JP2003178986A - 半導体製造装置のクリーニングガスおよびクリーニング方法 - Google Patents
半導体製造装置のクリーニングガスおよびクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング速度に優れ、クリーニング効率が
高くかつコストパフォーマンスに優れたクリーニングガ
スおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの製
造方法を提供する。 【解決手段】 酸素および／または酸素含有化合物の含
有量が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む半導体製造装
置のクリーニングガスおよびクリーニング方法。
高くかつコストパフォーマンスに優れたクリーニングガ
スおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの製
造方法を提供する。 【解決手段】 酸素および／または酸素含有化合物の含
有量が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む半導体製造装
置のクリーニングガスおよびクリーニング方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体またはＴＦ
Ｔ液晶素子を製造するための成膜装置またはエッチング
装置において、珪素、窒化珪素、酸化珪素、タングステ
ン等を成膜する際やエッチングする際に装置内に堆積し
た不要の堆積物をクリーニングするためのクリーニング
ガスおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの
製造方法に関する。
Ｔ液晶素子を製造するための成膜装置またはエッチング
装置において、珪素、窒化珪素、酸化珪素、タングステ
ン等を成膜する際やエッチングする際に装置内に堆積し
た不要の堆積物をクリーニングするためのクリーニング
ガスおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体またはＴＦＴ液晶素子を製造する
ための成膜装置またはエッチング装置において、珪素、
窒化珪素、酸化珪素、タングステン等を成膜する際やエ
ッチングする際に装置内に堆積した堆積物は、パーティ
クル発生の原因となり、良質な膜等を製造することが困
難になるため、これらの堆積物を随時クリーニングする
必要がある。
ための成膜装置またはエッチング装置において、珪素、
窒化珪素、酸化珪素、タングステン等を成膜する際やエ
ッチングする際に装置内に堆積した堆積物は、パーティ
クル発生の原因となり、良質な膜等を製造することが困
難になるため、これらの堆積物を随時クリーニングする
必要がある。
【０００３】従来、半導体製造装置の堆積物を除去する
方法としては、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6等のフッ素系エッ
チングガスより励起されたプラズマを用いて堆積物をエ
ッチングする方法が使用されている。しかしながら、Ｎ
Ｆ3を使用する方法は、ＮＦ3が高価であり、ＣＦ4、Ｃ2
Ｆ6等のパーフルオロカーボンを使用する方法は、エッ
チング速度が遅く、クリーニング効率が低いという問題
がある。また、パーフルオロカーボン等のフッ素系エッ
チングガスを用いて堆積物をエッチングする方法は未反
応ガスの排出量が多く、除害等を行う後段プロセスに対
する負荷や温暖化ガスの排出による環境負荷等の問題が
ある。
方法としては、ＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6等のフッ素系エッ
チングガスより励起されたプラズマを用いて堆積物をエ
ッチングする方法が使用されている。しかしながら、Ｎ
Ｆ3を使用する方法は、ＮＦ3が高価であり、ＣＦ4、Ｃ2
Ｆ6等のパーフルオロカーボンを使用する方法は、エッ
チング速度が遅く、クリーニング効率が低いという問題
がある。また、パーフルオロカーボン等のフッ素系エッ
チングガスを用いて堆積物をエッチングする方法は未反
応ガスの排出量が多く、除害等を行う後段プロセスに対
する負荷や温暖化ガスの排出による環境負荷等の問題が
ある。
【０００４】一方、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6等のパーフルオロカ
ーボンやＳＦ6等のガスにＯ2を添加してクリーニング効
率を上げる手法が用いられているが、過剰量のＯ2の添
加は逆にクリーニング効率の低下を引き起こすことが知
られている。Ｏ2を添加する効果としては、（１）酸素
が励起過程で解離した炭素（Ｃ）や硫黄（Ｓ）に作用し
てＣＯｘやＳＯｘを生成すること、（２）Ｃ−Ｃ結合や
Ｓ−Ｓ結合の生成や再結合を抑制すること、等によりフ
ッ素（Ｆ）を遊離しやすくさせていると考えられる。し
かしながら、ＦとＯの相互作用はＣ−ＯやＳ−Ｏに比べ
て弱いものの、過剰量の酸素（Ｏ）の存在はＦラジカル
の失活を促進してしまう。
ーボンやＳＦ6等のガスにＯ2を添加してクリーニング効
率を上げる手法が用いられているが、過剰量のＯ2の添
