JP3468412B2 - クリーニングガス - Google Patents
クリーニングガスInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ法、スパッ
タリング法、ゾルゲル法、蒸着法等を用いて薄膜、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
ニングガスに関する。
タリング法、ゾルゲル法、蒸着法等を用いて薄膜、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
ニングガスに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体工業を中心とした薄膜デバイス製造プロセス、光デバ
イス製造プロセスおよび超硬材料製造プロセスなどで
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、ウイスカなどが製造
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、ウイスカなど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。
体工業を中心とした薄膜デバイス製造プロセス、光デバ
イス製造プロセスおよび超硬材料製造プロセスなどで
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、ウイスカなどが製造
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、ウイスカなど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。
【０００３】このような不要な堆積物を除去するクリー
ニングガスに求められる性能としては、クリーニング
対象物に対する反応速度が高いこと、クリーニング排
ガスの除害処理が比較的容易であること、大気中で比
較的不安定であり、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、Ｃ4Ｆ8、ＮＦ3、Ｃ
ｌＦ3 等のクリーニングガスが使用されているが、これ
らのガスには以下のような問題がある。
ニングガスに求められる性能としては、クリーニング
対象物に対する反応速度が高いこと、クリーニング排
ガスの除害処理が比較的容易であること、大気中で比
較的不安定であり、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、Ｃ4Ｆ8、ＮＦ3、Ｃ
ｌＦ3 等のクリーニングガスが使用されているが、これ
らのガスには以下のような問題がある。
【０００４】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。
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。
【０００５】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。また、除害処理のために高温
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。
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。また、除害処理のために高温
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。
【０００６】Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4、Ｃ4Ｆ8：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。非常に安定な
化合物でありクリーニング後の排ガスの処理が困難であ
り、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。また、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を及ぼす。
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。非常に安定な
化合物でありクリーニング後の排ガスの処理が困難であ
り、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。また、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を及ぼす。
【０００７】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、上
記の問題点に鑑み鋭意検討の結果、ＣＶＤ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、ウイスカなど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
のクリーニングガスを見いだし、本発明に至ったもので
ある。
記の問題点に鑑み鋭意検討の結果、ＣＶＤ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、ウイスカなど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
のクリーニングガスを見いだし、本発明に至ったもので
ある。
