JPH02304923A - Dry cleaning method - Google Patents

Dry cleaning method

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JPH02304923A
JPH02304923A JP12444389A JP12444389A JPH02304923A JP H02304923 A JPH02304923 A JP H02304923A JP 12444389 A JP12444389 A JP 12444389A JP 12444389 A JP12444389 A JP 12444389A JP H02304923 A JPH02304923 A JP H02304923A
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JP
Japan
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gas
etching
cleaning
reaction chamber
bromine
Prior art date
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Pending
Application number
JP12444389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Iizuka
飯塚 勝彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To remove a bromine constituent remaining in a reaction chamber in a short time by introducing a gas for cleaning into the reaction chamber after dry etching is conducted, forming plasma and dissociating or etching- removing the residual bromine constituent adhering and depositing in the reaction chamber. CONSTITUTION:A gas for cleaning is introduced from a gas supply port 22, the inside of a reaction chamber 11 is decompressed, a high-frequency power supply 14 is connected to one of a pair of counter electrodes 17, 24 mounted into the reaction chamber 11, the other is connected to a ground 23, and glow discharge is generated between these electrodes 17, 24. The gas introduced into the reaction chamber 11 is changed into plasma, and a bromine constituent remaining in the reaction chamber 11 is removed by the plasma. Accordingly, the bromine constituent remaining in the etching reaction chamber 11 can be taken off safely in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ドライクリーニング方法、特に臭素系のガスを用いるド
ライエツチングを実施したエンチング反応室内のドライ
クリーニング方法に関し、エツチング反応室内に残留す
る臭素分を短時間で取り除くことができるドライエツン
グ方法を提供することを目的とし、 臭素(Brz)または臭化水素(HBr)などの臭素系
ガスを用いたドライエツチングを行った後の反応室内に
クリーニング用ガスを導入してプラズマを生成し、該反
応室内に付着、堆積した残留臭素分を解離、またはエツ
チング除去することを特徴とするドライクリーニング方
法を含み構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a dry cleaning method, particularly a dry cleaning method for an etching reaction chamber in which dry etching using a bromine gas is carried out, it is possible to remove bromine components remaining in the etching reaction chamber in a short time. The purpose of this method is to provide a dry etching method that can generate plasma by introducing a cleaning gas into the reaction chamber after performing dry etching using a bromine-based gas such as bromine (Brz) or hydrogen bromide (HBr). The present invention also includes a dry cleaning method characterized by dissociating or etching away residual bromine components attached or deposited in the reaction chamber.

(産業上の利用分野) 本発明はドライクリーニング方法、特に臭素系のガスを
用いるドライエツチングを実施したエツチング反応室内
から臭素系ガスを除去するためのドライクリーニング方
法に関する。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a dry cleaning method, and particularly to a dry cleaning method for removing bromine gas from an etching reaction chamber in which dry etching using bromine gas is performed.

〔従来の技術] 近年、半導体デバイスの微細化に伴い、絶縁酸化膜(S
in、膜)が薄膜化され、この5iOz股上に堆積した
多結晶シリコンをエツチングするに際し、5i02に対
し高い選択比を得るエツチング技術が必要とされている
。このため、臭素(Brz)や臭化水1(HBr)など
の臭素系ガスをエツチングガスに用いたドライエツチン
グ方法が有効であるが、エツチング処理後にエツチング
反応室内に臭素が残留し、エツチング装置が腐食してし
まうため、この残留臭素を取り除く必要がある。
[Prior art] In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, insulating oxide films (S
In etching the polycrystalline silicon deposited on this 5iOz film, an etching technique that can obtain a high selectivity to 5i02 is required. For this reason, a dry etching method using a bromine-based gas such as bromine (Brz) or water bromide (HBr) as an etching gas is effective, but bromine remains in the etching reaction chamber after the etching process, and the etching equipment becomes unstable. This residual bromine must be removed because it will corrode.

(発明が解決しようとする課題) 従来の残留臭素の除去については、エツチング装置を真
空から大気に解放して反応室を取り外し、フッ酸()I
F)などを用いた薬品洗浄を定期的に行っていた。
(Problem to be Solved by the Invention) Regarding the conventional removal of residual bromine, the etching apparatus is opened from vacuum to the atmosphere, the reaction chamber is removed, and hydrofluoric acid ()I is removed.
Chemical cleaning using chemicals such as F) was carried out regularly.

