JPH0945623A

JPH0945623A - プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH0945623A
Application number: JP19349095A
Authority: JP
Inventors: Namiko Honda; 七美子本田
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマＣＶＤ装置の反応室１１の内壁の成
膜副生成物のクリーニングをクリーニングガスのプラズ
マにより行なうに当たり、従来に比べ安価でかつクリー
ニングガス自体の除害が容易で然もクリーニング副生成
物の残留の少ない方法を提供する。【解決手段】クリーニングガスとして、フッ化水素ガ
ス、或はフッ化水素ガスと希ガスとの混合ガス、或はフ
ッ化水素ガスと酸化性ガスとの混合ガス、或はフッ化水
素ガスと希ガスと酸化性ガスとの混合ガスを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマＣＶＤ
装置の反応室内壁や電極等に付着する成膜副生成物のク
リーニング方法およびその実施に好適なプラズマＣＶＤ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置により目的の基板上
に成膜を行なうと、該基板上はもとより反応室内壁や電
極上にも、同様の膜や、プラズマ重合により発生した粉
が付着する。これら膜や粉を説明の都合上、成膜副生成
物と称する。成膜副生成物は、目的の成膜を繰り返すに
したがってその膜厚が増加し、ある厚さ以上になると剥
離し塵埃となる。この塵埃は、基板上に付着すると基板
に形成される薄膜に欠陥を生じさせる原因となりひいて
はこの薄膜を用いて製造される製品の歩留を低下させる
原因になる。このため、従来のプラズマＣＶＤ装置で
は、成膜副生成物が剥離する膜厚に達する前に、成膜副
生成物を除去する必要があった。

【０００３】一方、プラズマＣＶＤ装置では、反応室内
において減圧下で薄膜を作成するので、メンテナンス時
間削減によるスループット向上を図るには、反応室を大
気に開放することなくかつ短時間で成膜副生成物をクリ
ーニング（除去）できることが好ましい。これは、歩留
や装置稼働率が重要視される量産用のプラズマＣＶＤ装
置において特に重要である。

【０００４】そこで、プラズマＣＶＤ装置において成膜
副生成物を除去する場合、クリーニングガスのプラズマ
を用いる方法が採られている。そして、クリニングガス
としては、常温で安定でかつ必要なエッチングレートを
確保できる等の理由から、ＮＦ₃ 、Ｃ₂ Ｆ₆ 、ＣＦ₄ 、
ＳＦ₆ 等のガスが用いられていた（例えば文献Ｉ：テ゛ィス
フ゜レイマニュファクチュアリンク゛テクノロシ゛カンファレンス(Display Manufact
uring Technology Conference(1995) 予稿集pp.69-7
0）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ニングガスとしてＮＦ₃ を用いた場合は例えば主に以下
の３つの理由から製造コストを高めてしまうという問題
があった。

【０００６】第１に、ガス自体が高価である。そのた
め、典型的な量産用プラズマＣＶＤ装置の減価焼却費を
除いたランニングコストのうち、ＮＦ₃ ガスそのものの
費用の割合は、５０％を越えている。

【０００７】第２に、ＮＦ₃ は常温で化学的に安定であ
るため、その除外および検知が容易でなく、その除外設
備および検知設備を用意するための初期投資がかさんで
しまう。また、除外のためのランニングコストも高いも
のとなる。

【０００８】第３に、ＮＦ₃ を用いるとクリニング副生
成物として珪フッ化アンモニウム（（ＮＨ₃ ）₂ ＳｉＦ
₆ ）が反応室内壁や排気配管内部に生成する。このクリ
ーニング副生成物は成膜副生成物の場合と同様に発塵源
となる。また、真空ポンプ等の排気系を損傷する。これ
らを防止するために、反応室や排気系を大気放置してそ
こを水拭きしたり、或は、フッ素ガスによるクリーニン
グ（プラズマではなく単にフッ素ガスを用いたクリーニ
ング）をする等を行なう必要が生じ、結局スループット
の低下、装置のランニングコストの増加を引き起こすこ
とになる。

