TW571366B - Cleaning gas for semiconductor production equipment and cleaning method using the gas - Google Patents

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571366 Α7 Β7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以F 2氣體做爲淸淨氣體使用之優點者如：進行淸淨交 易於除害性之例。先行之全氟碳，NF 3之淸淨氣體其未反 應物被大量排出’除害時務必耗費高能量之高成本，而f2 其反應性高，因此，先行一般除害方法可簡單進行且經 濟面佳者。 淸淨之基本反應依氟與堆積物而定，因此，只要被導 入氣體爲純氟者，其飽刻效率理論上代表最高値者。 惟，目前流通於市場，易取得之氟氣其純度低，含有 不純物之 HF’ 〇2’ N2，CO2，H2O，CF4，SF6 等氣體。宜 .中，HF藉由吸附等操作後較易去除，另外，n2，cf4， s F 6用於稀釋氣體，蝕刻氣體，因此，幾乎不因F 2之淸淨 有所不良影響，而，對於0 2，C 0 2，Η 2 〇之F 2淸淨則恐有 不良影響。 [發明開示] 本發明課題係於此背景下提供一種蝕刻速度良好之淸 淨氣體及淸淨方法者，提供一種高度淸淨效率，且成本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成效性之淸淨氣體及淸淨方法，以及半導體裝置之製造方 法者。 本發明者爲解決該課題，進行精密硏討結果發現，使 氧及/或含氧化合物量含極低量之氟氣體之淸淨氣體其鈾 刻效果高，可提昇淸淨效率，進而完成本發明。 亦即’本發明係以下（1)〜（1 6)所示之淸淨氣體及 淸淨方法，以及半導體裝置之製造方法者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210χ297公釐） -6 - 571366 A7 _____ B7___ 五、發明説明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} (I) 爲去除半導體或液晶製造裝置內之堆積物的淸 淨氣體中以氧及/或含氧化合物量爲Ivol%以下之氟氣體所 成者爲其特徵之淸淨氣體。 • (2) 以氧及/或含氧化合物量爲〇·5νο1%以下之氟氣 體所成者爲其特徵之該（1)所載淸淨氣體。 (3) 以氧及/或含氧化合物量爲0. Ivol%以下之氟氣 體所成者爲其特徵之該（2)所載之淸淨氣體。 (4) 氟氣體之純度爲99vol%以上之該（1)〜（3)中 任一所載之淸淨氣體。 (5) 氟氣體之純度爲99.5vol%以上之該（4)所載 之淸淨氣體。 (6) 含氧化合物爲至少1種選自NO，N20，N02， CO，C02，H20，OF2，02F2，及 03F2 所成群之該（1)〜 (3)中任一所載之淸淨氣體。 (7) 含氧化合物爲至少1種選自CO，C02及H20所成 群之該（6)所載之淸淨氣體。 (8) 含有至少 1種選自 He，Ar，N2，Ne，Kr，&Xe 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所成群中之稀釋氣體之該（1)〜（3 )中任一所載之淸淨 氣體。 (9) 含有至少1種選自He，Ar，及N2所成群之稀釋 氣體之該（8)所載之淸淨氣體。 (10) 使用該（1)〜（9)中任一所載淸淨氣體者爲 .其特徵之半導體或液晶製造裝置的淸淨方法。 (II) 該（1)〜（9)中任一所載淸淨氣體藉由勃起產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 571366 A7 B7 五、發明説明（4) 生等離子體，於該等離子體中進行半導體製造裝置內堆積 物之淸淨的該（1 〇)所載淸淨方法。 (12) 該等離子體之勃起源爲微波之該（11)所載淸 淨方法。 (13) 於50〜500°C之溫度範圍下使用淸淨氣體之該 (10)所載之淸淨方法。 (14) 於200〜500°C之溫度範圍下使淸淨氣體使用去等 離子體之該（10)所載淸淨方法。 (15) 以具有使用該（1)〜（9)任一所載淸淨氣體之 淸淨步驟與分解含有由該淸淨步驟所排出之氟化合物體之 分解步驟者爲其特徵之半導體裝置之製造方法。 (16) 該截化合物爲至少1種選自SiF4’ HF，CF4，NF；3 及WF6所成群中化合物之該（15)所載半導體裝置製造方法 〇 [圖面之簡單說明] 圖1係代表使用本發明淸淨氣體之鈾刻裝置槪略圖者。 [符號說明] 1清淨室 2聚矽氧晶圓 3採樣台 4微波等離子勃起源 5乾泵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2⑴X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 壯衣 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 571366 A7 ___ B7 五、發明説明（5) 6淸淨氣體導入口 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 詳細說明 以下針對本發明進行更詳細之說明。 