질화물(silicon boronitride, SiBN), 그리고 텅스텐 질화물(tungsten nitride), 티타늄 질화물(titanium nitride) 또는 탄탈륨 질화물(tantalum nitride)과 같은 질화금속(metal nitride)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 표면 침착물은 규소 질화물이다.

본 발명의 일 실시예에서, 전자 장치를 제조하는 데에 사용되는 공정 챔버의 내부로부터 표면 침착물이 제거된다. 이러한 공정 챔버는 CVD 챔버 또는 PECVD 챔버일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예는, 아래에 제한되는 것은 아니나, 금속으로 부터의 표면 침착물 제거와, 플라즈마 에칭 챔버의 세척과, 웨이퍼로부터의 질소를 함유한 얇은 필름의 제거를 포함한다.

일 실시예에서, 본 발명의 공정은 공정 챔버 혹은 원격 챔버 중 한 곳에서 세척 가스 혼합물이 활성화 되는, 활성화 단계를 수반한다. 이 용도의 목적으로, 활성화는 적어도 실효량(effective amount)의 가스 분자가 그들의 원소 종으로 실질적으로 분해되는 것을 의미하며, 예컨대 CF₄ 가스는 활성화 되어 실질적으로 분해되고 탄소와 불소 원자를 포함한 활성화된 가스(당해 기술분야에서는 플라즈마라고도 알려짐)를 형성한다. 활성화는 공급 가스의 상당 부분이 해리되도록 고려된 임의의 에너지 입력 수단에 의해 완수되며, 에너지 입력 수단은 무선주파수(radio frequency, RF) 에너지, 직류(DC) 에너지, 레이져 조사(laser illumination), 마이크로웨이브 에너지와 같은 것이 있다. 본 발명의 일 실시예는 변압기와 결합된(transformer coupled) 유도 결합 저주파수 RF 파워 소스(inductively coupled lower frequency RF power source)를 사용하며, 소스에서 플라즈마는 환상형(toroidal) 구조를 가지고 변압기의 2차 회로로써 동작한다. 저주파 RF 파워의 이용은 자기 코어의 이용을 가능하게 하여 용량 결합(capacitive coupling)에 대한 inductive coupling(유도 결합)을 강화시키며, 이를 통해, 원격 플라즈마 소스 챔버 내부의 수명을 제한하는 과잉 이온 산포(excessive ion bombardment) 없이 플라즈마로의 효율적인 에너지 전달을 가능하게 한다. 전형적으로 사용되는 RF 파워는 1000kHz보다 낮은 주파수를 가진다. 본 발명의 또다른 실시예에서 파워 소스는 원 격 마이크로웨이브 유도결합, 또는 용량 결합된 플라즈마 소스이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 가스는 글로우 방전(glow discharge)를 이용하여 활성화 된다.

세척 가스 혼합물의 활성화는 활성화된 가스 혼합물을 형성하기 위한 충분한 시간동안 충분한 파워를 이용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 적어도 약 3000K의 중성 온도(neutral temperature)를 가진다. 결과로서 생기는 플라즈마의 중성 온도는 파워와 원격 챔버 내의 가스 혼합물의 잔류 시간에 좌우된다. 특정한 파워 입력과 조건에서, 중성 온도는 잔류 시간이 길수록, 더 높을 것이다. 적절한 조건(파워, 가스 조성물, 가스 압력, 가스 잔류시간을 고려함)에서, 적어도 약 6000K의 중성 온도에 도달한다.

활성화된 가스는, 공정 챔버 외부와 분리되고 원격이지만 공정 챔버에 근접한 챔버에서 형성된다. 이 발명에서, 원격 챔버는 플라즈마가 생성되는 세척 또는 공정 챔버 외의 챔버를 의미하고, 공정 챔버는 표면 침착물이 위치하는 챔버를 의미한다. 원격 챔버는, 활성화된 가스를 원격 챔버로부터 공정 챔버로 이송시킬 수 있도록 하는 임의의 수단에 의해 공정 챔버와 연결된다. 예를 들어, 활성화된 가스를 이송시킬 수 있도록 하는 수단은 짧은 연결 튜브(short connecting tube)와 CVD/PECVD 공정 챔버의 샤워헤드(showerhead)를 포함한다. 활성화된 가스를 이송시킬 수 있도록 하는 수단은 원격 플라즈마 소스 챔버로부터 공정 챔버로까지의 직접 도관(direct conduit)을 추가적으로 포함한다. 원격 챔버와, 원격 챔버를 공정 챔버와 연결하는 수단은, 본 발명 분야에서 활성화된 가스를 함유할 수 있다고 알려진 물질로 구성된다. 예를 들어, 보통 알루미늄과 양극 처리(anodized)된 알루 미늄이 챔버 구성물질로 사용된다. 때때로 표면 재결합을 감소시키기 위해 Al₂O₃가 내부 표면에 코팅된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 직접 공정 챔버에서 형성된다.