【０００８】すなわち、本発明は、装置内に堆積した、
あるいはシリコンウエハ上や硝子基板上に堆積した不要
な堆積物と反応させて除去し、装置外に排出するための
ガスであって、ＳＦ5ＯＦを１００％または希釈ガスで
１ｖｏｌ％以上に希釈したガスからなることを特徴とす
るクリーニングガスであり、また、少なくとも酸素また
は酸素含有化合物ガスを含有し、その酸素または酸素含
有化合物ガスをＳＦ5ＯＦガスとの合計容量の０．４〜
９０ｖｏｌ％の割合で含有することを特徴とするクリー
ニングガスを提供するものである。
あるいはシリコンウエハ上や硝子基板上に堆積した不要
な堆積物と反応させて除去し、装置外に排出するための
ガスであって、ＳＦ5ＯＦを１００％または希釈ガスで
１ｖｏｌ％以上に希釈したガスからなることを特徴とす
るクリーニングガスであり、また、少なくとも酸素また
は酸素含有化合物ガスを含有し、その酸素または酸素含
有化合物ガスをＳＦ5ＯＦガスとの合計容量の０．４〜
９０ｖｏｌ％の割合で含有することを特徴とするクリー
ニングガスを提供するものである。
【０００９】本発明で使用されるＳＦ5ＯＦ（例えば、
ＳＯＦ2、Ｆ2、ＣｓＦの反応により製造される）は、Ｃ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ4Ｆ8、ＮＦ3等よりも解離しやすく、Ｃ
ｌＦ 3よりも反応性が低いという特徴を有する。このた
め、Ｆ2やＣｌＦ3程ではないがフッ素化力を有しプラズ
マレスでもクリーニングを行うことができ、ＣＦ4など
の既存のプラズマクリーニングガスでは不可能であった
プラズマ領域外に堆積した汚染物質もガス化除去でき
る。さらにＣｌＦ3と比較すると腐食性は著しく小さい
ため、通常使用されている装置材料の損傷も軽減され
る。また、装置外に排出されるクリーニングガスは、水
やアルカリ水溶液で容易に分解でき、アルカリスクラバ
ー等で除害が可能であるためそのまま環境中に放出され
ることはなく地球環境に悪影響を及ぼすこともない。す
なわち、本発明によると従来のクリーニングガスが抱え
ていた問題点を一掃することができるものである。さら
に、酸素含有化合物ガスと混合しても、発生するものは
地球温暖化に寄与しないＳＯｘであり、プラズマ励起あ
るいは熱励起させてクリーニングしてもＳＦ6の発生も
起こらないため地球温暖化に影響を及ぼさないといった
利点がある。
ＳＯＦ2、Ｆ2、ＣｓＦの反応により製造される）は、Ｃ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ4Ｆ8、ＮＦ3等よりも解離しやすく、Ｃ
ｌＦ 3よりも反応性が低いという特徴を有する。このた
め、Ｆ2やＣｌＦ3程ではないがフッ素化力を有しプラズ
マレスでもクリーニングを行うことができ、ＣＦ4など
の既存のプラズマクリーニングガスでは不可能であった
プラズマ領域外に堆積した汚染物質もガス化除去でき
る。さらにＣｌＦ3と比較すると腐食性は著しく小さい
ため、通常使用されている装置材料の損傷も軽減され
る。また、装置外に排出されるクリーニングガスは、水
やアルカリ水溶液で容易に分解でき、アルカリスクラバ
ー等で除害が可能であるためそのまま環境中に放出され
ることはなく地球環境に悪影響を及ぼすこともない。す
なわち、本発明によると従来のクリーニングガスが抱え
ていた問題点を一掃することができるものである。さら
に、酸素含有化合物ガスと混合しても、発生するものは
地球温暖化に寄与しないＳＯｘであり、プラズマ励起あ
るいは熱励起させてクリーニングしてもＳＦ6の発生も
起こらないため地球温暖化に影響を及ぼさないといった
利点がある。
【００１０】本発明において、クリーニングが可能な物
質は、Ｂ、Ｐ、Ｗ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓ
ｅ、Ｔｅ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｓｂ、Ｇ
ｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ及びその化合物、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。
質は、Ｂ、Ｐ、Ｗ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓ
ｅ、Ｔｅ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｓｂ、Ｇ
ｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ及びその化合物、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。
【００１１】本発明においては、ＳＦ5ＯＦのみを用い
ることによりチャンバ内部と排気系配管に堆積したＣＶ
Ｄ反応時の副生成物とシリコンウエハや硝子基板に堆積
するのと同じ膜種の不要な堆積物は完全にクリーニング
できるが、本発明のガスは、マルチチャンバ型ＣＶＤ装
置や各種バッチ型ＣＶＤ装置、エピタキシャル成長用Ｃ
ＶＤ装置などのクリーニングガスとして適応可能であ
る。ガスの励起方式は特に限定されず、例えば、高周
波、マイクロ波などを装置形態に合わせて使用すればよ
い。また、ガスを反応器内部で励起させても良いし、反
応器の外部で励起させ、ラジカルあるいはイオンを反応
器に導入するリーモートプラズマ方式でも実施可能であ
る。また、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒなどの不活性ガスあるいは