ところが、残留臭素の除去の間は、反応室を取り除くた
めにエツチング装置を停止させなけらばならない。すな
わち、クリーニングを行うためには、真空から大気への
解放、薬品洗浄、乾燥、反応室の組み付け、再真空引き
などの作業に時間がかかり、エツチング装置を長く停止
させるごとになる。この時間は装置の定期的なりリーニ
ングの頻度にも左右されるが、装置の取外しに数分、薬
品洗浄に30〜60分、乾燥に10〜30分、真空引き
に2〜3時間を要する。
However, during the removal of residual bromine, the etching equipment must be shut down to clear the reaction chamber. That is, in order to perform cleaning, it takes time to perform operations such as releasing the vacuum to the atmosphere, cleaning with chemicals, drying, assembling the reaction chamber, and re-evacuating, which requires the etching apparatus to be stopped for a long time. Although this time depends on the frequency of regular cleaning of the device, it takes several minutes to remove the device, 30 to 60 minutes to clean the device, 10 to 30 minutes to dry, and 2 to 3 hours to vacuum.

従って、従来のクリーニング方法では、エツチング装置
の停止している時間が長くなってしまい、スルーブツト
が低減し、製品の量産ができないという問題を生じてい
た。仮に、代替装置を用意しておくと上記した時間は短
縮されうるが、問題となるのは取外す方の装置内にどん
なガスが残留しているかであり、内部に残留物が存在す
る状態で反応室を取り外したり、薬品洗浄することは作
業者の安全に対して危険が伴う。
Therefore, in the conventional cleaning method, the etching apparatus is stopped for a long time, resulting in a reduction in throughput and a problem in that mass production of products is not possible. If a replacement device is prepared, the above-mentioned time can be shortened, but the problem is what kind of gas remains in the device to be removed, and if there is a reaction with residue inside. Removing the chamber and cleaning it with chemicals poses risks to worker safety.

そこで本発明は、エツチング反応室内に残留する臭素分
を短時間で、かつ安全に取り除くことができるドライク
リーニング方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dry cleaning method that can safely remove bromine remaining in an etching reaction chamber in a short time.

[課題を解決するための手段〕 上記課題は、臭素(Brz)または臭化水素01Br)
などの臭素系ガスを用いたドライエツチングを行った後
の反応室内にクリーニング用ガスを導入してプラズマを
生成し、該反応室内に付着、堆積した残留臭素置を解離
、またはエツチング除去することを特徴とするドライク
リーニング方法によって達成される。
[Means for solving the problem] The above problem is solved by using bromine (Brz) or hydrogen bromide (01Br)
A cleaning gas is introduced into the reaction chamber after dry etching using a bromine-based gas such as bromine gas, and plasma is generated to dissociate or remove residual bromine that has adhered or accumulated in the reaction chamber. Achieved by a characteristic dry cleaning method.

〔作用〕[Effect]

本発明では、第1図に示すtE装置のエツチング反応室
11の内壁に付着・堆積した臭素分を取り除くために、
ガス供給口22からクリーニング用ガスを導入し、反応
室11内を減圧し、反応室11内に設けられた一対の対
向する電極17.24の一方に高周波電源14を接続し
、他方をアース23に接続することによって、これら電
極17.24間にグロー放電を生じさせ、反応室11内
に導入したガスをプラズマ化し、そのプラズマによって
反応室11内に残留した臭素分を除去する。すなわち、
臭素を解離または置換反応を生じさせ、装置外に排気す
ることにより除去するもので、腐食性のあるBr2を腐
食性がなく、かつ、無害なHBrに代え((Br2+l
I□)→2 !(Br ] HBrを装置の外に飛散さ
せるか、またはシリコンエツチングの結果5iBrxと
なって装置の内壁に付着したもののBrをFと置き代え
る(置換)か、またはCとかFと結合した8rをその結
合したC、Fなどと共にすべてFの重合膜で覆うこと〔
前記した置換とFで覆うことの両者を総体的にパッシベ
ーションという。〕によってBrを除くものである。
In the present invention, in order to remove bromine components attached and deposited on the inner wall of the etching reaction chamber 11 of the tE apparatus shown in FIG.
A cleaning gas is introduced from the gas supply port 22 to reduce the pressure inside the reaction chamber 11, and the high frequency power source 14 is connected to one of a pair of opposing electrodes 17.24 provided in the reaction chamber 11, and the other is connected to the ground 23. By connecting these electrodes 17 and 24 to , a glow discharge is generated between the electrodes 17 and 24, the gas introduced into the reaction chamber 11 is turned into plasma, and the bromine component remaining in the reaction chamber 11 is removed by the plasma. That is,
Bromine is removed by causing a dissociation or substitution reaction and exhausting it outside the device, replacing corrosive Br2 with non-corrosive and harmless HBr ((Br2+l).
I□)→2! (Br) Either scatter HBr out of the device, or replace (replace) Br, which has become 5iBrx and adhered to the inner wall of the device as a result of silicon etching, with F, or replace 8r bonded with C or F. Cover all bonded C, F, etc. with a polymer film of F [
Both the above-mentioned substitution and covering with F are collectively called passivation. ] to remove Br.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to an illustrated embodiment.

