JPH10212582A - 薄膜形成装置の表面清浄に三フッ化塩素を用いる方法 - Google Patents
薄膜形成装置の表面清浄に三フッ化塩素を用いる方法Info
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- JPH10212582A JPH10212582A JP21731697A JP21731697A JPH10212582A JP H10212582 A JPH10212582 A JP H10212582A JP 21731697 A JP21731697 A JP 21731697A JP 21731697 A JP21731697 A JP 21731697A JP H10212582 A JPH10212582 A JP H10212582A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜形成装置内の表面に堆積した種々の堆積
物を高速で除去し、清浄な表面を露出させる。 【解決手段】 薄膜形成装置内の表面に堆積した金属ま
たはその化合物と反応させて除去し、かつ装置の表面を
ガスの侵食により傷つけることなく、清浄な表面を露出
させるために三フッ化塩素を５０〜１００容量％の高濃
度で使用する。
物を高速で除去し、清浄な表面を露出させる。 【解決手段】 薄膜形成装置内の表面に堆積した金属ま
たはその化合物と反応させて除去し、かつ装置の表面を
ガスの侵食により傷つけることなく、清浄な表面を露出
させるために三フッ化塩素を５０〜１００容量％の高濃
度で使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三フッ化塩素の新
規な用途に関し、ＣＶＤ・真空蒸着、スパッタリング、
溶射などの薄膜形成プロセスにおいて薄膜形成装置内に
堆積した金属およびその化合物を反応除去し、装置の素
材を傷つけることなく清浄な表面を露出させるために三
フッ化塩素ガスを使用する方法に関するものである。
規な用途に関し、ＣＶＤ・真空蒸着、スパッタリング、
溶射などの薄膜形成プロセスにおいて薄膜形成装置内に
堆積した金属およびその化合物を反応除去し、装置の素
材を傷つけることなく清浄な表面を露出させるために三
フッ化塩素ガスを使用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体工業を中心に薄膜形成プロセスが普及し、ＣＶＤや真
空蒸着、スパッタリングなどの装置が多数稼働してい
る。しかし、このような薄膜形成装置においては薄膜を
形成すべき目的物以外に装置の内壁、目的物を担持する
ための治具などに多量の堆積物が生成し、この堆積物を
除去するために長時間装置の運転を停止するなどの問題
を起こしている。また、現状では強酸・強アルカリなど
の水溶液を用いる化学研磨や電解研磨や、機械的研磨な
どの方法で堆積物の除去を行うために装置や治具の傷み
が大きく、数回の使用で交換しなければならない場合も
多く、また、操作も煩雑である。
体工業を中心に薄膜形成プロセスが普及し、ＣＶＤや真
空蒸着、スパッタリングなどの装置が多数稼働してい
る。しかし、このような薄膜形成装置においては薄膜を
形成すべき目的物以外に装置の内壁、目的物を担持する
ための治具などに多量の堆積物が生成し、この堆積物を
除去するために長時間装置の運転を停止するなどの問題
を起こしている。また、現状では強酸・強アルカリなど
の水溶液を用いる化学研磨や電解研磨や、機械的研磨な
どの方法で堆積物の除去を行うために装置や治具の傷み
が大きく、数回の使用で交換しなければならない場合も
多く、また、操作も煩雑である。
【０００３】特公昭４６−１９００８号公報（英国特許
第１１８０１８７号）は、フッ化塩素、フッ化臭素、フ
ッ化ヨウ素によるＳｉ、Ｇｅからなる半導体材料表面の
艶出しに関する技術が開示されており、同時にこの技術
を用いることで、薄膜形成装置の部材や壁に付着する膜
や粉の成長を艶出し処理中に抑制できることが述べられ
ているが、この公報に記載された発明は、Ｓｉ、Ｇｅの
艶出しを目的にしている。すなわち、使用するフッ化塩
素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素の濃度は０.０１〜２重
量％と低い上、フッ化塩素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素
