JP3183846B2 - クリーニングガス及びエッチングガス - Google Patents
クリーニングガス及びエッチングガスInfo
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Description
タリング法、ゾルゲル法、蒸着法を用いて薄膜、厚膜、
粉体、ウイスカを製造する装置において装置内壁、冶具
等に堆積した不要な堆積物を除去するためのクリーニン
グガス、及び各種製品上の膜を除去するためのエッチン
グガスに関する。
体工業を中心とした薄膜デバイス製造プロセス、光デバ
イス製造プロセスや超鋼材料製造プロセスでは、CVD
法、スパッタリング法、ゾルゲル法、蒸着法を用いて種
々の薄膜、厚膜、粉体、ウイスカが製造されている。こ
れらを製造する際には、膜、ウイスカや粉体を堆積させ
るべき目的物の上以外の反応器内壁、目的物を担持する
冶具等にも堆積物が生成する。不要な堆積物が生成する
とパーティクル発生の原因となるため良質な膜、粒子、
ウイスカを製造することが困難になるため随時除去しな
ければならない。また、半導体やTFT等において回路
を構成する各種の薄膜材料に回路パターンを形成するた
めに薄膜材料を部分的に取り除くガスエッチングを行う
必要があり、さらに、CVM(ケミカルヴェーパーマシ
ーニング)においては、Siインゴット等をガスエッチ
ングにより切断する必要がある。
り、材料の切断を行ったりするエッチングガスやクリー
ニングガスに求められる性能としては、エッチングま
たはクリーニング対象物に対する反応速度が高い、ク
リーニング排ガスの処理が比較的容易である、比較的
大気中で不安定であり、地球温暖化に対する影響が小さ
いこと、等が望まれる。現状では、このような不要な堆
積物を除去するために、C2F6、CF4、NF3 等のク
リーニングガスが使用されている。しかしながら、これ
らのガスは非常に安定な化合物であるためクリーニング
後の排ガスの処理が困難であり、また処理のために高温
が必要であるためランニングコストが比較的高価であ
る。さらに、環境中に安定に存在し地球温暖化係数が高
いため環境への悪影響が問題となっている。
エッチングガスには以下のような問題がある。 (1)ClF3:非常に反応性が高いため、高温下で使用し
た場合やプラズマを利用した場合には通常使われている
装置材料の損傷が著しい。 (2)NF3:300℃以上の高温でなければ反応性が低
く、配管やプラズマ領域外に堆積した不要物のクリーニ
ングはできない。 (3)C2F6、CF4:配管やプラズマ領域外に堆積した不
要物のクリーニングはできない。また、プラズマクリー
ニングするとフロロカーボン系の化合物が堆積する。フ
ロロカーボンの堆積量を減ずるため酸素を添加すると酸
化物の発生が起こる。
検討の結果、CVD(ケミカルベーパーデポジショニン
グ)法、スパッタリング法、ゾルゲル法、蒸着法を用い
て薄膜、厚膜、粉体、ウイスカを製造する装置において
装置内壁、冶具等に堆積した不要な堆積物を効率的に除
去するためと加工を行うためのクリーニングガス、及び
各種製品上の膜を除去するためのエッチングガスを見い
だし本発明に至ったものである。
NF3 、よりも解離しやすく排ガス処理が比較的容易で
地球環境への悪影響が少ないOF2ガスを少なくとも含
有するガスにより、装置内またはシリコンウエハ、硝子
基板等に堆積した不要な堆積物を除去するためのクリー
ニングガスまたはエッチングガスを提供するものであ
る。
ッチングを行うべき物質は、B、P、W、Si、Ti、
V、Nb、Ta、Se、Te、Mo、Re、Os、I
r、Sb、Ge、Au、Ag、As、Cr及びその化合
物であり、具体的には、酸化物、窒化物、炭化物及びこ
れらの合金が挙げられる。
ッチングガスは、除去すべき堆積物の種類、厚み及び薄
膜等を製造する装置に使用されている材料の種類を考慮
して、OF2そのものを用いるか、あるいは窒素、アル
ゴン、ヘリウム等の不活性ガスで希釈して用いるかを選
択すればよい。
慮して適時選択され特に制限されることはないが、温度
は、装置材質が石英の場合は800℃以下、その他の材
質としてセラミックス、アルミ等の金属が使用されてい
る場合は500℃以下が好ましい。これらの温度以上だ
と腐食が起こり好ましくない。次に、圧力については、
500℃を超えると100Torr以下にすることが好
ましく、100Torrを超えると腐食が起こり好まし
くない。
が、かかる実施例に限定されるものではない。
板型プラズマCVD装置を用いてシリコン酸化膜をシリ
コンウエハ(4インチ)上に20μm堆積させたテスト
ピース(CVD法)と、テトラエチルオルソシリケート
を主原料として、シリコン酸化膜をシリコンウエハ(4
インチ)上に20μm堆積させたテストピース(ゾルゲ
ル法)をそれぞれ作成した。
置の下部電極上に設置し、OF2 、C2F6、NF3 の三
種のガスを、ガス圧力1Torr、ガス流量10SCC
M、室温の条件下で、テストピースを設置した下部電極
に高周波電力を印可してエッチングを行った(高周波電
源周波数13.56MHz、印可電力0.315W/c
m2 、電極間距離50mm)。エッチング速度の測定結
果を表1に示した。
2 、C2F6、NF3 の三種のガスを、ガス圧力5Tor
r、ガス流量10SCCM、室温の条件下で、テストピ
ースを設置した下部電極に高周波電力を印可してエッチ
ングを行った(高周波電源周波数13.56MHz、印
可電力0.315W/cm2、電極間距離2mm)。エ
ッチング速度の測定結果を表2に示した。
ッケル基板上(L10mm×D20mm×t2mm)に
50μm成膜した。これら4種のテストピースをプラズ
マCVD装置の下部電極上に設置し、OF2ガスを、ガ
ス圧力1Torr、ガス流量10SCCM、室温の条件
下で、テストピースを設置した下部電極に高周波電力を
印可して20分間エッチングを行った(高周波電源周波
数13.56MHz、印可電力0.315W/cm2、
電極間距離50mm)。その後、テストピースをCVD
装置内から取り出しX線マイクロアナライザで分析した
ところ、W、Si、Tiのピークは認められなかった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に50μm成膜
した。これら3種のテストピースをプラズマCVD装置
の下部電極上に設置し、OF2ガスを、ガス圧力1To
rr、ガス流量10SCCM、室温の条件下でテストピ
ースを設置した下部電極に高周波電力を印可して20分
間エッチングを行った(高周波電源周波数13.56M
Hz、印可電力0.315W/cm2、電極間距離50
mm)。その後、テストピースをCVD装置内から取り
出しX線マイクロアナライザで分析したところMo、R
e、Nbのピークは認められなかった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に5μm成膜し
た。これら2種のテストピースをプラズマCVD装置の
下部電極上に設置し、OF2ガスを、ガス圧力1Tor
r、ガス流量10SCCM、室温の条件下で、テストピ
ースを設置した下部電極に高周波電力を印可して10分
間エッチングを行った(高周波電源周波数13.56M
Hz、印可電力0.315W/cm2、電極間距離50
mm)。その後、テストピースをCVD装置内から取り
出しX線マイクロアナライザで分析したところTiのピ
ークは認められなかった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に2μm成膜し
た。これら2種のテストピースをプラズマCVD装置の
下部電極上に設置し、OF2 ガスを、ガス圧力1Tor
r、ガス流量10SCCM、室温の条件下で、テストピ
ースを設置した下部電極に高周波電力を印可して10分
間エッチングを行った(高周波電源周波数13.56M
Hz、印可電力0.315W/cm2、電極間距離50
mm)。その後、テストピースをCVD装置内から取り
出しX線マイクロアナライザで分析したところAu、A
g、Crのピークは認められなかった。
体をニッケル製のポート内に5mgずつとり、ポートを
プラズマCVD装置の下部電極上に設置し、OF2ガス
を、ガス圧力1Torr、ガス流量10SCCM、室温
の条件下で、テストピースを設置した下部電極に高周波
電力を印可して10分間エッチング(高周波電源周波数
13.56MHz、印可電力0.315W/cm2、電
極間距離50mm)した後、ポート内及び装置内を観察
したが粉体はガス化除去できていた。
D100mm×t2mm)上に120μm成膜した。こ
の時、装置内壁や下部電極、上部電極周辺にも多量の膜
が堆積していた。アモルファスシリコンを堆積させた硝
子基板を上部電極上に設置し、OF2、C2F6を各々ガ
ス圧力5Torr、ガス流量100SCCM、室温の条
件下で、下部電極に高周波電力を印可して120分間エ
ッチングした(高周波電源周波数13.56MHz、印
可電力0.315W/cm2、電極間距離50mm)。
エッチング終了後、硝子基板及び反応器内部を観察した
結果を表3に示した。
m×D100mm×t2mm)上に60μm成膜した。
この時、装置内壁や下部電極、上部電極周辺にも多量の
膜が堆積していた。窒化シリコンを堆積させた硝子基板
を上部電極上に設置し、OF2、C2F6、NF3を各々ガ
ス圧力5Torr、ガス流量100SCCM、室温の条
件下で、下部電極に高周波電力を印可して120分間エ
ッチングした(高周波電源周波数13.56MHz、印
可電力0.315W/cm2 、電極間距離50mm)。
エッチング終了後、硝子基板及び反応器内部を観察した
結果を表4に示した。
型プラズマCVD装置を用いてシリコン酸化膜をシリコ
ンウエハ(4インチ)上に20μm堆積させたテストピ
ースを作成した。これらのテストピースをプラズマCV
D装置の下部電極上に設置し、OF2、C2F6、NF3
の三種のガスをヘリウムで10vol%に希釈し、ガス
圧力10Torr、ガス流量10SCCM、室温の条件
下で、テストピースを設置した下部電極に高周波電力を
印可してエッチングを行った(高周波電源周波数13.
56MHz、印可電力0.315W/cm2、電極間距
離50mm)。エッチング速度の測定結果を表5に示し
た。
Ti、TiN、Ta2O5、Mo、Re、Ge、Si
3N4、Si膜を各々1μm成膜した。これらの膜をAr
で10%濃度に調整したOF2で1SLM、2時間プラ
ズマレスクリーニングを実施した。その条件および結果
を表6に示した。
電極温度250℃でa−Si:H膜を製作した。反応器
の器壁にはa−Si:H膜(1〜10μm)、配管の中
にはポリシラン粉が堆積していた。この装置をArで1
0%に希釈したOF2、ClF3及びCF4導入しプラズ
マレスクリーニングした。クリーニング条件は、電極温
度を250℃に加熱し、反応器の器壁は、100℃以
下、配管部も100℃以下に冷却し、圧力5Torr、
時間2時間、総流量1SLMとした。
配管ともに完全にクリーニングできており装置材料の腐
蝕は全く認められなかった。ClF3を用いた場合、反
応器、配管ともに完全にクリーニングできていたがステ
ンレス製の加熱していた電極が腐蝕していた。CF4を
用いた場合、クリーニングは全くできていなかった。
ことにより、前述したように極めてエッチング、クリー
ニング性能に優れ、かつ装置材料への損傷が極めて少な
いエッチングまたはクリーニングを可能にするものであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 薄膜形成装置の中に生成した堆積物をク
リーニング除去するための、少なくともOF2ガスを含
有したガスからなり、解離しやすく排ガス処理の容易な
ガス。 - 【請求項2】 シリコンウエハ、金属、硝子、結晶の上
に堆積した膜をエッチング除去するための、少なくとも
OF2ガスを含有したガスからなり、解離しやすく排ガ
ス処理の容易なガス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13012097A JP3183846B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | クリーニングガス及びエッチングガス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13012097A JP3183846B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | クリーニングガス及びエッチングガス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10317146A JPH10317146A (ja) | 1998-12-02 |
JP3183846B2 true JP3183846B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=15026436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13012097A Expired - Fee Related JP3183846B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | クリーニングガス及びエッチングガス |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3183846B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102021413B1 (ko) * | 2017-12-15 | 2019-09-16 | (주)원익머트리얼즈 | 반도체 제조 공정용 건식 세정 가스 및 이를 사용하는 세정 방법 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP13012097A patent/JP3183846B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10317146A (ja) | 1998-12-02 |
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