JPS62127397A - 三フッ化窒素を使用して半導体ウエハを洗浄する方法 - Google Patents

三フッ化窒素を使用して半導体ウエハを洗浄する方法

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JPS62127397A
JPS62127397A JP17353886A JP17353886A JPS62127397A JP S62127397 A JPS62127397 A JP S62127397A JP 17353886 A JP17353886 A JP 17353886A JP 17353886 A JP17353886 A JP 17353886A JP S62127397 A JPS62127397 A JP S62127397A
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JP
Japan
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cleaning
reactor
nitrogen trifluoride
vapor deposition
chemical vapor
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JP17353886A
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アール ジョセフ フレック
リチャード エス ロズラー
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Advanced Semiconductor Materials America Inc
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Advanced Semiconductor Materials America Inc
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046Dry cleaning only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/53After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の背景) 本発明は一般に洗浄剤及びウェハ製造設備に使用される
舟形容器及び管を洗浄する方法に関する。
更に詳細Qこは、本発明は半導体ウェハの化学蒸着に使
用される舟形容器及び管から窒化ケイ素及び多結晶ケイ
素膜を洗浄するための洗浄剤としての三ツ、化窒素の使
用に関する。更に本発明は半導体ウェハ製造設備に使用
される舟形容器及び管かぢ残留ケイ素膜を洗浄する方法
に関する。
半導体ウェハの化学蒸着装置に使用される舟形容器、管
及びその他関連の石英ハードウェアは化学蒸着操作中つ
ェハ基村上に付着される多結晶ケイ素、窒化ケイ素、タ
ングステン、チタンまたはその他の物質により汚染され
る。大村上の精密で純粋な化学蒸着を確実にするために
、半導体ウェハの製造に使用される舟形容器、管及びそ
の他石英ハードウェアから不純な物質を洗浄またはエツ
チングすることが必要である。しかしなから、幾つかの
重大な問題が、化学蒸着製造設備に使用される舟形容器
、管及びその他石英ハードウェアを洗浄するための通濱
の洗浄剤及び洗浄方法に存在する。
通常の洗浄剤またはエツチング剤及び洗浄方法は化学蒸
着管が洗浄のため製造ラインから除去されることを必要
とする。管の除去は時間を消費するだけでなく製造費も
高くする。ついで管、舟形容器及びその他石英ウェアを
酸で洗浄する。−最に使用される酸はフッ化水素酸、硝
酸、塩酸、またはリン酸からなる。これらの洗浄剤は実
質的な健康、安全及び環境上の心配がある湿式洗浄技術
を必要とする。さらにf着操作中製造設備に生した高温
のため通常の洗浄剤またはエツチング剤および方法は洗
浄が始まる前に石英ハードウェアを長期間冷却させる必
要がある。
従って芸着管及び関連のハードウェアをその場で洗浄す
るための洗浄剤を提供することが望ましいことが判った
。現場洗浄方法は通常の洗浄剤及び方法に関連する非生
産時間並びに通常の酸洗浄剤を取り扱うことに関連する
健康、安全及び環境上の障害を実質的に全て排除するで
あろう。
(発明の要約) 従って本発明の目的は化学1着装置管、舟形容器及び関
連の石英ハードウェアをその場で洗浄するための洗浄剤
またはエツチング剤を提供することにある。
本発明の別の目的は化学葵@装r管、舟形容器及び関連
する石英ハードウェアをその場で洗浄またはエツチング
するための方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は湿式洗浄技術を使用する必要を
なくす現場洗浄用洗浄剤またはエツチング剤を提供する
ことにある。
本発明の更に別の目的は湿式洗浄技術を使用する必要を
なくす現場洗浄方法を提供ことにある。
本発明の別の目的は化学蒸着装置管、舟形容器、及び関
連する石英ハードウェアを現場で洗浄するための洗浄剤
またはエツチング剤として三フッ化窒素を使用すること
である。
本発明の更に別の目的は洗浄剤またはエツチング剤とし
て三フッ化窒素を使用し化学7着装置管、舟形容器及び
関連する石英ハードウェアを洗浄またはエツチングする
方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は化学1着装置管で半導体ウェハ
上に付着された窒化ケイ素、多結晶ケイ素、チタン、タ
ングステン及びその他物質を除去する洗浄剤またはエツ
チング剤を提供することにある。
本発明の別の目的は下層のウェハ基材を除去せずに化学
1着装置管で半導体ウェハ上に付着された窒化ケイ素、
多結晶ケイ素、チタン、タングステン及びその他の物質
を除去する洗浄または工。
チング剤及び方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、化学蒸着装置に於いて半導体
ウェハ上に付着された窒化ケイ素、多結晶ケイ素、チタ
ン、タングステン、及びその他の物質の現場除去用洗浄
剤またはエツチング剤として三フッ化窒素を使用するこ
とである。
本発明の更に別の目的は、化学蒸着装置に於いて半導体
ウェハ上に付着された窒化ケイ素、多結晶ケイ素、チタ
ン、タングステン、及びその他の物質を除去するための
三フッ化窒素を用いる現場の洗浄またはエツチング方法
を提供することにある。
これらの及びその他の目的、後述の特徴及び利点は以下
の本発明の好ましい具体的の更に詳細な説明により一層
明瞭となろう。
(好ましい具体例の説明) 本発明に従って、三フッ化窒素を含むことを特徴とする
、化学蒸着操作中半導体ウェハ上に典型的に付着される
窒化ケイ素、多結晶ケイ素、チタン、タングステンまた
はその他の物質をエツチングするための洗浄またはエツ
チング剤が提供される。窒化ケイ素、多結晶ケイ素、タ
ングステンもしくはケイ素化チタンまたはその他の耐火
性金属またはそれらのケイ素化物及びその他の被膜を生
長するのに使用される化学蒸着管、舟形容器及び関連の
石英ハードウェアは、時間を浪費する除去を必要とせず
それぞれの弾着室中で三フッ化窒素により洗浄し得る。
この現場洗浄は反応室に洗浄剤を提供し、雰囲気温度で
ガスである三フッ化窒素はウェハ製L Iこ使用される
化学1着装置に使用し得る。更に、窒化ケイ素、多結晶
ケイ素、タングステンもしくはチタンケイ素化物または
その他の耐火性金属またはこれらのケイ素化物の化学頂
層成長に使用される管、舟形容器及び関連のハードウェ
アの現場洗浄はプラズマの助けなしに行ない得る。
通常の湿式エツチング技術とは異なり、三フッ化窒素エ
ツチングは石英ハードウェアに殆どまたは全く攻撃を与
えないことが有意にわかった。石英ハードウェアへの三
フッ化窒素の攻撃の典型的な水準は5〜lO人/分であ
ることがわかった9通常の湿式エツチング技術に較べて
、石英ハードウェアへの攻撃の程度のこの有意な減少は
ハードウェアの有効寿命を延長し、かつ石英ハードウェ
アの重要な寸法を維持するのに役立つ。更に有意なこと
に、おそらく蒸着室管の三フッ化窒素洗浄は異物粒子を
わずかにしか発生せず、このため蒸着操作中ウェハ基材
上に一層清浄な被膜成長をもたらす。
本発明の好ましい具体例に従って、化学蒸着に使用され
る管、舟形容器及び関連する石英ハードウェアの洗浄方
法が提供される。この方法に従って、蒸着操作後玉フッ
化窒素は排気された化学蒸着反応管に350℃を超える
温度で導入される。
窒化ケイ素または多結晶ケイ素の被膜を成長するのに必
要とされる石英ハードウェアは全て反応管中に仕込んで
もよい。反応管は300〜60(1−ルの圧力に逆充填
され、反応管及び反応管に導入された石英ハードウェア
を洗浄するのに充分な期間ソーキングさせる。残留三フ
ッ化窒素ガスは管を窒素でパージすることにより反応管
から除去される。パージした後、反応管は開放出来、洗
浄された石英ハードウェアは除去され、反応器は次の決
着操作に用意し得る。
大立勇よ 5〜6μの窒化ケイ素と多結晶ケイ素とを有する石英舟
形容器を非常に汚れた化学蒸着管に380℃で仕込んだ
。管を0.00トールに排気しNF。
で400トールに逆充填し、15分間ソーキングさせた
。ついで管をポンプでもとにもどし、N2でパージし窒
素で逆充填した。舟形容器を反応器から除去し、若干の
コブウェブ状の(cobwet) −1ike )被膜
を除き舟形容器は完全に清浄であることが目視により明
らかであった。このウェブ状の被膜は或種の非エツチン
グ性酸化物であると思われる。エツチング率は約85人
/分であることがわかった。
大隻炭1 約2μの多結晶ケイ素の層を有するケイ素酸化物半導体
ウェハを化学蒸着反応管に入れた。実施例1と同じ操作
に従った。再度、多結晶ケイ素をウェハ基材のケイ素酸
化物層から除去した。ケイ素酸化物中にピンホールがあ
る場所、または多結晶ケイ素の下に酸化物が存在しない
と考えられる場所にのみ基材が侵された。エツチング率
は約500λ/分であることがわかった。
大隻桝ユ 温度を380℃〜500℃に変え、圧力を200〜60
0トールに変えた以外は実施例2及び3と同し操作に従
った。試験した基材及び装置を目視観察したところ、窒
化ケイ素または多結晶ケイ素の殆ど全部が洗浄されてい
ることが明らかであった。エツチング率は温度及び圧力
の増加に対して指数的に変化することがわかった。エツ
チング率は以下のとおりであった。
窒化ケイ素 多結晶ケイ素 多結晶ケイ素(′ef、き) 本発明の化学反応は実質的に下記のように進行する。
F、+Si、N、 −−一−−−→SiF、↑+N2↑
2 F Z + S i−−一−−−−−5iFa↑三
フッ化窒素及びその副生N2F4の両者は非常に毒性が
あり加圧下で、あるいは還元剤と接触すると爆発性であ
ることに留意することが重要である。
しかしなから、これらは減圧下及び/または低濃度で使
用されるので、これは本発明では問題にならないと考え
るべきである。
従って、半導体ウェハの化学蒸着に使用される石英ハー
ドウェアの迅速でかつ効率のよい洗浄方法を提供する、
化学蒸着管、舟形容器及び関連の石英ハードウェアの現
場洗浄用の新しいエツチング剤ガス及び方法が提供され
る。
本発明をその好ましい具体例につき特に説明したが、本
発明の精神及び範囲を逸脱することなく種々の変形がな
し得ることが当業者に理解されよう。例えば、エツチン
グ率は実施例3よりも若干低下するが、−J?J低い圧
力(及び連続的にNF。
を流すこと)が同様の結果を達成するのに使用し得る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)三フッ化窒素を含むことを特徴とする、化学蒸着
    ハードウェアから付着された物質を除去するためのエッ
    チング剤。
  2. (2)石英反応管を有する化学蒸着反応器を用意し、上
    記反応管はその上に付着された被膜を有し、上記反応器
    を上記物質の被膜を洗浄するのに充分な温度に加熱し、
    上記反応器を脱気し、上記物質の被膜を洗浄するのに充
    分な時間正圧で三フッ化窒素を上記反応器に導入し、つ
    いで上記反応器から上記三フッ化窒素をパージする、諸
    工程を含むことを特徴とする、化学蒸着ハードウェアの
    洗浄方法。
  3. (3)化学蒸着反応器を用意し、洗浄すべき物質の被膜
    を有する半導体ウエハを導入し、上記物質の被膜を洗浄
    するのに充分な温度に上記反応器を加熱し、上記反応器
    を脱気し、上記物質の被膜を洗浄するのに充分な時間正
    圧で三フッ化窒素を上記反応器に導入し、ついで上記反
    応器から三フッ化窒素をパージする、諸工程を含むこと
    を特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。
JP17353886A 1985-11-22 1986-07-23 三フッ化窒素を使用して半導体ウエハを洗浄する方法 Pending JPS62127397A (ja)

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US80100085A 1985-11-22 1985-11-22
US801000 1985-11-22

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JPS62127397A true JPS62127397A (ja) 1987-06-09

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JP17353886A Pending JPS62127397A (ja) 1985-11-22 1986-07-23 三フッ化窒素を使用して半導体ウエハを洗浄する方法

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FR (1) FR2590507A1 (ja)
GB (1) GB2183204A (ja)
NL (1) NL8601980A (ja)

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GB2183204A (en) 1987-06-03
DE3625597A1 (de) 1987-05-27
FR2590507A1 (fr) 1987-05-29
GB8613285D0 (en) 1986-07-09
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