Ｏ2やＣＯ2、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏなどの酸素含有
化合物ガスと適切な割合で混合して使用しても良い。し
かし、酸素を含有しない堆積物を繰り返しクリーニング
すると排気系配管の低温部に極微量ではあるが白色（あ
るいは若干黄色みを帯びた）イオウ含有化合物が堆積す
る。この現象は、ＳＦ5ＯＦから生成するＳＦ5Ｏ+、Ｓ
Ｆ5 +、ＳＦ4 +などのイオンやラジカルによる重合物と考
えられる。そこで、鋭意検討の結果、酸素または酸素含
有化合物、例えばＣＯ2、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ 2Ｏな
どをＳＦ5ＯＦと混合することにより防止できることも
見出した。特にＳＦ 5ＯＦに混合する酸素または酸素含
有化合物ガスの割合は、０．４〜９０ｖｏｌ％が好まし
い。酸素濃度が０．４ｖｏｌ％以下であるとイオウが反
応器壁や配管中に残留し、９０ｖｏｌ％以上になると堆
積物表面の酸化が優先的に起こるためクリーニング速度
が低下するため好ましくない。
ることによりチャンバ内部と排気系配管に堆積したＣＶ
Ｄ反応時の副生成物とシリコンウエハや硝子基板に堆積
するのと同じ膜種の不要な堆積物は完全にクリーニング
できるが、本発明のガスは、マルチチャンバ型ＣＶＤ装
置や各種バッチ型ＣＶＤ装置、エピタキシャル成長用Ｃ
ＶＤ装置などのクリーニングガスとして適応可能であ
る。ガスの励起方式は特に限定されず、例えば、高周
波、マイクロ波などを装置形態に合わせて使用すればよ
い。また、ガスを反応器内部で励起させても良いし、反
応器の外部で励起させ、ラジカルあるいはイオンを反応
器に導入するリーモートプラズマ方式でも実施可能であ
る。また、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒなどの不活性ガスあるいは
Ｏ2やＣＯ2、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏなどの酸素含有
化合物ガスと適切な割合で混合して使用しても良い。し
かし、酸素を含有しない堆積物を繰り返しクリーニング
すると排気系配管の低温部に極微量ではあるが白色（あ
るいは若干黄色みを帯びた）イオウ含有化合物が堆積す
る。この現象は、ＳＦ5ＯＦから生成するＳＦ5Ｏ+、Ｓ
Ｆ5 +、ＳＦ4 +などのイオンやラジカルによる重合物と考
えられる。そこで、鋭意検討の結果、酸素または酸素含
有化合物、例えばＣＯ2、ＣＯ、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ 2Ｏな
どをＳＦ5ＯＦと混合することにより防止できることも
見出した。特にＳＦ 5ＯＦに混合する酸素または酸素含
有化合物ガスの割合は、０．４〜９０ｖｏｌ％が好まし
い。酸素濃度が０．４ｖｏｌ％以下であるとイオウが反
応器壁や配管中に残留し、９０ｖｏｌ％以上になると堆
積物表面の酸化が優先的に起こるためクリーニング速度
が低下するため好ましくない。
【００１２】本発明におけるクリーニングガスは、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、ＳＦ5ＯＦある
いはＳＦ5ＯＦと酸素及び酸素含有化合物ガスとの混合
ガス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、適宜選択す
ればよい。希釈して用いる場合には、ＳＦ5ＯＦの濃度
は１ｖｏｌ％以上、好ましくは５ｖｏｌ％以上、更に好
ましくは１０ｖｏｌ％以上がよい。１ｖｏｌ％以下に希
釈すると反応速度が低下するため好ましくない。
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、ＳＦ5ＯＦある
いはＳＦ5ＯＦと酸素及び酸素含有化合物ガスとの混合
ガス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、適宜選択す
ればよい。希釈して用いる場合には、ＳＦ5ＯＦの濃度
は１ｖｏｌ％以上、好ましくは５ｖｏｌ％以上、更に好
ましくは１０ｖｏｌ％以上がよい。１ｖｏｌ％以下に希
釈すると反応速度が低下するため好ましくない。
【００１３】また、反応条件に関しても特に制限される
ことはなく、前述のとおり対象材料を考慮して適時選択
される。通常、クリーニングを行う温度は、１０℃以上
７００℃以下、好ましくは２０℃（室温）以上６００℃
以下がよい。温度が７００℃を越えると反応器材料への
腐蝕が激しくなり好ましくなく、１０℃以下になると反
応速度が遅くなり好ましくない。圧力は、特に制限され
ることはないが、通常プラズマレスクリーニングでは、
０．１Ｔｏｒｒ以上７６０Ｔｏｒｒ以下で、プラズマク
リーニングでは、１ｍＴｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下が
好ましい。
ことはなく、前述のとおり対象材料を考慮して適時選択
される。通常、クリーニングを行う温度は、１０℃以上
７００℃以下、好ましくは２０℃（室温）以上６００℃
以下がよい。温度が７００℃を越えると反応器材料への
腐蝕が激しくなり好ましくなく、１０℃以下になると反
応速度が遅くなり好ましくない。圧力は、特に制限され
ることはないが、通常プラズマレスクリーニングでは、
０．１Ｔｏｒｒ以上７６０Ｔｏｒｒ以下で、プラズマク