【０００９】また、Ｃ₂ Ｆ₆ やＣＦ₄ ガスは地球温暖化
の原因と考えられているガスであるため、使用を控えた
いものである。また、これらガスも非常に安定であるた
め除外設備が高価なものとなる。また、これらガスを使
用した後は反応室内に炭素或はフッ化炭素が残留するた
め、クリーニング後に成膜される目的の薄膜の膜質を劣
化させる危険性が高い。

【００１０】また、ＳＦ₆ を用いた場合も、反応室中に
硫黄或は硫黄化物が大量に残存してしまう。

【００１１】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、クリーニングガス
によるプラズマを用いたプラズマＣＶＤ装置のクリーニ
ング方法であって、従来に比べ安価でかつクリーニング
ガス自体の除外が容易で然もクリーニング副生成物の残
留の少ない方法と、その実施に好適なプラズマＣＶＤ装
置とを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願の第一発明によれば、減圧可能な反応室
と、該反応室内に設けられた電極と、該電極に高周波電
力を印加する手段と、前記反応室内へ薄膜作成用のガス
を導入する手段とを具えたプラズマＣＶＤ装置の反応室
内壁等に付着した成膜副生成物を、クリーニングガスの
放電プラズマによりクリーニングする方法において、ク
リーニングガスとしてフッ化水素ガス（ＨＦガス）を用
いることを特徴とする。

【００１３】ＨＦガスは、(1).安価（ＮＦ₃ ガスの１／
３の値段）、(2).水スクラバーでの溶解、中和により簡
便に除去が可能、(3).例えば上記(2) の方法等により除
去ができるので環境や人体に与える影響が比較的小さ
い、(4).その化学的反応性の高さから、成膜副生成物を
良好に分解し在留させない(5).その化学的反応性の高さ
から検知が容易である、(6).反応室内に残留するのはフ
ッ素と水素だけなので、フッ素と窒素が残留するＮＦ₃
や、フッ素と硫黄が残留するＳＦ₆ や、フッ素と炭素が
残留するＣＦ₄ 等の従来のクリーニングガスに比べて、
目的の膜を劣化させにくい、クリーニング副生成物の生
成が少ない等の、クリニングガスに必要な種々の特徴を
有している。このため、従来のクリーニングガスを用い
ていた場合に生じていた問題点を解決できる。

【００１４】なお、この第一発明の実施に当たり、クリ
ーニングガスとしてフッ化水素ガスと希ガスとの混合ガ
スを用いるのが好適である。希ガスとしての例えばＨｅ
やＡｒをＨＦガスに添加すると、後述の実験結果から分
かる様に、ＨＦガスのみの場合に比べ、改善効果がさら
に向上する。その理由は、ＨＦガス中の希ガスがＨＦプ
ラズマを拡散させクリーニング速度を向上させるためで
あろうと考えられる。一般にプラズマのマイナス電荷の
支配種は、質量の小さな電子であるので、拡散し易く、
プラズマは広がろうとする。ＨＦプラズマはマイナス電
荷の支配種が質量の大きなＦ^- イオンであるため、両極
性拡散が抑制されてプラズマが萎縮してしまう。しか
し、ＨＦプラズマに準安定状態を持つＨｅやＡｒなどの
希ガスを加えると、ペニング効果によって電離が促進さ
れ、マイナス電荷の支配種が電子になる。このことによ
り、両極性拡散が起こり易くなりプラズマが広がる。プ
ラズマが反応室内の隅々まで広がることで、反応室内の
隅でのエッチング速度を向上させ、クリーニング速度を
向上させることが可能になる。なお、希ガスを用いると
述べたが希ガスのうちの特にＡｒやＨｅは、他の希ガス
に比べ安価である等の理由からＨＦガスと混合して用い
て好適である。また、フッ化水素ガスに対する希ガスの
混合割合であるが、希ガス／（希ガス＋フッ化水素ガ
ス）でいって５〜８０％の範囲が良いと考える。混合割
合が５％より少ないと希ガスを混合する効果があまり現
れず、８０％より多いとフッ化水素ガスの効果があまり
現れないからである。

【００１５】また、この第一発明の実施に当たり、クリ
ーニングガスとしてフッ化水素ガスと酸化性ガスとの混
合ガスを用いるのも好適である。この場合も後述の実験
結果からも理解出来る様にクリーニング速度の改善効果
が現れる。ＨＦガス中の酸化性ガスは成膜副生成物中の
水素化物から水素を抜き出す作用があり、フッ化すなわ
ちクリーニングを促進するものと考えられる。ここで、
酸化性ガスは目的に合致する種々のものを用い得る。例
えば、酸素ガスまたは、水、メタノール、エターノー
ル、その他のアルコール若しくは硝酸などをガス発生源
とする各種ガスはこの発明でいう酸化性ガスとして用い
得る。なお、フッ化水素ガスに対する酸化性ガスの混合
割合であるが、酸化性ガス／（酸化性ガス＋フッ化水素
ガス）でいって５〜８０％の範囲が良いと考える。混合
割合が５％より少ないと酸化性ガスを混合する効果があ
まり現れず、８０％より多いとフッ化水素ガスの効果が
あまり現れないからである。

【００１６】また、この第一発明の実施に当たり、クリ
ーニングガスとしてフッ化水素ガスと希ガスと酸化性ガ
スとの混合ガスを用いるのも好適である。希ガスおよび
酸化性ガスの相乗的な改善効果が得られるからである。

【００１７】また、この出願の第二発明によれば、減圧
可能な反応室と、該反応室内に設けられた電極と、該電
極に高周波電力を印加する手段と、前記反応室内へ薄膜
作成用のガスを導入する手段と、前記反応室内壁等に付
着した成膜副生成物をクリーニングガスの放電プラズマ
によりクリーニングするためのクリーニングガス導入手
段とを具えたプラズマＣＶＤ装置において、前記クリー
ニングガス導入手段としてフッ化水素ガス導入手段を具
えたことを特徴とする。なお、この第二発明の実施に当
たり、前記フッ化水素ガス導入手段を、フッ化水素導入
系と、希ガス導入系および酸化性ガス導入系の双方また
は一方とを具えものとするのが好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
第一および第二発明の実施の形態について併せて説明す
る。ただし以下の説明で用いる各図はこの発明を理解出
来る程度に概略的に示してあるにすぎない。また、各図
において同様な構成成分については同一の番号を付して
示してある。

【００１９】先ず、第一発明の実施に好適なプラズマＣ
ＶＤ装置の構成について説明する。図１はその説明に供
する図である。このプラズマＣＶＤ装置は、減圧可能な
反応室１１と、この反応室１１内に設けられた電極１３
と、この電極１３に高周波電力を印加する手段１５と、
反応室１１内へ薄膜作成用のガスを導入する手段１７
と、前記反応室内壁等に付着した成膜副生成物をフッ化
水素ガスの放電プラズマによりクリーニングするための
フッ化水素ガスを反応室１１に導入するための手段１９
とを具えている。なお、図１において、２１は反応室を
減圧状態にするための排気系を示す。この排気系２１
は、圧力調節弁２１ａおよび真空ポンプ２１ｂで構成し
てある。また２３は基板ホルダを示す。

【００２０】ここで、反応室１１、電極１３、高周波電
力印加手段１５、薄膜作成用ガス導入手段１７、排気系
２１および基板ホルダ２３は、従来公知の好適なもので
構成出来る。

