KR20210090248A - 부착물 제거 방법 및 성막 방법 - Google Patents
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Abstract
체임버의 내면 또는 체임버에 접속된 배관의 내면에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 체임버를 해체하는 일 없이 제거하는 것이 가능한 부착물 제거 방법 및 성막 방법을 제공한다. 체임버(10)의 내면 및 체임버(10)에 접속된 배기용 배관(15)의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 산소 함유 화합물 가스를 함유하는 클리닝 가스와 반응시킴으로써 제거한다.
Description
본 발명은 부착물 제거 방법 및 성막 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 분야에 있어서 실리콘(Si) 이외의 원소를 함유하는 반도체 재료가 주목받고 있다. 실리콘 이외의 원소를 함유하는 반도체 재료로서는, 예를 들면 게르마늄(Ge), 인듐갈륨비소(InGaAs) 등의 III-V족 원소를 함유하는 반도체 재료나, 금속 칼코게나이드를 함유하는 반도체 재료를 들 수 있다.
이들 반도체 재료는 실리콘 재료와 비교해서 모빌리티(이동도)가 높다는 메리트를 갖고 있지만 성막이 곤란한 경우나, 재료 간의 계면의 결함 밀도가 높아지는 경우가 있었다.
그래서 재료 간의 계면의 결함 밀도를 낮게 하기 위해 게르마늄, 몰리브덴 등의 기판 상에 황화수소(H2S) 가스를 사용하여 패시베이션막을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 또한, 금속 칼코게나이드의 성막 방법으로서 몰리브덴산화물층, 텅스텐산화물층을 황화수소 가스로 처리하여 황화몰리브덴층, 황화텅스텐층을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2를 참조).
재료 간의 계면의 결함 밀도를 낮게 하는 상기 방법에 있어서는 고온하에서 반응이 행해지기 때문에 상기 반응이 행해지는 체임버의 내면이나, 체임버의 하류측에 배치된 배관의 내면에 황화수소의 분해에 의해 생성된 황을 함유하는 부착물이 부착되는 경우가 있었다.
체임버의 내면이나 체임버의 하류측에 배치된 배관의 내면에 황을 함유하는 부착물이 부착된 상태로 웨이퍼 등의 기판을 체임버 내에 도입하면 체임버 내를 진공으로 해서 불활성 가스로 치환했을 때에 황의 파티클이 웨이퍼 등의 기판에 부착될 우려가 있었다. 그리고 황의 파티클이 기판에 부착되면 제조된 반도체 구조의 성능이 저하될 우려가 있었다.
예를 들면, 특허문헌 3에는 플라스마 세정 장치를 사용하여 기판을 세정하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 있어서는 기판의 세정에 사용한 6불화 황 가스로부터 유래되는 황이 기판에 부착되므로 이 부착된 황을 아르곤에 의한 스퍼터링에 의해 제거하고 있다.
그러나 특허문헌 3에 개시된 기술에서는 황을 물리적으로 제거하고 있기 때문에 제거된 황이 플라스마 세정 장치 내의 다른 개소에 재부착되거나, 플라스마 세정 장치의 하류측에 배치된 배관에 재부착되거나 한다는 문제가 있었다.
따라서, 체임버의 내면이나 체임버의 하류측에 배치된 배관의 내면에 황을 함유하는 부착물이 부착되었을 경우에는 체임버를 해체해서 세정을 행할 필요가 있었다.
본 발명은 체임버의 내면 또는 체임버에 접속된 배관의 내면에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 체임버를 해체하는 일 없이 제거하는 것이 가능한 부착물 제거 방법 및 성막 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 일실시형태는 이하의 [1]~[6]과 같다.
[1] 체임버의 내면 및 상기 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 산소 함유 화합물 가스를 함유하는 클리닝 가스와 반응시킴으로써 제거하는 부착물 제거 방법.
[2] [1]에 있어서, 온도 20℃ 이상 800℃ 이하, 압력 20㎩ 이상 101㎪ 이하의 조건하에서 상기 클리닝 가스를 상기 부착물에 접촉시키는 부착물 제거 방법.
[3] [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 산소 함유 화합물 가스가 산소 가스, 일산화질소, 아산화질소, 및 일산화탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 부착물 제거 방법.
