JPH0677149A - Manufacture of semicomductor device - Google Patents
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- JPH0677149A JPH0677149A JP5137685A JP13768593A JPH0677149A JP H0677149 A JPH0677149 A JP H0677149A JP 5137685 A JP5137685 A JP 5137685A JP 13768593 A JP13768593 A JP 13768593A JP H0677149 A JPH0677149 A JP H0677149A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、材料の層を、反応室中
の支持体上に配置された半導体スライス上に堆積させ、
これによりプロセスガスを、支持体の反対側に配置され
た有孔ガス入口板を備えたガス入口系を介してスライス
方向に誘導し、堆積の間に、フッ素またはフッ素化合物
および酸素または酸素化合物を含むガス混合物中で支持
体とガス入口板との間でプラズマを発生させることによ
り周期的に浄化する半導体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is directed to depositing a layer of material on a semiconductor slice located on a support in a reaction chamber,
This directs the process gas in the slicing direction via a gas inlet system with a perforated gas inlet plate arranged on the opposite side of the support, during the deposition of fluorine or fluorine compounds and oxygen or oxygen compounds. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which plasma is generated between a support and a gas inlet plate in a gas mixture containing the gas to periodically purify the semiconductor device.
【０００２】このような堆積処理の間、例えば、ケイ
素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、タングステンまたは窒化
チタンの層を半導体スライス上に堆積させる。この間、
スライスを化学蒸着方法により 400〜800 ℃の温度に加
熱し、次にプロセスガスをスライス方向に誘導する。プ
ラズマにより増強された化学蒸着方法の場合には、プラ
ズマは、支持体とガス入口板との間で発生する。次に、
上記プロセスガスは、それぞれ、ガス状ケイ素化合物、
ケイ素化合物および酸素または酸素化合物を含む気体混
合物、ケイ素化合物および窒素または窒素化合物を含む
気体混合物、タングステン化合物、並びにチタン化合物
を含む。通常のケイ素化合物はシラン、ジクロロシラン
およびテトラエトキシシランであり、一方通常の酸素化
合物は笑気であり、通常の窒素化合物はアンモニアであ
る。During such a deposition process, for example, a layer of silicon, silicon oxide, silicon nitride, tungsten or titanium nitride is deposited on the semiconductor slice. During this time,
The slices are heated by the chemical vapor deposition method to a temperature of 400-800 ° C. and then the process gas is guided in the slice direction. In the case of plasma-enhanced chemical vapor deposition methods, plasma is generated between the support and the gas inlet plate. next,
The process gas is a gaseous silicon compound,
It includes a gas mixture containing a silicon compound and oxygen or an oxygen compound, a gas mixture containing a silicon compound and nitrogen or a nitrogen compound, a tungsten compound, and a titanium compound. Common silicon compounds are silanes, dichlorosilanes and tetraethoxysilanes, while common oxygen compounds are laughing gas and common nitrogen compounds are ammonia.
【０００３】プロセスガスを、支持体の反対側に配置さ
れた有孔ガス入口板を介して支持体の方向に誘導する。
ガス入口板は、例えば直径１mmである多くの穴が表面上
にわたり規則的に分布して設けられている例えばアルミ
ニウム板である。またこの板を、多孔質材料、例えば焼
結アルミニウム粉末から製造することができる。このよ
うな板は、焼結材料中に存在するチャネルにより穴が形
成される。このような有孔ガス入口板を用いることによ
り、プロセスガスをスライス上に均一に分布させ、従っ
て均質な堆積が得られる。ガス入口板は、少なくともス
ライスと等しい直径を有する。The process gas is guided in the direction of the support through a perforated gas inlet plate arranged on the opposite side of the support.
The gas inlet plate is, for example, an aluminum plate on which a large number of holes, for example 1 mm in diameter, are regularly distributed over the surface. The plate can also be manufactured from a porous material, for example sintered aluminum powder. Such plates are perforated by the channels present in the sintered material. By using such a perforated gas inlet plate, the process gas is evenly distributed on the slices and thus a homogeneous deposition is obtained. The gas inlet plate has a diameter at least equal to the slice.
【０００４】１枚のスライスのための支持体を工程室中
に配置することができるが、あるいはまた、数枚のスラ
イスを互いに近接させて配置した支持体を配置すること
ができる。前者の場合には、工程室は１枚のガス入口板
を有するガス入口系を備え、後者の場合には、工程室は
比較的大きなガス入口板または数枚のガス入口板を備え
る。The support for one slice can be placed in the process chamber, or alternatively, the support can be placed with several slices in close proximity to each other. In the former case, the process chamber comprises a gas inlet system with one gas inlet plate, in the latter case the process chamber comprises a relatively large gas inlet plate or several gas inlet plates.