【００２１】また、フッ化水素ガス導入手段１９は、こ
の図１の例では、クリーニングガス供給・停止バルブ１
９ａと、フッ化水素ガス導入系１９ｂと、希ガス導入系
１９ｃと、酸化性ガス導入系１９ｄとで構成してある。
これらフッ化水素ガス導入系１９ｂ、希ガス導入系１９
ｃおよび酸化性ガス導入系１９ｄそれぞれは、ガス流量
調整バルブを具えたものとするのが良い。またこれら導
入系１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは並列の関係で設けてあ
り、かつ、それらの出力側を接続して３者を混合できる
構成としてある。そして、上述のクリーニングガス供給
・停止バルブ１９ａに接続してある。なお、フッ化水素
ガス導入系は、例えば、気相制御法によるもの、または
液相制御法によるもので構成出来る。前者の例を図２
（Ａ）に示し、後者の例を図２（Ｂ）に示した。図２
（Ａ）に示した気相制御法によるフッ化水素ガス導入系
は、フッ化水素を貯蔵する容器１９ｂａと、質量流量制
御器１９ｂｂと、配管１９ｂｃと、温度制御機構１９ｂ
ｄとを具えたものとしてある。ここで、温度制御機構１
９ｂｄは、容器１９ｂａ自体を該容器１９ｂａ中のフッ
化水素を気化し得る温度Ｔ₁ に制御し、さらに、質量流
量制御器１９ｂｂと配管１９ｂｃとでフッ化水素ガスが
液化しないようこれら部分を所定温度（ここではＴ₂ 、
Ｔ₃ 。Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ＜Ｔ₃ ）に制御するものとしてある。
また、図２（Ｂ）に示した液相制御法によるフッ化水素
ガス導入系は、フッ化水素を貯蔵する容器１９ｂａと、
フッ化水素を気化器に送るためのポンプ１９ｂｘと、当
該気化器１９ｂｙとを具えたものとしてある。

【００２２】なお、フッ化水素ガス導入手段１９の構成
は図１の例に限られない。例えば、：クリーニングガ
ス供給・停止バルブ１９ａとフッ化水素ガス導入系１９
ｂとで構成する場合があっても良いし、：クリーニン
グガス供給・停止バルブ１９ａとフッ化水素ガス導入系
１９ｂと、希ガス導入系１９ｃとで構成する場合があっ
ても良いし、：クリーニングガス供給・停止バルブ１
９ａとフッ化水素ガス導入系１９ｂと、酸化性ガス導入
系１９ｄとで構成する場合があっても良い。また、設計
によっては、クリーニングガス供給・停止バルブ１９ａ
を設けない場合があっても良い。