가스 혼합물(활성화 가스를 형성하기 위해 활성화 될 것임)은 적어도 하나의 무기 불소 소스와, 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소의 적어도 하나의 소스와, 적어도 하나의 질소 소스와, 선택적으로 적어도 하나의 산소 소스를 포함한다. 전형적인 무기 불소 소스는 NF₃와 SF₆를 포함한다. SF₆가 무기 불소 소스로 기능할 때, 이는 또한 황 소스로 기능할 수 있다. 탄소 소스가 사용될 때, 탄소 소스는 불화탄소(fluorocarbon) 또는 탄화수소(hydrocarbon), 이산화탄소 또는 일산화탄소(carbon monoxide)이다. 본 명세서에서 불화탄소는 C와 F와, 선택적으로 O와 H을 함유한 화합물을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에서, 불화탄소는 퍼플루오로카본(perfluorocarbon) 또는 하나 이상의 퍼플루오로카본의 혼합물이다. 이 발명에서 언급되는 퍼플루오로카본 화합물이란 C, F와 선택적으로 산소로 구성된 화합물이다. 이러한 퍼플루오로카본 화합물은 아래에 제한되는 것은 아니나, 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane), 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane), 옥타플루오로프로판(octafluoropropane), 헥사플루오로싸이클로프로판(hexafluorocyclopropane), 데카플루오로부탄(decafluorobutane), 헥사플루오로프로펜(hexafluoropropene), 옥타플루오로싸이클로부탄(octafluorocyclobutane) 및 옥타플루오로테트라하이드로퓨 란(octafluorotetrahydrofuran)을 포함한다. 임의의 특정한 이론에 얽매이지 않길 원한다면, 출원인은 가스 혼합물의 불화탄소가 활성화된 가스 혼합물에서 탄소 원자의 소스로서 기능한다고 믿을 것이다. 탄소 소스 가스는 또한 수산화불화탄소(hydrofluorocarbon) 또는 탄화수소(hydrocarbon)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 탄화수소 탄소 소스는 메탄이다. 이는 예상되지 않는데, 불화수소(hydrogen fluoride, HF)를 형성하는 F원자와 H원자의 예상되는 결합에 기인하여 활성화된 가스 혼합물 내의 산소 원자가 유해하다는 것이 당해 기술분야에서 일반적으로 주장되기 때문이다. 이것은 장치의 내부 표면에 해로울 뿐 아니라, 기상의 활성 F원자 밀도를 감소시킨다. 예11에 설명된 바와 같이(도13), CH₄를 5-10%까지 추가함은, NF₃와 O₂와 함께 소스 가스로서 이용된 경우 C₂F₆과 비교하여 증가된 에칭 속도 성능을 제공한다. 전형적인 질소 소스는 질소 분자(N₂)와 NF₃를 포함한다. NF₃가 무기 불소 소스인 때, 이는 또한 질소 소스로서 기능할 수 있다. 전형적인 산소 소스는 산소 분자(O₂), 이산화탄소, 이산화황(sulfur dioxide) 및 삼산화황(sulfur trioxide)을 포함한다. 이산화탄소가 산소 소스인 경우, 이는 또한 탄소 소스로서 기능할 수 있다. 이산화황 또는 삼산화황이 산소 소스인 경우, 그들은 또한 황 소스로서 기능할 수 있다. 불화탄소가 플루오로케톤(fluoroketone), 플루오로알데히드(fluoroaldehyde), 플루오로에테르(fluoroether), 카르보닐 다이플로라이드(carbonyl difluoride)이거나 그렇지 않으면 옥타플루오로테트라하이드 로퓨란과 같이 O 원자를 함유할 때, 불화탄소는 또한 산소 소스로서 기능할 수 있다. 본 발명의 일 실시에서, 산소:불화탄소의 몰 비율은 적어도 0.75:1이다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 산소:불화탄소의 몰 비율은 적어도 1:1이다. 선택된 불화탄소에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서, 산소:불화탄소의 몰 비율은 2:1이다.

본 발명의 일 실시예에서, 가스 유동에서 무기 불소 소스의 몰 비율 백분율은 약 50% 내지 약 98%이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 가스 유동의 무기 불소 소스의 몰 비율 백분율은 약 60% 내지 약 98%이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 가스 유동의 무기 불소 소스의 몰 비율 백분율은 약 70% 내지 약 90%이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, NF₃가 질소와 불소의 소스이고, 이산화탄소가 탄소와 산소의 소스일 때, 가스 유동에서 이산화탄소의 몰 비율 백분율은 약 2% 내지 약 15%이다. 가스 혼합물은 캐리어 가스를 추가적으로 포함한다. 적합한 캐리어 가스의 예는 아르곤과 헬륨과 같은 불활성 가스를 포함한다.