【０００５】堆積処理する間、材料の層はスライス上の
みならず、スライス付近に位置する反応室構成要素上に
も堆積する。堆積工程をくり返した際には、層は引き続
きスライス上に堆積し、これらの反応室構成要素上の層
の厚さは増加する。反応室構成要素上の層の厚さが過度
に増加した際には、粒子がこの層から剥離し、スライス
上に堆積する。これらの粒子はここでは不所望である。
従って、反応室を周期的に浄化しなければならない。During the deposition process, layers of material deposit not only on the slices, but also on the reaction chamber components located near the slices. As the deposition process is repeated, layers continue to deposit on the slices and the layer thickness on these reaction chamber components increases. When the thickness of the layer on the reaction chamber component increases excessively, particles delaminate from this layer and deposit on the slices. These particles are not desired here.
Therefore, the reaction chamber must be periodically cleaned.
【０００６】反応室を、反応室に導入された、フッ素ま
たはフッ素化合物および酸素または酸素化合物を含むガ
ス混合物中で支持体とガス入口板との間のプラズマの発
生により浄化した際に、有効な浄化を達成することがで
きる。実際的なガス混合物は、例えば、CF4 と O2 との
混合物、SF6 と N2O との混合物または C2F6 と O2と
の混合物であり、これは、それぞれ 10 〜30容量％、30
〜50容量％および 40〜60容量％の O2 を加えた際に最
大の浄化効果を示す。上記した物質を、このようなプラ
ズマにより極めて効果的に除去することができる。Effective when the reaction chamber is cleaned by the generation of a plasma between the support and the gas inlet plate in the gas mixture containing fluorine or a fluorine compound and oxygen or an oxygen compound introduced into the reaction chamber. Purification can be achieved. Practical gas mixtures are, for example, a mixture of CF 4 and O 2 , a mixture of SF 6 and N 2 O or a mixture of C 2 F 6 and O 2 , which is 10-30% by volume respectively. , 30
It shows the maximum purification effect when -50% by volume and 40-60% by volume of O 2 are added. The substances mentioned above can be removed very effectively by such plasma.
【０００７】[0007]
【従来の技術】米国特許第4,960,488 号明細書には、ガ
ス混合物を反応室内にガス入口板を介して導入すること
による序文に記載した種類の方法が開示されている。既
知の方法を用いることによりスライスに近接した反応室
構成要素を十分に浄化することができることが見出され
た。しかし、既知の方法はまた、欠点を有する。従っ
て、ガス入口板は場合により、浄化工程により局所的に
攻撃され、場合により不所望な粒子がなおスライス上に
蓄積する。実際上、堆積処理の間に反応室内に堆積した
物質を含む粒子はスライス上にもはや堆積しないが、異
なる組成を有する物質の粒子は堆積する。組成は、浄化
の間に用いるフッ素化合物に依存することが見出され
た。フッ素−炭素化合物を用いた際には粒子は炭素を含
み、フッ素−硫黄化合物を用いた際には粒子は硫黄を含
む。2. Description of the Prior Art U.S. Pat. No. 4,960,488 discloses a process of the type mentioned in the introduction by introducing a gas mixture into a reaction chamber via a gas inlet plate. It has been found that the reaction chamber components in the vicinity of the slice can be adequately cleaned by using known methods. However, the known method also has drawbacks. Therefore, the gas inlet plate is optionally locally attacked by the cleaning process, and in some cases unwanted particles still accumulate on the slice. In effect, particles containing the substance deposited in the reaction chamber during the deposition process will no longer deposit on the slice, but particles of the substance having a different composition will deposit. The composition was found to depend on the fluorine compound used during cleaning. When the fluorine-carbon compound is used, the particles contain carbon, and when the fluorine-sulfur compound is used, the particles contain sulfur.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、とり
わけ上記の欠点を克服することにある。The object of the invention is, inter alia, to overcome the above-mentioned drawbacks.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このために、本発明にお
いて、序文に記載した方法は、比較的酸素を多く含むガ
ス混合物部を反応室中にガス入口板を有するガス入口系
を介して導入し、この間比較的酸素を少なく含むガス混
合物部を反応室中に補助入口系により導入することを特
徴とする。To this end, in the present invention, the process described in the introduction introduces a relatively oxygen-rich gas mixture part into the reaction chamber via a gas inlet system having a gas inlet plate. However, during this period, a gas mixture portion containing a relatively small amount of oxygen is introduced into the reaction chamber by an auxiliary inlet system.