【００２３】図１の構成の装置において成膜副生成物を
クリーニングする際すなわち第一発明を実施する際は、
上記フッ化水素ガス導入手段１９を介して反応室１１
に、クリーニングガスとしての、フッ化水素ガス、或は
フッ化水素ガスと希ガスとの混合ガス、或はフッ化水素
ガスと酸化性ガスとの混合ガス、或はフッ化水素ガスと
希ガスと酸化性ガスとの混合ガスを導入して、フッ化水
素ガスのプラズマによるクリニング処理を行なうことが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、この発明の範囲内のいくつかの実施例
を比較例と共に説明する。先ず、図１を用いて説明した
プラズマＣＶＤ装置によりａ−Ｓｉ及びＳｉＮを約２μ
ｍ成膜する。その後、反応室１１内を以下に説明するい
くつかの実施例の条件および比較例の条件によりそれぞ
れクリーニングしそれぞれの条件でのクリーニング速度
を測定する。なお、クリーニングにおける反応室内圧
力、電極間間隔、印加する高周波電力の各条件である
が、実施例および比較例共に、反応室１１内の圧力を１
００Ｐａ、電極１３の間隔を１００ｍｍ、この電極間
（電極及び基板ホルダ間）に印加する高周波電力を２Ｋ
Ｗ（ただし周波数は１３．５６ＭＨｚ）とそれぞれして
いる。なお、高周波電力を２ＫＷとしているのは、この
程度の電力とするとクリーニング速度に与える高周波電
力の影響を除去できるようになるためである（詳細は後
に図３、図４を用いて説明する。）。また、反応室１１
はアルミニウム製のものとし、電極１３はその大きさが
４００ｍｍ×５００ｍｍのものでかつニッケル製のもの
とし、基板ホルダ２３はその大きさが３７０ｍｍ×４７
５ｍｍのものでかつニッケル製のものとしている。ま
た、実施例および比較例それぞれにおけるクリーニング
ガスは次のとおりとしている。実施例１ではクリーニン
グガスとしてフッ化水素ガスのみを用いた。実施例２で
はクリーニングガスとしてフッ化水素ガスに酸素ガスを
１０％（Ｏ₂ ：（ＨＦ＋Ｏ₂ ）＝１００ｓｃｃｍ：１０
００ｓｃｃｍ）加えた混合ガスを用いた。実施例３では
クリーニングガスとしてフッ化水素ガスにエタノールガ
スを１０％（CH₃OH ：（CH₃OH ＋ＨＦ＝１００：１００
０）加えた混合ガスを用いた。実施例４ではクリーニン
グガスとしてフッ化水素ガスとアルゴンガスとを流量比
でいって１：１で混合したガスを用いた。実施例５では
クリーニングガスとしてフッ化水素ガスとアルゴンガス
とメタノールガスとを流量比でいって１０：１０：１で
混合したガスを用いた。一方、比較例１ではクリーニン
グガスとしてＮＦ₃ ガスを用いた。また比較例２ではク
リーニングガスとしてＣＦ₄ ガスを用いた。また比較例
３ではクリーニングガスとしてＣ₂ Ｆ₆ ガスを用いた。
また比較例４ではクリーニングガスとしてＳＦ₆ ガスを
用いた。なお、いずれの水準の場合もクリーングガスは
１０００ｓｃｃｍの流量で供給した。また、クリーニン
グの完了点は、反応室内壁の成膜物質が完全に除去され
た時点とした。これは、自己バイアス電圧、高周波電力
電圧、放電インピーダンスのいずれかをモニターする事
で検出した。クリーニング完了後、反応室内部を観察
し、クリーニング副生成物の有無を確認し、また、上記
モニター方法が正確であることを確認した。

【００２５】これら実施例及び比較例の結果を実施例に
あっては表１にまた比較例にあっては表２にそれぞれ示
した。

【００２６】

【表１】

【００２７】これら表１および表２の結果からも明らか
な様に、実施例１〜５および比較例１〜４の実験から次
のようなことが分かった。まず、比較例１のＮＦ₃ によ
るプラズマクリーニングでは高いクリーニング速度が得
られた。しかし、クリーニング後、反応室を観察したと
ころ、アルミの反応室壁表面に白色粉末状のクリーニン
グ生成物がみられ、アンモニアのような刺激臭がした。
このクリーニング生成物は、配管やバルブ中にも存在
し、水拭きによる除去を行う必要があった。また、比較
例２、３、４のＣＦ₄ ，Ｃ₂ Ｆ₆ ，ＳＦ₆ によるプラズ
マクリーニングでは、比較例１のＮＦ₃ クリーニングに
比べて半分程度のクリーニング速度しか得られなかっ
た。また、クリーニング後の反応室内壁にはクリーニン
グ生成物があり、これはアルミ壁がフッ化したＡｌＦ_X
であることがＥＤＸ（Energy Disperisive X ray Spect
roscopy:エネルギー分散型Ｘ線分光法）解析の結果から
分かった。ＳＦ₆ クリーニングの後には硫黄のような刺
激臭がし、その直後に成膜したａ−Ｓｉの膜中には不純
物として硫黄が０．１％存在することがＳＩＭＳ（Seco
ndary Ion Mass Spectrometer:二次イオン質量分析計）
による表面元素分析の結果から確認された。

【００２８】これに対し、実施例１のＨＦガスによるプ
ラズマクリーニングでは、ＮＦ₃ ガスによるプラズマク
リーニングと同等近くのクリーニング速度を達成する事
ができ、かつ、成膜副生成物の残留がなく、然も、珪フ
ッ化アンモニウム等固体のクリーニング副生成物も存在
しなかった。