일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 약 66% 내지 약 87%의 불소 원자를 함유한다. 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 약 11% 내지 약 24%의 질소 원자를 함유한다. 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 약 0.9% 내지 약 11%의 산소 원자를 함유한다. 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 약 0.6% 내지 약 11%의 탄소 원자, 약 0.6% 내지 약 11%의 황 원자, 또는 그들의 혼합물을 함유한다. 일 실시예에서, 활성화된 가스 혼합물은 약 66% 내지 74%의 불소 원자, 약 11% 내지 24%의 질소 원자, 약 0.9% 내지 약 11%의 산소 원자와, 약 0.6% 내지 약 11%의 탄소 원자를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 표면 침착물을 제거하는 동안 공정 챔버의 온도는 때로는 약 50℃ 내지 약 200℃이다. 그러나, 장치 내 위치에 따라, 표면 온도는 400℃까지 분포한다.

활성화시키는 단계동안 원격 챔버 내의 총 압력은 아스트론 소스(Astron source)를 이용하여 약 0.5 torr와 약 15 torr 사이이다. 공정 챔버 안의 총 압력은 약 0.5torr와 약 15torr 사이이다. 다른 타입의 원격 플라즈마 소스 또는 원위치 플라즈마 소스(in situ plasma source)를 이용하여, 최대 압력은 감소될 수 있다.

무기 불소 소스와, 질소 소스와, 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 원소의 적어도 하나의 소스와 선택적으로 산소 소스의 결합이 규소 질화물과 같은 질화물 필름의 에칭 속도를 상당히 증가시킨다는 것이 밝혀진 바 있다. 이러한 증가는 또한 소스 가스의 압력과, 챔버 압력과 온도의 변화에 대한 에칭 속도의 민감도를 더 낮춘다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않길 원한다면, 출원인은 활성화된 기상의 종의 결합이 장치의 내부 표면을 부동태화시켜 기상 종의 표면 재결합 속도를 상당히 감소시키고, 그에 따라 활성화 후의 종의 손실을 방지한다는 것을 이론화한다. 이는 또한, 종전까지 이용 가능했던 것보다 더 넓은 압력 영역에서 더 높은 에칭 속도를 제공하는 것 외에, 기상 종의 감소한 재결합 속도에 기인하여 장치의 하류부 부품에 상당히 강화된 세척을 제공한다는 것이 밝혀졌다.

도1은 에칭 속도와, 플라즈마 중성 온도와, 배출 방출을 측정하는데 이용되는 장치와 원격 플라즈마 소스의 개략도를 보여준다. 원격 플라즈마 소스는 미국 매사추세츠 앤도버에 있는 MKS Instruments에 의해 제작된 상용화된 환상형 타입의 MKS ASTRON^® ex 반응성 가스 발생기 유닛이다.

도2는 세척 가스가 질량 유동 제어기(102)를 이용하여 혼합되는 또 다른 실시예를 도시하며, 이 경우에 세척가스는 NF₃, C₂F₆ 및 O₂이나, 다른 혼합물도 사용될 수 있다. 아르곤은 ASTRON^® ex 소스의 시동을 촉진시키기 위해 포함되며, 세척 공정동안에도 추가될 수 있다. 이 예시에서, ASTRON^® ex 가 사용되나, 다른 원격 소스도 사용된다. 챔버 세척동안, 퇴적 가스는 밸브(103)에 의해 차단된다. 원격 플라즈마 소스로부터의 출력물은 선택적으로 유동 제한 장치(104), 공정 챔버로의 도관으로 기능하는 샤워헤드(105)를 통하여 챔버를 향하고/또는 직접 도관(106, direct conduit)을 통하여 직접적으로 공정 챔버를 향한다. 유동 제한 장치는 오리피스 또는 밸브일 수 있다. 밸브(107,108)를 사용하여 공정 챔버를 향하는 활성화된 가스의 부분 또는 전체의 직접 유동을 변화시킴으로써, 챔버의 세척 속도를 더 크게 하면서 샤워헤드 내의 반응 종의 압력 강하나 손실은 감소될 수 있다. 샤워헤드를 통한 유동과 샤워헤드를 우회하여 챔버로 향하는 유동의 조합은, PECVD 공정동안 사용된 특정한 챔버와 공정 조건 특유의 것인 침착물의 세척을 최적화하도록, 세척 공정동안 맞춰질 수 있다. 기판이 장착부(mount) 위에 도시되었으나, 전형적으로 이는 챔버의 세척동안에는 존재하지 않는다.

공정 챔버는, 하나 이상의 쓰로틀 밸브(109,110, throttle valve)를 사용하여 챔버에서 펌프로 가는 유동을 교축(throttle)함으로써, 세척 공정동안 공정챔버 및/또는 챔버와 펌프사이의 배기라인에서 반응물질의 분압을 제어할 수 있도록 제어될 수 있다. 이 발명을 이용하여, 표면 재결합에 의해 감소된 반응물질의 손실 속도는 반응물질의 과잉 손실 없이 세척 가스 압력을 증가시킬 수 있음이 증명되었다. 반응 가스의 더 높은 분압은 세척 속도와 효율을 증가시킬 수 있다. 쓰로틀 밸브(109, 110)의 수, 위치, 세팅은 세척 공정 전 이나 그 도중에 조절되어, 공정 챔버와 펌프 배기 (전방)라인의 세척을 최적화시킨다. 이 예에서는 두 쓰로틀 밸브를 이용하는 것이 도시되었으나, 하나 이상의 밸브가 이용될 수 있다. 침착물 세척을 최적화하기 위한 이 밸브들의 세팅은 PECVD 공정 동안 사용된 특정 챔버 및 공정 조건과 시스템의 기타 사항 특유의 것이나, 과도한 실험 없이 당해 기술분야 통상의 숙련된 자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.