加は逆にクリーニング効率の低下を引き起こすことが知
られている。Ｏ2を添加する効果としては、（１）酸素
が励起過程で解離した炭素（Ｃ）や硫黄（Ｓ）に作用し
てＣＯｘやＳＯｘを生成すること、（２）Ｃ−Ｃ結合や
Ｓ−Ｓ結合の生成や再結合を抑制すること、等によりフ
ッ素（Ｆ）を遊離しやすくさせていると考えられる。し
かしながら、ＦとＯの相互作用はＣ−ＯやＳ−Ｏに比べ
て弱いものの、過剰量の酸素（Ｏ）の存在はＦラジカル
の失活を促進してしまう。
【０００５】Ｆ2ガスをクリーニングガスとして用いる
利点として、クリーニングを行った後の除害の容易性が
挙げられる。従来のパーフルオロカーボンやＮＦ3とい
ったクリーニングガスは未反応物が多く排出され、その
除害にはエネルギー的に高いコストが必要とされるが、
Ｆ2は反応性が高いが故に従来の一般的な除害方法で簡
単に除害することができ経済的である。
利点として、クリーニングを行った後の除害の容易性が
挙げられる。従来のパーフルオロカーボンやＮＦ3とい
ったクリーニングガスは未反応物が多く排出され、その
除害にはエネルギー的に高いコストが必要とされるが、
Ｆ2は反応性が高いが故に従来の一般的な除害方法で簡
単に除害することができ経済的である。
【０００６】クリーニングにおける基本反応はフッ素と
堆積物によるものであるから、導入されるガスが純粋な
フッ素であるならば、エッチングの効率が理論的に最高
値を示すことになる。
堆積物によるものであるから、導入されるガスが純粋な
フッ素であるならば、エッチングの効率が理論的に最高
値を示すことになる。
【０００７】しかしながら、現在、市場に流通し、入手
可能なフッ素ガスは純度が低く、不純物としてＨＦ、Ｏ
2、Ｎ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＦ4、ＳＦ6等のガスが含まれ
ている。この中でＨＦは吸着等の操作を行うことにより
比較的容易に除去可能であり、またＮ2、ＣＦ4、ＳＦ6
は希釈ガスやエッチングガスに使用されることから、Ｆ
2によるクリーニングに悪影響を与えることはほとんど
ないが、Ｏ2やＣＯ2、Ｈ2ＯはＦ2によるクリーニングに
悪影響を与える恐れがある。
可能なフッ素ガスは純度が低く、不純物としてＨＦ、Ｏ
2、Ｎ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＦ4、ＳＦ6等のガスが含まれ
ている。この中でＨＦは吸着等の操作を行うことにより
比較的容易に除去可能であり、またＮ2、ＣＦ4、ＳＦ6
は希釈ガスやエッチングガスに使用されることから、Ｆ
2によるクリーニングに悪影響を与えることはほとんど
ないが、Ｏ2やＣＯ2、Ｈ2ＯはＦ2によるクリーニングに
悪影響を与える恐れがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景の下、エッチング速度に優れ、クリーニング効率が高
く、かつコストパフォーマンスに優れたクリーニングガ
スおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの製
造方法を提供することを課題とする。
景の下、エッチング速度に優れ、クリーニング効率が高
く、かつコストパフォーマンスに優れたクリーニングガ
スおよびクリーニング方法、並びに半導体デバイスの製
造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、酸素および／または
酸素含有化合物の含有量を極めて低く抑えたフッ素ガス
を含むクリーニングガスは、エッチング効果が高く、ク
リーニング効率が上昇することを見いだし、本発明を完
成するに至った。本発明は、以下の（１）〜（１６）に
示されるクリーニングガスおよびクリーニング方法、並
びに半導体デバイスの製造方法である。
題を解決すべく鋭意検討した結果、酸素および／または
酸素含有化合物の含有量を極めて低く抑えたフッ素ガス
を含むクリーニングガスは、エッチング効果が高く、ク
リーニング効率が上昇することを見いだし、本発明を完
成するに至った。本発明は、以下の（１）〜（１６）に
示されるクリーニングガスおよびクリーニング方法、並
びに半導体デバイスの製造方法である。
【００１０】（１）半導体または液晶製造装置内の堆積
物を除去するためのクリーニングガスにおいて、酸素お
よび／または酸素含有化合物の含有量が１ｖｏｌ％以下
のフッ素ガスを含むことを特徴とするクリーニングガ
ス。 （２）酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
０．５ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む上記（１）に記
載のクリーニングガス。 （３）酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
０．１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む上記（２）に記
載のクリーニングガス。 （４）フッ素ガスの純度が９９ｖｏｌ％以上である上記