リーニングでは、１ｍＴｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下が
好ましい。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００１５】実施例１
表面を熱酸化させたシリコンウエハ上に、ＳｉＨ4の熱
分解により多結晶シリコンを２００μｍ成膜し、これら
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、ＳＦ5ＯＦを、ガス圧力：０．５Ｔｏｒｒ、ガス
流量：１００ＳＣＣＭ、２０℃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加して３０秒間
エッチングを行った（高周波電源周波数：１３．５６Ｍ
Ｈｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃｍ2 、電極間距離：１０
ｍｍ）。エッチング速度の測定結果、３０４５６Å／ｍ
ｉｎであった。
分解により多結晶シリコンを２００μｍ成膜し、これら
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、ＳＦ5ＯＦを、ガス圧力：０．５Ｔｏｒｒ、ガス
流量：１００ＳＣＣＭ、２０℃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加して３０秒間
エッチングを行った（高周波電源周波数：１３．５６Ｍ
Ｈｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃｍ2 、電極間距離：１０
ｍｍ）。エッチング速度の測定結果、３０４５６Å／ｍ
ｉｎであった。
【００１６】実施例２〜９、比較例１
表面を熱酸化させたシリコンウエハ上に、ＳｉＨ4の熱
分解により多結晶シリコンを２００μｍ成膜し、これら
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、ＳＦ5ＯＦをガス圧力：１０Ｔｏｒｒ、ガス流
量：１００ＳＣＣＭ、２０℃から７００℃の温度条件下
で、高周波電力を印加せずに３０秒間エッチングを行っ
た。エッチング速度の測定結果を表１に示した。
分解により多結晶シリコンを２００μｍ成膜し、これら
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、ＳＦ5ＯＦをガス圧力：１０Ｔｏｒｒ、ガス流
量：１００ＳＣＣＭ、２０℃から７００℃の温度条件下
で、高周波電力を印加せずに３０秒間エッチングを行っ
た。エッチング速度の測定結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】実施例１０
ＴＥＯＳ（テトラエチルシリケート）と酸素を原料とし
てプラズマＣＶＤを行った。装置器壁には、約０．０５
〜２０μｍの厚さのＳｉＯ2が堆積していた。この装置
内にＳＦ5ＯＦを、ガス圧力：１Ｔｏｒｒ、ガス流量：
１００ＳＣＣＭで流し、２０℃の条件下で、下部電極に
高周波電力を印加して２０分間クリーニングを行った
（高周波電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：
０．２Ｗ／ｃｍ2 、電極間距離：５０ｍｍ）。クリーニ
ング後、反応器内を観察したところＳｉＯ2は完全に除
去されていた。
てプラズマＣＶＤを行った。装置器壁には、約０．０５
〜２０μｍの厚さのＳｉＯ2が堆積していた。この装置
内にＳＦ5ＯＦを、ガス圧力：１Ｔｏｒｒ、ガス流量：
１００ＳＣＣＭで流し、２０℃の条件下で、下部電極に
高周波電力を印加して２０分間クリーニングを行った
（高周波電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：
０．２Ｗ／ｃｍ2 、電極間距離：５０ｍｍ）。クリーニ
ング後、反応器内を観察したところＳｉＯ2は完全に除
去されていた。
【００１９】実施例１１
Ｗを熱ＣＶＤで成膜するコールドウオール式装置におい
て、Ｗ膜を成膜した。反応器内部に設置されたヒータ付
近は、５００℃、ガス拡散板は、４０℃、反応器壁は、
２０〜３００℃にそれぞれなっており、不要なＷ膜が装
置内の各所に堆積していた。Ｗ膜は、最も厚く堆積して
いたところで約１２０μｍ堆積していた。また、配管中
には、Ｗの酸化物粉体も堆積していた。この装置中にＳ
Ｆ5ＯＦを１ＳＬＭ、３０分間流通させた。その後、内
部を観察したところ反応器の内部および配管中のＷ膜及
び酸化タングステン粉体は、完全に除去できていた。
て、Ｗ膜を成膜した。反応器内部に設置されたヒータ付
近は、５００℃、ガス拡散板は、４０℃、反応器壁は、
２０〜３００℃にそれぞれなっており、不要なＷ膜が装
置内の各所に堆積していた。Ｗ膜は、最も厚く堆積して
いたところで約１２０μｍ堆積していた。また、配管中
には、Ｗの酸化物粉体も堆積していた。この装置中にＳ
Ｆ5ＯＦを１ＳＬＭ、３０分間流通させた。その後、内
部を観察したところ反応器の内部および配管中のＷ膜及
び酸化タングステン粉体は、完全に除去できていた。
【００２０】実施例１２
熱ＣＶＤで、Ｗ膜、ＷＳｉ膜、ＴｉＣ膜、Ｔａ2Ｏ5膜を
ニッケル基板上（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、ＳＦ5ＯＦをガ
ス圧力：０．５Ｔｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで
流し、２０℃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加して１０分間エッチングを行っ