【００２９】また、実施例２、３に示すように、ＨＦガ
スに酸素、エタノールなどの酸化性ガスを加えることに
より更に高いクリーニング速度が得られた。

【００３０】また、実施例４に示すＨＦガスとＡｒガス
との混合ガスによるプラズマクリーニングでは、プラズ
マが広がったことが目視で確認され、クリーニング速度
も向上した。

【００３１】また、実施例５に示す、ＨＦガスとＡｒガ
スとエタノールガスとの混合ガスによるクリーニングで
は、更にクリーニング速度が向上し、ＮＦ₃ によるクリ
ーニング速度を上回った。

【００３２】これらの結果から、ＨＦガスを用いた場
合、また、ＨＦガスと希ガスおよびまたは酸化性ガスと
の混合ガスを用いた場合それぞれでこの発明の効果が得
られることが理解出来る。

【００３３】また、上記実験とは別に、実施例６〜９、
比較例５〜９の実験を行なった。すなわち、用いるクリ
ーニングガスを以下に説明するようなガスとした際のＳ
ｉＮ膜に対するエッチング速度と高周波電力との関係に
ついて、それぞれ調べた。なお、実施例６ではクリーニ
ングガスとしてＨＦガスを流量１０００ｓｃｃｍで用い
た。また、実施例７ではクリーニングガスとしてＨＦガ
スとＡｒガスとの混合ガス（流量比で１：１）を流量１
０００ｓｃｃｍで用いた。また、実施例８ではクリーニ
ングガスとしてＨＦガスとＣＨ₃ ＯＨガスとの混合ガス
（流量比でいって１：１）を流量１０００ｓｃｃｍで用
いた。また、実施例９ではクリーニングガスとしてＨＦ
ガスとＡｒガスとＣＨ₃ ＯＨガスとの混合ガス（流量比
でいって１：１：１）を流量１０００ｓｃｃｍで用い
た。一方、比較例５ではクリーニングガスとしてＮＦ₃
を流量１０００ｓｃｃｍで用いた。また、比較例６では
クリーニングガスとしてＮＦ₃ を流量８００ｓｃｃｍで
用いた。また、比較例７ではクリーニングガスとしてＮ
Ｆ₃ を流量６００ｓｃｃｍで用いた。また、比較例８で
はクリーニングガスとしてＣＦ₄ を流量１０００ｓｃｃ
ｍで用いた。また、比較例９ではクリーニングガスとし
てＣＦ₄ を流量５００ｓｃｃｍで用いた。そして、各ク
リニングガスを用いた場合でかつ高周波電力を０〜３．
５ＫＷの範囲で種々に変化させた場合のＳｉＮ膜のクリ
ーニング速度を測定した。その結果を、実施例にあって
は図３に示し、比較例にあっては図４に示した。

【００３４】これら図３および図４から分かるように、
実施例および比較例いずれの場合もクリーニング速度に
対し高周波電力は影響力をもつことが分かる。しかし、
高周波電力の大きさが２ＫＷを越えるとその影響度が小
さくなることが理解出来る。このため、上記表１および
表２を用い説明した実験の際の高周波電力は２ＫＷとし
ている。

【００３５】

【発明の効果】上述した説明から明らかな様に、この出
願の第一発明のプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法
によれば、クリーニングガスのプラズマにより反応室内
をクリーニングするに当たりクリーニングガスとしてフ
ッ化水素ガス、またはこれと希ガスおよびまたは酸化性
ガスとの混合ガスを用いる。この場合のクリーニングガ
スは安価でかつ除害と検知が容易で然も成膜副生成物に
対し活性であるので、従来に比べ、設備費、装置の維持
費の削減、スループットの向上が図れ、かつ、クリーニ
ング副生成物の残留がなく、高いエッチングレートでチ
ャンバー内の隅々までクリーニングできるクリーニング
方法が実現される。

【００３６】また、この出願の第二発明のプラズマＣＶ
Ｄ装置によれば、通常のＣＶＤ装置にさらにクリーニン
グガス導入手段としてのフッ化水素ガス導入手段を設け
たので、第一発明の実施を容易とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態の説明図（その１）であり、
第二発明のプラズマ装置の一構成例を示した図である。

【図２】発明の実施の形態の説明図（その２）であり、
フッ化水素ガス導入系の構成例の説明図である。

【図３】実施例の説明図である。

【図４】比較例の説明図である。

【符号の説明】

１１：反応室１３：電極１５：高周波電力印加手段１７：薄膜作成用ガス導入手段１９：フッ化水素ガス導入手段１９ａ：クリーニングガス供給・停止用バルブ１９ｂ：フッ化水素ガス導入系１９ｃ：希ガス導入系１９ｄ：酸化性ガス導入系２１：排気系２３：基板ホルダ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年６月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】そこで、プラズマＣＶＤ装置において成膜
副生成物を除去する場合、クリーニングガスのプラズマ
を用いる方法が採られている。そして、クリーニングガ
スとしては、常温で安定でかつ必要なエッチングレート
を確保できる等の理由から、ＮＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＣＦ
４、ＳＦ６等のガスが用いられていた（例えば文献Ｉ：
ディスプレイマニュファクチュアリングテクノロジ
カンファレンス（ＤｉｓｐｌａｙＭａｎｕｆａｃｔ
ｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ（１９９５）予稿集ｐｐ．６９−７０）。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】第１に、ガス自体が高価である。そのた
め、典型的な量産用プラズマＣＶＤ装置の減価償却費を
除いたランニングコストのうち、ＮＦ３ガスそのものの
費用の割合は、５０％を越えている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】第２に、ＮＦ３は常温で化学的に安定であ
るため、その除害および検知が容易でなく、その除害設
備および検知設備を用意するための初期投資がかさんで
しまう。また、除害のためのランニングコストも高いも
のとなる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】第３に、ＮＦ３を用いるとクリーニング副
生成物として珪フッ化アンモニウム（（ＮＨ３）２Ｓ
ｉＦ６）が反応室内壁や排気配管内部に生成する。この
クリーニング副生成物は成膜副生成物の場合と同様に発
塵源となる。また、真空ポンプ等の排気系を損傷する。
これらを防止するために、反応室や排気系を大気放置し
てそこを水拭きしたり、或は、フッ素ガスによるクリー
ニング（プラズマではなく単にフッ素ガスを用いたクリ
ーニング）をする等を行なう必要が生じ、結局スループ
ットの低下、装置のランニングコストの増加を引き起こ
すことになる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また、Ｃ２Ｆ６やＣＦ４ガスは地球温暖化
の原因と考えられているガスであるため、使用を控えた
いものである。また、これらガスも非常に安定であるた
め除害設備が高価なものとなる。また、これらガスを使
用した後は反応室内に炭素或はフッ化炭素が残留するた
め、クリーニング後に成膜される目的の薄膜の膜質を劣
化させる危険性が高い。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、クリーニングガス
によるプラズマを用いたプラズマＣＶＤ装置のクリーニ
ング方法であって、従来に比べ安価でかつクリーニング
ガス自体の除害が容易で然もクリーニング副生成物の残
留の少ない方法と、その実施に好適なプラズマＣＶＤ装
置とを提供することにある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】ＨＦガスは、（１）．安価（ＮＦ３ガスの
１／３の値段）、（２）．水スクラバーでの溶解、中和
により簡便に除去が可能、（３）．例えば上記（２）の
方法等により除去ができるので環境や人体に与える影響
が比較的小さい、（４）．その化学的反応性の高さか
ら、成膜副生成物を良好に分解し残留させない（５）．
その化学的反応性の高さから検知が容易である、
（６）．反応室内に残留するのはフッ素と水素だけなの
で、フッ素と窒素が残留するＮＦ３や、フッ素と硫黄が
残留するＳＦ６や、フッ素と炭素が残留するＣＦ４等の
従来のクリーニングガスに比べて、目的の膜を劣化させ
にくい、クリーニング副生成物の生成が少ない等の、ク
リーニングガスに必要な種々の特徴を有している。この
ため、従来のクリーニングガスを用いていた場合に生じ