（１）〜（３）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （５）フッ素ガスの純度が９９．５ｖｏｌ％以上である
上記（４）に記載のクリーニングガス。
物を除去するためのクリーニングガスにおいて、酸素お
よび／または酸素含有化合物の含有量が１ｖｏｌ％以下
のフッ素ガスを含むことを特徴とするクリーニングガ
ス。 （２）酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
０．５ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む上記（１）に記
載のクリーニングガス。 （３）酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
０．１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む上記（２）に記
載のクリーニングガス。 （４）フッ素ガスの純度が９９ｖｏｌ％以上である上記
（１）〜（３）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （５）フッ素ガスの純度が９９．５ｖｏｌ％以上である
上記（４）に記載のクリーニングガス。
【００１１】（６）酸素含有化合物が、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、
ＮＯ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＯＦ2、Ｏ2Ｆ2およびＯ3
Ｆ2からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記
（１）〜（５）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （７）酸素含有化合物が、ＣＯ、ＣＯ2およびＨ2Ｏから
なる群から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜
（５）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （８）Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、ＫｒおよびＸｅからな
る群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガスを含む上記
（１）〜（７）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （９）Ｈｅ、ＡｒおよびＮ2からなる群から選ばれる少
なくとも１種の希釈ガスを含む上記（１）〜（７）のい
ずれかに記載のクリーニングガス。 （１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のクリー
ニングガスを用いることを特徴とする半導体または液晶
製造装置のクリーニング方法。
ＮＯ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＯＦ2、Ｏ2Ｆ2およびＯ3
Ｆ2からなる群から選ばれる少なくとも１種である上記
（１）〜（５）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （７）酸素含有化合物が、ＣＯ、ＣＯ2およびＨ2Ｏから
なる群から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜
（５）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （８）Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、ＫｒおよびＸｅからな
る群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガスを含む上記
（１）〜（７）のいずれかに記載のクリーニングガス。 （９）Ｈｅ、ＡｒおよびＮ2からなる群から選ばれる少
なくとも１種の希釈ガスを含む上記（１）〜（７）のい
ずれかに記載のクリーニングガス。 （１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のクリー
ニングガスを用いることを特徴とする半導体または液晶
製造装置のクリーニング方法。
【００１２】（１１）上記（１）〜（９）のいずれかに
記載のクリーニングガスを励起することによりプラズマ
を生成させ、該プラズマ中で半導体製造装置内の堆積物
のクリーニングを行う上記（１０）に記載のクリーニン
グ方法。 （１２）プラズマの励起源がマイクロ波である上記（１
１）に記載のクリーニング方法。 （１３）５０〜５００℃の温度範囲でクリーニングガス
を使用する上記（１０）〜（１２）のいずれかに記載の
クリーニング方法。 （１４）２００〜５００℃の温度範囲においてクリーニ
ングガスをプラズマレスで使用する上記（１０）に記載
のクリーニング方法。 （１５）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のクリー
ニングガスを用いるクリーニング工程と、該クリーニン
グ工程から排出されるフッ素化合物を含有するガスを分
解する分解工程を有することを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法。 （１６）前記フッ素化合物がＳｉＦ4、ＨＦ、ＣＦ4、Ｎ
Ｆ3およびＷＦ6からなる群から選ばれる少なくとも１種
の化合物である上記（１５）に記載の半導体デバイスの
製造方法。
記載のクリーニングガスを励起することによりプラズマ
を生成させ、該プラズマ中で半導体製造装置内の堆積物
のクリーニングを行う上記（１０）に記載のクリーニン
グ方法。 （１２）プラズマの励起源がマイクロ波である上記（１
１）に記載のクリーニング方法。 （１３）５０〜５００℃の温度範囲でクリーニングガス
を使用する上記（１０）〜（１２）のいずれかに記載の
クリーニング方法。 （１４）２００〜５００℃の温度範囲においてクリーニ
ングガスをプラズマレスで使用する上記（１０）に記載
のクリーニング方法。 （１５）上記（１）〜（９）のいずれかに記載のクリー
ニングガスを用いるクリーニング工程と、該クリーニン
グ工程から排出されるフッ素化合物を含有するガスを分
解する分解工程を有することを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法。 （１６）前記フッ素化合物がＳｉＦ4、ＨＦ、ＣＦ4、Ｎ
Ｆ3およびＷＦ6からなる群から選ばれる少なくとも１種
の化合物である上記（１５）に記載の半導体デバイスの
製造方法。
【００１３】すなわち、本発明は「半導体または液晶製
造装置内の堆積物を除去するためのクリーニングガスに
おいて、酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴とするク
リーニングガス」、「前記のクリーニングガスを用いる
ことを特徴とする半導体または液晶製造装置のクリーニ
ング方法」および「前記のクリーニングガスを用いるク
リーニング工程と、該クリーニング工程から排出される
フッ素化合物を含有するガスを分解する分解工程を有す
ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法」に関す
る。
造装置内の堆積物を除去するためのクリーニングガスに
おいて、酸素および／または酸素含有化合物の含有量が
１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴とするク
リーニングガス」、「前記のクリーニングガスを用いる
ことを特徴とする半導体または液晶製造装置のクリーニ
ング方法」および「前記のクリーニングガスを用いるク
リーニング工程と、該クリーニング工程から排出される
フッ素化合物を含有するガスを分解する分解工程を有す
ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法」に関す
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。本発明の半導体または液晶製造装置のクリーニン
グガスは、酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴とす
る。
する。本発明の半導体または液晶製造装置のクリーニン
グガスは、酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴とす
る。
【００１５】本発明の半導体または液晶製造装置のクリ
ーニングガスは、酸素および／または酸素含有化合物の
含有量が０．５ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことが
好ましく、酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が０．１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことがさらに
好ましい。酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が１ｖｏｌ％より多いフッ素ガスを用いるとクリーニン
グ効率が低下する場合があるので好ましくない。
ーニングガスは、酸素および／または酸素含有化合物の
含有量が０．５ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことが
好ましく、酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が０．１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことがさらに
好ましい。酸素および／または酸素含有化合物の含有量
が１ｖｏｌ％より多いフッ素ガスを用いるとクリーニン
グ効率が低下する場合があるので好ましくない。
【００１６】酸素含有化合物は、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、ＮＯ2、
ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＯＦ2、Ｏ2Ｆ 2およびＯ3Ｆ2から
