JPH0555184A - クリーニング方法 - Google Patents

クリーニング方法

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JPH0555184A
JPH0555184A JP21522491A JP21522491A JPH0555184A JP H0555184 A JPH0555184 A JP H0555184A JP 21522491 A JP21522491 A JP 21522491A JP 21522491 A JP21522491 A JP 21522491A JP H0555184 A JPH0555184 A JP H0555184A
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JP
Japan
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substrate
sulfur
silicon
processing chamber
plasma
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JP21522491A
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English (en)
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Katsuhiko Iizuka
勝彦 飯塚
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上に微細加工を施しもしくは薄膜を形成
するのに用いた処理室内のクリーニングを効率よく行っ
て装置の稼働率を上げるとともに、クリーニングを施す
際に生じる不具合を解消し、効率の良いクリーニングを
行うことを目的とする。 【構成】 処理室内に付着した生成物を、六フッ化イオ
ウを主成分とするガスを用いたプラズマ処理によって除
去するに当たり、表面が酸素を含む物質で形成されてい
る基板を処理ステージ上に設置して、または前記処理室
内に酸素を含む物質を存在させて、前記プラズマ処理を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クリーニング方法に関
する。特に、本発明は、基板上に微細加工を施すに際し
使用する処理室内または基板上に薄膜を形成するに際し
使用する処理室内のクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の微細加工技術においては、寸法制
御性の高い異方性加工ができる反応性イオンエッチング
(Reactive Ion Etching, 以下、RIEと記す)法や電
子サイクロトロン共鳴(Electron Cyclotron Resonanc
e, 以下ECRと記す)法で発生させたプラズマを用い
たドライエッチング法が主流である。ところが、これら
の方法では、反応性ガスに堆積性ガスを混合させたり、
反応性ガスが被エッチング物と反応して生成した反応生
成物を再付着させたりすることによって異方性形状を得
ているために、基板上だけでなく、処理室内においても
そのいたるところに堆積膜もしくは付着膜が生じる。そ
して、これらの膜は、形状の再現性を悪化させたり、処
理の終点検出器用ののぞき窓を曇らせてその感度を低下
させる。そこで、不必要な部分に堆積された膜の除去を
行わなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現在試みられている不
要な膜の除去方法には、六フッ化イオウ(以下、SF6
記す)ガスを使用する方法があり、このSF6 ガスを使用
した場合に処理室内がクリーニングされることは既に確
認されている。しかしながら、この方法は、次のような
問題点を有している。すなわち、SF6 ガスを使用した場
合には、処理室内がイオウに汚染される。このイオウの
存在によって酸化シリコンのエッチング速度が上昇し、
酸化シリコン上の多結晶シリコンをエッチングする際に
選択比(多結晶シリコンのエッチング速度と酸化シリコ
ンのエッチング速度との比)が低下してしまう。また、
このイオウによる汚染は、処理ステージを保護する目的
で処理ステージ上に置かれたシリコン基板上にも存在し
ており、処理後にシリコン基板を回収する際に不快な匂
いを放ち、作業環境面で好ましくない。
【0004】本発明は、処理室内のクリーニングを効率
よく行って装置の稼働率を上げるとともに、クリーニン
グを施す際に生じる不具合を解消することのできる、効
率の良い処理室内のクリーニング方法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するため、基板上に微細加工を施しもしくは薄
膜を形成するに際して処理室内に付着した生成物を、六
フッ化イオウを主成分とするガスを用いたプラズマ処理
によって除去するに当たり、表面が酸素を含む物質で形
成されている基板を処理ステージ上に設置して前記プラ
ズマ処理を行うことを特徴とするクリーニング方法が提
供される。
【0006】本発明において、前記基板は、好ましく
は、石英、アルミナもしくはサファイアからなるか、ま
たはその少なくとも片面が石英、アルミナもしくはサフ
ァイアからなるか、またはシリコン基板もしくはガリウ