と容易に反応する水素を混合ガスとして用いることを特
徴としており、フッ化塩素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素
本来の反応性を弱めている。従って、この方法による
と、薄膜形成装置の部材や壁に付着する膜や粉が艶出し
処理中に成長を抑制するのが限界であり、材料に対する
反応速度を考えると、薄膜形成装置の内壁や装置部材に
堆積した多量の堆積物を除去することを教示するもので
はない。
第１１８０１８７号）は、フッ化塩素、フッ化臭素、フ
ッ化ヨウ素によるＳｉ、Ｇｅからなる半導体材料表面の
艶出しに関する技術が開示されており、同時にこの技術
を用いることで、薄膜形成装置の部材や壁に付着する膜
や粉の成長を艶出し処理中に抑制できることが述べられ
ているが、この公報に記載された発明は、Ｓｉ、Ｇｅの
艶出しを目的にしている。すなわち、使用するフッ化塩
素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素の濃度は０.０１〜２重
量％と低い上、フッ化塩素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素
と容易に反応する水素を混合ガスとして用いることを特
徴としており、フッ化塩素、フッ化臭素、フッ化ヨウ素
本来の反応性を弱めている。従って、この方法による
と、薄膜形成装置の部材や壁に付着する膜や粉が艶出し
処理中に成長を抑制するのが限界であり、材料に対する
反応速度を考えると、薄膜形成装置の内壁や装置部材に
堆積した多量の堆積物を除去することを教示するもので
はない。
【０００４】特開昭５２−１３１４７０号公報には、Ｂ
ｒＦ3、ＩＦ5、ＮＦ3等をプラズマエッチングやスパッ
タエッチングに用いることにより、フッ素と分離した物
質が半導体基板上や反応室側壁に付着することが無く、
反応系全体が清浄となることが示されている。しかし、
これらのガスを薄膜形成後の装置内に導入して付着固化
した薄膜を除去することは示されていない。
ｒＦ3、ＩＦ5、ＮＦ3等をプラズマエッチングやスパッ
タエッチングに用いることにより、フッ素と分離した物
質が半導体基板上や反応室側壁に付着することが無く、
反応系全体が清浄となることが示されている。しかし、
これらのガスを薄膜形成後の装置内に導入して付着固化
した薄膜を除去することは示されていない。
【０００５】従来これらの問題点に対し、特開昭６０−
６７６７３号公報に開示されているような反応室内に付
着した珪素や炭化珪素の非単結晶被膜をＨＦガスを用い
プラズマ気相エッチング反応で除去する方法、特開昭６
０−５９７３９号公報に開示されているようなＣＦ4、
ＳＦ6を用いて皮膜形成装置内部に付着した珪素を含む
皮膜をプラズマ気相エッチング反応で除去する方法、特
開昭６１−１４３５８５号公報に開示されているような
反応室内壁に付着した珪素膜をＮＦ3ガスを用いプラズ
マ気相エッチング反応で除去する方法等があるが、ＣＦ
4、ＳＦ6は極めて安定なガスで使用条件としていずれも
プラズマ雰囲気とすることが不可欠であり、ＨＦ、ＮＦ
3も反応性が十分でなく、ノンプラズマで用いる場合に
はＨＦでは酸化珪素系の化合物に限られ、ＮＦ3では４
００℃以上の高温を必要とする等使用にあたり制約の多
いものであった。
６７６７３号公報に開示されているような反応室内に付
着した珪素や炭化珪素の非単結晶被膜をＨＦガスを用い
プラズマ気相エッチング反応で除去する方法、特開昭６
０−５９７３９号公報に開示されているようなＣＦ4、
ＳＦ6を用いて皮膜形成装置内部に付着した珪素を含む
皮膜をプラズマ気相エッチング反応で除去する方法、特
開昭６１−１４３５８５号公報に開示されているような
反応室内壁に付着した珪素膜をＮＦ3ガスを用いプラズ
マ気相エッチング反応で除去する方法等があるが、ＣＦ
4、ＳＦ6は極めて安定なガスで使用条件としていずれも
プラズマ雰囲気とすることが不可欠であり、ＨＦ、ＮＦ
3も反応性が十分でなく、ノンプラズマで用いる場合に
はＨＦでは酸化珪素系の化合物に限られ、ＮＦ3では４
００℃以上の高温を必要とする等使用にあたり制約の多
いものであった。
【０００６】英国特許第１２６８３７７号には、金属そ
の他の表面に付着した有機物を三フッ化塩素ガスにより
洗浄除去する方法が開示されているが、洗浄の対象とな
る物質はグリースや動植物の油等の有機物の汚染物に限
定されており、基体に熱化学反応などにより強固に付着
した無機物質についての使用可能性は触れられていな