なる群から選ばれる少なくとも１種であり、本発明のク
リーニングガスは酸素および／または酸素含有化合物の
含有量が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴
とする。酸素含有化合物は、ＣＯ、ＣＯ2およびＨ2Ｏか
らなる群から選ばれる少なくとも１種であってもよい。
ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＯＦ2、Ｏ2Ｆ 2およびＯ3Ｆ2から
なる群から選ばれる少なくとも１種であり、本発明のク
リーニングガスは酸素および／または酸素含有化合物の
含有量が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含むことを特徴
とする。酸素含有化合物は、ＣＯ、ＣＯ2およびＨ2Ｏか
らなる群から選ばれる少なくとも１種であってもよい。
【００１７】フッ素ガスの純度は不純物として含まれる
酸素および／または酸素含有化合物を除いた値を意味
し、フッ素ガスの純度は９９ｖｏｌ％以上であることが
好ましく、９９．５ｖｏｌ％以上であることがさらに好
ましい。また、本発明のクリーニングガスは、酸素およ
び／または酸素含有化合物の含有量が１ｖｏｌ％以下の
フッ素ガスを、単独で希釈しないで用いることが好まし
いが、クリーニングの条件によっては希釈してもよい。
希釈ガスとしては、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、Ｋｒおよ
びＸｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガ
スを用いることが好ましく、Ｈｅ、ＡｒおよびＮ2から
なる群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガスを用いる
ことがさらに好ましい。
酸素および／または酸素含有化合物を除いた値を意味
し、フッ素ガスの純度は９９ｖｏｌ％以上であることが
好ましく、９９．５ｖｏｌ％以上であることがさらに好
ましい。また、本発明のクリーニングガスは、酸素およ
び／または酸素含有化合物の含有量が１ｖｏｌ％以下の
フッ素ガスを、単独で希釈しないで用いることが好まし
いが、クリーニングの条件によっては希釈してもよい。
希釈ガスとしては、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、Ｋｒおよ
びＸｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガ
スを用いることが好ましく、Ｈｅ、ＡｒおよびＮ2から
なる群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガスを用いる
ことがさらに好ましい。
【００１８】本発明のクリーニングガスを使用して半導
体製造装置をクリーニングする場合は、プラズマ条件で
使用してもよいし、プラズマレス条件で使用してもよ
い。プラズマ条件で使用する場合、励起源は本発明のク
リーニングガスからプラズマが励起されるものであれば
特に限定されないが、マイクロ波励起源を用いるとクリ
ーニング効率がよく好ましい。また、本発明のクリーニ
ングガスを使用する温度範囲、圧力範囲はプラズマを生
成する範囲であれば特に限定されないが、温度範囲とし
ては、好ましくは５０〜５００℃の範囲、圧力範囲とし
ては、好ましくは１〜５００Ｐａの範囲がよい。
体製造装置をクリーニングする場合は、プラズマ条件で
使用してもよいし、プラズマレス条件で使用してもよ
い。プラズマ条件で使用する場合、励起源は本発明のク
リーニングガスからプラズマが励起されるものであれば
特に限定されないが、マイクロ波励起源を用いるとクリ
ーニング効率がよく好ましい。また、本発明のクリーニ
ングガスを使用する温度範囲、圧力範囲はプラズマを生
成する範囲であれば特に限定されないが、温度範囲とし
ては、好ましくは５０〜５００℃の範囲、圧力範囲とし
ては、好ましくは１〜５００Ｐａの範囲がよい。
【００１９】また、プラズマレス条件の場合、クリーニ
ングガスをチャンバー内に導入し、好ましくはチャンバ
ー内の圧力を１〜５００Ｐａの範囲に設定し、チャンバ
ー内およびクリーニングガスの少なくとも一部、あるい
はどちらか一方を２００〜５００℃の範囲に加熱するこ
とにより、クリーニングガスを活性化させ、チャンバー
およびその他の堆積物が蓄積している領域から堆積物を
エッチングして取り除くことにより半導体製造装置をク
リーニングすることができる。
ングガスをチャンバー内に導入し、好ましくはチャンバ
ー内の圧力を１〜５００Ｐａの範囲に設定し、チャンバ
ー内およびクリーニングガスの少なくとも一部、あるい
はどちらか一方を２００〜５００℃の範囲に加熱するこ
とにより、クリーニングガスを活性化させ、チャンバー
およびその他の堆積物が蓄積している領域から堆積物を
エッチングして取り除くことにより半導体製造装置をク
リーニングすることができる。
【００２０】本発明の半導体製造装置のクリーニングガ
スは、（１）低エネルギーレベルで解離して活性種を生