압력과 온도에 대한 에칭 속도의 종속성이 감소한 결과, 장치를 낮은 온도에서 세척 사이클동안 작동시키는 것이 가능하며, 이에 따라 내부 표면에서의 재결합에 의한 기상 종의 손실을 감소시키고, 에칭 속도와 챔버와 펌스 사이의 배기 파이프의 세척을 증가시킨다.

하기 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 제한하기 위한 것이 아니다.

예시

공급 가스(예컨대, O₂, 불화탄소(fluorocarbon), NF₃, 및 캐리어 가스)는 좌측으로부터 원격 플라즈마 소스로 유입되고, 가스가 400kHz 무선 주파수(RF) 파워에 의해 방전되어 활성화된 가스 혼합물을 형성하는 환상형 방전(toroidal discharge)을 통과한다. 산소는 Airgas에 의해 99,999%의 순도로 제조된다. 본 예의 불화탄소는 최소한 99.9체적%의 옥타플루오로싸이클로부탄 (octafluorocyclobutane)를 지니고 듀퐁(Du Pont)에 의해 제조된 Zyron^®8020 또는, 최소한 99.9체적%의 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane)를 지니고 듀퐁에 의해 제조된 Zyron^®116N5 중에 하나이다. NF₃ 가스는 99.999%의 순도로 듀퐁에 의해 제조된다. 아르곤은 5.0의 등급(grade of 5.0)으로 Airgas에 의해 제조된다. 통상 공급 가스 유동이 시작된 후, Ar 유동이 정지된 후에, Ar 가스는 플라즈마를 점화하는 데에 사용된다. 활성화된 가스 혼합물은 그 후 알루미늄 공정 챔버의 열 부하를 감소시키기 위한 알루미늄 수냉식 열 교환기를 통과한다. 표면 침착물로 덮힌 웨이퍼는 공정 챔버 내의 온도가 제어된 장착부 위에 놓였다. 중성 온도는 광학적 방출 분광법(Optical Emission Spectroscopy, OES)에 의해 측정되고, C₂와 N₂와 같은 이원자 종의 회전-진동 전이 대역(rovibrational transition band)은 중성 온도를 산출하는데 이론적으로 적합하다. 여기에서 참고문헌으로 인용되는 B. Bai 및 H. Sawin의 Journal of Vacuum Science & Technology A 22(5), 2014(2004)를 참고한다. 활성화된 가스에 의한 표면 침착물의 에칭 속도는 공정 챔버 내에서 간섭계 장치에 의해 측정된다. N₂ 가스는 제품을 FTIR 측정을 위한 적절한 농도로 희석시키고 펌프 내의 제품의 행업(hang-up)을 감소시키기 위하여 배기 펌프의 입구에서 부가된다. FTIR은 펌프 배기 내에서 종의 농도를 측정하는데 사용되었다.

예1

이 예는 다른 가스 조성물과 다른 웨이퍼 온도에서, 산소를 지닌 NF₃ 시스템 내의 규소 질화물 에칭 속도에 대한 불화탄소 부가의 효과를 설명한다. 이 실험에서, 공급 가스는 NF₃과 산소와 C₂F₆로 구성된다. 공정 챔버 압력은 5 torr였다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서 1700sccm이었다. 설명 방법으로, 9% 산소, 9% C₂F₆ 및 82% NF₃를 포함한 실험에서, 산소 유속은 150sccm, C₂F₆ 유속은 150sccm, NF₃의 유속은 1400sccm이었다. 공급 가스는 400kHz, 5.9~8.7kW RF 파워에 의해 활성화된다. 활성화된 가스는 그 후 공정 챔버로 들어가고, 50℃로 제어된 온도를 지닌 장착부 위의 규소 질화물 표면 침착물을 에칭한다. 도3에 도시된 바와 같이, 3.5몰% 산소와 2.3몰% 불화탄소가 부가되었을 때, 에칭 속도는 2500A/min를 넘었고, 불화탄소 및 산소 부가량의 변화에 대해 낮은 민감도를 나타냈다. 같은 현상은, 테스트된 모든 웨이퍼 온도(50℃, 100℃, 150℃ 및 200℃)에서 관찰되었다.