第1図は本発明実施例に使用した平行平板電橿型RIE
装置の概略図である。
Figure 1 shows the parallel plate electric rod type RIE used in the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the device.

同図において、11はエツチング反応室、12は冷却水
循環機構、13は直流電源、14は高周波電源、15は
ガス伝導冷却用ガス排気口、16はガス伝導冷却用ガス
供給口、17はターゲット電極、18は絶縁体、19は
ダミーウェハ、20は静電チャック、21はガス排気口
、22はガス供給口、23はアース、24は対向電極、
25は石英板である。本発明のクリーニング効果をみる
ために、はじめにBrzをエツチングガスに用いてダミ
ーウェハに対して30分間のエツチングを行い、次にガ
スをクリーニング用ガスに切り換えて10分間のドライ
クリーニングを行った後、エツチング反応室lI内の石
英板25を取り外し、その石英板25表面に残存する残
留臭素の検出をイオンクロマト分析により行った。
In the figure, 11 is an etching reaction chamber, 12 is a cooling water circulation mechanism, 13 is a DC power supply, 14 is a high frequency power supply, 15 is a gas exhaust port for gas conduction cooling, 16 is a gas supply port for gas conduction cooling, and 17 is a target electrode. , 18 is an insulator, 19 is a dummy wafer, 20 is an electrostatic chuck, 21 is a gas exhaust port, 22 is a gas supply port, 23 is a ground, 24 is a counter electrode,
25 is a quartz plate. In order to see the cleaning effect of the present invention, first, a dummy wafer was etched for 30 minutes using Brz as an etching gas, then the gas was switched to a cleaning gas and dry cleaning was performed for 10 minutes, and then etching was performed. The quartz plate 25 in the reaction chamber 1I was removed, and residual bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis.

ここで、エチングする際の条件は、多結晶シリコンをエ
ツチングする場合と同様に、Br2のガス流量を101
005eとし、エツチング反応室11内の圧力をQ、1
Torrに保ち、そして周波数13.56Ml1zの電
力を基板光たり300イ印加し、冷却水の温度を35“
Cとして行った。なお、静電チャック20にはダミーウ
ェハ19を保持させている。
Here, the conditions for etching are as in the case of etching polycrystalline silicon, the gas flow rate of Br2 is 101
005e, and the pressure inside the etching reaction chamber 11 is Q, 1.
Torr, and apply power with a frequency of 13.56Ml1z to the substrate light for 300 seconds, and reduce the temperature of the cooling water to 35".
I went as C. Note that the electrostatic chuck 20 holds a dummy wafer 19.

また、クリーニングする際の条件は、前記エツチング条
件のうち、ガスだけをクリーニング用ガスに切り換えて
一定流量導入するこ七とし、他はそのままとした。
Further, the conditions for cleaning were as follows: among the etching conditions described above, only the gas was switched to a cleaning gas and introduced at a constant flow rate, and the other conditions were left unchanged.

そして、今回用いたイオンクロマト分析の測定方法は、
エツチング及びクリーニングした後、取り出した石英板
25の表面を純水25ccにディップし石英板上にこの
純水を表面張力で保たせ1.30分放置してこの水にB
rを混入させた後、その水を回収し、さらに純水を加え
て全体の量を分析し易いいように50ccにした後、そ
の溶液中に含まれBrの個数をイオンクロマトアナライ
ザーにて測定した。
The measurement method of ion chromatography analysis used this time is
After etching and cleaning, the surface of the quartz plate 25 taken out is dipped in 25 cc of pure water, and this pure water is maintained on the quartz plate by surface tension for 1.30 minutes, and then immersed in this water.
After mixing r, collect the water, add pure water to make the total volume 50cc for easy analysis, and measure the number of Br contained in the solution using an ion chromato analyzer. did.