[4] [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 산소 함유 화합물 가스가 산소 가스인 부착물 제거 방법.
[5] 황 함유 화합물 가스를 함유하는 패시베이션 가스를 기판이 수용된 체임버에 공급하고, 상기 기판과 상기 패시베이션 가스를 반응시켜서 상기 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 패시베이션 공정과,
상기 패시베이션 공정을 행한 후에 상기 체임버의 내면 및 상기 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 제거하는 부착물 제거 공정을 구비하고,
상기 부착물 제거 공정을 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 부착물 제거 방법에 의해 행하는 성막 방법.
[6] [5]에 있어서, 상기 황 함유 화합물 가스가 황화수소 가스인 성막 방법.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 체임버의 내면 또는 체임버에 접속된 배관의 내면에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 체임버를 해체하는 일 없이 제거하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 성막 방법의 일실시형태를 설명하는 성막 장치의 개략도이다.
본 발명의 일실시형태에 대해서 이하에 설명한다. 또한, 본 실시형태는 본 발명의 일례를 나타낸 것이며, 본 발명은 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태에는 여러 가지의 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능하며, 그와 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명에 포함될 수 있다.
〔제 1 실시형태〕
본 발명의 제 1 실시형태는 부착물 제거 방법의 실시형태이며, 체임버의 내면 및 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물(이하, 간단히 「부착물」이라고 기재하는 경우도 있다)을 산소 함유 화합물 가스를 함유하는 클리닝 가스와 반응시킴으로써 제거하는 방법이다. 또한, 산소 함유 화합물 가스와 클리닝 가스는 황 원자를 함유하지 않는다.
황을 사용하는 반응을 체임버 중에서 행했을 경우 등에 있어서는 체임버의 내면이나, 체임버에 접속된 배관(예를 들면, 체임버의 상류측에 접속된 클리닝 가스의 급기용 배관이나, 체임버의 하류측에 접속된 배기용 배관)의 내면에 황을 함유하는 부착물이 부착되는 경우가 있다. 부착물이 부착된 채 다음 반응을 행하면 반응에 악영향이 미칠 우려가 있으므로 부착물을 제거한 후에 다음 반응을 행하는 것이 바람직하다.
제 1 실시형태에 의한 부착물 제거 방법은 부착물에 클리닝 가스를 접촉시키고, 부착물 중의 황과 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스를 반응시켜서 이산화황 등의 황산화물 가스를 생성함으로써 부착물을 제거하므로 체임버의 내면이나 체임버에 접속된 배관의 내면에 부착되어 있는 부착물을 체임버를 해체하는 일 없이 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 부착물의 제거를 용이하게 행할 수 있다.
클리닝 가스와 부착물의 접촉은 온도 20℃ 이상 800℃ 이하의 조건하에서 행하는 것이 바람직하고, 온도 40℃ 이상 600℃ 이하의 조건하에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 800℃ 이하의 온도이면 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스나 생성한 황산화물 가스가 체임버나 배관을 형성하는 스테인리스강 등의 금속 재료를 부식시키기 어려운 것에 추가하여 부착물 중의 황과 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스의 반응에 의해 생성한 황산화물 가스가 황으로 되돌아가는 역반응이 일어나기 어렵다. 한편, 20℃ 이상의 온도이면 부착물 중의 황과 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스의 반응이 진행되기 쉽다.
또한, 클리닝 가스와 부착물의 접촉은 절대 압력으로 압력 20㎩ 이상 101㎪ 이하의 조건하에서 행하는 것이 바람직하고, 압력 60㎩ 이상 90㎪ 이하의 조건하에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 101㎪ 이하의 압력이면 체임버나 배관에 문제가 발생하기 어렵다. 예를 들면, 체임버가 기판과 패시베이션 가스를 반응시켜서 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 성막 장치의 반응 용기일 경우에는 감압 환경하에서의 사용이 전제가 되므로 압력 조건은 101㎪ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 20㎩ 이상의 압력이면 부착물 중의 황과 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스의 반응이 진행되기 쉽다.