ていた問題点を解決できる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】図１の構成の装置において成膜副生成物を
クリーニングする際すなわち第一発明を実施する際は、
上記フッ化水素ガス導入手段１９を介して反応室１１
に、クリーニングガスとしての、フッ化水素ガス、或は
フッ化水素ガスと希ガスとの混合ガス、或はフッ化水素
ガスと酸化性ガスとの混合ガス、或はフッ化水素ガスと
希ガスと酸化性ガスとの混合ガスを導入して、フッ化水
素ガスのプラズマによるクリーニング処理を行なうこと
ができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】また、上記実験とは別に、実施例６〜９、
比較例５〜９の実験を行なった。すなわち、用いるクリ
ーニングガスを以下に説明するようなガスとした際のＳ
ｉＮ膜に対するエッチング速度と高周波電力との関係に
ついて、それぞれ調べた。なお、実施例６ではクリーニ
ングガスとしてＨＦガスを流量１０００ｓｃｃｍで用い
た。また、実施例７ではクリーニングガスとしてＨＦガ
スとＡｒガスとの混合ガス（流量比で１：１）を流量１
０００ｓｃｃｍで用いた。また、実施例８ではクリーニ
ングガスとしてＨＦガスとＣＨ３ＯＨガスとの混合ガス
（流量比でいって１：１）を流量１０００ｓｃｃｍで用
いた。また、実施例９ではクリーニングガスとしてＨＦ
ガスとＡｒガスとＣＨ３ＯＨガスとの混合ガス（流量比
でいって１：１：１）を流量１０００ｓｃｃｍで用い
た。一方、比較例５ではクリーニングガスとしてＮＦ３
を流量１０００ｓｃｃｍで用いた。また、比較例６では
クリーニングガスとしてＮＦ３を流量８００ｓｃｃｍで
用いた。また、比較例７ではクリーニングガスとしてＮ
Ｆ３を流量６００ｓｃｃｍで用いた。また、比較例８で
はクリーニングガスとしてＣＦ４を流量１０００ｓｃｃ
ｍで用いた。また、比較例９ではクリーニングガスとし
てＣＦ４を流量５００ｓｃｃｍで用いた。そして、各ク
リーニングガスを用いた場合でかつ高周波電力を０〜
３．５ＫＷの範囲で種々に変化させた場合のＳｉＮ膜の
クリーニング速度を測定した。その結果を、実施例にあ
っては図３に示し、比較例にあっては図４に示した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応室と、該反応室内に設け
られた電極と、該電極に高周波電力を印加する手段と、
前記反応室内へ薄膜作成用のガスを導入する手段とを具
えたプラズマＣＶＤ装置の反応室内壁等に付着した成膜
副生成物を、クリーニングガスの放電プラズマによりク
リーニングする方法において、クリーニングガスとしてフッ化水素ガスを用いることを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項２】請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法において、クリーニングガスとしてフッ化水素ガスと希ガスとの混
合ガスを用いることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法。
【請求項３】請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法において、クリーニングガスとしてフッ化水素ガスと酸化性ガスと
の混合ガスを用いることを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法。
【請求項４】請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法において、クリーニングガスとしてフッ化水素ガスと希ガスと酸化
性ガスとの混合ガスを用いることを特徴とするプラズマ
ＣＶＤ装置のクリーニング方法。
【請求項５】減圧可能な反応室と、該反応室内に設け
られた電極と、該電極に高周波電力を印加する手段と、
前記反応室内へ薄膜作成用のガスを導入する手段と、前
記反応室内壁等に付着した成膜副生成物をクリーニング
ガスの放電プラズマによりクリーニングするためのクリ
ーニングガス導入手段とを具えたプラズマＣＶＤ装置に
おいて、前記クリーニングガス導入手段としてフッ化水素ガス導
入手段を具えたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】請求項５に記載のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、前記フッ化水素ガス導入手段を、フッ化水素導入系と、
希ガス導入系および酸化性ガス導入系の双方または一方
とを具えものとしたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置。