以下に、本発明を実施した結果を示す。The results of implementing the present invention are shown below.

〔実施例1〕 この実施例は、以下に実施する実験のための基準を確定
する目的でなされたものである。Brzによるエツチン
グを前記したエツチング条件で行ったあと、クリーニン
グを行わずにエツチング反応室11内の石英板25を取
り外し、その石英板25表面に残留した臭素分をイオン
クロマト分析により検出した。このときに検出された残
留臭素量は、16μgで、このBrO量を以下の実験に
対する基準とした。
[Example 1] This example was conducted for the purpose of establishing standards for the experiments to be carried out below. After etching with Brz was performed under the etching conditions described above, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 was removed without cleaning, and the bromine content remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 16 μg, and this amount of BrO was used as a reference for the following experiment.

(実施例2〕 Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに六弗化硫黄(SF6)
’を用いて、そのガス流量をloosccmとし、前記
したクリーニング条件で10分間のドライクリーニング
を行った。そして、エツチング反応室11内の石英板2
5を取り外し、その石英板25表面に残留した臭素分を
イオンクロマト分析により検出した。このときに検出さ
れた残留臭素量は、5μgであった。このクリーニング
の後に、Br、による第2図に示した試料のエツチング
を行った。なお、同図において試料は、シリコン基板3
1上に絶縁酸化膜として熱酸化による厚さ1000人の
SiO□膜32膜形2し、その上に化学気相成長(CV
D)法により厚さ4000人の多結晶シリコン層33を
形成させ、さらにその上に、マスクパターン34を形成
したものである。その結果は、下地の5i02膜32に
対する多結晶シリコン層33の選択比は100以下から
80位に低下した。この選択比の低下の原因は、ここで
問題の選択比は、フッ素(F)系、塩素(CI)系、臭
素(Br)系の順で選択比が高くなることは知られた事
実であり、このFが残留することによって選択比の低下
をもたらすものと考えられる。しかし、SF6によるク
リーニングとBrzによるエツチングとの間に[lr、
によるクリーニングを10分間行いFを除去することに
よって、その選択比はもとに戻った。すなわち、クリー
ニング〔このクリーニングは、なましくseasoni
ng) と呼称してもよい。〕後のエツチングに大きな
影響がなかった。
(Example 2) After performing etching with Brz under the etching conditions described above, sulfur hexafluoride (SF6) was added to the cleaning gas.
', the gas flow rate was set to loosccm, and dry cleaning was performed for 10 minutes under the cleaning conditions described above. Then, the quartz plate 2 in the etching reaction chamber 11
5 was removed, and the bromine content remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 5 μg. After this cleaning, the sample shown in FIG. 2 was etched with Br. Note that in the same figure, the sample is a silicon substrate 3.
A 1,000-layer SiO
A polycrystalline silicon layer 33 having a thickness of 4,000 wafers is formed by method D), and a mask pattern 34 is further formed thereon. As a result, the selectivity of the polycrystalline silicon layer 33 to the underlying 5i02 film 32 decreased from less than 100 to about 80. The reason for this decrease in selectivity is that it is a known fact that the selectivity in question increases in the order of fluorine (F), chlorine (CI), and bromine (Br). It is thought that the residual F causes a decrease in the selectivity. However, between cleaning with SF6 and etching with Brz, [lr,
The selectivity returned to its original value by removing F by performing cleaning for 10 minutes. In other words, cleaning
ng). ] There was no significant effect on subsequent etching.