成するＦ2ガスを含むこと、（２）フッ素ラジカルの生
成、維持に悪影響を及ぼす酸素および／または酸素含有
化合物を極力低減すること、によって、従来から使用さ
れているＮＦ3を上回る効果を発現する。Ｆ2はＮＦ3に
比べて低エネルギーレベルで解離し、完全解離時にはＦ
ラジカルのみを生成し、クリーニング中、系内には活性
種のみが存在するため堆積物との反応効率が極めて高
い。
スは、（１）低エネルギーレベルで解離して活性種を生
成するＦ2ガスを含むこと、（２）フッ素ラジカルの生
成、維持に悪影響を及ぼす酸素および／または酸素含有
化合物を極力低減すること、によって、従来から使用さ
れているＮＦ3を上回る効果を発現する。Ｆ2はＮＦ3に
比べて低エネルギーレベルで解離し、完全解離時にはＦ
ラジカルのみを生成し、クリーニング中、系内には活性
種のみが存在するため堆積物との反応効率が極めて高
い。
【００２１】図１は本発明のクリーニングガスを用いる
エッチング装置の１例を示したものである。クリーニン
グガスは、クリーニングガス導入口６から一定温度に設
定されたチャンバー１に導入され、その際マイクロ波プ
ラズマ励起源４により励起されてプラズマを生成する。
シリコンウェーハ２がエッチングされた後のガスはドラ
イポンプ５により排気され、排気ガスは含有するガスに
応じた分解剤を用いて無害化される。また、エッチング
後の堆積物はエッチングと同様の操作を繰り返すことに
よって効率的にチャンバーのクリーニングを行うことが
できる。
エッチング装置の１例を示したものである。クリーニン
グガスは、クリーニングガス導入口６から一定温度に設
定されたチャンバー１に導入され、その際マイクロ波プ
ラズマ励起源４により励起されてプラズマを生成する。
シリコンウェーハ２がエッチングされた後のガスはドラ
イポンプ５により排気され、排気ガスは含有するガスに
応じた分解剤を用いて無害化される。また、エッチング
後の堆積物はエッチングと同様の操作を繰り返すことに
よって効率的にチャンバーのクリーニングを行うことが
できる。
【００２２】次に本発明の半導体デバイスの製造方法に
ついて説明する。前述のように、本発明に従えば、半導
体製造装置のクリーニングを効率よく行うことができ
る。しかしながら、本発明のクリーニングガスを用いる
クリーニング工程から排出されるガスは、クリーニング
ガスとして使用したＦ2の他に、ＨＦ、ＣＦ4、Ｓｉ
Ｆ4、ＮＦ3およびＷＦ6等のフッ素化合物を含んでい
る。Ｆ2を含むこれらの化合物は、そのまま大気中に排
出されると地球温暖化に対して影響が大きい化合物や、
分解して酸性ガスを発生する化合物であり、それぞれ完
全に無害化する必要がある。本発明は半導体デバイスの
製造方法において、半導体製造装置のクリーニング工程
と、該クリーニング工程から排出されるフッ素化合物を
含有するガスを分解する工程を含む半導体デバイスの製
造方法を提供するものである。
ついて説明する。前述のように、本発明に従えば、半導
体製造装置のクリーニングを効率よく行うことができ
る。しかしながら、本発明のクリーニングガスを用いる
クリーニング工程から排出されるガスは、クリーニング
ガスとして使用したＦ2の他に、ＨＦ、ＣＦ4、Ｓｉ
Ｆ4、ＮＦ3およびＷＦ6等のフッ素化合物を含んでい
る。Ｆ2を含むこれらの化合物は、そのまま大気中に排
出されると地球温暖化に対して影響が大きい化合物や、
分解して酸性ガスを発生する化合物であり、それぞれ完
全に無害化する必要がある。本発明は半導体デバイスの
製造方法において、半導体製造装置のクリーニング工程
と、該クリーニング工程から排出されるフッ素化合物を
含有するガスを分解する工程を含む半導体デバイスの製
造方法を提供するものである。
【００２３】半導体製造装置をクリーニングする工程
は、前述の方法を用いて効率的に行うことができる。ま
た、クリーニング工程から排出されるフッ素化合物を含
有するガスを分解する工程に用いる方法は特に制限はな
く、排出ガスに含まれる化合物の種類に応じて分解剤の
種類を適宜選択することができるが、フッ化水素は金属
のフッ化物として固定化し、炭素は二酸化炭素まで完全
に分解してから排出することが好ましい。
は、前述の方法を用いて効率的に行うことができる。ま
た、クリーニング工程から排出されるフッ素化合物を含
有するガスを分解する工程に用いる方法は特に制限はな
く、排出ガスに含まれる化合物の種類に応じて分解剤の
種類を適宜選択することができるが、フッ化水素は金属
のフッ化物として固定化し、炭素は二酸化炭素まで完全
に分解してから排出することが好ましい。
【００２４】
【実施例】以下に実施例および比較例を用いて本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。 （実施例１、２）図１に示した実験装置の装置内圧力が
３００Ｐａとなるように調整し、表１に示した組成のク
リーニングガスを、２．４５ＧＨｚ、５００Ｗのマイク
ロ波プラズマ励起源により励起した後、実験装置に導入
し、実験装置内においたシリコンウェーハをエッチング
した。エッチング処理後のシリコンウェーハの体積減量
から求めたエッチング速度を表１に示した。