た（高周波電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：
０．２Ｗ／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、Ｔａの
ピークは認められなかった。
ニッケル基板上（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、ＳＦ5ＯＦをガ
ス圧力：０．５Ｔｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで
流し、２０℃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加して１０分間エッチングを行っ
た（高周波電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：
０．２Ｗ／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、Ｔａの
ピークは認められなかった。
【００２１】実施例１３
熱ＣＶＤで、Ｍｏ膜、Ｒｅ膜、Ｎｂ膜をニッケル基板上
（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、ＳＦ5ＯＦをガス圧力：０．５
Ｔｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで流し、２０℃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
力を印加して３分間エッチングを行った（高周波電源周
波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃ
ｍ2 、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、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｎｂ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、ＳＦ5ＯＦをガス圧力：０．５
Ｔｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで流し、２０℃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
力を印加して３分間エッチングを行った（高周波電源周
波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃ
ｍ2 、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、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｎｂのピークは認められ
なかった。
【００２２】実施例１４
スパッタリングで、ＴｉＮ膜、Ｔｉ膜をニッケル基板上
（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、ＳＦ5ＯＦガスを圧力：０．５Ｔ
ｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで流し、２０℃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
を印加して１０分間エッチングを行った（高周波電源周
波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃ
ｍ2 、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、Ｔｉ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、ＳＦ5ＯＦガスを圧力：０．５Ｔ
ｏｒｒ、ガス流量：１００ＳＣＣＭで流し、２０℃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
を印加して１０分間エッチングを行った（高周波電源周
波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．２Ｗ／ｃ
ｍ2 、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、Ｔｉのピークは認められなかった。
【００２３】実施例１５
真空蒸着で、Ａｕ膜、Ａｇ膜、Ｃｒ膜をニッケル基板上
（Ｌ１０ｍｍ×Ｄ２０ｍｍ×ｔ２ｍｍ）に２μｍ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、ＳＦ5ＯＦガスを圧力：０．５Ｔ
ｏｒｒ、ガス流量：１０ＳＣＣＭで流し、２０℃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
印加して１０分間エッチングを行った（高周波電源周波
数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．３１５Ｗ／ｃｍ
2 、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、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ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、ＳＦ5ＯＦガスを圧力：０．５Ｔ