산소 함유 화합물 가스는 산소 원자를 갖는 화합물의 가스이며, 또한 황 원자 및 할로겐 원자를 갖지 않는 가스이며, 예를 들면 산소 가스, 산화질소 가스, 및 산화탄소 가스를 들 수 있다. 이들 중에서는 산소 가스(O2), 일산화질소(NO), 아산화질소(N2O), 및 일산화탄소(CO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스가 바람직하고, 산소 가스 및 일산화탄소의 적어도 한쪽이 보다 바람직하다.
산소 가스는 101㎪의 압력하에서는 190℃ 이상의 온도에서 황과 반응하기 때문에 클리닝 가스 중에 산소 가스를 함유하는 경우에는 190℃ 이상 800℃ 이하의 온도에서 클리닝 가스와 황(부착물)을 접촉시키는 것이 바람직하다. 또한, 클리닝 가스 중에 산소 가스를 함유할 경우에는 부착물을 효율적으로 제거하기 위해서 체임버의 내부나 배관을 가열하면서 부착물의 제거를 행하는 것이 바람직하다. 일산화탄소는 101㎪의 압력하에서는 300℃ 이상의 온도에서 황과 반응하기 때문에 클리닝 가스 중에 일산화탄소를 함유할 경우에는 300℃ 이상 800℃ 이하의 온도에서 클리닝 가스와 황(부착물)을 접촉시키는 것이 바람직하다.
클리닝 가스에 있어서의 산소 함유 화합물 가스의 함유 비율은 황(부착물)을 제거하는 데에 충분한 양이면 특별히 한정되는 것은 아니지만 5체적% 이상인 것이 바람직하고, 20체적% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90체적% 이상인 것이 더 바람직하고, 100체적%인 것이 특히 바람직하다. 클리닝 가스에 함유되는 산소 함유 화합물 가스 이외의 성분은 황 원자를 갖지 않는 화합물의 가스이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 질소 가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 들 수 있다.
체임버는 황화수소에 대한 내성을 갖는 소재로 형성되어 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만 소정 압력에 감압 가능한 구조를 갖는 것이 바람직하고, 소재로서는, 예를 들면 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 체임버에 접속된 배관에 대해서도 황화수소에 대한 내성을 갖는 소재로 형성되어 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만 소정 압력에 견디는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 반도체의 성막 장치에 반응 용기로서 구비되는 체임버 및 상기 체임버에 접속된 배관에 대하여 제 1 실시형태에 의한 부착물 제거 방법을 적합하게 적용할 수 있다.
〔제 2 실시형태〕
본 발명의 제 2 실시형태는 성막 방법의 실시형태이며, 황 함유 화합물 가스를 함유하는 패시베이션 가스를 기판이 수용된 체임버에 공급하고, 기판과 패시베이션 가스를 반응시켜서 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 패시베이션 공정과, 패시베이션 공정을 행한 후에 체임버의 내면 및 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 제거하는 부착물 제거 공정을 구비하는 방법이다. 그리고 이 부착물 제거 공정은 제 1 실시형태의 부착물 제거 방법에 의해 행해지는 것이다.
패시베이션 가스를 사용하여 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 패시베이션 공정에 있어서는 체임버의 내면이나, 체임버에 접속된 배관(예를 들면, 체임버의 상류측에 접속된 패시베이션 가스 또는 클리닝 가스의 급기용 배관이나, 체임버의 하류측에 접속된 배기용 배관)의 내면에 황을 함유하는 부착물이 부착되는 경우가 있다.
체임버의 내면이나 배관의 내면에 부착물이 부착된 상태로 기판을 체임버 내에 도입하면 체임버 내를 진공으로 해서 불활성 가스로 치환했을 때에 황의 파티클이 기판에 부착될 우려가 있다. 그리고 황의 파티클이 기판에 부착되면 제조된 반도체 구조의 성능이 저하될 우려가 있다. 또한, 황의 파티클이 기판에 부착된 채 다음 패시베이션 공정을 행하면 패시베이션막의 성막 속도나 막질의 저하 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 따라서, 부착물을 제거한 후에 다음 패시베이션 공정을 행하는 것이 바람직하다.
제 2 실시형태에 의한 성막 방법은 부착물에 클리닝 가스를 접촉시켜 부착물 중의 황과 클리닝 가스 중의 산소 함유 화합물 가스를 반응시켜서 황산화물 가스를 생성함으로써 부착물을 제거하므로 체임버의 내면이나 체임버에 접속된 배관의 내면에 부착되어 있는 부착물을 체임버를 해체하는 일 없이 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 부착물의 제거를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 제 2 실시형태에 의한 성막 방법이면 부착물의 제거에 의해 황의 파티클이 기판에 부착되는 것을 억제할 수 있으므로 우수한 성능을 갖는 반도체 구조를 제조할 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에 의한 성막 방법에 있어서는 패시베이션 공정을 행할 때마다 매회 반드시 부착물 제거 공정을 행하지 않으면 안되는 것은 아니고, 패시베이션 공정을 복수회 행할 때마다 부착물 제거 공정을 행해도 좋다. 패시베이션 공정을 행하는 횟수에 대하여 부착물 제거 공정을 행하는 횟수를 적게 하면 성막 장치의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
황 함유 화합물 가스를 함유하는 패시베이션 가스의 종류는 황을 갖는 화합물의 가스이면 특별히 한정되는 것은 아니지만 패시베이션 성능이 양호한 점에서 황화수소 가스가 바람직하다.
패시베이션 가스에 있어서의 황 함유 화합물 가스의 함유 비율은 패시베이션막의 성막에 충분한 양이면 특별히 한정되는 것은 아니지만 1체적% 이상인 것이 바람직하고, 2체적% 이상인 것이 보다 바람직하고, 10체적% 이상인 것이 더 바람직하고, 100체적%인 것이 특히 바람직하다. 패시베이션 가스에 함유되는 황 함유 화합물 가스 이외의 성분은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 질소 가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 들 수 있다.
기판을 형성하는 재료의 종류는 반도체 재료이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리콘, 게르마늄, III-V족 화합물, 몰리브덴, 텅스텐 등의 원소를 함유하는 재료를 들 수 있다. 실리콘으로서는 반도체 소자의 형성에 사용되는 실리콘이 적합하며, 예를 들면 어모퍼스 실리콘, 폴리 실리콘, 단결정 실리콘 등을 들 수 있다. 게르마늄, III-V족 화합물, 몰리브덴, 텅스텐에 대해서도 반도체 소자의 형성에 사용되는 것이 적합하다.
패시베이션 공정에 있어서 패시베이션막을 성막할 때의 체임버 내의 압력은 특별히 한정되는 것은 아니지만 1㎩ 이상 101㎪ 이하인 것이 바람직하고, 10㎩ 이상 90㎪ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎩ 이상 80㎪ 이하인 것이 더 바람직하다.
패시베이션 공정에 있어서 기판과 패시베이션 가스를 반응시킬 때의 기판의 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만 기판의 표면의 패시베이션 가스에 의한 처리가 높은 면내 균일성을 얻기 위해서는 20℃ 이상 1500℃ 이하인 것이 바람직하고, 50℃ 이상 1200℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100℃ 이상 1000℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
패시베이션 공정에 있어서 패시베이션 시간의 길이는 특별히 한정되는 것은 아니지만 반도체 소자 제조 프로세스의 효율을 고려하면 120분 이내인 것이 바람직하다. 또한, 패시베이션 시간이란 기판이 수용된 체임버에 패시베이션 가스를 공급하고나서 패시베이션 가스에 의한 기판의 표면의 처리를 끝내기 위해서 체임버 내의 패시베이션 가스를 진공 펌프 등에 의해 배기할 때까지의 시간을 가리킨다.
제 2 실시형태에 의한 성막 방법은 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 반도체의 성막 장치에 대하여 적합하게 적용할 수 있다. 이 성막 장치의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니고, 반응 용기인 체임버 내에 수용된 기판과, 체임버에 접속된 배관의 위치 관계도 특별히 한정되지 않는다.
(실시예)
이하에 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 성막 장치(1)를 사용해서 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 패시베이션 공정과, 황을 함유하는 부착물을 제거하는 부착물 제거 공정을 반복해서 행했다. 성막 장치(1)는 패시베이션 공정이나 부착물 제거 공정을 행하는 체임버(10)와, 체임버(10)의 내부의 온도를 조정하는 온도 조정 장치(도시하지 않음)를 갖는다. 체임버(10)의 내부에는 시료(20)를 지지하는 스테이지(11)가 구비되어 있다. 시료(20)로서는 실리콘 기판 상에 두께 150㎚의 실리콘 산화막이 형성되고, 또한 그 위에 두께 80㎚의 게르마늄막이 형성된 것을 사용했다.
체임버(10)에는 그 상류측에 황 함유 화합물 가스를 함유하는 패시베이션 가스를 체임버(10)에 공급하는 패시베이션 가스 급기용 배관(12)과, 산소 함유 화합물 가스를 함유하는 클리닝 가스를 체임버(10)에 공급하는 클리닝 가스 급기용 배관(13)과, 불활성 가스를 체임버(10)에 공급하는 불활성 가스 급기용 배관(14)이 각각 밸브(32, 33, 34)를 통해 접속되어 있다.
또한, 체임버(10)에는 그 하류측에 체임버(10) 내의 가스를 외부로 배출하는 배기용 배관(15)이 접속되어 있으며, 배기용 배관(15)의 하류측에는 밸브(35)를 통해 진공 펌프(38)가 접속되어 있다. 체임버(10)의 내부의 압력은 밸브(35)를 제어하는 압력 컨트롤러(37)에 의해 제어된다.
이러한 성막 장치(1)를 사용해서, 우선 패시베이션 공정을 행했다. 스테이지(11) 상에 시료(20)를 설치하고, 체임버(10) 내의 압력을 10㎩ 미만까지 감압한 후에 체임버(10) 내의 온도를 800℃로 승온했다. 그 후 밸브(32)를 개방 상태로 하고, 패시베이션 가스 급기용 배관(12)으로부터 체임버(10) 내에 패시베이션 가스로서 황화수소 가스를 101㎪의 압력으로 공급했다. 이때 패시베이션 가스의 유량은 100sccm으로 하고, 시료(20)의 표면에 패시베이션막을 성막할 때의 체임버(10) 내의 압력은 67㎪로 했다. 또한, sccm은 0℃, 101.3㎪에 있어서의 유량(mL/min)을 나타낸다.
패시베이션 가스의 도입을 30분간 행하고, 온도 800℃, 압력 67㎪의 조건하에서 시료(20)의 표면을 유화하여 패시베이션막을 성막하면 패시베이션 가스의 도입을 정지했다. 그리고 체임버(10)의 내부를 진공 펌프(38)에 의해 진공으로 하고, 불활성 가스 급기용 배관(14)으로부터 체임버(10) 내에 불활성 가스를 공급해서 체임버(10)의 내부를 불활성 가스로 치환했다. 그 후 체임버(10) 내의 온도를 실온으로 내리고, 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 체임버(10)로부터 인출했다.
이어서, 성막 장치(1)를 사용해서 부착물 제거 공정을 행했다. 시료(20)를 인출한 체임버(10) 내의 압력을 10㎩ 미만까지 감압한 후에 체임버(10) 내의 온도를 500℃로 승온했다. 그 후 밸브(33)를 개방 상태로 하고, 클리닝 가스 급기용 배관(13)으로부터 체임버(10)의 내부 및 배기용 배관(15)에 클리닝 가스로서 산소 가스를 공급했다. 이때 클리닝 가스의 유량은 100sccm으로 하고, 부착물을 제거할 때의 체임버(10) 내의 압력은 67㎪로 했다.
클리닝 가스의 도입을 5분간 행하고, 온도 500℃, 압력 67㎪의 조건하에서 부착물과 산소 가스를 반응시켜서 부착물의 제거를 행하면 클리닝 가스의 도입을 정지했다. 그리고 체임버(10)의 내부를 진공 펌프(38)에 의해 진공으로 하고, 불활성 가스 급기용 배관(14)으로부터 체임버(10) 내에 불활성 가스를 공급해서 체임버(10)의 내부를 불활성 가스로 치환했다.
부착물 제거 공정이 종료되면 상기와 마찬가지로 해서 패시베이션 공정을 행하고, 새로운 시료(20)에 패시베이션막을 성막했다. 그리고 상기와 마찬가지로 해서 부착물 제거 공정을 행했다. 이러한 조작을 반복해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 합계로 100장 제조했다.
(실시예 2)
부착물 제거 공정에 있어서의 체임버(10) 내의 온도를 350℃, 압력을 100㎩로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(실시예 3)
부착물 제거 공정에 있어서의 체임버(10) 내의 온도를 20℃로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(실시예 4)
부착물 제거 공정에 있어서의 체임버(10) 내의 온도를 800℃로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(실시예 5)
부착물 제거 공정에 있어서의 체임버(10) 내의 압력을 20㎩로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(실시예 6)
부착물 제거 공정에 있어서의 체임버(10) 내의 압력을 101㎪로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(실시예 7)
부착물 제거 공정에 있어서의 클리닝 가스 급기용 배관(13)으로부터 공급하는 클리닝 가스를 일산화탄소로 한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
(비교예 1)
부착물 제거 공정을 행하지 않고 패시베이션 공정만을 반복해서 행하는 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 패시베이션막을 성막한 시료(20)를 100장 제조했다.
실시예 1~7 및 비교예 1의 시료(20)에 대해서 1장째부터 100장째의 각 시료(20)의 패시베이션 공정이 종료할 때마다 시료(20)의 표면에 부착되어 있는 황의 파티클의 개수를 측정했다. 파티클의 개수의 측정은 KLA Corporation제의 웨이퍼 검사 장치 Surfscan(등록상표) 6240을 사용해서 행했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 부착물 제거 공정을 행하지 않고 패시베이션 공정만을 반복해서 행하는 비교예 1에서는 행한 패시베이션 공정의 횟수가 많아 지는 것으로 이어지고, 즉 패시베이션막을 성막한 시료(20)의 제조 매수가 많아지는 것으로 이어져서 시료(20)에 부착된 파티클의 개수가 많아지며, 30회째에서는 1000개/㎡ 이상, 100회째에서는 6000개/㎡ 이상이었다.
이에 대하여 패시베이션 공정 후에 부착물 제거 공정을 행한 실시예 1~7에서는 시료(20)에 부착된 파티클의 개수는 적고, 패시베이션 공정의 횟수가 100회째이어도 실시예 1에서는 100개/㎡ 이하이며, 실시예 2에서는 300개/㎡ 이하이며, 다른 실시예에서도 1000개/㎡ 이하이었다.
이렇게 부착물 제거 공정을 행함으로써 체임버를 해체 세정하는 일 없이 부착되는 파티클의 개수를 낮게 유지한 채 패시베이션 공정을 반복해서 행할 수 있는 것이 나타내어졌다.
1: 성막 장치
10: 체임버
11: 스테이지 12: 패시베이션 가스 급기용 배관
13: 클리닝 가스 급기용 배관 14: 불활성 가스 급기용 배관
15: 배기용 배관 20: 시료
11: 스테이지 12: 패시베이션 가스 급기용 배관
13: 클리닝 가스 급기용 배관 14: 불활성 가스 급기용 배관
15: 배기용 배관 20: 시료
Claims (6)
- 체임버의 내면 및 상기 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 산소 함유 화합물 가스를 함유하는 클리닝 가스와 반응시킴으로써 제거하는 부착물 제거 방법.
- 제 1 항에 있어서,
온도 20℃ 이상 800℃ 이하, 압력 20㎩ 이상 101㎪ 이하의 조건하에서 상기 클리닝 가스를 상기 부착물에 접촉시키는 부착물 제거 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 산소 함유 화합물 가스가 산소 가스, 일산화질소, 아산화질소, 및 일산화탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 부착물 제거 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 산소 함유 화합물 가스가 산소 가스인 부착물 제거 방법. - 황 함유 화합물 가스를 함유하는 패시베이션 가스를 기판이 수용된 체임버에 공급하고, 상기 기판과 상기 패시베이션 가스를 반응시켜서 상기 기판의 표면에 패시베이션막을 성막하는 패시베이션 공정과,
상기 패시베이션 공정을 행한 후에 상기 체임버의 내면 및 상기 체임버에 접속된 배관의 내면의 적어도 한쪽에 부착되어 있는 황을 함유하는 부착물을 제거하는 부착물 제거 공정을 구비하고,
상기 부착물 제거 공정을 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 부착물 제거 방법에 의해 행하는 성막 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 황 함유 화합물 가스가 황화수소 가스인 성막 방법.
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