예2

이 예는 산소를 지닌 NF₃ 시스템에서 규소 질화물 에칭 속도에 대한 불화탄 소 부가의 효과 및 에칭 속도에 대한 소스 압력의 감소된 효과를 설명한다. 그 결과는 도4에 도시된다. 이 실험에서, 공급 가스는 선택적으로 O₂와, 선택적으로 C₂F₆를 포함하여, NF₃로 구성된다. 공정 챔버 압력은 2 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 1700sccm이었다. 설명 방법으로, 9% 산소와 91% NF₃를 포함한 실험에서, NF₃의 유속은 1550sccm이고 산소 유속은 150sccm이었다. 공급 가스는 400kHz 5.0~9.0kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 활성화된 가스는 그 후 공정 챔버로 들어가고, 50℃로 제어된 온도를 지닌 장착부 위의 규소 질화물 표면 침착물을 에칭한다. 도3에 도시된 바와 같이, 9몰% 불화탄소와 9몰% 산소가 NF₃에 부가된 때에, 규소 질화물을 위한 높은 에칭 속도가 얻어지고, 속도는 소스 압력의 변화에 대해 매우 낮은 민감도를 나타낸다.

예3

이 예는 3.0 torr의 챔버 압력 상태에서 NF₃와 산소의 혼합물에서 규소 질화물의 에칭 속도에 대한 C₂F₆의 부가의 효과를 설명한다. 총 가스 유동 속도는 1700sccm이다. 결과는 도5에 도시된다. 공급 공기는 400kHz 4.6kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 결과가 나타내듯이, 9몰% C₂F₆가 공급 가스에 부가된 경우, 예컨대, 공급 가스 혼합물은 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소 및 82 몰% NF₃로 구성된 경우, 규소 질화물의 에칭 속도는 약 2200A/min 내지 약 2450A/min으로 증가하고, 소스 압력의 변화에 대해 낮은 변화를 나타낸다.

예4

이 예는 5.0 torr의 챔버 압력 상태에서 NF₃와 산소의 혼합물에서 규소 질화물의 에칭 속도에 대한 C₂F₆ 부가의 효과 및 C₂F₆ 대 산소의 몰 비율의 변화를 설명한다. 총 가스 유동 속도는 1700sccm이다. 결과는 도6에 도시된다. 공급 가스는 400kHz 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 소스 압력이 변화할 때 최고 에칭 속도와 낮은 변화는 산소 대 C₂F₆ 비율이 1:1일 때 얻어진다는 점을 알아냈다. 즉, 산소:불화탄소 비율이 2:1인 상태에서 규소 질화물 에칭 속도가 약 950A/min 내지 1250A/min인 것과 비교하여, 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소, 82몰% NF₃의 공급 가스 혼합물에 있어서, 이 공급 가스 조성물에 의한 규소 질화물 에칭 속도는 약 2050 내지 약2300A/min이다.

예5

이 예는, 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소, 82몰% NF₃의 공급 공기 혼합물과 2 torr의 챔버 압력을 이용하여 규소 질화물 에칭 속도에 대한 공정 챔버 온도의 효과를 나타낸다. 총 가스 유속은 1700sccm이다. 결과는 도7에 도시된다. 공급 가스는 400kHz 6.0~6.6kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 챔버 온도가 50℃에서 100℃까지 증가함에 따라 에칭 속도가 다소간 증가함을 알아냈 다. 소스 압력이 변화할 때 이 추세에서 의미있는 차이가 관찰되지 않았다.

예6

이 예는, 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소, 82몰% NF₃의 공급 공기 혼합물과 3 torr의 챔버 압력을 이용하여 규소 질화물 에칭 속도에 대한 공정 챔버 온도의 효과를 나타낸다. 총 가스 유속은 1700sccm이다. 결과는 도8에 도시된다. 공급 가스는 400kHz 6.7~7.2kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 챔버 온도가 50℃에서 100℃까지 증가함에 따라 에칭 속도가 다소간 증가함을 알아냈다. 소스 압력이 변화할 때 100℃에서 에칭 속도에 거의 변화가 없었다.

예7

이 예는 불화탄소로써 옥타플루오로싸이클로부탄(octafluorocyclobutane)을 이용한 질화물 에칭을 비교한다. 이 예에서, 공급 가스 혼합물은 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소 및 82몰% NF₃이거나 4.5몰% C₄F₈, 9몰% 산소 및 86.5몰% NF₃이다. 총 가스 유속은 1700sccm이다. 챔버 압력은 2 torr이다. 공급 가스는 400kHz 6.5kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 결과는 도9에 도시된다. 옥타플루오로싸이클로부탄은 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane)과 비교하여 에칭속도 및 소스 압력 변화에 따른 변화에 대해 유사한 에칭 성능을 나타냈다.

예8

이 예는 불화탄소로써 옥타플루오로싸이클로부탄(octafluorocyclobutane)을 이용한 질화물 에칭을 비교한다. 이 예에서, 공급 가스 혼합물은 9몰% C₂F₆, 9몰% 산소 및 82몰% NF₃이거나 4.5몰% C₄F₈, 9몰% 산소 및 86.5몰% NF₃이다. 챔버 압력은 3 torr이다. 총 가스 유속은 1700sccm이다. 공급 가스는 400kHz 6.9kW RF 파워에 의해 3000K보다 높은 중성 온도까지 활성화된다. 결과는 도10에 도시된다. 옥타플루오로싸이클로부탄은 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane)과 비교하여 에칭속도 및 소스 압력 변화에 따른 변화에 대해 유사한 에칭 성능을 나타냈다.