【００１０】フッ素またはフッ素化合物および酸素また
は酸素化合物を含むガス混合物中で発生したプラズマ
は、ある量の酸素または酸素混合物がガス混合物中に存
在する際にこの最適な浄化効果を有する。上記の例にお
いて、これは、例えば、10〜30容量％、30〜50容量％ま
たは 40 〜60容量％の酸素または酸素化合物であった。
ガス混合物がこの最適量より多くまたは少なく含む際に
は、浄化はより長時間を要する。さらに、ガス混合物中
の酸素は、炭素または硫黄を含む重合体の形成、従って
炭素または硫黄を含む粒子の堆積を抑制する。「比較的
酸素を多く含むガス混合物部」は、ここでは最適量より
多い組成比の酸素または酸素化合物を含むガス混合物部
を意味し、一方「比較的酸素を少なく含むガス混合物
部」は最適量より少ない組成比の酸素または酸素化合物
を含むガス混合物部を意味するものと理解されたい。The plasma generated in a gas mixture containing fluorine or a fluorine compound and oxygen or an oxygen compound has this optimum cleaning effect when a certain amount of oxygen or an oxygen mixture is present in the gas mixture. In the examples above, this was, for example, 10 to 30% by volume, 30 to 50% by volume or 40 to 60% by volume of oxygen or oxygen compounds.
If the gas mixture contains more or less than this optimum amount, the cleaning will take longer. Furthermore, the oxygen in the gas mixture inhibits the formation of polymers containing carbon or sulfur and thus the deposition of particles containing carbon or sulfur. By "relatively oxygen rich gas mixture part" is meant here a gas mixture part which comprises more than optimal composition ratio oxygen or oxygen compounds, while "relatively oxygen rich gas mixture part" is the optimum amount. It is to be understood as meaning a gas mixture part containing a lower composition ratio of oxygen or an oxygen compound.
【００１１】比較的酸素を多く含むガス混合物部がガス
入口板を介して流れるため、ガス入口板付近の浄化プラ
ズマは比較的酸素を多く含む。このために、ガス入口板
付近の浄化の進行が緩徐となり、従ってガス入口板に対
する攻撃は消失する。さらに、プラズマ中の比較的大量
の酸素はまた、ガス入口板上への炭素または硫黄粒子の
堆積を抑制する。このような粒子は、記載した既知の方
法におけるように、スライス上に到達しうる。酸素を少
なく含むガス混合物部を反応室内に別個の補助入口系を
介して導入することにより、概して、最適組成のガス混
合物がガス入口板とホルダーとの間に存在し、従ってプ
ラズマは、ガス入口板付近および補助入口系付近の領域
を除いて、最適の効果を有する。Since the gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen flows through the gas inlet plate, the purified plasma near the gas inlet plate contains a relatively large amount of oxygen. As a result, the progress of purification near the gas inlet plate is slowed, so that the attack on the gas inlet plate disappears. Moreover, the relatively large amount of oxygen in the plasma also suppresses the deposition of carbon or sulfur particles on the gas inlet plate. Such particles may arrive on the slice as in the known methods described. By introducing a portion of the oxygen-poor gas mixture into the reaction chamber via a separate auxiliary inlet system, a gas mixture of optimal composition is generally present between the gas inlet plate and the holder, so that the plasma is at the gas inlet. Except for the areas near the plate and the auxiliary inlet system, it has the optimum effect.
【００１２】本発明において、比較的酸素を多く含むガ
ス混合物部を、反応室内に配置された支持体中の開口を
介して反応室内に導入するのが好ましい。スライスは堆
積の間、支持体上に存在し、従って実際にはこれらのス
ライスにより覆われるホルダーの部分上に物質は堆積し
ない。従って、実際に浄化の間にこの表面から物質を除
去する必要はない。酸素を多く含むガス混合物部を支持
体中の開口を介して供給する際には、ホルダーは十分に
浄化されず、従ってプラズマによる攻撃が消失する。In the present invention, it is preferable to introduce the gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen into the reaction chamber through an opening in a support disposed in the reaction chamber. The slices are present on the support during deposition, so that in practice no material is deposited on the part of the holder covered by these slices. Therefore, it is not actually necessary to remove material from this surface during cleaning. When feeding the oxygen-rich gas mixture through the openings in the support, the holder is not sufficiently cleaned, so that the attack by the plasma disappears.
【００１３】この方法は、支持体がすでに他の理由によ
りガスダクトを備えている際に極めて容易に実現するこ
とができる。これは減圧堆積中に支持体上にスライスを
固定する吸引開口を備えた支持体および堆積の間にスラ
イスと支持体との間の熱伝導性ガスクッションを実現す
るためのガスダクトを備えたホルダーの場合に当てはま
る。このような支持体は複雑な構造を有し、従って高価
である。これらの高価な支持体の場合に浄化プラズマに
よる攻撃を消失させることは特に興味深い。This method can be realized very easily when the support is already provided with a gas duct for other reasons. This is a support with a suction opening that secures the slice on the support during vacuum deposition and a holder with a gas duct to achieve a thermally conductive gas cushion between the slice and the support during deposition. This is the case. Such supports have a complicated structure and are therefore expensive. It is of particular interest to eliminate the attack by the cleaning plasma in the case of these expensive supports.