〔実施例3] Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに三弗化窒素(NF、)
を用いて、そのガス流量を101005eとし、前記し
たクリーニング条件で10分間のドライクリーニングを
行った。そして、エツチング反応室11内の石英板25
を取り外し、その石英板25表面に残留した臭素量をイ
オンクロマト分析により検出した。このときに検出され
た残留臭素量は、5μgであった。クリーニング後のB
rzによるエツチングにおいて、SiO□膜32膜対2
る多結晶シリコン層33の選択比については、実施例2
の結果と同様であった。
[Example 3] After performing Brz etching under the etching conditions described above, nitrogen trifluoride (NF) was added to the cleaning gas.
Using a gas flow rate of 101005e, dry cleaning was performed for 10 minutes under the cleaning conditions described above. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11
was removed, and the amount of bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 5 μg. B after cleaning
In RZ etching, SiO□ film 32 film pair 2
Regarding the selection ratio of the polycrystalline silicon layer 33, Example 2
The results were similar to those of .

〔実施例4〕 Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに四弗化炭素(CF4)
を用いて、そのガス流量を101005eとし、前記し
たクリーニング条件で10分間のドライクリーニングを
行った。そして、エツチング反応室11内の石英板25
を取り外し、その石英板25表面に残留した臭素量をイ
オンクロマト分析により検出した。このときに検出され
た残留臭素量は、5μgであった。このクリーニングの
後に、Brzによる第2図に示した試料のエツチングを
行った結果、下地のSiO□膜32膜対2る多結晶シリ
コン層33の選択比が100から20に低下した。CF
4によるクリーニングとBrzによるエツチングとの間
にBrzによるクリーニングを10分間行ったが、選択
比はあまり回復せず、低下したままであった。この原因
は炭素(C)の影響と考えられる。このCの影響は、0
□を用いる処理で除去可能ではあるが、02を用いるこ
とは実施例6に示すように好ましくないので、CF4を
用いるクリーニングは実用性がきわめて乏しいことを示
す。
[Example 4] After performing etching with Brz under the etching conditions described above, carbon tetrafluoride (CF4) was added to the cleaning gas.
Using a gas flow rate of 101005e, dry cleaning was performed for 10 minutes under the cleaning conditions described above. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11
was removed, and the amount of bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 5 μg. After this cleaning, the sample shown in FIG. 2 was etched using Brz, and as a result, the selection ratio between the underlying SiO□ film 32 and the polycrystalline silicon layer 33 decreased from 100 to 20. C.F.
Although cleaning with Brz was performed for 10 minutes between the cleaning with No. 4 and the etching with Brz, the selectivity did not recover much and remained lower. The cause of this is thought to be the influence of carbon (C). The influence of this C is 0
Although it can be removed by treatment using □, using 02 is not preferable as shown in Example 6, indicating that cleaning using CF4 is extremely impractical.

〔実施例5] Br2によるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに水素(L)を用いて、
そのガス流量を50secmとし、前記したクリーニン
グ条件で10分間のドライクリーニングを行った。そし
て、エツチング反応室11内の石英板25を取り外し、
その石英板25表面に残留した臭素量をイオンクロマト
分析により検出した。このときに検出された残留臭素量
は、3μg以下(装置的にみた検出限界以下)であった
。このときは、クリーニング前後において、Sing膜
32に対する多結晶シリコン層33の選択比に変化はな
かったので、この例はきわめて良いものであることを示
す。
[Example 5] After etching with Br2 under the etching conditions described above, using hydrogen (L) as a cleaning gas,
The gas flow rate was set to 50 seconds, and dry cleaning was performed for 10 minutes under the cleaning conditions described above. Then, remove the quartz plate 25 inside the etching reaction chamber 11,
The amount of bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 3 μg or less (below the detection limit from an equipment standpoint). In this case, there was no change in the selectivity of the polycrystalline silicon layer 33 to the Sing film 32 before and after cleaning, which shows that this example is extremely good.

〔実施例6〕 Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに酸素(02)を用いて
、そのガス流量を101005eとし、前記したクリー
ニング条件で10分間のドライクリーニングを行った。
[Example 6] After etching with Brz was performed under the above etching conditions, dry cleaning was performed for 10 minutes using oxygen (02) as the cleaning gas and setting the gas flow rate to 101005e under the above cleaning conditions. .

そして、エツチング反応室11内の石英板25を取り外
し、その石英板25表面に残留した臭素量をイオンクロ
マト分析により検出した。このときに検出された残留臭
素量は、3μgであった。しかし、このクリーニング後
に、Br2による第2図に示した試料のエツチングを行
った結果、多結晶シリコン33のエツチング開始に遅れ
が生じた。この遅れ時間にはばらつきがあり、長いもの
で5分かかり、スルーブツトの低下になる。これは、0
□が次のエツチングで用いるBrを食うことと、残った
02が次にエツチングする多結晶シリコンの表面を酸化
することによるものである。
Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 was removed, and the amount of bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 3 μg. However, as a result of etching the sample shown in FIG. 2 using Br2 after this cleaning, there was a delay in the start of etching the polycrystalline silicon 33. This delay time varies and takes up to 5 minutes, resulting in a reduction in throughput. This is 0
This is because □ eats up the Br used in the next etching, and the remaining 02 oxidizes the surface of the polycrystalline silicon to be etched next.

〔実施例7〕 Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスにSF6とH2の混合ガ
スを用いて、その混合ガス総流量を101005cとし
、前記したクリーニング条件で10分間のドライクリー
ニングを行った。そして、エツチング反応室11内の石
英板25を取り外し、その石英板25表面に残留した臭
素量をイオンクロマト分析により検出した。このときに
検出された残留臭素量は、3μgであった。このクリー
ニング後のBr2によるエツチングにおいて、SiO□
膜32膜対2る多結晶シリコン層33の選択比について
は、実施例2の結果と同様であった。
[Example 7] After etching with Brz was performed under the above etching conditions, a mixed gas of SF6 and H2 was used as the cleaning gas, the total flow rate of the mixed gas was 101005c, and drying was performed for 10 minutes under the above cleaning conditions. I did some cleaning. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 was removed, and the amount of bromine remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 3 μg. In etching with Br2 after this cleaning, SiO□
The selectivity ratio of 32 films to 2 polycrystalline silicon layers 33 was similar to the result of Example 2.

〔実施例8〕 Br2によるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスにNhとH2の混合ガス
を用いて、その混合ガス総流量を100s ecmとし
、前記したクリーニング条件で10分間のドライクリー
ニングを行った。そして、エツチング反応室11内の石
英板25を取り外し、その石英仮25表面に残留した臭
素分をイオンクロマト分析により検出した。このときに
検出された残留臭素量は、3μgであった。このクリー
ニング後のBr2によるエツチングにおいて、5in2
膜32に対する多結晶シリコン層330選択比について
は、実施例2の結果と同様であった。
[Example 8] After etching with Br2 was performed under the above etching conditions, a mixed gas of Nh and H2 was used as the cleaning gas, the total flow rate of the mixed gas was 100 sec, and etching was performed for 10 minutes under the above cleaning conditions. I did some dry cleaning. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 was removed, and the bromine content remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 3 μg. In the etching with Br2 after this cleaning, 5in2
The selection ratio of polycrystalline silicon layer 330 to film 32 was similar to the results of Example 2.

〔実施例9] Br2によるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、クリーニング用ガスに82とN2の混合ガス
を用いて、その混合ガス総流量を101005eとし、
前記したクリーニング条件で10分間のドライクリーニ
ングを行った。そして、エツチング反応室11内の石英
板25を取り外し、その石英板25表面に残留した臭素
分をイオンクロマト分析により検出した。このときに検
出された残留臭素量は、3μg以下(検出限界以下)で
あった。このときは、クリーニングの前後において、5
in2膜32に対する多結晶シリコン層33の選択比に
変化はなかった。この結果から、N2を加えたことでN
2単独の場合よりも良い結果が得られたとは断定しえな
いが、N2を加えることが)1□単独の場合よりも悪い
結果をもたらすものではないことが判明した。従って、
この実施例で示されるようにN2をN2で希釈すること
ができ、爆発性のN2を単独で用いる場合の危険性を回
避することができる効果がある。
[Example 9] After performing etching with Br2 under the etching conditions described above, a mixed gas of 82 and N2 was used as the cleaning gas, and the total flow rate of the mixed gas was set to 101005e.
Dry cleaning was performed for 10 minutes under the cleaning conditions described above. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 was removed, and the bromine content remaining on the surface of the quartz plate 25 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time was 3 μg or less (below the detection limit). At this time, before and after cleaning,
There was no change in the selectivity of the polycrystalline silicon layer 33 to the in2 film 32. From this result, by adding N2, N
Although it cannot be concluded that better results were obtained than with 2 alone, it was found that the addition of N2) did not produce worse results than with 1□ alone. Therefore,
As shown in this example, N2 can be diluted with N2, which has the effect of avoiding the danger of using explosive N2 alone.

〔実施例10〕 Brzによるエツチングを前記したエツチング条件で行
ったあと、実施例1から実施例9で用いたクリーニング
用ガスにヘリウム(He)やアルゴン(Ar)などの不
活性ガスを添加して、前記したクリーニング条件で10
分間のドライクリーニングを行った。そして、エツチン
グ反応室11内の石英板25を取り外し、その石英板2
5表面に残留した臭素分をイオンクロマト分析により検
出した。このときに検出された残留臭素量は、用いたク
リーニング用ガスの種類に応じて、それぞれ実施例1か
ら実施例9の結果と同様な傾向を示した。この不活性ガ
スの添加では、スパッタリングによる物理的な効果、す
なわちより短時間でのクリーニングが得られる。
[Example 10] After performing Brz etching under the etching conditions described above, an inert gas such as helium (He) or argon (Ar) was added to the cleaning gas used in Examples 1 to 9. , 10 under the cleaning conditions described above.
Did a minute of dry cleaning. Then, the quartz plate 25 in the etching reaction chamber 11 is removed, and the quartz plate 25 is removed.
The bromine content remaining on the surface of No. 5 was detected by ion chromatography analysis. The amount of residual bromine detected at this time showed the same tendency as the results of Examples 1 to 9, depending on the type of cleaning gas used. The addition of this inert gas provides the physical effect of sputtering, ie, cleaning in a shorter time.

〔実施例11〕 実施例1から実施例10で用いたエツチングガスをBr
zからHBrに換えて、同様の実施例1から実施例10
のエツチングとクリーニングを行った結果、残留臭素量
及び選択比とも同様の結果を示した。
[Example 11] The etching gas used in Examples 1 to 10 was
Similar Example 1 to Example 10 by replacing z with HBr
As a result of etching and cleaning, similar results were obtained in terms of residual bromine content and selectivity.

以上のように、本発明のドライクリーニングを行うこと
によりエツチング反応室内に残留した臭素の除去が可能
であり、短時間で実施されることが確認された。
As described above, it was confirmed that bromine remaining in the etching reaction chamber can be removed by dry cleaning according to the present invention and can be carried out in a short time.

従来、CVD法を用い反応室を物理的なスパッタリング
によりクリーニングする方法は知られているが、上記し
た本発明の方法は化学反応を利用するものであるある点
において、従来例と異なる。
Conventionally, a method of cleaning a reaction chamber by physical sputtering using the CVD method is known, but the method of the present invention described above differs from the conventional example in that it utilizes a chemical reaction.

実施例10で不活性ガスを用いるスパッタリング・クリ
ーニングが用いられてはいるが、それは、化学反応を行
った後に付加的にスパッタリングによるクリーニングを
なすものであり、従来例とは異なる。
Although sputtering cleaning using an inert gas is used in Example 10, this is different from the conventional example in that sputtering cleaning is additionally performed after a chemical reaction is performed.

また、従来、Cやαを除去するために、CF4 +02
、NF3 +0□を用いるクリーニングが知られている
が、本発明の方法は、SF、単独、NF、単独、SF6
+H2を用いるもので、やはり従来例とは異なる。
In addition, conventionally, in order to remove C and α, CF4 +02
, NF3 +0
+H2 is used, which is also different from the conventional example.

さらに、実施例6が示すように、本発明の方法に0□を
用いることは好ましくないので、本発明では0□を使用
する例は除外したのである。
Furthermore, as shown in Example 6, it is not preferable to use 0□ in the method of the present invention, so the present invention excludes examples using 0□.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に本発明によれば、臭素系ガスを用いた
ドライエツチングを行った後の反応室内にクリーニング
用ガスを導入してドライクリーニングすることで、エツ
チング反応室内に残留した臭素分に対し、反応室を分解
し、そして薬品洗浄を行わずに除去可能となることから
、これにより反応室内の取り外しに伴う工数削減、薬品
洗浄に伴う危険性がなくなる効果がある。
As explained above, according to the present invention, by dry cleaning by introducing a cleaning gas into the reaction chamber after performing dry etching using bromine-based gas, the bromine content remaining in the etching reaction chamber can be removed. Since the reaction chamber can be removed without disassembling the reaction chamber and cleaning with chemicals, this has the effect of reducing the number of steps involved in removing the inside of the reaction chamber and eliminating the dangers associated with cleaning with chemicals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例に使用した平行平板電掻型RIE
装置の概略図、 第2図は本発明実施例に用いた試料の断面図である。 図中、 11はエツチング反応室、 12は冷却水循環機構、 13は直流電源、 14は高周波電源、 15はガス伝導冷却用ガス排気口、 16はガス伝導冷却用ガス供給口、 17はターゲット電極、 18は絶縁体、 19はダミーウェハ、 20は静電チャック、 21はガス排気口、 22はガス供給口、 23はアース、 24は対向電極、 25は石英板、 31はシリコン基+反、 32はSiO□■り、 33は多結晶シリコン層、 34はマスクパターン を示す。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  久木元   彰 同  大菅義之 本発唱叉臘イク11:イ吏用しに承テ平以電よ1型RY
E沫置の胤略閃第1図 本を組月災施伊1jに用シ)r;試料の喧面図第2図
Figure 1 shows a parallel plate electric scraping type RIE used in an example of the present invention.
A schematic diagram of the apparatus. FIG. 2 is a cross-sectional view of a sample used in an example of the present invention. In the figure, 11 is an etching reaction chamber, 12 is a cooling water circulation mechanism, 13 is a DC power supply, 14 is a high frequency power supply, 15 is a gas exhaust port for gas conduction cooling, 16 is a gas supply port for gas conduction cooling, 17 is a target electrode, 18 is an insulator, 19 is a dummy wafer, 20 is an electrostatic chuck, 21 is a gas exhaust port, 22 is a gas supply port, 23 is ground, 24 is a counter electrode, 25 is a quartz plate, 31 is a silicon base + anti-oxidant, 32 is a 33 is a polycrystalline silicon layer, and 34 is a mask pattern. Patent Applicant: Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney: Akito Kukimoto
I used the 1st book of the tane-ryakusen of Etsuoki for the assembly and preparation of the moon disaster (1j); Figure 2 of the specimen.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)臭素(Br_2)または臭化水素(HBr)など
の臭素系ガスを用いたドライエッチングを行った後の反
応室内にクリーニング用ガスを導入してプラズマを生成
し、該反応室内に付着、堆積した残留臭素分を解離、ま
たはエッチング除去することを特徴とするドライクリー
ニング方法。
(1) After performing dry etching using a bromine-based gas such as bromine (Br_2) or hydrogen bromide (HBr), a cleaning gas is introduced into the reaction chamber to generate plasma, and the plasma is deposited inside the reaction chamber. A dry cleaning method characterized by dissociating or etching away accumulated residual bromine components.
(2)前記クリーニング用ガスは、六弗化硫黄(SF_
6)単独ガス、三弗化窒素(NF_3)単独ガス、水素
(H_2)単独ガス、六弗化硫黄(SF_6)と水素(
H_2)の混合ガス、三弗化窒素(NF_3)と水素(
H_2)の混合ガス、水素(H_2)と窒素(N_2)
の混合ガスであることを特徴とする請求項1記載のドラ
イクリーニング方法。
(2) The cleaning gas is sulfur hexafluoride (SF_
6) Single gas, nitrogen trifluoride (NF_3) single gas, hydrogen (H_2) single gas, sulfur hexafluoride (SF_6) and hydrogen (
A mixed gas of nitrogen trifluoride (NF_3) and hydrogen (H_2), nitrogen trifluoride (NF_3) and hydrogen (
H_2) mixed gas, hydrogen (H_2) and nitrogen (N_2)
2. The dry cleaning method according to claim 1, wherein the dry cleaning method is a mixed gas of:
(3)クリーニング用ガスに不活性ガスを混合したこと
を特徴とする請求項1または2記載のドライクリーニン
グ方法。
(3) The dry cleaning method according to claim 1 or 2, characterized in that an inert gas is mixed in the cleaning gas.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801101A (en) * 1995-08-16 1998-09-01 Nec Corporation Method of forming metal wirings on a semiconductor substrate by dry etching
JPH11274146A (en) * 1998-01-20 1999-10-08 Lucent Technol Inc Dry cleaning method on site for polygate etching
JP2012133343A (en) * 2010-12-01 2012-07-12 Dainippon Printing Co Ltd Monitoring method of surface ion concentration of exposure mask, monitoring system, exposure mask cleaning device with the monitoring system, and exposure mask with residual ion concentration guaranteed therefor

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