예9

이 예는 다른 가스 조성물과 다른 웨이퍼 온도에서, 산소를 지닌 NF₃ 시스템 내의 규소 질화물 에칭 속도에 대한 불화탄소 부가의 효과를 설명한다. 이 예에서, 공급 가스는 산소와 C₂F₆를 포함하여, NF₃로 구성된다. 공정 챔버 압력은 5 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 4800sccm이었다. 설명 방법으로, 1.8% 산소와, 1.1% C₂F₆과, 97.1% NF₃를 포함한 실험에서, 산소 유속은 85sccm, C₂F₆ 유속은 50sccm, NF₃의 유속은 4665sccm이었다. 공급 가스는 400kHz, 5~8kW RF 파워에 의해 활성화된다. 활성화된 가스는 그 후 공정 챔버로 들어가고, 50℃로 제어된 온도를 지닌 장착부 위의 규소 질화물 표면 침착물을 에칭한다. 도11에 도시된 바와 같이, 3.5몰% 산소와 2.3몰% 불화탄소가 부가되었을 때, 에칭 속도는 7500A/min를 넘었고, 불화탄소 및 산소 부가량의 변화에 대해 낮은 민감도를 나타냈다. 같은 현상은, 테스트된 모든 웨이퍼 온도(50℃, 100℃ 및 150℃)에서 관찰되었다. 1.2 몰% O₂와 0.8몰% C₂F₆에서도 높은 에칭 속도가 관찰되었다.

예10

이 예는 NF₃로 규소 질화물을 에칭하면서 탄소 소스와 산소 소스로서 이산화탄소를 사용함을 설명한다. 공정 챔버의 압력은 5 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 1700sccm이었다. 설명 방법으로, 4.5% CO₂, 95.5% NF₃를 포함한 실험에서, CO₂ 유속은 75sccm, NF₃ 유속은 1625sccm이었다. 공급 가스는 400kHz, 5~8kW RF 파워에 의해 활성화된다. 활성화된 가스는 그 후 공정 챔버로 들어가고, 50℃로 제어된 온도를 지닌 장착부 위의 규소 질화물 표면 침착물을 에칭한다. 도12에 도시된 바와 같이, 3.5% CO₂가 부가되었을 때, 에칭 속도는 8000A/min이다. NF₃ 단독인 경우보다 높은 에칭속도는 CO₂가 13.5%인 때까지 관찰되었다.

예11

이 예는 다른 가스 조성물에서 산소를 지닌 NF₃ 시스템 내의 질화물 에칭 실험에서 탄소 소스로서 CH₄와 C₂F₆를 비교한다. 이 실험에서, 공급 가스는 산소와 탄소 소스를 포함하여, NF₃로 구성된다. 공정 챔버의 압력은 5 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 1700sccm이었다. 설명 방법으로, 4.5% 산소, 4.5% C₂F₆, 91% NF₃를 포함한 실험에서, 산소 유속은 75sccm, C₂F₆ 유속은 75sccm, NF₃ 유속은 1550sccm이었다. 공급 가스는 400kHz, 5~8kW RF 파워에 의해 활성화된다. 활성화된 가스는 그 후 공정 챔버로 들어가고, 50℃로 제어된 온도를 지닌 장착부 위의 규소 질화물 표면 침착물을 에칭한다. 도13에 도시된 바와 같이, 2,3 또는 4.5% CH₄를 이용하여, C₂F₆보다 우수한 에칭 속도가 얻어진다. 그러나, 실험에서 4.5% CH₄를 이용하면, 규소 질화물 에칭 속도는 감소한다.

예12

이 예는 200℃의 웨이퍼 온도에서, NF₃/C₂F₆/O₂(82/9/9)의 혼합물을, NF₃ 단독과, NF₃+C₂F₆과 비교한다. 챔버 압력은 0.7 torr에서 10 torr까지 변화한다. 원격 소스에서의 압력은 약 15 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 4800sccm이었다. 이 실험에서 도2에 도시된 밸브(104)는 쵸킹된 유동에서 작동하는 오리피스로 대체되어, 챔버 압력이 변화하는 반면, 소스 압력은 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 도14에 도시된 바와 같이, NF₃/C₂F₆/O₂의 혼합물에 대해서는 공정 챔버 압력이 증가함에 따라 에칭 속도가 대략적으로 선형적으로 증가하는 반면, NF₃ 단독 또는 NF₃+C₂F₆에 대해서는 압력이 증가함에 따라 높은 압력에서 재결합이 증가되는 것으로 나타나며 에칭 속도는 평평해진다.

예13

이 예는 100℃의 웨이퍼 온도와 0.7 torr 내지 5 torr의 챔버 압력에서, NF₃/C₂F₆/O₂(82/9/9)의 혼합물을 NF₃와 비교한다. 원격 소스에서 압력은 약 15 torr이다. 총 가스 유속은, 각 실험에서 요구되는 바에 따라 비례하여 설정된 개별 가스의 유속을 합쳐서, 4800sccm이었다. 이 실험에서 도2에 도시된 밸브(104)는 쵸킹된 유동에서 작동하는 오리피스로 대체되어, 챔버 압력이 변화하는 반면, 소스 압력은 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 도15에 도시된 바와 같이, NF₃/C₂F₆/O₂의 혼합물을 이용한 질화물 에칭 속도는 대략적으로 NF₃ 단독에 대해 관찰된 것의 3 내지 4배이고, 챔버 압력이 증가함에 따라 증가한다.

본 발명의 특정 실시예가 보여지고 설명되었으나, 당업자에게 그 이상의 수정예가 발생할 것이다. 본 발명의 사상과 본질적 속성으로부터 분리되지 아니하고 본 발명은 다른 특정 형태로 구체화될 수 있고, 따라서 앞선 명세서보다는, 발명의 범주를 나타내고 있는 첨부된 특허 청구의 범위에 의하여 기준이 만들어져야 한다.

Claims

활성화된 가스 혼합물이며,

약 60% 내지 약 75%의 불소 원자와,

약 10% 내지 약 30%의 질소 원자와,

선택적으로 약 15% 까지의 산소 원자와,

약 0.3% 내지 약 15%의 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자를 포함하는 활성화된 가스 혼합물.
제1항에 있어서, 불소 원자의 백분율(percentage)은 약 66% 내지 약 74%이고,

질소 원자의 백분율이 약 11% 내지 약 24%이고,

산소 원자의 백분율이 약 0.9% 내지 약 11%이고,

탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자의 백분율이 약 0.6% 내지 약 11%인 활성화된 가스 혼합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자가 탄소인 활성화된 가스 혼합물.
제1항에 있어서, 캐리어 가스를 더 포함하는 활성화된 가스 혼합물.
제4항에 있어서, 캐리어 가스는 아르곤과 헬륨으로 구성된 그룹으로부터 선택된 활성화된 가스 혼합물.
제5항에 있어서, 캐리어 가스는 아르곤인 활성화된 가스 혼합물.
CVD 장치의 내면의 표면 침착물을 에칭하고 제거하는 공정이며,

원격 챔버 내에서 산소 소스와, 탄소 및 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자 소스, 그리고 NF₃를 포함하는 가스 혼합물을 활성화시키는 단계와,

상기 활성화된 가스 혼합물을 도관을 통해 공정 챔버로 유동시켜, 상기 CVD 장치의 내면 상의 기상 종(gas state species)의 표면 재결합 속도를 감소시키는 단계를 포함하고,

상기 활성화시키는 단계에서 산소 소스 대 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원자 소스의 몰 비율은 적어도 약 0.75:1이며, 상기 활성화시키는 단계에서 상기 가스 혼합물 내의 NF₃의 몰 백분율은 약 50% 내지 약 98%인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 탄소와 황으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원 자가 탄소인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 상기 장치는 PECVD 장치인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 장치의 내면은 알루미늄과 양극처리된 알루미늄(anodized aluminum)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재질로 제작된 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 도관이 냉각되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 쓰로틀 밸브가 세척 싸이클동안 상기 장치 내의 압력을 증가시키기 위해 사용되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제8항에 있어서, 산소 소스는 산소 분자인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제8항에 있어서, 탄소 소스는 불화탄소(fluorocarbon)인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 불화탄소는 퍼플루오로카본(perfluorocarbon)인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 불화탄소는 테트라플루오로메탄(tetrafluoromethane), 헥사플루오로에탄(hexafluoroethane), 옥타플루오로프로판(octafluoropropane), 퍼플루오로테트라하이드로퓨란(perfluorotetrahydrofuran), 그리고 옥타플루오로싸이클로부탄(octafluorocyclobutane)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 불화탄소는 헥사플루오로에탄인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 불화탄소는 옥타플루오로싸이클로부탄인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, NF₃의 몰 백분율는 가스 혼합물의 약 60% 내지 약 98%인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, NF₃는 가스 혼합물의 약 70% 내지 약 90%인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 산소 소스 대 탄소 소스의 비율이 약 1:1인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제14항에 있어서, 산소 소스와 탄소 소스는 이산화탄소이고, 가스 혼합물에서 이산화탄소의 몰 백분율은 약 2% 내지 약 15%인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 가스 혼합물은 캐리어 가스를 더 포함하는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제23항에 있어서, 캐리어 가스는 아르곤과 헬륨으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 공정 챔버 내의 압력은 약 0.5 torr 내지 약 20 torr인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 공정 챔버 내의 압력은 약 1 torr 내지 약 15 torr인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 원격 챔버 내의 압력은 약 0.5 torr 내지 약 15 torr인 표 면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제27항에 있어서, 원격 챔버 내의 압력은 약 2 torr 내지 약 6 torr인 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제7항에 있어서, 상기 파워는 RF 소스, DC 소스, 또는 마이크로웨이브 소스에 의해 발생되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
제29항에 있어서, 상기 파워는 RF 소스에 의해 발생되는 표면 침착물 에칭 및 제거 공정.
장치의 내면을 부동태화시키는 공정이며,

(a) 원격 챔버에서 제1항 또는 제2항의 활성화된 가스 혼합물을 생성하는 단계와,

(b) 상기 활성화된 가스 혼합물을 도관을 통해 공정 챔버로 유동하게 하는 단계와,

(c) 그후 기상 종(gas state species)의 표면 재결합 속도를 감소시키는 단계를 포함하는 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 장치는 PECVD 장치인 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 장치의 내면은 알루미늄과 양극처리된 알루미늄(anodized aluminum)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재질로 제조된 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 도관은 냉각되는 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 쓰로틀 밸브가 세척 싸이클 동안 장치 내의 압력을 증가시키기 위해 사용되는 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 가스 혼합물은 캐리어 가스를 더 포함하는 부동태화 공정.
제36항에 있어서, 캐리어 가스는 아르곤과 헬륨으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 공정 챔버 내의 압력은 약 0.5 torr 내지 약 20 torr인 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 공정 챔버 내의 압력은 약 1 torr 내지 약 15 torr인 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 원격 챔버 내의 압력은 약 0.5 torr 내지 약 15 torr인 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 원격 챔버 내의 압력은 약 2 torr 내지 6 torr인 부동태화 공정.
제31항에 있어서, 상기 파워는 RF 소스, DC 소스, 또는 마이크로웨이브 소스에 의해 발생하는 부동태화 공정.
제42항에 있어서, 상기 파워는 RF 소스에 의해 발생하는 부동태화 공정.
PECVD 장치이며,

(a) 원격 플라즈마 소스 챔버와,

(b) 원격 플라즈마 소스를 세척 가스와 불활성 가스 공급기(supply)에 연결시키는 가스 분배 시스템과,

(c) 제1, 2, 3, 또는 4항에 따라 활성화된 가스를 원격 플라즈마 챔버로부터 공정 챔버까지 전송하는 수단으로 원격 플라즈마 챔버와 결합된 PECVD 챔버와,

(d) 배기 라인을 포함하는 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 배기 라인은 진공 소스과 연결된 PECVD 장치.
제45항에 있어서, 진공 소스는 진공 펌브인 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 원격 플라즈마 챔버로부터 공정 챔버로 활성화된 가스를 전송하는 하는 수단은 샤워 헤드로의 짧은 연결 튜브와 플라즈마 소스를 공정 챔버에 연결하는 직접 도관을 포함하는 PECVD 장치.
제47항에 있어서, 샤워헤드로의 짧은 연결 튜브와 플라즈마 소스를 공정 챔버에 연결하는 직접 도관은 각각 두 경로를 통해 유동하는 활성화된 가스의 비율을 변화시키는 유동 제한 장치를 더 포함하는 PECVD 장치.
제48항에 있어서, 유동 제한 장치는 오리피스 또는 밸브인 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 배기 라인은 적어도 하나의 쓰로틀 밸브를 더 포함하는 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 가스 분배 시스템은, PECVD 챔버로 공급되는 각 가스를 위한 가스 실린더를 각 가스를 위한 개별적인 질량 유동 제어기를 통해 혼합 챔버로 연결하며 원격 플라즈마 소스 챔버에 연결되는 파이프를 포함하는 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 가스 분배 시스템은 세척 가스 혼합물의 실린더를 질량 유동 제어기를 통해 원격 플라즈마 소스 챔버로 연결하는 파이프와, 불활성 가스 소스를 질량 유동 제어기를 통해 원격 플라즈마 소스 챔버로 연결하는 파이프를 포함하는 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 원격 플라즈마 챔버로부터 공정 챔버로 활성화된 가스를 전송하도록 하는 수단은 냉각되는 PECVD 장치.
제44항에 있어서, 배기 라인 파이프는 알루미늄 또는 양극처리된 알루미늄 중 하나이며 냉각되는 PECVD 장치.
CVD 반응기를 세척하는 가스 혼합물이며, 상기 가스 혼합물의 몰 백분율로,

25%까지의 산소 소스 가스와,

약 50% 내지 약 98%의 무기 불소 소스 가스와,

약 25%까지의 탄소 소스 가스와,

약 25%까지의 황 소스 가스를 포함하고,

상기 탄소 소스 가스의 양과 상기 황 소스 가스의 양의 합이 1% 내지 25%인 CVD 반응기 세척 가스 혼합물.
제55항에 있어서, 무기 불소 소스는 NF₃인 CVD 반응기 세척 가스 혼합물.
제55항에 있어서, 탄소 소스 가스는 불화탄소 또는 탄화수소인 CVD 반응기 세척 가스 혼합물.
제57항에 있어서, 탄소 소스 가스는 CO₂, CH₄, C₂F₈, 또는 옥토플루오로싸이클로부탄인 CVD 반응기 세척 가스 혼합물.
제55항에 있어서, 황 소스 가스는 SF₆인 CVD 반응기 세척 가스 혼합물.