ム砒素基板上に酸化物膜が形成されたものである。
【0007】本発明によれば、また、基板上に微細加工
を施しもしくは薄膜を形成するに際して処理室内に付着
した生成物を、六フッ化イオウを主成分とするガスを用
いたプラズマ処理によって除去するに当たり、前記処理
室内に酸素を含む物質を存在させて前記プラズマ処理を
行うことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
好ましくは、前記酸素を含む物質は石英である。
【0008】
【作用】本発明においては、基本的には、SF6 ガスによ
るプラズマクリーニング処理によって活性なFラジカル
が生成され、このFラジカルが処理室内に付着している
不要な膜をエッチング除去することとなる。この処理の
あと、処理室内にエッチング過程で生成したイオウの汚
染が存在する。しかし、本発明者らの研究によれば、こ
のイオウの汚染は、酸素を含む物質上では少ないことが
イオンクロマトグラフィーにより予期せず確認されたの
である。これは、酸素を含む物質、特に石英がプラズマ
にさらされたことによって酸素を放出し、処理室内に残
留したイオウと反応して二酸化イオウとなって除去され
るためであると考えられる。そこで、処理室の内壁カバ
ーや内部治具を酸素を含む物質、特に石英とし、もしく
は処理ステージ上に石英、アルミナまたはサファイアか
らなる基板を置いてSF6 ガスを主成分とするガスのプラ
ズマクリーニング処理を行うことに想到し、本発明を完
成したものである。これによって、処理室内のイオウの
汚染は低減され、また基板上のイオウの汚染も低減され
ることから、装置の搬送室などにイオウの汚染が回り込
むことがない。
【0009】
【実施例】図1は、実施例で用いた平行平板型RIE装
置の概略図であり、処理室(20)内はシリコン臭化物で汚
染されているものとする。
【0010】図2は、実施例で用いた、処理ステージを
保護するための各種基板の概略図である。
【0011】実施例1 図1における処理室(20)内の下部電極(19)に、静電チャ
ック(17)を用いて、図2(1) に示す如きシリコン基板上
に酸化シリコン膜を形成したウエハ(18)を保持させた
後、処理室内(20)の圧力が 1.0×10-4Torr以下になるま
で真空排気する。次に、 SF6ガスを、マスフローコント
ローラ(24)で流量を100sccm に調整しながら、処理室(2
0)内に導入する。ここで、処理室(20)内の圧力を自動圧
力調整器(12)により0.05Torrに調圧した。この状態で高
周波パワー 300Wを印加してグロー放電を起こさせる。
このグロー放電により、SF6 ガスが分解され、活性な F
ラジカルが生成される。この Fラジカルは、処理室(20)
の石英製の内壁カバー(10)、上部電極カバー(11)及び下
部電極カバー(19)などに付着していたシリコン臭化物を
除去する。よって、処理室(20)内部はクリーニングさ
れ、清浄になる。そして、クリーニング後に処理室(20)
の石英製の内壁カバー(10)の表面に吸着しているイオウ
の量をイオンクロマトグラフィーによって測定した。そ
の結果、イオウの量はシリコン製の内壁カバーと比べて
明らかに少なかった。このときの結果を表1に示す。さ
らに、同表に参照データとして、石英製の内壁カバーに
ついたイオウを希フッ酸と純水で洗浄して除去し、乾燥
させたときの内壁カバーをイオンクロマトグラフィーで
測定したときの結果を載せた。よって、この結果に近い
ほどイオウの汚染が少ないことになる。
【0012】同様に、シリコン基板上に酸化シリコン膜
を形成したウエハ(18)上のイオウの量をイオンクロマト
グラフィーで測定した。このときの結果を表2に示す。
同表に、シリコン基板を用いて SF6クリーニングを行っ
たときのシリコン基板上のイオウの量をイオンクロマト
グラフィーで測定した結果を示す。シリコン基板上に酸
化シリコン膜を形成したウエハ(18)を用いたことによ
り、被処理基板上のイオウの量が低減された。
【0013】シリコン基板の代わりにガリウム砒素基板
上に酸化シリコンを形成したウエハ(図2(1) 参照)を
用いたときも同様に被処理基板上のイオウの量が低減さ
れた。
【0014】実施例2 図1における処理室(20)内の下部電極(19)に、静電チャ
ック(17)を用いて、図2(2) に示す如きシリコン基板上
に酸化アルミニウム膜を形成したウエハ(18)を保持させ
た後、実施例1と同様に処理室(20)内のクリーニングを
行った。そして、クリーニング後にシリコン基板上に酸
化アルミニウム膜を形成したウエハ(18)上のイオウの量
をイオンクロマトグラフィーで測定した。その結果を表
2に示す。シリコン基板上に酸化アルミニウム膜を形成
したウエハ(18)を用いたことにより、被処理基板上のイ
オウの量が低減された。
【0015】シリコン基板の代わりにガリウム砒素基板
上に酸化シリコンを形成したウエハ(図2(2) 参照)を
用いたときも同様に被処理基板上のイオウの量が低減さ
れた。
【0016】実施例3 図1における処理室(20)内の下部電極(19)の静電チャッ
ク(17)に、図2(3) に示す如き石英基板の片面にスパッ
タ法によってシリコンを被着させた基板(18)のシリコン
面を吸着させて保持させた後、実施例1と同様に処理室
(20)内のクリーニングを行った。そして、クリーニング
後に石英基板上のイオウの量をイオンクロマトグラフィ
ーで測定した。その結果を表2に示す。石英基板(18)を