い。また、Ｊ．Ｅｌｅｃｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２
９，２７５５（１９８２）には、ＣｌＦ3によるシリコ
ンウェハのプラズマエッチングが記載されており、Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，５６，２８３９（１９８４）、
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４６，７９４（１９
８５）にはＣｌＦ3によるプラズマレスによる種々の物
質のエッチングに関する記載があるが、これらは全て半
導体製造工程における製品となるウェハのパターン形成
に関するものであり、本発明のように薄膜形成装置の壁
等へ付着した薄膜の除去については触れられていない。
の他の表面に付着した有機物を三フッ化塩素ガスにより
洗浄除去する方法が開示されているが、洗浄の対象とな
る物質はグリースや動植物の油等の有機物の汚染物に限
定されており、基体に熱化学反応などにより強固に付着
した無機物質についての使用可能性は触れられていな
い。また、Ｊ．Ｅｌｅｃｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２
９，２７５５（１９８２）には、ＣｌＦ3によるシリコ
ンウェハのプラズマエッチングが記載されており、Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，５６，２８３９（１９８４）、
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４６，７９４（１９
８５）にはＣｌＦ3によるプラズマレスによる種々の物
質のエッチングに関する記載があるが、これらは全て半
導体製造工程における製品となるウェハのパターン形成
に関するものであり、本発明のように薄膜形成装置の壁
等へ付着した薄膜の除去については触れられていない。
【０００７】三フッ化塩素は、上記のようにウエハのプ
ラズマエッチングに用いられる他は、従来、ロケット燃
料の酸化剤、六フッ化ウランの精製、フッ素化反応の試
薬、化学レーザー等に用いられている。
ラズマエッチングに用いられる他は、従来、ロケット燃
料の酸化剤、六フッ化ウランの精製、フッ素化反応の試
薬、化学レーザー等に用いられている。
【０００８】例えば、米国特許第３５２７１６８号に
は、三フッ化塩素をロケット燃料の酸化剤として利用す
ることが開示されており、特開昭４７−２５０９１号公
報には、三フッ化塩素を用いてウランをフッ素化する事
により六フッ化ウランとし、不純物として含まれるプル
トニウム等と分離する方法が開示されている。
は、三フッ化塩素をロケット燃料の酸化剤として利用す
ることが開示されており、特開昭４７−２５０９１号公
報には、三フッ化塩素を用いてウランをフッ素化する事
により六フッ化ウランとし、不純物として含まれるプル
トニウム等と分離する方法が開示されている。
【０００９】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、鋭
意検討の結果、三フッ化塩素ガスを用いれば薄膜形成装
置の堆積物を効率的に除去し、清浄な表面を露出できる
ことを見いだし本発明に至ったものである。
意検討の結果、三フッ化塩素ガスを用いれば薄膜形成装
置の堆積物を効率的に除去し、清浄な表面を露出できる
ことを見いだし本発明に至ったものである。
【００１０】すなわち本発明は、フッ化ハロゲンの中で
反応性が強い三フッ化塩素を５０〜１００容量％という
高濃度で、薄膜形成装置内の表面に堆積した金属または
その化合物と反応させて除去し、かつ装置の表面をガス
の侵食により傷つけることなくクリーニング、すなわ
ち、清浄な表面を露出させる方法を提供するものであ
る。
反応性が強い三フッ化塩素を５０〜１００容量％という
高濃度で、薄膜形成装置内の表面に堆積した金属または
その化合物と反応させて除去し、かつ装置の表面をガス
の侵食により傷つけることなくクリーニング、すなわ
ち、清浄な表面を露出させる方法を提供するものであ
る。
【００１１】三フッ化塩素は、化学的に最も活性なフッ
素と同等の強い酸化力を有しており、工業的には塩素ガ
スとフッ素ガスを反応させることにより得られる室温で
無色の気体である。フッ素が圧縮ガスであるのに対し、
三フッ化塩素は沸点が１２℃であり、液体として比較的
容易に金属容器に貯蔵し、移送することができる。三フ
ッ化塩素と同様の反応性を示すフッ化ハロゲンとして、
一フッ化塩素、五フッ化塩素があるが、一フッ化塩素は
三フッ化塩素より反応性が低い上、沸点−１００.８℃
の圧縮ガスであり、フッ素と同様貯蔵、移送が困難であ
る。また、五フッ化塩素は衝撃を加えると三フッ化塩素
とフッ素に解離する大変危険なガスである。この点で三
フッ化塩素は、安全で貯蔵可能なフッ素として注目され
ていた。しかしながら、前述したように三フッ化塩素
は、常温でフッ素と同等の反応性を有しているため、取
り扱いが非常に危険であると考えられていた。また、三
フッ化塩素に対する耐食部材の知見も少なく、取り扱う
場合の装置部材に制限があり、装置材料の選定から行う
必要があった。これに対して従来からクリーニングに用
いられている三フッ化窒素、六フッ化硫黄、四フッ化炭
素等は、室温ではほとんど不活性なガスであり、毒性も
低い。このような観点から三フッ化塩素は、実験室的な
試みはなされていたが、工業的な面での使用はなされて
おらず、これをクリーニング分野へ利用しようという試
みは全く考えられていなかった。しかしながら、本発明
者らは三フッ化塩素の取り扱い技術の蓄積を行い、工業
的に使用できる可能性について鋭意実験を重ねて本発明
に至った。すなわち、三フッ化塩素の安全性、装置材
料、クリーニング条件を鋭意検討し、三フッ化塩素が本
用途に使用可能であり、本ガスをクリーニングへ利用し
た場合、低温でクリーニングが可能なこと、クリーニン
グにプラズマ発生装置が不要なため低コストであるこ
と、基材に対するプラズマダメージがないこと、プラズ
マが届かない装置内の隅々や配管部分に対してもクリー
ニングが可能なこと、除害が簡単なこと、装置の基材の
種類や付着した金属およびその化合物の種類の多くに適
用できる汎用性があること等の従来のクリーニングガス
が備えていない顕著な効果があることを見いだした。反
応生成物は、ガスとして装置外へ容易に排出され、装置
の内表面に反応生成物が形成されることもない。また、
本発明によれば、従来のクリーニングガスに比べて高速
にクリーニングでき、条件を適当に選定することによ
り、多種多様な薄膜を低温、短時間でクリーニングする
ことができることも判った。例えば、５０％三フッ化塩
素（ヘリウム希釈）によれば、多結晶シリコン膜は室温
で、タングステンカーバイドは約５０℃以上で、窒化珪
素は１５０℃以上、炭化チタン、窒化チタンでは２５０
℃以上でクリーニングが可能となる。薄膜形成装置内の
堆積被膜のクリーニングが必要となる膜厚は、形成する
薄膜の種類、装置の仕様等によって異なるが、例えば窒
化ケイ素の場合、２０００〜３０００Ａであり、本方法
によれば、わずか数十秒程度でクリーニングが行える。
素と同等の強い酸化力を有しており、工業的には塩素ガ
スとフッ素ガスを反応させることにより得られる室温で
無色の気体である。フッ素が圧縮ガスであるのに対し、
三フッ化塩素は沸点が１２℃であり、液体として比較的
容易に金属容器に貯蔵し、移送することができる。三フ
ッ化塩素と同様の反応性を示すフッ化ハロゲンとして、
一フッ化塩素、五フッ化塩素があるが、一フッ化塩素は
三フッ化塩素より反応性が低い上、沸点−１００.８℃
の圧縮ガスであり、フッ素と同様貯蔵、移送が困難であ
る。また、五フッ化塩素は衝撃を加えると三フッ化塩素
とフッ素に解離する大変危険なガスである。この点で三
フッ化塩素は、安全で貯蔵可能なフッ素として注目され
ていた。しかしながら、前述したように三フッ化塩素
は、常温でフッ素と同等の反応性を有しているため、取
り扱いが非常に危険であると考えられていた。また、三
フッ化塩素に対する耐食部材の知見も少なく、取り扱う
場合の装置部材に制限があり、装置材料の選定から行う
必要があった。これに対して従来からクリーニングに用
いられている三フッ化窒素、六フッ化硫黄、四フッ化炭
素等は、室温ではほとんど不活性なガスであり、毒性も
低い。このような観点から三フッ化塩素は、実験室的な
試みはなされていたが、工業的な面での使用はなされて
おらず、これをクリーニング分野へ利用しようという試
みは全く考えられていなかった。しかしながら、本発明
者らは三フッ化塩素の取り扱い技術の蓄積を行い、工業
的に使用できる可能性について鋭意実験を重ねて本発明
に至った。すなわち、三フッ化塩素の安全性、装置材
料、クリーニング条件を鋭意検討し、三フッ化塩素が本
用途に使用可能であり、本ガスをクリーニングへ利用し
た場合、低温でクリーニングが可能なこと、クリーニン
グにプラズマ発生装置が不要なため低コストであるこ
と、基材に対するプラズマダメージがないこと、プラズ
マが届かない装置内の隅々や配管部分に対してもクリー
ニングが可能なこと、除害が簡単なこと、装置の基材の
種類や付着した金属およびその化合物の種類の多くに適
用できる汎用性があること等の従来のクリーニングガス
が備えていない顕著な効果があることを見いだした。反
応生成物は、ガスとして装置外へ容易に排出され、装置
の内表面に反応生成物が形成されることもない。また、
本発明によれば、従来のクリーニングガスに比べて高速
にクリーニングでき、条件を適当に選定することによ
り、多種多様な薄膜を低温、短時間でクリーニングする
ことができることも判った。例えば、５０％三フッ化塩
素（ヘリウム希釈）によれば、多結晶シリコン膜は室温
で、タングステンカーバイドは約５０℃以上で、窒化珪
素は１５０℃以上、炭化チタン、窒化チタンでは２５０
℃以上でクリーニングが可能となる。薄膜形成装置内の
堆積被膜のクリーニングが必要となる膜厚は、形成する
薄膜の種類、装置の仕様等によって異なるが、例えば窒
化ケイ素の場合、２０００〜３０００Ａであり、本方法
によれば、わずか数十秒程度でクリーニングが行える。
【００１２】本発明が対象とする薄膜形成装置の堆積物
とは、Ｗ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｅ、Ｔｅ、
Ｍｏ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｓｂ、Ｇｅ等の金属およびそ
の化合物、具体的にはこれらの窒化物、炭化物およびこ
れらの合金が挙げられる。また薄膜形成装置の基板材料
としては種々のものがあり、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、ＳＵ
Ｓ、スチール、しんちゅう、Ａｌ、Ａｌ2Ｏ3、黒鉛、Ｎ
ｉ、Ｎｉ合金、ガラス、その他酸化物系セラミックス等
が挙げられる。本発明の表面を露出させる方法は除去す
べき金属またはその化合物の種類、厚みおよび薄膜形成
装置の基板材料の種類等を考慮して、三フッ化塩素その
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を選択すればよい。ま
た、反応条件についても特に制限されることなく、前記
のとおり対象材料を考慮して適宜選択される。また露出
させるためのガスの流通方法は、静置式、流通式のいず
れで行ってもよい。
とは、Ｗ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｅ、Ｔｅ、
Ｍｏ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｓｂ、Ｇｅ等の金属およびそ
の化合物、具体的にはこれらの窒化物、炭化物およびこ
れらの合金が挙げられる。また薄膜形成装置の基板材料
としては種々のものがあり、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、ＳＵ
Ｓ、スチール、しんちゅう、Ａｌ、Ａｌ2Ｏ3、黒鉛、Ｎ
ｉ、Ｎｉ合金、ガラス、その他酸化物系セラミックス等
が挙げられる。本発明の表面を露出させる方法は除去す
べき金属またはその化合物の種類、厚みおよび薄膜形成
装置の基板材料の種類等を考慮して、三フッ化塩素その
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を選択すればよい。ま
た、反応条件についても特に制限されることなく、前記
のとおり対象材料を考慮して適宜選択される。また露出
させるためのガスの流通方法は、静置式、流通式のいず
れで行ってもよい。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例１〜３、比較例１、２ アルミニウム基板上（１ｃｍ×５ｃｍ）にプラズマＣＶ
Ｄにより約４μｍの厚さのアモルファスシリコンを堆積
させた（堆積重量０.０１２０６ｇ）テストピースをプ
ラズマＣＶＤ装置の下部電極上に静置し、三フッ化塩素
（実施例１〜３）、酸素７５％・アルゴン２５％混合ガ
ス（比較例１）、四フッ化炭素９５％・酸素５％の混合
ガス（比較例２）の三種類のガスを用いて、高周波電源
周波数１３.５６ＭＨｚ、電極間距離５０ｍｍ、ガス圧
力５０Ｔｏｒｒ、ガス流量１０ＳＣＣＭ、印加電力０.
３１５Ｗ／ｃｍ2、室温、プラズマ雰囲気下で反応を行
った。反応時間およびその結果を表１に示した。
る。 実施例１〜３、比較例１、２ アルミニウム基板上（１ｃｍ×５ｃｍ）にプラズマＣＶ
Ｄにより約４μｍの厚さのアモルファスシリコンを堆積
させた（堆積重量０.０１２０６ｇ）テストピースをプ
ラズマＣＶＤ装置の下部電極上に静置し、三フッ化塩素
（実施例１〜３）、酸素７５％・アルゴン２５％混合ガ
ス（比較例１）、四フッ化炭素９５％・酸素５％の混合
ガス（比較例２）の三種類のガスを用いて、高周波電源
周波数１３.５６ＭＨｚ、電極間距離５０ｍｍ、ガス圧
力５０Ｔｏｒｒ、ガス流量１０ＳＣＣＭ、印加電力０.
３１５Ｗ／ｃｍ2、室温、プラズマ雰囲気下で反応を行
った。反応時間およびその結果を表１に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】実施例４〜７、比較例３ ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）上にプラズマＣＶＤによ
り約１０μｍの厚さのタングステンカーバイトを堆積さ
せた（堆積重量０.００４３ｇ）テストピースを外熱式
横型反応炉中で各種ガスと反応させた。この結果を表２
に示した。
り約１０μｍの厚さのタングステンカーバイトを堆積さ
せた（堆積重量０.００４３ｇ）テストピースを外熱式
横型反応炉中で各種ガスと反応させた。この結果を表２
に示した。
【００１６】
【表２】
【００１７】表２からも明らかなとおりＮＦ3（比較例
３）に比較して、実施例４〜７は、低温でも数倍ないし
数十倍のクリーニング速度となり、十分な効果が認めら
れる。なお、実施例４のテストピースの表面をＸ線マイ
クロアナライザーにより分析の結果、タングステンのピ
ークが全く認められず、完全にクリーニングされている
ことを確認した。
３）に比較して、実施例４〜７は、低温でも数倍ないし
数十倍のクリーニング速度となり、十分な効果が認めら
れる。なお、実施例４のテストピースの表面をＸ線マイ
クロアナライザーにより分析の結果、タングステンのピ
ークが全く認められず、完全にクリーニングされている
ことを確認した。
【００１８】実施例８〜１１ 三フッ化塩素５０％、ヘリウム５０％混合ガスを用いて
外熱式横型反応炉中でステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）上
に炭化チタン（実施例８）、窒化チタン（実施例９）、
窒化ケイ素（実施例１０）の被膜を各々５μｍの厚さで
形成したものと、炭化ケイ素焼結体表面に多結晶金属シ
リコン（実施例１１）を２０μｍの厚みで堆積させたテ
ストピースのクリーニング試験を実施した。テストピー
スのクリーニングの確認はＸ線マイクロアナライザーに
よって、チタン、ケイ素のピークの存在の有無で確認し
た。
外熱式横型反応炉中でステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）上
に炭化チタン（実施例８）、窒化チタン（実施例９）、
窒化ケイ素（実施例１０）の被膜を各々５μｍの厚さで
形成したものと、炭化ケイ素焼結体表面に多結晶金属シ
リコン（実施例１１）を２０μｍの厚みで堆積させたテ
ストピースのクリーニング試験を実施した。テストピー
スのクリーニングの確認はＸ線マイクロアナライザーに
よって、チタン、ケイ素のピークの存在の有無で確認し
た。
【００１９】結果： 実施例８の炭化チタン膜のクリーニング ２００℃以下ではほとんど反応が進行せず、Ｘ線マイク
ロアナライザーによる分析でもチタンのピークが減少し
ていなかった。２５０℃以上に加熱することによってチ
タンのピークが減少し始め、１０分間でほぼ完全にチタ
ンのピークが消滅した。 実施例９の窒化チタン膜のクリーニング １５０℃以下ではほとんど変化が認められなかったが、
２５０℃、１０分のクリーニング条件において、窒化チ
タンの反応が進み、試験後のテストピース表面のＸ線マ
イクロアナライザーによる分析でもチタンのピークが認
められなかった。 実施例１０の窒化ケイ素膜のクリーニング 室温から反応が進行し、５μｍの被膜が５分間でほぼ完
全にクリーニングできた。ただし、１００℃以下では反
応中間体と推定される剥離した白色粉体が認められる
が、１５０℃以上ではこの粉体も完全に消滅した。 実施例１１の多結晶シリコン膜のクリーニング 室温から反応が進行し、５μｍの被膜が５分間でほぼ完
全にクリーニングできた。これらの結果をまとめて表３
に示した。
ロアナライザーによる分析でもチタンのピークが減少し
ていなかった。２５０℃以上に加熱することによってチ
タンのピークが減少し始め、１０分間でほぼ完全にチタ
ンのピークが消滅した。 実施例９の窒化チタン膜のクリーニング １５０℃以下ではほとんど変化が認められなかったが、
２５０℃、１０分のクリーニング条件において、窒化チ
タンの反応が進み、試験後のテストピース表面のＸ線マ
イクロアナライザーによる分析でもチタンのピークが認
められなかった。 実施例１０の窒化ケイ素膜のクリーニング 室温から反応が進行し、５μｍの被膜が５分間でほぼ完
全にクリーニングできた。ただし、１００℃以下では反
応中間体と推定される剥離した白色粉体が認められる
が、１５０℃以上ではこの粉体も完全に消滅した。 実施例１１の多結晶シリコン膜のクリーニング 室温から反応が進行し、５μｍの被膜が５分間でほぼ完
全にクリーニングできた。これらの結果をまとめて表３
に示した。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】本発明は、極めて反応性に優れ取扱い上
慎重さを要する三フッ化塩素ガスを高濃度で使用すると
いう技術常識を逸脱する方法を採用したところ、ＮＦ3
ガスに比較して、プラズマレスでも低温において優れた
金属膜等の反応除去性能を示し、各種薄膜形成装置等の
表面をガスの侵食により傷つけることなく、装置内表面
に反応生成物を形成することもなく清浄に露出させるこ
とができるという知見を実験により見いだしたものであ
り、従来その実用的利用について着目されていなかった
三フッ化塩素ガスの新たな用途を確立し、このガスの利
用により薄膜形成装置のクリーニングに要する時間が大
幅に短縮され、特に半導体工業の発展に寄与するところ
大である。
慎重さを要する三フッ化塩素ガスを高濃度で使用すると
いう技術常識を逸脱する方法を採用したところ、ＮＦ3
ガスに比較して、プラズマレスでも低温において優れた
金属膜等の反応除去性能を示し、各種薄膜形成装置等の
表面をガスの侵食により傷つけることなく、装置内表面
に反応生成物を形成することもなく清浄に露出させるこ
とができるという知見を実験により見いだしたものであ
り、従来その実用的利用について着目されていなかった
三フッ化塩素ガスの新たな用途を確立し、このガスの利
用により薄膜形成装置のクリーニングに要する時間が大
幅に短縮され、特に半導体工業の発展に寄与するところ
大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 // Ｃ０９Ｋ 13/08 Ｃ０９Ｋ 13/08 (72)発明者 新井 博通 埼玉県狭山市水野471−38
Claims (1)
- 【請求項１】 薄膜形成装置内の表面に堆積した金属ま
たはその化合物とガス化反応させて除去し、かつ装置の
表面をガスの侵食により傷つけることなく、清浄な表面
を露出させるために三フッ化塩素ガスを５０〜１００容
量％の高濃度で使用する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21731697A JP2823555B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 薄膜形成装置の表面清浄に三フッ化塩素を用いる方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21731697A JP2823555B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 薄膜形成装置の表面清浄に三フッ化塩素を用いる方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62172947A Division JP2720966B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 薄膜を付着した部品の再生利用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10212582A true JPH10212582A (ja) | 1998-08-11 |
| JP2823555B2 JP2823555B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=16702265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21731697A Expired - Lifetime JP2823555B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 薄膜形成装置の表面清浄に三フッ化塩素を用いる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823555B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051938A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Surface Technology Systems Limited | Chlorotrifluorine gas generator system |
| WO2000051937A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Surface Technology Systems Limited | Gas generation system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10229037A1 (de) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Chlortrifluorid und Anlage zur Ätzung von Halbleitersubstraten mit dieser Vorrichtung |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21731697A patent/JP2823555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051938A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Surface Technology Systems Limited | Chlorotrifluorine gas generator system |
| WO2000051937A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-08 | Surface Technology Systems Limited | Gas generation system |
| JP2002538068A (ja) * | 1999-03-04 | 2002-11-12 | サーフィス テクノロジー システムズ ピーエルシー | 三フッ化塩素ガス生成装置 |
| JP4689841B2 (ja) * | 1999-03-04 | 2011-05-25 | サーフィス テクノロジー システムズ ピーエルシー | 三フッ化塩素ガス生成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2823555B2 (ja) | 1998-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |