JPH1197434A

JPH1197434A - 成膜装置、クリーニング方法、及び成膜方法

Info

Publication number: JPH1197434A
Application number: JP8842898A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Nishitani; 英輔西谷; Toshiyuki Arai; 利行荒井; Miwako Suzuki; 美和子鈴木; Norihiro Uchida; 憲宏内田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】装置内残留物を装置ダメージを低減して残留
物を除去する。【解決手段】ＣＶＤ装置等の反応炉体１内部に、残留
物よりもエッチング速度の小さい材質のインナーチュー
ブ５とウエハ支持台４を設ける。また、反応炉体、イン
ナーチューブ間を不活性ガスでパージし、炉体内壁への
成膜抑制とクリーニングガスによるダメージを抑制す
る。【効果】装置ダメージを低減して残留物を除去し、発
塵低減及びスループット向上に寄与し、装置稼働率が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にＣＶＤやエピ
タキシャル成長に用いられる装置をガスクリーニングす
る方法、及びその装置、また、その装置を使用した膜の
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造における薄膜形成法として、
一般的に広く用いらているものの１つにＣＶＤ（化学気
相成長）法やエピタキシャル成長法がある。ＣＶＤ法で
は、熱等を用いて原料ガスの化学反応により基板上に薄
膜を形成させる。現在、ＣＶＤ法により、ＳｉＯ₂、ｄ
ｏｐｅｄＰｏｌｙ−Ｓｉ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｗ、ＷＳｉ、Ｔ
ｉＮ、Ｔａ₂Ｏ₅等が成膜されている。

【０００３】ＣＶＤ法では、基板上への成膜以外に、化
学反応の起こりうるＣＶＤ装置の基板反応器内壁や排気
配管内壁、またバルブ等の部品に反応生成物が堆積ある
いは付着する可能性がある。それらはＣＶＤプロセスを
繰り返し行うと、熱応力により剥離し、そしてガス流れ
により拡散し、剥がれたものが基板上のパーティクルと
なり、ショート・断線等のデバイス不良を引き起こす。
デバイスパターンの微細化が進むにつれ、更にパーティ
クルを抑制する必要があり、パーティクルの原因となる
内壁等に堆積または付着した反応生成物を除去するクリ
ーニングが必須となっている。

【０００４】そこで従来は、装置を解体し各部品をＨＦ
等の洗浄液に浸す湿式除去による方法がある。この方法
は、クリーニング効果は優れているものの、装置解体、
組立、プロセス条件設定に大幅な時間がかかるため装置
稼働率の大幅な時間がかかってしまう。

【０００５】そこで、例えば特開平５−２１４３３９に
記載されている通り、アルコキシシラン非完全分解物
（ＳｉＣｘＨｙＯｚ）を低温下での反応性が高い無水Ｈ
Ｆガスと接触させることによりエッチングしたり、特開
平６−３３０３２３に記載されている通り、シリコン酸
化膜を生成するＣＶＤ装置において、炉体内及び排気配
管内に堆積した反応生成物を、無水ＨＦとハロゲン間化
合物ガスを併用しクリーニングを行っていた。

【０００６】また、特開平４−１５５８２７、特開平４
−１８１７３４に記載されている通り、反応性が高く分
解しやすいハロゲン間化合物ガスであるＣｌＦ₃をクリ
ーニングガスとして用いる方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、低温部内壁に
付着した反応生成物をＨＦを用いて除去する方法では、
反応炉体内壁が少なからずエッチングされそのダメージ
によって比較的短期間のうちにパーティクルを発生させ
てしまう。

【０００８】また、上記ＣｌＦ₃をクリーニングガスと
して用いた方法では、クリーニングガスの反応性が高い
ため、被形成膜材質をエッチングする際、同時に石英性
の反応炉体内壁も少なからずエッチングされ、それがや
がてパーティクルの原因となる。特に、ＣＶＤ法によっ
て形成された酸化膜は、通常反応炉体に用いられる石英
と比較してそのエッチング速度が殆ど変わらず、場合に
よっては逆に反応炉体内壁のエッチング速度の方が除去
しようとしている酸化膜のエッチング速度よりも速いこ
ともある。

【０００９】さらに、アルコキシド系、アルコキシル系
及びアルキル系の有機系液化物の気化ガスを用いたＣＶ
Ｄの場合には、装置内の排気配管等の低温部における反
応生成物付着量が多く、かつ低温部では付着物のＣｌＦ
₃エッチングレートが遅い。従って、ＣｌＦ₃クリーニン
グを適用した場合、排気配管部等の低温部内壁への付着
物を完全に除去できず、残留物が残り、パーティクルを
発生させる可能性が高い。

【００１０】本発明の目的は、残留物を残さず、かつ反
応炉体にダメージを与えないＣＶＤ装置、装置のクリー
ニング方法及び膜の形成方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ＣＶＤ装置
またはエピタキシャル装置の反応炉体の材質を、クリー
ニングガスによるエッチング速度が薄膜形成材料のエッ
チング速度よりも小さい材質とすることによって達成さ
れる。このようにすることで、薄膜形成材料を反応炉体
に対して選択的にエッチングすることができ、炉体内
壁、排気配管内壁、部品に堆積または付着した反応生成
物を除去することが可能となり、また、装置へのダメー
ジも少なくなる。

【００１２】さらに、半導体ウエハの支持台またはウエ
ハボートの材質を、クリーニングガスによるエッチング
速度が薄膜形成材料のエッチング速度よりも小さい材質
にしても良い。このようにすることで、支持台やウエハ
ボートに対して薄膜形成材料を選択的にエッチング除去
することができる。

【００１３】例えば、クリーニングガスを、三フッ化塩
素（ＣｌＦ₃）およびフッ化水素（ＨＦ）の少なくとも
１種類を含むガスとし、反応炉体、インナーチューブ、
ウエハ支持台、ウエハボート等を、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）または窒化アルミ（ＡｌＮ）で構成する。特に、
薄膜形成の原料ガスとしてＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン（Ｓｉ（０Ｃ₂Ｈ₅）₄）またはペンタエトキシタン
タル（Ｔａ（０Ｃ₂Ｈ₅）₅）を用いた場合に、クリーニ
ング工程で、薄膜形成材料をより選択的にエッチング除
去する効率が従来に比べて極めて向上する。

【００１４】また、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：
Ｓｉ（０Ｃ₂Ｈ₅）₄）、モノシラン、ジシランのいずれ
かを原料ガスとした酸化膜を形成する場合、クリーニン
グガスをフッ化水素（ＨＦ）を含むガスとし、反応炉
体、インナーチューブ、ウエハ支持台、ウエハボート等
の材質を炭化シリコン（ＳｉＣ）にすることによって
も、エッチング選択性が向上する。

【００１５】一方、大気と接する反応炉体に石英を使用
し、さらに反応炉体の内側に、クリーニングガスによる
エッチング速度が薄膜形成材料および石英のエッチング
速度のうちより小さい方のエッチング速度よりさらに小
さいエッチング速度の材質によって構成したインナーチ
ューブを配置して、エッチング選択性を持たせても良
い。

【００１６】さらに、上記インナーチューブを用いた場
合、石英製反応炉体とインナーチューブの間の空間に、
窒素ガスや希ガスのような不活性ガスを充満させ、薄膜
形成工程で原料ガスを石英製反応炉体に接触することを
抑えることにより、石英製反応炉体内壁に反応生成物が
堆積または付着することを抑えてもよい。また、このよ
うに不活性ガスを流すと、クリーニング工程ではクリー
ニングガスを石英製反応炉体に接触することを抑えるこ
ととなり、石英製反応炉体内壁がクリーニングガスによ
りエッチングされるのを防ぐことができる。

【００１７】また、このインナーチューブを複数個に分
割すると、例えばＳｉＣのようなヒーターからの赤外線
をほとんど透過しない材料の場合、ヒーターからの熱を
インナーチューブが一旦受けた後、インナーチューブか
らの輻射でウエハを加熱することとなるため、各ゾーン
毎にウエハに加熱量が伝わり、各ウエハの温度が均一化
され、半導体ウエハ上に薄膜を形成する際の膜厚均一性
が向上することとなる。さらに、複数個に分割すること
で、インナーチューブの熱応力により破損することを防
ぐことができる。

【００１８】特に、反応ガスとしてモノシラン、ジシラ
ン、またはＳｉＨ_4-nＣｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-x
Ｃｌ_x（ｘ＝１〜６）で表される塩化シラン、アルコキ
シド系、アルコキシル系及びアルキル系の有機系液化物
の気化ガスを用いて成膜する装置では残留物が生じやす
いので、このような構成でクリーニングをすると良い。
特に、アルコキシド系、アルコキシル系及びアルキル系
の有機系液化物のガスを用いたＣＶＤでは、低温部への
反応生成物付着量が多いため、上述のようなクリーニン
グを行うとより効果的である。この反応生成物の付着が
多いのは、第１に液化物の沸点が高いため、低温部であ
る排気配管等の装置内壁に気化ガスが凝縮し易いこと、
第２に気化ガス同士が重合体を生成し分子量を大きくす
ることにより沸点がさらに上昇し、重合体の凝縮がさら
に起こりやすくなること、第３に活性となった気化ガス
がそのまま低温部内壁に成膜、堆積することが、その理
由である。

【００１９】

【発明の実施の形態】

［実施例１］図１に、ＣＶＤ装置の構成図を示す。

【００２０】このＣＶＤ装置は、石英炉体１、その内部
にウエハ２を設置するためのウエハ支持台４、ＣＶＤガ
スやクリーニングガスを直接上記石英炉体１に接触させ
ないためのインナーチューブ５、炉体及び炉体内雰囲気
を加熱するヒーター３、その両端にはガス導入フランジ
６、ＣＶＤガス供給系（図示せず）、クリーニングガス
供給系（図示せず）、ウエハを搬入出するためのゲート
バルブ７より構成されている。また、ＣＶＤガスやクリ
ーニングが石英炉体１とインナーチューブ５の間に入り
込まないよう、石英炉体１とインナーチューブ５間の空
間８にパージガスを導入している。この装置は、基板を
１度に２枚処理する方式であり、また成膜する基板を載
置する炉体内雰囲気全体を加熱するホットウォール型加
熱装置である。またこの装置は、ＳｉＯ₂、ｄｏｐｅｄ
Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、Ｔａ₂Ｏ₅等の成
膜プロセスに使用している。

【００２１】本実施例では、アルコキシルシランである
ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料ガスとして用
い、ＳｉＯ₂を成膜する場合について説明する。

【００２２】ＳｉＯ₂を成膜する場合、常にヒーターは
７５０℃〜８００℃に設定され、炉体内雰囲気は７５０
℃に保たれている。成膜時には、石英炉体内を真空（１
０^-3Ｐａ以下）にした後に、ガス導入バルブよりＴＥＯ
Ｓを導入する。ただし、ＴＥＯＳの沸点は１６６．８℃
であるため、供給部でＴＥＯＳ充填容器を加熱し気化さ
せる。また、ＴＥＯＳ流量はマスフローコントローラ制
御により約１００〜２００ｓｃｃｍ程度とし、圧力は１
００Ｐａ程度とする。場合によってはＴＥＯＳと共にＯ
₂を導入することもある。また、ＴＥＯＳの排気配管内
壁への凝縮を防ぐため、排気配管部を１５０℃としてい
る。本装置を用いて成膜する場合、累積して２μｍ相当
の成膜を行った後に、装置内壁に付着した反応生成物を
除去するためのガスクリーニングを行う。

【００２３】次に、本装置のクリーニング方法について
示す。

【００２４】まず、図１０に従来クリーニングガスとし
て用いられてきたＣｌＦ₃によるＳｉＯ₂のエッチングレ
ートを示す。図１０に示したように、ＣｌＦ₃によるク
リーニングでは、高温部である炉体内壁中央等に堆積ま
たは付着した反応生成物はエッチングされるが、低温部
である炉体内壁の周辺部及び排気配管内壁等ではエッチ
ングレートが低く、残留物が残る可能性が高い。よっ
て、例えば、ガスの流れが変化した時あるいは炉内また
は配管内を流速の速いガスが流れた時に、これらの残留
物が巻き上がり、基板上に付着する可能性がある。そこ
で、従来例ではクリーニング時にＣｌＦ₃以外にＨＦガ
スを用いて、低温部のエッチングを行っている。図８に
ＳｉＯ₂のＨＦによるエッチレートを示す。図８よりＨ
Ｆガスを用いれば、被クリーニング部の低温部において
もエッチングできることがわかる。ＨＦガスと、ＳｉＯ
₂の反応メカニズムは、まずＨＦが水と反応しＨＦ^2-を
形成し、次にＨＦ^2-とＳｉＯ₂が反応し、ＳｉＦ₄とＨ₂
Ｏを生成すると考えられる。よって、反応開始にはＨ₂
Ｏが必要であり、水が吸着しやすい低温ほどエッチング
レートが高くなる。よってＣｌＦ₃ガスとＨＦガスの併
用によるクリーニングは、高温部、低温部のいずれにお
いても、残留物除去に有効であると考えられる。

【００２５】しかし、図１０に示したと同様に、従来の
石英製の反応炉体１とウエハ支持台４を用いた場合に
は、除去しようとするＳｉＯ₂とほぼ同じあるいは逆に
石英部品が多くエッチングされる。そこで上で述べたよ
うに、クリーニングガスを直接上記石英炉体１に接触さ
せないためのＡｌ₂Ｏ₃製のインナーチューブ５を設け、
さらにクリーニングガスが石英炉体１とインナーチュー
ブ５の間に入り込まないよう、石英炉体１とインナーチ
ューブ５間の空間８にパージガスを導入している。ま
た、ウエハ支持台４もＡｌ₂Ｏ₃製のものに置き換えてい
る。図９および表１からも明らかなように、材質をＡｌ
₂Ｏ₃に置き換えることで従来のＳｉＯ₂より１００倍以
上ダメージを受け難くなっている。

【００２６】

【表１】

【００２７】以下にクリーニング方法について記述す
る。

【００２８】クリーニングでは、まず炉体内を真空引き
した後に、ＣｌＦ₃ガス５００〜１０００ｓｃｃｍをＮ₂
と共に流し、炉体内壁高温部に堆積または付着した反応
生成物を除去する。次に、逆側からＣｌＦ₃ガスを流す
場合もある。この時のクリーニング温度は、成膜時とほ
ぼ同等の炉体内壁の中心部７５０℃程度、排気配管部１
５０℃程度とし、クリーニング圧力は１００〜２００Ｐ
ａとした。クリーニング時の温度を、成膜時の温度とほ
ぼ同一にするのは、炉体温度の昇温や降温に必要が時間
が不要となり、ウエハを処理できる時間が増加し、結果
的に装置稼働率が向上する効果がある。なお、ここでは
クリーニング温度を成膜時の温度とほぼ同等したが、実
質的には、クリーニング時の温度が、成膜時の温度との
差が５０℃程度の範囲内であれば良い。

【００２９】次のクリーニングプロセスとしてＨＦガス
を流した。通常は、炉体の温度は７５０℃、配管の温度
は１５０℃に維持したまま行うが、他の作業との関係
で、十分時間に余裕の有る場合には、炉体の加熱を停止
し、常温に近い温度にしてクリーニングを行う場合もあ
る。これは、図８からも明らかなように温度が低いほど
エッチング速度が速い上に、Ａｌ₂Ｏ₃の部品へのダメー
ジがないためである。

【００３０】この場合にも、炉体加熱ヒータを５０℃ま
で低下させるのと、ガス導入フランジ６を加熱している
チラーを１５０℃の高温用から低温用へと切り替える以
外、以下のＨＦ流量条件と同じである。

【００３１】プロセス条件として、ＨＦガス流量を１０
０〜２０００ｓｃｃｍとし、クリーニング時の圧力を５
００００〜７００００Ｐａとした。ＨＦガスは沸点が１
９．５℃であるため、ＴＥＯＳと同様、供給部でＨＦ充
填容器を加熱し気化させ供給を行った。

【００３２】上記ＨＦの常温２５℃で低温クリーニング
を行った後に１０００枚相当の成膜を行った時の異物測
定数と、高温にしたままＨＦガスのみによるクリーニン
グ（周期クリーニング）を行った後の異物測定数、高温
にしたままＣｌＦ₃ガスとＨＦガスによるクリーニング
（周期クリーニング）を行った後の異物測定数の比較を
図１１に示す。左端は、ＨＦガスで常温でクリーニング
をした場合を、左から２、３番目は炉体を高温のままＨ
Ｆガスでクリーニングした場合を示している。２番目の
高温ＨＦクリーニングに比べて３番目の高温ＨＦクリー
ニングは、クリーニング効果が低下し、再現性が悪いこ
とがわかった。そこで、ＨＦガスにＣｌＦ₃ガスを加え
てクリーニングを行った結果、右端に示した通り多くの
ウエハを成膜処理することができ、クリーニング効果が
優れていることがわかった。低温でＨＦクリーニングを
行えば、従来の希ＨＦ溶液を用いた湿式クリーニングと
ほぼ同程度の洗浄効果がある。しかし、炉体を成膜温度
の７５０℃から常温程度の低温にするためには、６時間
ほど要してしまい、装置稼働率が悪くなるというデメリ
ットがある。なお、ここでは常温でＨＦクリーニングを
行ったことを示したが、低温とは、０℃〜５０℃の間で
あれば良い。

【００３３】上記の実施例ではＡｌ₂Ｏ₃製のものに置き
換えたが、ＡｌＮ製のものでもほぼ同様のエッチング耐
性を示すため、同様の効果が得られる。

【００３４】［実施例２］実施例１においては、インナ
ーチューブ５およびウエハ支持台４をＡｌ₂Ｏ₃製のもの
を用いたが、クリーニングガスとしてＣｌＦ₃を用いず
ＨＦのみ（ただしＮ₂やＡｒ等の不活性ガスで希釈する
ことも含まれる）で行う場合にはＳｉＣ製のものを使用
することができる。

【００３５】ＳｉＣはＣｌＦ₃で容易にエッチングされ
るため、ＣｌＦ₃をクリーニングガスとして用いた場合
は甚だしいダメージを受けてしまうが、表２に示したよ
うに、ＨＦに対しては皆無といえる程エッチング速度が
低くダメージを受けない。

【００３６】

【表２】

【００３７】このため、特にＨＦガスクリーニングが有
効である酸化膜形成を対象としたＣＶＤプロセス装置に
おいては、上記インナーチューブ５およびウエハ支持台
４をＳｉＣ製のものにするのが好ましい。

【００３８】本実施例及び実施例１においては、成膜装
置として枚葉のホットウォール装置を用いているが、５
０枚から１５０枚バッチ処理方式の縦型あるいは横型の
ホットウォール装置に適用しても良い。

【００３９】そこで、バッチ方式の装置を用いた例につ
いて、図２に示す。

【００４０】図２に示したバッチ方式装置は、インナー
チューブを用いず、反応炉体そのものをＡｌ₂Ｏ₃に置き
換えた縦型ホットウォールＣＶＤ装置である。

【００４１】図３にはインナーチューブを用いず、反応
炉体そのものをＡｌ₂Ｏ₃に置き換えた横型ホットウォー
ルＣＶＤ装置を示す。

【００４２】図４には分割していないインナーチューブ
を用いたバッチ式横型ホットウォールＣＶＤ装置を示
す。

【００４３】図５分割したインナーチューブを用いたバ
ッチ式横型ホットウォールＣＶＤ装置を示す。

【００４４】図６にはインナーチューブを用いず、反応
炉体そのものをＡｌ₂Ｏ₃に置き換えた枚葉方式のホット
ウォールＣＶＤ装置を示した。

【００４５】図７には分割していないインナーチューブ
を用いた枚葉ホットウォールＣＶＤ装置を示す。

【００４６】バッチ方式の装置では枚葉方式程の顕著な
効果は現れないが、装置のクリーニングにおいて、スル
ープットおよび装置稼働率が向上する。

【００４７】バッチ、枚葉のいずれにおいてもインナー
チューブを用いない場合には、ＳｉＯ₂以外の材料を用
いると、熱応力による破損が起こり易くなるため、慎重
に加熱を行うことが必要である。また、分割されていな
いインナーチューブではウエハ上に成膜した膜厚が分割
したばあいよりも多少均一性に劣る場合もある。

【００４８】以上、上記実施例では、高温対応のクリー
ニングガスとしてＣｌＦ₃を用いているが、ＣｌＦ₃、Ｎ
Ｆ₃、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆、ＣＨＦ₃、ＣＨ₂Ｆ₂、Ｆ₂、Ｃｌ₂
を用いても良い。また高温対応のクリーニングとしてプ
ラズマレスクリーニングを用いたが、プラズマクリーニ
ングを用いても良い。また、ＨｏｔＷａｌｌ装置、バッ
チ方式装置いずれにおいても反応ガスとしてＴＥＯＳで
はなく、他のアルコキシド系、アルコキシル系及びアル
キル系の有機系液化物の気化ガスである、例えばＳｉ
（ＯＣＨ₃）₄、Ｔａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₅、Ｔａ（ＯＣ
Ｈ₃）₅、Ｓｒ（ＯＣＨ₃）₂、Ｓｒ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂、Ｔｉ
（ＯＣＨ₃）₄、Ｔｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄、Ｂａ（ＯＣ
Ｈ₃）₂、Ｂａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₂、Ａｌ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、Ｚｒ
（ＯＣ₂Ｈ₅）₄、Ｐｂ（ＯＣＨ₃）₂、Ｇａ（ＯＣ
Ｈ₃）₃、Ｇａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、Ａｓ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、Ｇｅ
（ＯＣＨ₃）₄、Ｇｅ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄を用いても良い。

【００４９】

【発明の効果】

（１）反応炉体の内部にインナーチューブを設けると共
に、インナーチューブ、ウエハ支持台の材質をクリーニ
ングガスによるエッチング速度を被薄膜形成材料のエッ
チング速度よりも小さい材質にすることにより、装置へ
のダメージを与えず炉体内壁、排気配管内壁、部品に堆
積または付着した反応生成物のみをエッチング選択性を
持たせて除去することが出来る。

【００５０】（２）石英製反応炉体と該インナーチュー
ブの間にできる空間に不活性ガスを充満させ、薄膜形成
工程では該原料ガスを該石英製反応炉体に接触すること
を抑えることにより該石英製反応炉体内壁に反応生成物
が堆積または付着することを抑え、クリーニング工程で
は該クリーニングガスを該石英製反応炉体に接触するこ
とを抑えることにより、装置へのダメージを与えず炉体
内壁、排気配管内壁、部品に堆積または付着した反応生
成物のみをエッチング選択性を持たせて除去することが
出来る。

【００５１】（３）ＣＶＤ装置、特に枚葉装置におい
て、従来の湿式クリーニングの作業が大幅に短縮され、
スループット・装置稼働率を飛躍的に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、分割したインナーチューブを用いた枚葉ホットウォ
ールＣＶＤ装置図。

【図２】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、インナーチューブを用いていないバッチ式縦型ホッ
トウォールＣＶＤ装置図。

【図３】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、インナーチューブを用いていないバッチ式横型ホッ
トウォールＣＶＤ装置図。

【図４】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、分割していないインナーチューブを用いたバッチ式
横型ホットウォールＣＶＤ装置図。

【図５】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、分割したインナーチューブを用いたバッチ式横型ホ
ットウォールＣＶＤ装置図。

【図６】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、インナーチューブを用いていない枚葉ホットウォー
ルＣＶＤ装置図。

【図７】本発明の薄膜形成とクリーニング方法を実施し
た、分割していないインナーチューブを用いた枚葉ホッ
トウォールＣＶＤ装置図。

【図８】ＨＦによるＳｉＯ₂のエッチング速度の温度依
存性を示した図。

【図９】ＨＦによるＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃のエッチン
グ速度の温度依存性を示した図。

【図１０】ＣｌＦ₃による各種材料のエッチング速度の
温度依存性を示した図。

【図１１】本発明のＣＶＤ装置を用いて成膜した時に発
生するパーティクル数が処理枚数によって変化していく
様子を示した図。

【符号の説明】１反応炉体２半導体ウエハ３加熱ヒーター４ウエハボートまたはウエハ支持台５インナーチューブ６ガス導入・排気チャンバ７ゲートバルブ８反応炉体とインナーチューブ間のパージガス導入空
間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田憲宏東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モノシラン、ジシラン、またはＳｉＨ_4-n
Ｃｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-xＣｌ_x（ｘ＝１〜６）
で表される塩化シランあるいはアルコキシド系、アルコ
キシル系及びアルキル系の有機系液化物の気化ガスを原
料ガスとして用いる成膜装置であって、前記成膜装置の
反応炉体の材質が、クリーニングガスによるエッチング
速度が、膜を形成するための材料のエッチング速度より
も小さい材質で形成されていることを特徴とする成膜装
置。
【請求項２】前記反応炉体の内部には、クリーニングガ
スによるエッチング速度が、膜を形成するための材料の
エッチング速度よりも小さい材質で形成された、被成膜
物を支持するための台が設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】前記反応炉体の材質は、アルミナ、窒化ア
ルミ、炭化シリコンの何れかであることを特徴とする請
求項１記載の成膜装置。
【請求項４】モノシラン、ジシラン、またはＳｉＨ_4-n
Ｃｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-xＣｌ_x（ｘ＝１〜６）
で表される塩化シランあるいはアルコキシド系、アルコ
キシル系及びアルキル系の有機系液化物の気化ガスを原
料ガスとして用いる成膜装置であって、反応炉体と、前記反応炉体の内側に形成された、クリー
ニングガスによるエッチング速度が、膜を形成するため
の材料および前記反応炉体のエッチング速度のうちより
小さい方のエッチング速度よりもさらに小さいエッチン
グ速度の材質によって構成したインナーチューブとを有
することを特徴とする成膜装置。
【請求項５】前記反応炉体は、石英であることを特徴と
する請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】前記インナーチューブは、複数個に分割さ
れていることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項７】前記反応炉体と前記インナーチューブの間
には、不活性ガスを充満させるための空間が設けられて
いることを特徴とする請求項４記載の成膜装置。
【請求項８】モノシラン、ジシラン、またはＳｉＨ_4-n
Ｃｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-xＣｌ_x（ｘ＝１〜６）
で表される塩化シランあるいはアルコキシド系、アルコ
キシル系及びアルキル系の有機系液化物の気化ガスを原
料ガスとして、その内壁がアルミナまたは窒化アルミニ
ウムの何れかからなる反応室内に導入し、膜を形成する
工程と、前記反応室内に、クリーニングガスとして、三フッ化塩
素、フッ化水素の少なくとも１種類のガスを導入して、
クリーニングをする工程とを有することを特徴とするク
リーニング方法。
【請求項９】前記内壁は、反応炉内に設けられたインナ
ーチューブの内壁であることを特徴とする請求項８記載
のクリーニング方法。
【請求項１０】前記原料ガスは、テトラエトキシシラン
またはペンタエトキシタンタルであることを特徴とする
請求項８記載のクリーニング方法。
【請求項１１】前記クリーニングの温度は、前記膜を形
成する温度との差が５０℃以内であることを特徴とする
請求項８記載のクリーニング方法。
【請求項１２】モノシラン、ジシラン、またはＳｉＨ
_4-nＣｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-xＣｌ_x（ｘ＝１〜
６）で表される塩化シランあるいはアルコキシド系、ア
ルコキシル系及びアルキル系の有機系液化物の気化ガス
を原料ガスとして、その内壁が炭化シリコンからなる反
応室内に導入し、膜を形成する工程と、前記反応室内に、クリーニングガスとしてフッ化水素を
含むガスを流してクリーニングする工程とを有すること
を特徴とするクリーニング方法。
【請求項１３】前記クリーニングの温度は、前記膜を形
成する温度との差が５０℃以内であることを特徴とする
請求項１２記載のクリーニング方法。
【請求項１４】前記内壁は、反応炉体内に設けられたイ
ンナーチューブの内壁であることを特徴とする請求項１
２記載のクリーニング方法。
【請求項１５】テトラエトキシシラン、モノシラン、ジ
シランのいずれかを原料ガスとして、その内壁が炭化シ
リコンからなる反応室内に導入する工程と、前記原料ガスを反応させて、酸化膜を形成する工程と、前記反応室内を、フッ化水素を含むガスによりクリーニ
ングを行うことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１６】モノシラン、ジシラン、またはＳｉＨ
_4-nＣｌ_n（ｎ＝１〜４）、Ｓｉ₂Ｈ_6-xＣｌ_x（ｘ＝１〜
６）で表される塩化シランあるいはアルコキシド系、ア
ルコキシル系及びアルキル系の有機系液化物の気化ガス
の少なくとも何れかを原料ガスとして、その内壁が、ク
リーニングガスによるエッチング速度が、膜を形成する
ための材料のエッチング速度よりも小さい材質で形成さ
れた反応室内に、導入する工程と、前記原料ガスを反応させて、前記反応室内に設けられた
ウエハ上に膜を形成する工程とを有することを特徴とす
る成膜方法。