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。 （実施例１、２）図１に示した実験装置の装置内圧力が
３００Ｐａとなるように調整し、表１に示した組成のク
リーニングガスを、２．４５ＧＨｚ、５００Ｗのマイク
ロ波プラズマ励起源により励起した後、実験装置に導入
し、実験装置内においたシリコンウェーハをエッチング
した。エッチング処理後のシリコンウェーハの体積減量
から求めたエッチング速度を表１に示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】酸素含有量が１ｖｏｌ％以下のフッ素ガス
はエッチング効率が著しく高いことが分かった。
はエッチング効率が著しく高いことが分かった。
【００２７】（比較例１）クリーニングガスを表２に示
す組成のガスに変えた以外は実施例１と同様にしてエッ
チング速度を求めた。
す組成のガスに変えた以外は実施例１と同様にしてエッ
チング速度を求めた。
【００２８】
【表２】
【００２９】フッ素ガス中に酸素が５ｖｏｌ％混入する
とエッチング効率が著しく低下することが分かった。
とエッチング効率が著しく低下することが分かった。
【００３０】（実施例３）シリコンウェーハに変えて、
アモルファスシリコン、窒化珪素等が堆積した石英片の
クリーニングを行った。実施例１で用いたクリーニング
ガスを、２．４５ＧＨｚ、５００ｗのマイクロ波プラズ
マ励起源により励起した後、実験装置内圧力が３００Ｐ
ａとなるように調整してチャンバー内に導入し、クリー
ニングした後、石英片を取り出したところ、堆積物は完
全に除去されたことを確認した。
アモルファスシリコン、窒化珪素等が堆積した石英片の
クリーニングを行った。実施例１で用いたクリーニング
ガスを、２．４５ＧＨｚ、５００ｗのマイクロ波プラズ
マ励起源により励起した後、実験装置内圧力が３００Ｐ
ａとなるように調整してチャンバー内に導入し、クリー
ニングした後、石英片を取り出したところ、堆積物は完
全に除去されたことを確認した。
【００３１】
【発明の効果】本発明の半導体製造装置のクリーニング
ガスはエッチング速度に優れ、効率的でコストパフォー
マンスに優れている。また本発明の半導体製造装置のク
リーニング方法によれば、半導体またはＴＦＴ液晶素子
を製造するための成膜装置またはエッチング装置におい
て、珪素、窒化珪素、酸化珪素、タングステン等を成膜
する際やエッチングする際に装置内に堆積した不要の堆
積物を効率的にクリーニングすることができ、本発明の
クリーニングガスを用いるクリーニング工程と、クリー
ニング工程から排出されるフッ素化合物を含有する排ガ
スを分解して無害化する工程を含む方法を用いれば、半
導体デバイスを効率的に製造することができる。
ガスはエッチング速度に優れ、効率的でコストパフォー
マンスに優れている。また本発明の半導体製造装置のク
リーニング方法によれば、半導体またはＴＦＴ液晶素子
を製造するための成膜装置またはエッチング装置におい
て、珪素、窒化珪素、酸化珪素、タングステン等を成膜
する際やエッチングする際に装置内に堆積した不要の堆
積物を効率的にクリーニングすることができ、本発明の
クリーニングガスを用いるクリーニング工程と、クリー
ニング工程から排出されるフッ素化合物を含有する排ガ
スを分解して無害化する工程を含む方法を用いれば、半
導体デバイスを効率的に製造することができる。
【図１】 本発明のクリーニングガスを用いるエッチン
グ装置概略図である。
グ装置概略図である。
１ チャンバー
２ シリコンウェーハ
３ サンプル台
４ マイクロ波プラズマ励起源
５ ドライポンプ
６ クリーニングガス導入口
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4K030 DA06 JA06 JA10 LA18
4K057 DA11 DB06 DD01 DE08 DE09
DE10 DE14 DG12 DN01
5F004 AA15 DA00 DA01 DA17 DA20
5F045 AC02 BB14 CA15 EB13
Claims (16)
- 【請求項１】 半導体または液晶製造装置内の堆積物を
除去するためのクリーニングガスにおいて、酸素および
／または酸素含有化合物の含有量が１ｖｏｌ％以下のフ
ッ素ガスを含むことを特徴とするクリーニングガス。 - 【請求項２】 酸素および／または酸素含有化合物の含
有量が０．５ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む請求項１
に記載のクリーニングガス。 - 【請求項３】 酸素および／または酸素含有化合物の含
有量が０．１ｖｏｌ％以下のフッ素ガスを含む請求項２
に記載のクリーニングガス。 - 【請求項４】 フッ素ガスの純度が９９ｖｏｌ％以上で
ある請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニングガ
ス。 - 【請求項５】 フッ素ガスの純度が９９．５ｖｏｌ％以
上である請求項４に記載のクリーニングガス。 - 【請求項６】 酸素含有化合物が、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、Ｎ
Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＯＦ2、Ｏ2Ｆ2およびＯ3Ｆ2
からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１
〜５のいずれかに記載のクリーニングガス。 - 【請求項７】 酸素含有化合物が、ＣＯ、ＣＯ2および
Ｈ2Ｏからなる群から選ばれる少なくとも１種である請
求項１〜５のいずれかに記載のクリーニングガス。 - 【請求項８】 Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、ＫｒおよびＸ
ｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の希釈ガスを
含む請求項１〜７のいずれかに記載のクリーニングガ
ス。 - 【請求項９】 Ｈｅ、ＡｒおよびＮ2からなる群から選
ばれる少なくとも１種の希釈ガスを含む請求項１〜７の
いずれかに記載のクリーニングガス。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載のクリ
ーニングガスを用いることを特徴とする半導体または液
晶製造装置のクリーニング方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれかに記載のクリ
ーニングガスを励起することによりプラズマを生成さ
せ、該プラズマ中で半導体製造装置内の堆積物のクリー
ニングを行う請求項１０に記載のクリーニング方法。 - 【請求項１２】 プラズマの励起源がマイクロ波である
請求項１１に記載のクリーニング方法。 - 【請求項１３】 ５０〜５００℃の温度範囲でクリーニ
ングガスを使用する請求項１０〜１２のいずれかに記載
のクリーニング方法。 - 【請求項１４】 ２００〜５００℃の温度範囲において
クリーニングガスをプラズマレスで使用する請求項１０
に記載のクリーニング方法。 - 【請求項１５】 請求項１〜９のいずれかに記載のクリ
ーニングガスを用いるクリーニング工程と、該クリーニ
ング工程から排出されるフッ素化合物を含有するガスを
分解する分解工程を有することを特徴とする半導体デバ
イスの製造方法。 - 【請求項１６】 前記フッ素化合物がＳｉＦ4、ＨＦ、
ＣＦ4、ＮＦ3およびＷＦ6からなる群から選ばれる少な
くとも１種の化合物である請求項１５に記載の半導体デ
バイスの製造方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2001379401A JP2003178986A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 半導体製造装置のクリーニングガスおよびクリーニング方法 |
| CN 02804007 CN1592798A (zh) | 2001-12-13 | 2002-12-12 | 用于半导体制造设备的清洁气体以及使用该气体的清洁方法 |
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| AU2002366920A AU2002366920A1 (en) | 2001-12-13 | 2002-12-12 | Cleaning gas composition for semiconductor production equipment and cleaning method using the gas |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012019194A (ja) * | 2010-06-08 | 2012-01-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置 |
| JP2013506962A (ja) * | 2009-10-01 | 2013-02-28 | プラクスエア・テクノロジー・インコーポレイテッド | イオン源構成要素を洗浄するための方法 |
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| CN105537207B (zh) * | 2015-12-11 | 2018-09-25 | 上海交通大学 | 一种高温用石英管的清洗方法 |
| CN106637133A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 | 一种pecvd反应腔体的清洁方法及清洁气体 |
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-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001379401A patent/JP2003178986A/ja active Pending
-
2002
- 2002-12-12 CN CN 02804007 patent/CN1592798A/zh active Pending
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