用いたことにより、被処理基板上のイオウの量が低減さ
れた。
【0017】実施例4 図1における処理室(20)内の下部電極(19)の静電チャッ
ク(17)に、図2(4) に示す如きアルミナ基板の片面にス
パッタ法によってシリコンを被着させた基板(18)のシリ
コン面を吸着させて保持させた後、実施例1と同様に処
理室(20)内のクリーニングを行った。そして、クリーニ
ング後にアルミナ基板上のイオウの量をイオンクロマト
グラフィーで測定した。その結果を表2に示す。アルミ
ナ基板(18)を用いたことにより、被処理基板上のイオウ
の量が低減された。
【0018】実施例5 図1における処理室(20)内の下部電極(19)の静電チャッ
ク(17)に、図2(5) に示す如きサファイア基板の片面に
スパッタ法によってシリコンを被着させた基板(18)のシ
リコン面を吸着させて保持させた後、実施例1と同様に
処理室(20)内のクリーニングを行った。そして、クリー
ニング後にサファイア基板上のイオウの量をイオンクロ
マトグラフィーで測定した。その結果を表2に示す。サ
ファイア基板(18)を用いたことにより、被処理基板上の
イオウの量が低減された。
【0019】実施例6 図1における処理室(20)内の下部電極(19)に、静電チャ
ック(17)を使わずに、クランプ(図示せず)によって機
械的に、図2(6)に示す如き石英基板を保持させた後、
実施例1と同様に処理室(20)内のクリーニングを行っ
た。そして、クリーニング後に石英基板上のイオウの量
をイオンクロマトグラフィーで測定した。このときの結
果は、表2に示す実施例3の結果と同じであり、被処理
基板上のイオウの量が低減された。
【0020】実施例7 図1における処理室(20)内の下部電極(19)に、静電チャ
ック(17)を使わずに、クランプ(図示せず)によって機
械的に、図2(7)に示す如きアルミナ基板を保持させた
後、実施例1と同様に処理室(20)内のクリーニングを行
った。そして、クリーニング後にアルミナ基板上のイオ
ウの量をイオンクロマトグラフィーで測定した。このと
きの結果は、表2に示す実施例4の結果と同じであり、
被処理基板上のイオウの量が低減された。
【0021】実施例8 図1における処理室(20)内の下部電極(19)に、静電チャ
ック(17)を使わずに、クランプ(図示せず)によって機
械的に、図2(8)に示す如きサファイア基板を保持させ
た後、実施例1と同様に処理室(20)内のクリーニングを
行った。そして、クリーニング後にサファイア基板上の
イオウの量をイオンクロマトグラフィーで測定した。こ
のときの結果は、表2に示す実施例5の結果と同じであ
り、被処理基板上のイオウの量が低減された。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理室の内壁カバーや内部治具を酸素を含む物質、特に
石英とし、または処理ステージ上に石英、アルミナまた
はサファイアからなる基板を置いて、SF6 ガスを主成分
とするガスのプラズマクリーニングを行うことにより、
プラズマクリーニングを行ったあとの処理室内の残留ガ
スを低減する効果を奏し、処理室外にイオウの汚染を拡
げることなく処理でき、半導体デバイスの製造において
装置の稼働率向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例で用いた平行平板型RIE装置
の概略図である。
【図2】図2は、実施例て用いた各種の処理ステージ保
護用基板の概略図である。
【符号の説明】
10…内壁カバー 11…上部電極 12…自動圧力調整器 13…排気系 14…高周波電源 15…直流電源 16…冷却水循環機構 17…静電チャック 18…基板 19…下部電極 20…反応室 21…ガス導入口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に微細加工を施しもしくは薄膜を
    形成するに際して処理室内に付着した生成物を、六フッ
    化イオウを主成分とするガスを用いたプラズマ処理によ
    って除去するに当たり、表面が酸素を含む物質で形成さ
    れている基板を処理ステージ上に設置して前記プラズマ
    処理を行うことを特徴とするクリーニング方法。
  2. 【請求項2】 前記基板が石英、アルミナもしくはサフ
    ァイアからなるか、またはその少なくとも片面が石英、
    アルミナもしくはサファイアからなるか、またはシリコ
    ン基板もしくはガリウム砒素基板上に酸化物膜が形成さ
    れたものである、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 基板上に微細加工を施しもしくは薄膜を
    形成するに際して処理室内に付着した生成物を、六フッ
    化イオウを主成分とするガスを用いたプラズマ処理によ
    って除去するに当たり、前記処理室内に酸素を含む物質
    を存在させて前記プラズマ処理を行うことを特徴とする
    クリーニング方法。
  4. 【請求項4】 前記酸素を含む物質が石英である、請求
    項3記載の方法。
JP21522491A 1991-08-27 1991-08-27 クリーニング方法 Withdrawn JPH0555184A (ja)

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