ｏｒｒ、ガス流量：１０ＳＣＣＭで流し、２０℃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
印加して１０分間エッチングを行った（高周波電源周波
数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．３１５Ｗ／ｃｍ
2 、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、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒのピークは認められな
かった。
【００２４】実施例１６
市販のＰ（黄リン）、Ｔａ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｂの粉
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、ＳＦ5ＯＦ
をガス圧力：１Ｔｏｒｒ、ガス流量：１０ＳＣＣＭで流
し、２０℃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加して１０分間エッチング（高周波
電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．３１５
Ｗ／ｃｍ 2 、電極間距離：５０ｍｍ）した。その後、ポ
ート内及び装置内を観察したが粉体は、完全に除去でき
ていた。
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、ＳＦ5ＯＦ
をガス圧力：１Ｔｏｒｒ、ガス流量：１０ＳＣＣＭで流
し、２０℃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加して１０分間エッチング（高周波
電源周波数：１３．５６ＭＨｚ、印加電力：０．３１５
Ｗ／ｃｍ 2 、電極間距離：５０ｍｍ）した。その後、ポ
ート内及び装置内を観察したが粉体は、完全に除去でき
ていた。
【００２５】実施例１７〜２９
ＳｉＨ4を原料としてシリコンを成膜する装置にＳＦ5Ｏ
Ｆガスを導入し、反応器中に堆積したシリコン、ポリシ
ラン粉及びプラズマ領域外である配管中のポリシラン粉
のプラズマクリーニングを繰り返し試みた。反応条件
は、ＳＦ5ＯＦのガス流量：１ＳＬＭ、圧力：１Ｔｏｒ
ｒ、３０分、温度は装置内に分布があるが配管内は２０
℃、反応器中は４０〜４００℃である。酸素,窒素流量
と反応器内部の観察結果を表２に記す。表２中の○は、
反応器内、配管内が完全にクリーニングでき、かつ有機
フッ化物の堆積が起こっていなかった場合、△は、反応
器内、配管内は完全にクリーニングできているが配管部
（特に低温部）に皮膜状あるいは紛状の有機フッ化物の
堆積が認められた場合、×は、成膜反応によりポリシラ
ン粉が酸化されシリコン酸化物となり堆積していた場
合、をそれぞれ示す。なお、何れの条件においても反応
器内はクリーニングできていた。
Ｆガスを導入し、反応器中に堆積したシリコン、ポリシ
ラン粉及びプラズマ領域外である配管中のポリシラン粉
のプラズマクリーニングを繰り返し試みた。反応条件
は、ＳＦ5ＯＦのガス流量：１ＳＬＭ、圧力：１Ｔｏｒ
ｒ、３０分、温度は装置内に分布があるが配管内は２０
℃、反応器中は４０〜４００℃である。酸素,窒素流量
と反応器内部の観察結果を表２に記す。表２中の○は、
反応器内、配管内が完全にクリーニングでき、かつ有機
フッ化物の堆積が起こっていなかった場合、△は、反応
器内、配管内は完全にクリーニングできているが配管部
（特に低温部）に皮膜状あるいは紛状の有機フッ化物の
堆積が認められた場合、×は、成膜反応によりポリシラ
ン粉が酸化されシリコン酸化物となり堆積していた場
合、をそれぞれ示す。なお、何れの条件においても反応
器内はクリーニングできていた。
【００２６】
【表２】
【００２７】実施例３０〜３５
ＳｉＨ4を原料としてシリコンを成膜する装置にＳＦ5Ｏ
Ｆガスと酸素含有化合物ガスを導入し、反応器中に堆積
したシリコン、ポリシラン粉及びプラズマ領域外である
配管中のポリシラン粉のプラズマクリーニングを繰り返
し試みた。反応条件は、ＳＦ5ＯＦのガス流量：１ＳＬ
Ｍ、圧力：１Ｔｏｒｒ、３０分、温度は装置内に分布が
あるが配管内は２０℃、反応器中は４０〜４００℃であ
る。酸素含有化合物ガスの種類と流量及び反応器内部の
観察結果を表５に記す。表３中の○は、反応器内、配管
内が完全にクリーニングでき、かつ有機フッ化物の堆積
が起こっていなかった場合を表す。
Ｆガスと酸素含有化合物ガスを導入し、反応器中に堆積
したシリコン、ポリシラン粉及びプラズマ領域外である
配管中のポリシラン粉のプラズマクリーニングを繰り返
し試みた。反応条件は、ＳＦ5ＯＦのガス流量：１ＳＬ
Ｍ、圧力：１Ｔｏｒｒ、３０分、温度は装置内に分布が
あるが配管内は２０℃、反応器中は４０〜４００℃であ
る。酸素含有化合物ガスの種類と流量及び反応器内部の
観察結果を表５に記す。表３中の○は、反応器内、配管
内が完全にクリーニングでき、かつ有機フッ化物の堆積
が起こっていなかった場合を表す。
【００２８】
【表３】
【００２９】実施例３６
反応器壁に熱ＣＶＤによってＷ膜が１０〜２０μｍ堆積
した装置にマイクロ波によりガスを励起させることが可
能な機構を配管を介して反応器に取り付け、マイクロ波
プラズマによるリモートプラズマクリーニングを行っ
た。ガスとしてＳＦ5ＯＦを使用した結果、反応器内部
は完全にクリーニングされており、配管内に堆積してい
た粉体（Ｗとその酸化物との混合物）も完全にクリーニ
ングできていた。 （条件） マイクロ波出力：５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ガス圧力 ：０．１Ｔｏｒｒ ＳＦ5ＯＦ流量：１０００ＳＣＣＭ 基板温度 ：１８℃ 時間 ：１０分
した装置にマイクロ波によりガスを励起させることが可
能な機構を配管を介して反応器に取り付け、マイクロ波
プラズマによるリモートプラズマクリーニングを行っ
た。ガスとしてＳＦ5ＯＦを使用した結果、反応器内部
は完全にクリーニングされており、配管内に堆積してい
た粉体（Ｗとその酸化物との混合物）も完全にクリーニ
ングできていた。 （条件） マイクロ波出力：５０Ｗ（１３．５６ＭＨｚ） ガス圧力 ：０．１Ｔｏｒｒ ＳＦ5ＯＦ流量：１０００ＳＣＣＭ 基板温度 ：１８℃ 時間 ：１０分
【００３０】
【発明の効果】本発明のガスは、半導体工業におけるデ
バイス製造装置等において、装置内壁、治具、配管等に
堆積した不要な堆積物を除去するクリーニングガスであ
り、プラズマクリーニング、プラズマレスクリーニング
の双方が可能であり、また、該装置外に排出したクリー
ニングガスの除害が容易であるため地球温暖化やオゾン
破壊の心配がないクリーニングガスである。
バイス製造装置等において、装置内壁、治具、配管等に
堆積した不要な堆積物を除去するクリーニングガスであ
り、プラズマクリーニング、プラズマレスクリーニング
の双方が可能であり、また、該装置外に排出したクリー
ニングガスの除害が容易であるため地球温暖化やオゾン
破壊の心配がないクリーニングガスである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ａ
Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｃ
21/3065 21/302 １０１Ｈ
(72)発明者 川島 忠幸
埼玉県川越市今福中台2805番地 セント
ラル硝子株式会社化学研究所内
(56)参考文献 特開 平11−236561（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−136970（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−77149（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−317146（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C09K 13/08
C11D 7/02
C23C 14/00
C23C 16/44
C23F 4/00
H01L 21/285
H01L 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 薄膜形成装置内に生成した不要な堆積物
と反応させて除去し、装置外に排出するためのガスであ
って、ＳＦ5ＯＦを１００％または希釈ガスで１ｖｏｌ
％以上に希釈したガスからなることを特徴とするクリー
ニングガス。 - 【請求項２】 少なくとも酸素または酸素含有化合物ガ
スを含有することを特徴とする請求項１記載のクリーニ
ングガス。 - 【請求項３】 酸素または酸素含有化合物ガスをＳＦ5
ＯＦガスとの合計容量の０．４〜９０ｖｏｌ％の割合で
含有することを特徴とする請求項２記載のクリーニング
ガス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099998A JP3468412B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | クリーニングガス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099998A JP3468412B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | クリーニングガス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173937A JP2000173937A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3468412B2 true JP3468412B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=18414355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35099998A Expired - Fee Related JP3468412B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | クリーニングガス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468412B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP35099998A patent/JP3468412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000173937A (ja) | 2000-06-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |