JP3208820B2 - ドライエッチング装置の清浄化方法 - Google Patents
ドライエッチング装置の清浄化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライエッチング装置と
その清浄化方法に関する。半導体材料としては、シリコ
ン(Si)で代表される単体半導体とガリウム・砒素(GaAs)
で代表される化合物半導体とがあるが、LSI やVLSIのよ
うな集積回路を始めとして、レーザ素子など総ての半導
体装置は薄膜形成技術, 写真蝕刻技術（フォトリソグラ
フィ），不純物イオン注入技術などを用いて作られてい
る。
その清浄化方法に関する。半導体材料としては、シリコ
ン(Si)で代表される単体半導体とガリウム・砒素(GaAs)
で代表される化合物半導体とがあるが、LSI やVLSIのよ
うな集積回路を始めとして、レーザ素子など総ての半導
体装置は薄膜形成技術, 写真蝕刻技術（フォトリソグラ
フィ），不純物イオン注入技術などを用いて作られてい
る。
【０００２】こゝで、薄膜製造技術は半導体基板（以下
略してウエハ）上に真空蒸着法やスパッタ法などの物理
的な方法あるいは気相成長法（略称CVD 法) などの化学
的な方法により半導体層，絶縁層，導体層などを形成す
る技術である。
略してウエハ）上に真空蒸着法やスパッタ法などの物理
的な方法あるいは気相成長法（略称CVD 法) などの化学
的な方法により半導体層，絶縁層，導体層などを形成す
る技術である。
【０００３】また、写真蝕刻技術はウエハか或いはウエ
ハ上に形成した薄層に対してポジ型レジスト或いはネガ
型レジストを被覆した後、マスクパターンを投影露光し
て選択的に感光させた後に現像してレジストパターンを
作り、このレジストパターンをマスクとしてウエハ或い
はウエハ上の薄層をエッチングしてパターン形成を行な
う技術である。
ハ上に形成した薄層に対してポジ型レジスト或いはネガ
型レジストを被覆した後、マスクパターンを投影露光し
て選択的に感光させた後に現像してレジストパターンを
作り、このレジストパターンをマスクとしてウエハ或い
はウエハ上の薄層をエッチングしてパターン形成を行な
う技術である。
【０００４】こゝで、エッチング技術としては化学薬品
を用いるウエットエッチング法とプラズマエチングや反
応性イオンエッチング（略称ＲＩＥ）のようなドライエ
ッチング法とがあるが、パターン精度や作業性などの点
からドライエッチングが主流となっている。
を用いるウエットエッチング法とプラズマエチングや反
応性イオンエッチング（略称ＲＩＥ）のようなドライエ
ッチング法とがあるが、パターン精度や作業性などの点
からドライエッチングが主流となっている。
【０００５】本発明はかゝるドライエッチングを行なう
装置の清浄化( 以下クリーニング)方法に関するもので
ある。
装置の清浄化( 以下クリーニング)方法に関するもので
ある。
【０００６】
【従来の技術】半導体材料としては先に記したように各
種のものがあるが、大部分の半導体デバイスはSiウエハ
を用いて作られているので、以下Siについて従来技術を
説明する。
種のものがあるが、大部分の半導体デバイスはSiウエハ
を用いて作られているので、以下Siについて従来技術を
説明する。
【０００７】ドライエッチングは被処理基板上に反応ガ
スを供給し、化学反応を生じさせて蒸気圧の高い物質あ
るいは揮発性の物質とし、真空排気して除去するエッチ
ング法である。
スを供給し、化学反応を生じさせて蒸気圧の高い物質あ
るいは揮発性の物質とし、真空排気して除去するエッチ
ング法である。
【０００８】そして、エッチング対象としては半導体材
料としてSi、絶縁材料として二酸化硅素（SiO2) , 窒化
硅素（Si3N4), 燐硅酸ガラス(PSG) 、 金属材料として
アルミニウム（Al) などが主である。
料としてSi、絶縁材料として二酸化硅素（SiO2) , 窒化
硅素（Si3N4), 燐硅酸ガラス(PSG) 、 金属材料として
アルミニウム（Al) などが主である。
【０００９】こゝで、ドライエッチングが効率よく進行
するには反応ガス（エッチャント）と反応して生じた反
応生成物が極めて蒸気圧の高い材料であることが必要で
あり、この見地から弗化物系のガスが多用されていた。
するには反応ガス（エッチャント）と反応して生じた反
応生成物が極めて蒸気圧の高い材料であることが必要で
あり、この見地から弗化物系のガスが多用されていた。
【００１０】例えば、今まで使用されてきたエッチング
対象と使用ガスの関係を記すと次のようになる。 SiあるいはポリSi：CF4-O2, C2F6, CBrF3, CF3Cl, CF2Cl2など Si3N4 ：CF4-O2, CF4-H2 SiO2 ：CF4-H2, C2F6, C2F6-C2H4, C3F8 など PSG ：CF4 Al ：BCl3, CCl4 このように弗化物が多い、なお、Alのエッチングガスと
して弗化物が用いられず、塩化物が用いられる理由は塩
化アルミ(AlCl3) の昇華性を利用するためである。
対象と使用ガスの関係を記すと次のようになる。 SiあるいはポリSi：CF4-O2, C2F6, CBrF3, CF3Cl, CF2Cl2など Si3N4 ：CF4-O2, CF4-H2 SiO2 ：CF4-H2, C2F6, C2F6-C2H4, C3F8 など PSG ：CF4 Al ：BCl3, CCl4 このように弗化物が多い、なお、Alのエッチングガスと
して弗化物が用いられず、塩化物が用いられる理由は塩
化アルミ(AlCl3) の昇華性を利用するためである。
【００１１】また、弗化物系のガスの利点は人体に対す
る毒性が弱いことである。このような特徴から、従来は
弗化物系のガスが圧倒的に多く使用されてきた。然し、
最近になってこのような蒸気圧の高い弗化炭素( フルオ
ロカーボン, 略してフロン) が宇宙圏のオゾン層を破壊
することが判り、そのために弗化物系のガスの使用は自
粛するようになり、これに代わるハロゲン化物系のガス
の使用が必要となった。
る毒性が弱いことである。このような特徴から、従来は
弗化物系のガスが圧倒的に多く使用されてきた。然し、
最近になってこのような蒸気圧の高い弗化炭素( フルオ
ロカーボン, 略してフロン) が宇宙圏のオゾン層を破壊
することが判り、そのために弗化物系のガスの使用は自
粛するようになり、これに代わるハロゲン化物系のガス
の使用が必要となった。
【００１２】然し、塩化物系や臭化物系のガスは刺激臭
をもつものが多く、また顕著な毒性をもっている。これ
らのことから、弗化物系のガスに代わって塩化物系や臭
化物系のガスを使用するに当たっては使用環境への充分
な注意が必要である。
をもつものが多く、また顕著な毒性をもっている。これ
らのことから、弗化物系のガスに代わって塩化物系や臭
化物系のガスを使用するに当たっては使用環境への充分
な注意が必要である。
【００１３】さて、塩化物系や臭化物系のガスを使用
し、多くのウエハについて一連のドライエッチングを行
なった後に行なう装置内のクリーニング法としては窒素
（N2)ガスをチャンバに通じてエッチングガスの除去を
行なっていた。
し、多くのウエハについて一連のドライエッチングを行
なった後に行なう装置内のクリーニング法としては窒素
（N2)ガスをチャンバに通じてエッチングガスの除去を
行なっていた。
【００１４】然し、弗化物系のガスに代わりエッチャン
トとして塩化物系や臭化物系のガスを使用すると、一応
のクリーニングを行なった後でも臭気がとりきれず、作
業性を損なうと云う問題がある。
トとして塩化物系や臭化物系のガスを使用すると、一応
のクリーニングを行なった後でも臭気がとりきれず、作
業性を損なうと云う問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ドライエッチング装置
においてエッチャントとして弗化物系のガスに代わって
塩化物系や臭化物系のガスを使用するとN2ガスなど不活
性ガスを用いて残留ガスのパージ（Purge)を行なっても
取り切れず、臭気が残ると云う問題がある。
においてエッチャントとして弗化物系のガスに代わって
塩化物系や臭化物系のガスを使用するとN2ガスなど不活
性ガスを用いて残留ガスのパージ（Purge)を行なっても
取り切れず、臭気が残ると云う問題がある。
【００１６】そこで、簡単な方法で残留ガスをパージす
ることが課題である。
ることが課題である。
【００１７】
【課題を解決する為の手段】上記の課題は、基板に所定
のプロセス処理を行うチャンバと、塩化物系または臭化
物系のプロセスガスをチャンバへ供給するプロセスガス
導入ラインと、チャンバの真空排気を行う第一の真空排
気ラインと、チャンバ内で発生し、プロセス処理で生じ
た残留ガスの排気を行う第二の真空排気ラインと、第二
の真空排気ラインに設けられた有害ガス除外処理設備
と、を有するドライエッチング装置の清浄化方法におい
て、水蒸気含有ガスを含むパージガスの流量を一定に保
ちながらチャンバへ供給する工程と、チャンバ内で発生
し、プロセス処理で生じた残留ガスを第二の真空排気ラ
インに設けられた有害ガス除外処理設備を通じてチャン
バ内の真空度を一定に保ちながら真空排気を行う工程と
を有するドライエッチング装置の清浄化方法により解決
できる。
のプロセス処理を行うチャンバと、塩化物系または臭化
物系のプロセスガスをチャンバへ供給するプロセスガス
導入ラインと、チャンバの真空排気を行う第一の真空排
気ラインと、チャンバ内で発生し、プロセス処理で生じ
た残留ガスの排気を行う第二の真空排気ラインと、第二
の真空排気ラインに設けられた有害ガス除外処理設備
と、を有するドライエッチング装置の清浄化方法におい
て、水蒸気含有ガスを含むパージガスの流量を一定に保
ちながらチャンバへ供給する工程と、チャンバ内で発生
し、プロセス処理で生じた残留ガスを第二の真空排気ラ
インに設けられた有害ガス除外処理設備を通じてチャン
バ内の真空度を一定に保ちながら真空排気を行う工程と
を有するドライエッチング装置の清浄化方法により解決
できる。
【００１８】
【作用】本発明はパージガスとして水蒸気を含む空気や
N2を用いるものである。発明者は塩化物系のガスや臭化
物系のガスのようなハロゲン系のガスは水に溶け易く、
また、容易に加水分解して塩化水素（HCl)や臭化水素(H
Br) を生じ、水に溶解して塩酸や臭化水素酸になる。
N2を用いるものである。発明者は塩化物系のガスや臭化
物系のガスのようなハロゲン系のガスは水に溶け易く、
また、容易に加水分解して塩化水素（HCl)や臭化水素(H
Br) を生じ、水に溶解して塩酸や臭化水素酸になる。
【００１９】そこで、本発明はドライエッチング工程が
終わった後に行なうクリーニング工程においてパージガ
スとして水蒸気を含む空気やN2ガスを使用し、ドライエ
ッチング工程終了後にチャンバ内に残留している塩化物
系のガスや臭化物系のガスと反応させて酸として除去す
るものである。
終わった後に行なうクリーニング工程においてパージガ
スとして水蒸気を含む空気やN2ガスを使用し、ドライエ
ッチング工程終了後にチャンバ内に残留している塩化物
系のガスや臭化物系のガスと反応させて酸として除去す
るものである。
【００２０】なお、そのまゝ従来の排気系を使用すると
酸が真空ポンプ中に混入して腐食させ、装置寿命を短く
する。そこで、本発明に係るドライエッチング装置にお
いては、水流ポンプなどよりなる酸排気系を装置に隣接
して設け、ドライエッチング工程が終るとチャンバに水
蒸気を含む空気或いはN2ガスを供給すると共にコック
（Cock) 操作により酸排気系に切り換えてクリーニング
処理を行なうものである。
酸が真空ポンプ中に混入して腐食させ、装置寿命を短く
する。そこで、本発明に係るドライエッチング装置にお
いては、水流ポンプなどよりなる酸排気系を装置に隣接
して設け、ドライエッチング工程が終るとチャンバに水
蒸気を含む空気或いはN2ガスを供給すると共にコック
（Cock) 操作により酸排気系に切り換えてクリーニング
処理を行なうものである。
【００２１】図２は従来のドライエッチング装置の給排
気構成を示す断面図であり、装置はプロセスガス導入ラ
イン１とパージガス導入ライン２よりなる給気系と真空
排気ライン３とを備えて構成されていた。
気構成を示す断面図であり、装置はプロセスガス導入ラ
イン１とパージガス導入ライン２よりなる給気系と真空
排気ライン３とを備えて構成されていた。
【００２２】そして、プロセスガス導入ライン１よりチ
ャンバ４にハロゲン系のガス５を供給し、図示を省略し
た排気系を用い、真空排気ライン３より排気し、装置外
の末端に設けてある有害ガス除外処理設備において活性
炭やフイルタなどにより有害ガスを除去していた。
ャンバ４にハロゲン系のガス５を供給し、図示を省略し
た排気系を用い、真空排気ライン３より排気し、装置外
の末端に設けてある有害ガス除外処理設備において活性
炭やフイルタなどにより有害ガスを除去していた。
【００２３】一方、図１は本発明を適用したドライエッ
チング装置の給排気構成を示すもので、ガス除外処理設
備７をもつ真空排気ライン８を新たに設け、ドライエッ
チング処理が終って後、真空ライン３に設けてあるコッ
ク９を真空排気ライン８のコック10に切り換えて排気を
行なうと共に、パージガス導入ライン２より水蒸気含有
ガス11を供給するものである。
チング装置の給排気構成を示すもので、ガス除外処理設
備７をもつ真空排気ライン８を新たに設け、ドライエッ
チング処理が終って後、真空ライン３に設けてあるコッ
ク９を真空排気ライン８のコック10に切り換えて排気を
行なうと共に、パージガス導入ライン２より水蒸気含有
ガス11を供給するものである。
【００２４】このような方法をとることにより、チャン
バ４に残留しているハロゲン系のガス４のパージを完全
に行なうことができる。
バ４に残留しているハロゲン系のガス４のパージを完全
に行なうことができる。
【００２５】
実施例１：ドライエッチング装置としてＲＩＥ装置を使
用し、Siウエハ上に膜形成してあるポリSi層を選択エッ
チングした。
用し、Siウエハ上に膜形成してあるポリSi層を選択エッ
チングした。
【００２６】処理方法として、ハロゲン系のガスとして
臭化水素(HBr) を100 cc／分の流量でプロセスガス導入
ライン１より供給しながら真空排気ライン３より排気
し、チャンバ４の真空度を50mm torr に保持した状態
で、ウエハと電極間に500 Ｗの高周波電力（13.56 ＭH
z)を印加してドライエッチングを行なった。
臭化水素(HBr) を100 cc／分の流量でプロセスガス導入
ライン１より供給しながら真空排気ライン３より排気
し、チャンバ４の真空度を50mm torr に保持した状態
で、ウエハと電極間に500 Ｗの高周波電力（13.56 ＭH
z)を印加してドライエッチングを行なった。
【００２７】なお、Siウエハはロードロック機構をとる
真空予備室より順次供給されて処理されるが、一枚のド
ライエッチング時間は45秒であり、20時間に亙って連続
してドライエッチングを行なった。
真空予備室より順次供給されて処理されるが、一枚のド
ライエッチング時間は45秒であり、20時間に亙って連続
してドライエッチングを行なった。
【００２８】処理終了後、プロセスガス導入ラインのコ
ックを閉めて、HBr の供給を止めると共にパージガス導
入ライン２のコックを開け、バブラーを通して水蒸気で
飽和した空気を200cc／分の流量で供給し、チャンバ４
内の真空度を約500 torr程度に保ちながらガス検知器(H
Brの０〜10ppm 測定用) を用いて残留ガス濃度を測定し
た。
ックを閉めて、HBr の供給を止めると共にパージガス導
入ライン２のコックを開け、バブラーを通して水蒸気で
飽和した空気を200cc／分の流量で供給し、チャンバ４
内の真空度を約500 torr程度に保ちながらガス検知器(H
Brの０〜10ppm 測定用) を用いて残留ガス濃度を測定し
た。
【００２９】その結果、30分経過の状態で検知器は０pp
m を示し、勿論臭気も無かった。 実施例２：ドライエッチング装置としてＲＩＥ装置を使
用し、Siウエハ上に膜形成してあるタングステン・シリ
サイド（Ｗ・Si)層を選択エッチングした。
m を示し、勿論臭気も無かった。 実施例２：ドライエッチング装置としてＲＩＥ装置を使
用し、Siウエハ上に膜形成してあるタングステン・シリ
サイド（Ｗ・Si)層を選択エッチングした。
【００３０】処理方法として、ハロゲン系のガスとして
塩素ガス(CL2) を100 cc／分, 酸素（O2) を10cc／分の
混合ガスをプロセスガス導入ライン１より供給しながら
真空排気ライン３より排気し、チャンバ４の真空度を50
mm torr に保持した状態でウエハと電極間に500 Ｗの高
周波電力を印加してドライエッチングを行なった。
塩素ガス(CL2) を100 cc／分, 酸素（O2) を10cc／分の
混合ガスをプロセスガス導入ライン１より供給しながら
真空排気ライン３より排気し、チャンバ４の真空度を50
mm torr に保持した状態でウエハと電極間に500 Ｗの高
周波電力を印加してドライエッチングを行なった。
【００３１】なお、Siウエハはロードロック機構をとる
真空予備室より順次供給されて処理されるが、一枚のド
ライエッチング時間は30秒であり、20時間に亙って連続
してドライエッチングを行なった。
真空予備室より順次供給されて処理されるが、一枚のド
ライエッチング時間は30秒であり、20時間に亙って連続
してドライエッチングを行なった。
【００３２】処理終了後、プロセスガス導入ラインのコ
ックを閉めて、混合ガスの供給を止めると共にパージガ
ス導入ライン２のコックを開け、バブラーを通して水蒸
気で飽和した空気を200cc／分の流量で供給し、チャン
バ４内の真空度を約500 torr程度に保ちながらガス検知
器を用いて残留ガス濃度を測定した。
ックを閉めて、混合ガスの供給を止めると共にパージガ
ス導入ライン２のコックを開け、バブラーを通して水蒸
気で飽和した空気を200cc／分の流量で供給し、チャン
バ４内の真空度を約500 torr程度に保ちながらガス検知
器を用いて残留ガス濃度を測定した。
【００３３】その結果、30分経過の状態で検知器は０pp
m を示し、勿論臭気も無かった。
m を示し、勿論臭気も無かった。
【００３４】
【発明の効果】本発明の実施によりチャンバ内に残留す
るハロゲンガスを簡単に除去することができ、作業性が
向上すると共に、作業者に対する健康保持の点でも寄与
するところが大きい。
るハロゲンガスを簡単に除去することができ、作業性が
向上すると共に、作業者に対する健康保持の点でも寄与
するところが大きい。
【図１】本発明に係るドライエッチング装置の給排気構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】従来のドライエッチング装置の給排気構成を示
す断面図である。
す断面図である。
１ プロセスガス導入ライン ２ パージガス導入ライン ３，８ 真空排気ライン ４ チャンバ ５ ハロゲン系のガス ７ ガス除外処理設備 11 水蒸気含有ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/302
Claims (1)
- 【請求項１】基板に所定のプロセス処理を行うチャンバ
と、塩化物系または臭化物系のプロセスガスを該チャン
バへ供給するプロセスガス導入ラインと、該チャンバの
真空排気を行う第一の真空排気ラインと、該チャンバ内
で発生し、該プロセス処理で生じた残留ガスの排気を行
う第二の真空排気ラインと、該第二の真空排気ラインに
設けられた有害ガス除外処理設備とを有するドライエッ
チング装置の清浄化方法において、水蒸気含有ガスを含
むパージガスの流量を一定に保ちながら該チャンバへ供
給する工程と、該チャンバ内で発生し、該プロセス処理
で生じた残留ガスを該第二の真空排気ラインに設けられ
た該有害ガス除外処理設備を通じて該チャンバ内の真空
度を一定に保ちながら真空排気を行う工程とを有するこ
とを特徴とするドライエッチング装置の清浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05401692A JP3208820B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | ドライエッチング装置の清浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05401692A JP3208820B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | ドライエッチング装置の清浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259133A JPH05259133A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3208820B2 true JP3208820B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=12958792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05401692A Expired - Lifetime JP3208820B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | ドライエッチング装置の清浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208820B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7207340B2 (en) | 2000-12-08 | 2007-04-24 | Tokyo Electric Limited | Method and system for removal of gas and plasma processing apparatus |
| JP2003077839A (ja) | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Toshiba Corp | 半導体製造装置のパージ方法及び半導体装置の製造方法 |
| BRPI0518980A2 (pt) * | 2004-12-15 | 2008-12-16 | Sintokogio Ltd | sistema e mÉtodo de tratamento de gÁs de escapamento |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP05401692A patent/JP3208820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05259133A (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
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