【００１４】ガス入口板に対する攻撃およびガス入口板
上への粒子の堆積は、比較的酸素を多く含むガス混合物
部がガス混合物からのフッ素またはフッ素化合物を含ま
ない際に最も強力に消失させることができる。次に、ガ
ス入口板および場合に応じて支持体中の開口を介して反
応室内に導入されたガス混合物は、ガス混合物の酸素ま
たは酸素化合物のみを含むが、フッ素またはフッ素化合
物を含まない。プラズマの浄化作用はこの際には、ガス
入口板付近および場合に応じて支持体付近において最小
であり、一方例えば炭素粒子のこれらの反応室構成要素
上への堆積もまたこの際に最小となる。Attacking the gas inlet plate and depositing particles on the gas inlet plate can be most strongly extinguished when the relatively oxygen-rich gas mixture portion is free of fluorine or fluorine compounds from the gas mixture. it can. The gas mixture introduced into the reaction chamber through the gas inlet plate and optionally openings in the support then contains only oxygen or oxygen compounds of the gas mixture, but no fluorine or fluorine compounds. The cleaning action of the plasma is then minimal near the gas inlet plate and optionally near the support, while the deposition of, for example, carbon particles on these reaction chamber components is also minimal here. .
【００１５】浄化工程は実際に、比較的酸素を多く含む
ガス混合物部がガス混合物からのすべての酸素またはす
べての酸素化合物を含む際に容易に実施することができ
る。酸素または酸素化合物を次に、フッ素またはフッ素
化合物から完全に分離された反応室内に導入する。この
結果、２つの流れを完全に互いに独立させて容易に調整
し、これによりガス入口板に対する攻撃および不所望な
粒子の堆積を可能な限り十分に回避することができ、一
方、プラズマの浄化作用を最適にすることができる。The purging process can in fact be easily carried out when the relatively oxygen-rich gas mixture part contains all oxygen or all oxygen compounds from the gas mixture. The oxygen or oxygen compound is then introduced into the reaction chamber which is completely separated from the fluorine or fluorine compound. As a result, the two flows can be easily adjusted independently of each other, whereby attack on the gas inlet plate and unwanted particle deposition can be avoided as far as possible, while the cleaning action of the plasma Can be optimized.
【００１６】以下本発明を図面を参照して説明する。図
１は、半導体装置の製造方法を実施する装置の断面の図
式図であり、ここで材料の層２を半導体スライス１上に
堆積させ、ここでスライス１は反応室３中の支持体４上
に配置されている。堆積方法の間、プロセスガスをスラ
イス１の方向にガス入口系６を介して矢印５の方向に導
入する。この間に、「化学蒸着方法」の場合には、スラ
イスは通常の方法により 400〜800 ℃の温度に加熱され
る。「プラズマにより増強された化学蒸着方法」の場合
には、プラズマを通常の方法により支持体とガス入口板
との間に発生する。The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section of an apparatus for carrying out a method for manufacturing a semiconductor device, in which a layer 2 of material is deposited on a semiconductor slice 1, where slice 1 is on a support 4 in a reaction chamber 3. It is located in. During the deposition method, process gas is introduced in the direction of slice 1 via gas inlet system 6 in the direction of arrow 5. During this time, in the case of the "chemical vapor deposition method", the slices are heated by conventional methods to temperatures of 400-800 ° C. In the case of the "plasma-enhanced chemical vapor deposition method", a plasma is generated between the support and the gas inlet plate by conventional methods.
【００１７】ガス入口系６は多くの管７およびガス入口
室８を有し、この壁は支持体４と反対側に配置された有
孔ガス入口板９を形成する。ガス入口板９は、例えば直
径が約１mmである多くの穴が表面上にわたり均一に分布
して設けられている例えばアルミニウム板である。入口
板はまた、多孔質材料、例えば焼結アルミニウム粉末か
ら製造することができる。このような板は、焼結材料中
に存在するチャネルにより穴が形成される。このような
有孔ガス入口板９を用いることにより、プロセスガス５
をスライス１上に均一に分布させ、従って均質な堆積が
得られる。ガス入口板９は、少なくともスライスと等し
い大きさの直径を有し、これは例えば、１５cmである。The gas inlet system 6 comprises a number of tubes 7 and a gas inlet chamber 8, the wall of which forms a perforated gas inlet plate 9 arranged opposite the support 4. The gas inlet plate 9 is, for example, an aluminum plate provided with many holes having a diameter of, for example, about 1 mm, which are uniformly distributed over the surface. The inlet plate can also be made from a porous material, such as sintered aluminum powder. Such plates are perforated by the channels present in the sintered material. By using such a perforated gas inlet plate 9, the process gas 5
Are evenly distributed on slice 1, thus a homogeneous deposit is obtained. The gas inlet plate 9 has a diameter at least equal to the slice, which is, for example, 15 cm.
【００１８】１枚のスライスのための支持体４を工程室
３内に配置することができるが、あるいはまた、数枚の
スライス（本例においては２枚のスライス）を、互いに
近接させて配置した支持体を配置することができる。前
者の場合には反応室３は１枚のガス入口板９を有するガ
ス入口系６を備え、後者の場合には系は数枚のガス入口
板９を備える。The support 4 for one slice can be arranged in the process chamber 3, or alternatively several slices (two slices in this example) are arranged close to each other. It is possible to arrange the support. In the former case, the reaction chamber 3 comprises a gas inlet system 6 with one gas inlet plate 9, in the latter case the system comprises several gas inlet plates 9.
【００１９】例えばケイ素、二酸化ケイ素または窒化ケ
イ素、タングステンまたは窒化チタンの層２を堆積処理
する間半導体スライス１上に堆積させる。次に、プロセ
スガスは、これらの場合においてそれぞれガス性ケイ素
化合物、ケイ素化合物および酸素または酸素化合物を含
む気体混合物、ケイ素化合物および窒素または窒素化合
物を含む気体混合物、タングステン化合物並びにチタン
化合物を含む。通常のケイ素化合物はシラン、ジクロロ
シランおよびテトラエトキシシランであり、通常の酸素
化合物は笑気であり、通常の窒素化合物はアンモニアで
ある。A layer 2 of, for example, silicon, silicon dioxide or silicon nitride, tungsten or titanium nitride is deposited on the semiconductor slice 1 during the deposition process. The process gas then contains in each case a gaseous silicon compound, a gas mixture containing a silicon compound and oxygen or an oxygen compound, a gas mixture containing a silicon compound and a nitrogen or nitrogen compound, a tungsten compound and a titanium compound, respectively. Common silicon compounds are silanes, dichlorosilanes and tetraethoxysilanes, common oxygen compounds are laughter and common nitrogen compounds are ammonia.
【００２０】材料２の層は堆積処理する間、スライス１
上のみならず、スライス付近に位置する反応室構成要素
上にも堆積する。これらは、例えば、ガス入口板の周囲
に位置するスクリーン１１およびスライス１により覆わ
れない支持体４の部分１２である。堆積工程をくり返し
た際には、層はその後スライス上に堆積し、これらの反
応室構成要素上の厚さは増加する。反応室構成要素上の
層の厚さが過度に増加した際には、粒子がこの層から剥
離し、スライス上に堆積する。これらの粒子はここでは
不所望である。従って、反応室３を、フッ素またはフッ
素化合物および酸素または酸素化合物を含むガス混合物
中で支持体４とガス入口板９との間でプラズマを発生す
ることにより周期的に浄化しなければならない。このた
めに、支持体４を、13.5 MHzにおいて作動する通常のＨ
Ｆ発生器の一方の極１３に接続し、一方ガス入口板９と
スクリーン１１とをこの発生器１４の他方の極１５に接
続する。The layer of material 2 is slice 1 during the deposition process.
It deposits not only on the top, but also on the reaction chamber components located near the slice. These are, for example, the screen 11 located around the gas inlet plate and the part 12 of the support 4 not covered by the slice 1. When the deposition process is repeated, layers are then deposited on the slices and the thickness on these reaction chamber components increases. When the thickness of the layer on the reaction chamber component increases excessively, particles delaminate from this layer and deposit on the slices. These particles are not desired here. Therefore, the reaction chamber 3 must be periodically cleaned by generating a plasma between the support 4 and the gas inlet plate 9 in a gas mixture containing fluorine or a fluorine compound and oxygen or an oxygen compound. For this purpose, the support 4 is a normal H-mode operating at 13.5 MHz.
It is connected to one pole 13 of the F generator, while one gas inlet plate 9 and screen 11 are connected to the other pole 15 of this generator 14.
【００２１】この浄化のための実際的なガス混合物は、
例えば CF4と O2 との混合物、SF6と N2O との混合物
または C2F6 と O2 との混合物であり、これらはそれぞ
れ、10〜30容量％、30〜50容量％または40〜60容量％の
O2 を加えた際に最大の浄化作用を有する。上記した物
質、例えばケイ素、酸化ケイ素および窒化ケイ素をこの
ようなプラズマにより極めて効果的に除去することがで
きる。本例における支持体は接触板１６を備え、この上
にスライス１を配置し、これを吸引開口１９に備えるこ
とができる。支持体はさらに、ライン２１を介して真空
ポンプ（図示せず）に接続されている真空室２０を有す
ることができる。堆積の間には真空室２０は低圧下に置
かれ、従ってスライス１は支持体上に開口１９を介して
真空により保持される。The practical gas mixture for this purification is
For example, a mixture of CF 4 and O 2 , a mixture of SF 6 and N 2 O or a mixture of C 2 F 6 and O 2 , which are 10 to 30% by volume, 30 to 50% by volume or 40% by volume, respectively. ~ 60% by volume
It has the maximum purification effect when O 2 is added. The substances mentioned above, such as silicon, silicon oxide and silicon nitride, can be removed very effectively by such a plasma. The support in this example comprises a contact plate 16 on which the slice 1 can be arranged, which can be provided in the suction opening 19. The support may further have a vacuum chamber 20 connected to a vacuum pump (not shown) via line 21. During the deposition, the vacuum chamber 20 is placed under low pressure, so that the slice 1 is held on the support by the vacuum via the openings 19.
【００２２】残留ガス、例えば未使用反応ガスおよび堆
積の間に発生したガスを反応室３から吸引開口２２を介
して除去する。反応室３の浄化の間、本発明において、
比較的酸素を多く含むガス混合物部を反応室内にガス入
口板９を備えたガス入口系５により導入する一方、比較
的酸素を少なく含むガス混合物部を反応室内に補助入口
系２３を介して導入する。本例における補助入口系は支
持体４を包囲する管２４を有し、ガス排出口２５を備え
る。浄化に用いるガスを次に管２４中に図示しないライ
ンを介して供給する。Residual gases, such as unused reaction gases and gases generated during deposition, are removed from the reaction chamber 3 via suction openings 22. During cleaning of the reaction chamber 3, in the present invention,
The gas mixture part containing a relatively large amount of oxygen is introduced into the reaction chamber by the gas inlet system 5 having the gas inlet plate 9, while the gas mixture part containing a relatively small amount of oxygen is introduced into the reaction chamber via the auxiliary inlet system 23. To do. The auxiliary inlet system in this example has a tube 24 surrounding the support 4 and a gas outlet 25. The gas used for purification is then fed into the pipe 24 via a line not shown.
【００２３】フッ素またはフッ素化合物および酸素また
は酸素化合物を含むガス混合物中で発生したプラズマ
は、ある量の酸素または酸素化合物がガス混合物に存在
する際に最適な浄化効果を有する。上記した例において
は、例えばこれは 10 〜30容量％、30〜50容量％または
40〜60容量％の酸素または酸素化合物であった。ガス混
合物が、この最適量より多くまたは少なく含む際には、
浄化はより長時間を要する。比較的酸素を多く含むガス
混合物部は最適量より多い組成比の酸素または酸素化合
物を含むガス混合物部であり、一方比較的酸素を少なく
含むガス混合物部は最適量より少ない組成比の酸素また
は酸素化合物を含むガス混合物部である。１分間あたり
600 sccの C2F6 と 1200 scc の O2 とのガス混合物を
ガス入口板９を介して供給し、１分間あたり 1200 scc
の C2F6 と 600 sccの O2 とのガス混合物を管２４を介
して供給した際に良好な浄化を達成することができた。The plasma generated in a gas mixture containing fluorine or a fluorine compound and oxygen or an oxygen compound has an optimum cleaning effect when a certain amount of oxygen or an oxygen compound is present in the gas mixture. In the example above, this is, for example, 10 to 30% by volume, 30 to 50% by volume or
It was 40-60% by volume of oxygen or oxygen compounds. When the gas mixture contains more or less than this optimum amount,
Purification takes longer. A gas mixture part containing a relatively large amount of oxygen is a gas mixture part containing a composition ratio of oxygen or an oxygen compound larger than the optimum amount, while a gas mixture part containing a relatively small amount of oxygen contains oxygen or oxygen with a composition ratio smaller than the optimum amount. It is a gas mixture part containing a compound. Per minute
A gas mixture of 600 scc of C 2 F 6 and 1200 scc of O 2 is fed through the gas inlet plate 9 and 1200 scc per minute
Good purification could be achieved when a gas mixture of C 2 F 6 and 600 scc O 2 was fed via the pipe 24.
【００２４】比較的酸素を多く含むガス混合物部がガス
入口板を介して流れるため、ガス入口板の付近の浄化プ
ラズマは比較的酸素を多く含む。このために、ガス入口
板９付近の浄化の進行が緩徐となり、従ってガス入口板
９に対する攻撃は消失する。さらに、プラズマ中の比較
的大量の酸素は、ガス入口板９上への炭素または硫黄粒
子の堆積を抑制する。このような粒子はスライス１上に
堆積しうる。酸素を少なく含むガス混合物部を補助入口
系２３を介して反応室３内に導入することにより、概し
て最適の組成のガス混合物がガス入口板９と支持体４と
の間に存在し、従ってプラズマは、ガス入口板９付近お
よび補助入口系２３付近の領域を除いて、最適の効果を
有する。Since the gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen flows through the gas inlet plate, the purified plasma in the vicinity of the gas inlet plate contains a relatively large amount of oxygen. For this reason, the progress of purification near the gas inlet plate 9 is slowed, and therefore the attack on the gas inlet plate 9 disappears. Furthermore, the relatively large amount of oxygen in the plasma suppresses the deposition of carbon or sulfur particles on the gas inlet plate 9. Such particles may be deposited on slice 1. By introducing the oxygen-poor gas mixture part into the reaction chamber 3 via the auxiliary inlet system 23, a gas mixture of generally optimum composition is present between the gas inlet plate 9 and the support 4 and thus the plasma. Has the optimum effect, except in the area near the gas inlet plate 9 and the auxiliary inlet system 23.
【００２５】本発明において、比較的酸素を多く含む混
合物部を、反応室３内に配置された支持体４中の開口１
９を介して反応室３内に導入するのが好ましい。スライ
ス１は堆積の間、支持体４上に存在し、従って実際には
これらのスライスにより覆われる支持体４の部分上に物
質は堆積しない。従って、実際に浄化の間にこの表面か
ら物質を除去する必要はない。酸素を多く含むガス混合
物部を開口１９を介して供給した際には、支持体は十分
に浄化されず、従ってプラズマによる攻撃が消失する。
300 scc の C2F6 と 600 sccの O2 との混合物をガス入
口板９および支持体４を介して導入し、一方 1200 scc
の C2F6 と 600 sccの O2 との混合物を管２４を介して
導入した際に、ガス入口板９および支持体４に対してほ
とんど攻撃を与えずに良好な浄化作用を得ることができ
る。In the present invention, the mixture portion containing a relatively large amount of oxygen is formed in the opening 1 in the support 4 arranged in the reaction chamber 3.
It is preferably introduced into the reaction chamber 3 via 9. The slices 1 are present on the support 4 during the deposition, so that practically no material is deposited on the parts of the support 4 covered by these slices. Therefore, it is not actually necessary to remove material from this surface during cleaning. When the oxygen-rich gas mixture is supplied via the opening 19, the support is not sufficiently cleaned, so that the attack by the plasma disappears.
A mixture of 300 scc C 2 F 6 and 600 scc O 2 is introduced via the gas inlet plate 9 and the support 4, while 1200 scc
When a mixture of C 2 F 6 and 600 scc of O 2 is introduced through the pipe 24, a good purifying action can be obtained with almost no attack on the gas inlet plate 9 and the support 4. it can.
【００２６】ガス入口板９に対する攻撃およびガス入口
板９上への粒子の堆積は、比較的酸素を多く含むガス混
合物部がガス混合物からのフッ素またはフッ素化合物を
含まない際に最も強力に消失させることができる。ガス
入口板９および場合に応じて支持体４中の開口１９を介
して反応室３内に導入されたガス混合物は、この際にガ
ス混合物の酸素または酸素化合物のみを含むが、フッ素
またはフッ素化合物を含まない。プラズマの浄化作用は
この際には、ガス入口板９付近および場合に応じて支持
体４付近において最小であり、一方例えば炭素粒子の反
応室構成要素１０，１１および１２上への堆積もまたこ
の際に最小となる。実際に、例えば、１分間あたり 600
sccの O2 をガス入口板９を介して供給し、 600 sccの
O2 を支持体４を介して供給し、 600 sccの O2 と 180
0 scc の C2F6 とのガス混合物をリング２４を介して供
給する。The attack on the gas inlet plate 9 and the deposition of particles on the gas inlet plate 9 are most strongly extinguished when the relatively oxygen-rich gas mixture part contains no fluorine or fluorine compounds from the gas mixture. be able to. The gas mixture introduced into the reaction chamber 3 through the gas inlet plate 9 and, if appropriate, the openings 19 in the support 4 contains only oxygen or oxygen compounds of the gas mixture, but fluorine or fluorine compounds. Does not include. The cleaning effect of the plasma is then minimal near the gas inlet plate 9 and, if appropriate, near the support 4, while the deposition of, for example, carbon particles on the reaction chamber components 10, 11 and 12 is also affected by this. It becomes the minimum. Actually, for example, 600 per minute
scc of O 2 is supplied through the gas inlet plate 9 and 600 scc of
O 2 is supplied through the support 4 and 600 scc of O 2 and 180
A gas mixture with 0 scc of C 2 F 6 is fed in via ring 24.
【００２７】浄化工程は実際に、比較的酸素を多く含む
ガス混合物部がすべての酸素またはすべての酸素化合物
を含む際に容易に実施することができる。次に、酸素ま
たは酸素化合物を、完全にフッ素またはフッ素化合物か
ら分離した反応室内に導入する。この結果、２つの流れ
を完全に互いに独立させて容易に調整し、これによりガ
ス入口板に対する攻撃および不所望な粒子の堆積を可能
な限り十分に回避することができ、一方プラズマの浄化
作用を最適にすることができる。実際に、例えば、１分
間あたり 900 sccの O2 をガス入口板９を介して供給
し、900 scc のO2を支持体４を介して供給し、1800 scc
の C2F6 をリング２４を介して供給する。The purification step can in fact be easily carried out when the relatively oxygen-rich gas mixture part contains all oxygen or all oxygen compounds. Next, oxygen or an oxygen compound is introduced into the reaction chamber completely separated from the fluorine or the fluorine compound. As a result, the two flows are easily adjusted independently of each other, which makes it possible to avoid attacking the gas inlet plate and deposition of unwanted particles as far as possible, while maintaining the plasma cleaning action. Can be optimized. In fact, for example, 900 scc of O 2 per minute is supplied via the gas inlet plate 9 and 900 scc of O 2 is supplied via the support 4, 1800 scc
Of C 2 F 6 is supplied via ring 24.
【図１】本発明の方法を実施するのに適した装置の断面
の図式図である。1 is a schematic diagram of a cross section of an apparatus suitable for carrying out the method of the present invention.
１ 半導体スライス ２ 材料の層 ３ 反応室 ４ 支持体 ６ ガス入口系 ７ 管 ８ ガス入口室 ９ ガス入口板 10 穴 11 スクリーン 12 スライスで覆われていない支持体の部分 13 極 14 ＨＦ発生器 15 極 16 接触板 19 吸引開口 20 真空室 21 ライン 22 吸引開口 23 補助入口系 24 管 25 ガス排出口 1 semiconductor slice 2 layer of material 3 reaction chamber 4 support 6 gas inlet system 7 tube 8 gas inlet chamber 9 gas inlet plate 10 holes 11 screen 12 part of support not covered by slice 13 poles 14 HF generator 15 poles 16 Contact plate 19 Suction opening 20 Vacuum chamber 21 Line 22 Suction opening 23 Auxiliary inlet system 24 Tube 25 Gas outlet
Claims (5)
された半導体スライス上に堆積させ、これによりプロセ
スガスを、支持体の反対側に配置された有孔ガス入口板
を備えたガス入口系を介してスライス方向に誘導し、堆
積の間に、フッ素またはフッ素化合物および酸素または
酸素化合物を含むガス混合物中で支持体とガス入口板と
の間でプラズマを発生させることにより周期的に浄化す
る半導体装置の製造方法において、 比較的酸素を多く含むガス混合物部を反応室中にガス入
口板を有するガス入口系を介して導入し、この間比較的
酸素を少なく含むガス混合物部を反応室中に補助入口系
により導入することを特徴とする半導体装置の製造方
法。1. A layer of material is deposited on a semiconductor slice located on a support in a reaction chamber, whereby process gas is provided with a perforated gas inlet plate located on the opposite side of the support. By slicing through a gas inlet system and generating a plasma between the support and the gas inlet plate in a gas mixture containing fluorine or a fluorine compound and oxygen or an oxygen compound during deposition. In a method of manufacturing a semiconductor device that purifies selectively, a gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen is introduced into a reaction chamber through a gas inlet system having a gas inlet plate, and a gas mixture portion containing a relatively small amount of oxygen is introduced during this period. A method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized in that the semiconductor device is introduced into the reaction chamber by an auxiliary inlet system.
反応室中に配置された支持体中の開口を介して反応室中
に導入することを特徴とする請求項１記載の方法。2. A gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen,
Process according to claim 1, characterized in that it is introduced into the reaction chamber via an opening in a support arranged in the reaction chamber.
ガス混合物部からのフッ素またはフッ素化合物を含まな
いことを特徴とする請求項１または２記載の方法。3. A gas mixture portion containing a relatively large amount of oxygen,
Method according to claim 1 or 2, characterized in that it is free of fluorine or fluorine compounds from the gas mixture part.
た、ガス混合物部からのすべての酸素またはすべての酸
素化合物を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。4. The method of claim 3 wherein the relatively oxygen rich gas mixture portion also contains all oxygen or all oxygen compounds from the gas mixture portion.
し、ガス排出口を備えること特徴とする請求項１〜４の
いずれか１つの項記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the auxiliary inlet system has a tube surrounding the support and comprises a gas outlet.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (3)
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| JP2002075692A (en) * | 2000-04-26 | 2002-03-15 | Unaxis Balzer Ag | Plasma reactor |
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