本發明半導體或液晶製造裝置之淸淨氣體係以含有氧 及/或含氧化合物量爲lvol%以下之氟氣體所成者爲其特徵。 本發明半導體或液晶製造裝置之淸淨氣體其含有氧及/ 或含氧化合物量爲0.5vol%以下之氟氣體所成者爲較佳，含 氧及/或含氧化合物量爲0. lvol%以下之氟氣體所成者爲更佳 。爲含氧及/或含氧化合物量之使用爲lvol %以上之氟氣體時 ，則降低淸淨效率而不理想。 含氧化合物爲至少1種選自NO，N2〇，N〇2，CO，C〇2， H2〇，〇F2，〇2F2及ChF2所成群者，本發明淸淨氣體之特徵係 含氧及/或含氧化合物量爲lvol%以下之氟氣體所成者。含氧 化合物爲至少1種選自C0，C〇2及h2〇所成群者亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 氟氣體之純度係指去除做爲不純物含有之氧及/或含氧 化合物之値，氟氣體之純度以99vol%以上者宜，99·5ν〇1%以 上爲更佳者。又，本發明淸淨氣體於單獨使用不稀釋之含 氧及/或含氧化合物量爲lvol%以下之氟氣體者宜’惟’依其 淸淨條件不同，亦可稀釋之。做爲稀釋氣體者可使用至少1 種選自He，Ar，N2，Ne，Kr，及Xe所成群中之稀釋氣體者 宜，更佳者可使用至少1種選自He，Ar及％所成群之稀釋氣 體者。 使用本發明淸淨氣體後進行半導體製造裝置之淸、淨時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 571366 A7 B7 五、發明説明（e) ’於等離子體條件下使用者亦可，去等離子體條件下使用 者亦可。 於等離子體條件下使用時，勃起源只要由本發明淸淨 氣體被勃起等離子體者即可，無特別限定，而，使用微波 勃起源則淸淨效率更佳。另外，使用本發明淸淨氣體之溫 度範圍，壓力範圍其產生等離子體之範圍並未特定，做爲 溫度範圍者以50〜500°C者宜，壓力範圍則以1〜5〇〇Pa者宜 〇 又，去等離子體條件時，將淸淨氣體導入淸淨室後， 使理想之淸淨室內壓力設定爲1〜500Pa之範圍，淸淨室內及 淸淨氣體之至少一部份，或其中一邊藉由加熱爲200〜500°C 後’進行淸淨氣體之活化，由淸淨室及其他蓄積堆積物之 領域進行堆積物之蝕刻後去除之後，可淸淨半導體製造裝 置者. 本發明半導體製造裝置之淸淨氣體係藉由 (1) 於低能量水準下解離後含有產生活性種之F2氣體 者。 (2) 極力減低對於氟原子團之產生，維持之不良影響 氧及/或含氧化合物者，後，發現提昇先行所使用之NF3之效 果。相較於NF3其F2於低能量水準下進行解離後，完全解離 時產生F原子團後，淸淨中於系內存在活性種，因此，與堆 積物相互反應之效率極高。 圖1係代表使用本發明淸淨氣體之鈾刻裝置例者。淸淨 氣體係由淸淨氣體導入口 （6)導入提供一定溫度之淸淨室 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10 571366 A7 B7 五、發明説明（7) (1)，此時藉由微波等離子體勃起源（4)產生被勃起之等 離子體。採樣台（3)上之聚矽氧晶圓（2)被鈾刻後之氣 體藉由乾泵（5)進行排氣，排出氣體使用因應所含氣體之 分解劑後被無害化。又，鈾刻後之堆積物重覆進行相同於 鈾刻之操作後可有效進行淸淨室之淸淨。 以下，針對本發明半導體裝置之製造方法進行說明之 〇 如上述，本發明可有效進行半導體製造裝置之淸淨。 惟，由使用本發明淸淨氣體之淸淨步驟所排出之氣體，除 做爲淸淨氣體使用之F2之外，含有HF，CF4，SiF4，NF3及 WF6等氟化合物。含F2之此等化合物直接排出大氣後，對於 地球溫暖化影響極大之化合物，分解後產生酸性氣體之化 合物，分別務必進行完全無害化者。本發明係於半導體裝 置製造方法中，提供含有半導體裝置之淸淨步驟與分解含 有由該淸淨步驟被排出氟化合物氣體步驟之半導體製造裝 置製造方法者。 半導體製造裝置之淸淨步驟使用上述方法可有效進行 之。又，使用含有由淸淨步驟所排出之氟化合物氣體之分 解步驟的方法並未特別限定，可依其含於排出氣體化合物 之種類適當選取其分解劑之種類，而，氟化氫做成金屬之 氟化物進行固定化後，碳完全分解呈二氧化碳後被排出者 宜。 [發明實施之最佳形態] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -11 - 571366 A7 五、發明説明（〇) Μ下，利用實施例及比較例進行本發明更詳細之說明 本發明未被限定於此等實施例者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) [實施例1〜2] 調整如圖1所示實驗裝置之裝置內壓力爲3 00Pa後，使 表1所示組成之淸淨氣體藉由2.45GHz，5 00W之微波等離 子體勃起源進行勃起後，導入實驗裝置後，於實驗裝置 內進行聚矽氧晶圓之蝕刻。由蝕刻處理後聚矽氧晶圓之體 積減量求取鈾刻速度後，如表1所示。 [表1] 使用氣體及混合比（vol%) 蝕刻速度 f2 〇2 (mn/min) 1 100 0 2000 2 99 1 1800 由表1證明氧含量爲lvol%以下之氟氣體其蝕刻效率之 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 高極爲明顯者。 [比較例1] 除變更淸淨氣體爲表2所示組成之氣體外’與實施例1 同法求取蝕刻速度。 -12- 一本紙張尺度^^^家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 571366 A7 B7 五、發明説明（9) [表2] 使用氣體及混合比 (vol%) 鈾刻速度 F2 〇2 (mn/min) 1 95 5 1200 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由表2證明，氟氣體中混入5vol%之氧則蝕刻效率明顯 降低。 [實施例3] 變更聚矽氧晶圓，進行淸淨堆積非晶質，聚矽氧，氮 化矽等之石英片。使實施例1所使用之淸淨氣體藉由 2.45GHz，500W之微波等離子體勃起源進行勃起後，導入調 整實驗裝置內壓力呈300Pa之淸淨室內，進行淸淨後，取出 石英片之後，確定堆積物完全被去除之。 [產業上可利用性] 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 本發明半導體製造裝置之淸淨氣體具有良好蝕刻速度 ’高效率之理想成本成效者。又，本發明半導體製造裝置 之淸淨方法爲製造半導體或TFT液晶元素之成膜裝置或蝕刻 裝置中，進行砂，氮化砂，氧化砂，鎢等之成膜時，進行 蝕刻時，可有效淸淨堆積於裝置內之廢棄物，使用含有利 用本發明淸淨氣體之淸淨步驟與含有由淸淨步驟所排出氟 化合物廢氣之分解後進行無害化之步驟的方法後，可有效 製造半導體裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 ~ -13-

Claims (1)

1. 571366 A8 B8 C8 六、申請專利範圍 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1. 一種淸淨用氣體，其特徵係爲去除半導體或液晶製造 裝置內之堆積物的淸淨用氣體中，氧及/或含氧化合物之含 量爲1 vol%以下氟氣體所成者。 2·如申請專利範圍第1項之淸淨用氣體，其中該氧及/ 或含氧化合物含量爲0.5vol%以下氟氣體所成者。 3. 如申請專利範圍第2項之淸淨用氣體，其中該含氧 及/或含氧化合物含量爲O.lvol%以下氟氣體所成者。 4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之淸淨用氣 體，其中該氟氣體之純度爲99 vol %以上者。 5·如申請專利範圍第4項之淸淨用氣體，其中該氟氣 之純度爲99.5vol%以上者。 6·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之淸淨用氣 體，其中該含氧化合物爲至少1種選自NO，N2〇，N〇2，C〇 ，C〇2，H2〇，〇F2，〇2F2及〇3F2所成群者。 7·如申請專利範圍第6項之淸淨用氣體，其中該含氧 化合物爲至少1種選自C0，C〇2及Η2〇所成群者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8.如申請專利範圍第丨項至第3項中任一項之清淨用氣 體’其中該氣體爲含有至少1種選自He，Ar，Ν2，Ne，Kr ’ 及Xe所成群中之稀釋氣體者。 9·如申請專利範圍第8項之淸淨用氣體，其中該氣體 有至少1種選自He，Ar及群之稀釋氣體者。 10· —種半導體或液晶製造裝置之淸淨方法’其特徵 係使用如申請專利範圍第丨項至第9項中任一項之淸淨用氣 體者。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 571366 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 11 ·如申請專利範圍第1 〇項之淸淨方法，其特徵係使 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之淸淨氣體藉由勃 起後生成等離子體後，於該等離子體中進行半導體製造裝 置內堆積物之淸淨者。 1 2·如申請專利範圍第1 1項之淸淨方法，其中該等離 子體勃起源爲微波者。 13. 如申請專利範圍第1〇項之淸淨方法，其中該方法 係於50〜500°C溫度下使用淸淨用氣體者。 14. 如申請專利範圍第10項之淸淨方法，其中該方法 係於200〜50(TC溫度，去等離子體下使用淸淨氣體者。 15. —種半導體裝置之製造方法，其特徵係具有利用 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之淸淨用氣體進行 淸淨步驟與分解含有由該淸淨步驟所排出之氟化合物之分 解步驟者。 16. 如申請專利範圍第15項之半導體裝置之製造方法 ，其中該氟化合物爲至少1種選自SiF4，HF，CF4，NF3及WF6 所成群之化合物者。 ¾-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）