CN1214444C - 用于半导体生产设备的净化气 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及(1)用于半导体生产设备的净化气，通过以一特定比例使SF6和F2、NF3中的一种或两种以及惰性气体混合获得该气体；(2)用于半导体生产设备的净化气，该气体以一特定比例混合SF6和F2、NF3中的一种或两种以及惰性气体和含氧气体得到；(3)使用所述气体净化半导体生产设备的方法；(4)包括使用所述净化气的净化步骤的生产半导体器件的方法。使用本发明用于半导体生产设备的蚀刻速率高的净化气，可以以优异的性价比对半导体生产设备进行纯化并维其运行。
Description
相关申请的交叉参考
本申请以美国法典第35篇第111(a)款的规定为基础，依据美国法典第35篇第119(e)(l)款，要求获得依美国法典第35篇第111(b)款在2000年9月7日申请的美国临时申请60/230811和2000年12月27日申请的美国临时申请60/261265的权益。
技术领域
本发明涉及用于半导体生产设备的净化气。具体而言，本发明涉及用于去除生产半导体或TFT液晶设备的成膜设备或蚀刻设备中的多余沉积物的净化气，该沉积物在成膜或硅、氮化硅、氧化硅、钨等的蚀刻过程中累积了下来；以及使用这种净化气的方法；本发明还涉及一种生产半导体器件的方法，其中包括使用该净化气的净化步骤。
背景技术
在用于生产半导体或TFT液晶设备的成膜设备或蚀刻设备中，在成膜或硅、氮化硅、氧化硅、钨等的蚀刻过程中累积的沉积物导致了颗粒的产生，并妨碍了优良的膜的生产，因此，必须必要时去除这些沉积物。
目前采用一种使用由氟化物类型的蚀刻气体(如NF3、CF4和C2F6)激发的等离子体腐蚀沉积物的方法来去除半导体生产设备中的沉积。但是，使用NF3的方法存在NF3昂贵的问题，而使用全氟化烃(如CF4和C2F6)的方法存在蚀刻速率低以及净化效率低的问题。
JP-A-8-60368(本文所用“JP-A”指未审查已公开的日本专利申请)描述了一种使用由F2、ClF3、BrF3和BrF5中的至少一种以1-50体积％的量与CF4或C2F6混合的净化气的方法。JP-A-10-72672也描述了一种使用以惰性载体气体稀释的F2作为净化气的方法。但是，这些方法的蚀刻速率和净化效率比使用NF3作为净化气的方法低些。
JP-A-3-146681描述了一种用于净化的混合气体组合物，其中使用F2、Cl2和卤代氟化物中的至少一种以0.05-20体积％的量与NF3混合来增加蚀刻速率。还已知使用卤代氟化物(如ClF3)作为净化气的非等离子体净化方法。但是，卤代氟化物非常昂贵，且反应性极强，因此，尽管其净化效率优异，但在操作时得非常小心。此外，卤代氟化物可能损坏半导体生产设备内的设备材料，因此其用途被不利地限制在仅仅一些设备(如CVD设备)中。
因此，常规已知的净化气存在以下问题：
(1)净化效率高的气体昂贵；
(2)除了在某些设备外，该气体不能在其它设备中使用。
而使用价廉的净化气，其问题是蚀刻速率和净化效率低。
本发明是在这些情况下进行的。因此，本发明的一个目的是提供一种确保高蚀刻速率、高净化效率和优异的性价比的净化气和净化方法。本发明的一个目的是提供一种生产半导体器件的方法。
发明内容
本发明者为解决上述问题进行了广泛的研究，发现将SF6和F2、NF3中的一种或两种与惰性气体以一特定的比例混合，可显著地改进蚀刻速率和提高净化效率。而且，本发明者已发现使用含有特定比例的含氧的气体的净化气可进一步提高净化效率。
本发明涉及如下面(1)到(22)所述的用于净化半导体生产设备的净化气，涉及如下面(23)到(32)所述的对半导体设备进行净化的方法，以及如下面(33)到(36)所述的生产半导体器件的方法。
(1)用于去除半导体生产设备中沉积物的净化气，它含有惰性气体和SF6、F2与NF3中的至少两种气体，但排除惰性气体与F2和NF3的组合。
(2)如(1)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有SF6、F2和惰性气体。
(3)如(1)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有SF6、NF3和惰性气体。
(4)如(1)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有SF6、F2、NF3和惰性气体。
(5)如(1)-(4)中任一项所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述惰性气体选自He、Ne、Ar、Xe、Kr和N2中的至少一种。
(6)如(5)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述惰性气体选自He、Ar和N2中的至少一种。
(7)如(1)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.01-5，惰性气体为0.01-500。
(8)如(7)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.01-1.5，惰性气体为0.1-30。
(9)如(1)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有全氟化烃、含氟烃、全氟醚和含氟醚中的至少一种。
(10)如(9)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中全氟化烃和含氟烃各具有1-4个碳原子，全氟醚和含氟醚各具有2-4个碳原子。
(11)用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，它含有含氧气体、惰性气体以及SF6、F2与NF3中的至少两种(但排除仅F2和NF3的组合)。
(12)如(11)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有惰性气体、含氧气体、SF6和F2。
(13)如(11)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有含氧气体、惰性气体、SF6和NF3。
(14)如(11)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有含氧气体、惰性气体、SF6、F2和NF3。
(15)如(11)-(14)中任一项所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述含氧气体选自O2、O3、N2O、NO、NO2、CO和CO2中的至少一种。
(16)如(15)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述含氧气体是O2和/或N2O。
(17)如(11)-(14)中任一项所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述惰性气体选自He、Ne、Ar、Xe、Kr和N2中的至少一种。
(18)如(17)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述惰性气体选自He、Ar和N2中的至少一种。
(19)如(11)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.01-5，含氧气体为0.01-5，惰性气体为0.01-500。
(20)如(19)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.1-1.5，含氧气体为0.1-1.5，惰性气体为0.1-30。
(21)如(11)所述的用于半导体生产设备的净化气，它含有全氟化烃、含氟烃、全氟醚和含氟醚中的至少一种。
(22)如(21)所述的用于半导体生产设备的净化气，其中，所述全氟化烃和含氟烃含有1-4个碳原子，全氟醚和含氟醚含有2-4个碳原子。
(23)净化半导体生产设备的方法，该方法包括使用上述(1)-(10)中任一项所述的净化气。
(24)如(23)所述的净化半导体生产设备的方法，其中，上述(1)-(10)中任一项所述的净化气进行激发产生等离子体，使半导体生产设备中的沉积物在等离子区中去除。
(25)如(24)所述的净化半导体生产设备的方法，其中等离子体的激发源是微波。
(26)如(23)-(25)中任一项所述的净化半导体生产设备的方法，其中，在50-500℃的温度范围内使用上述(1)-(10)中任一项所述的净化气。
(27)如(23)所述的净化半导体生产设备的方法，其中，在非等离子体***中在200-500℃的温度范围内使用上述(1)-(10)中任一项所述的净化气。
(28)净化半导体生产设备的方法，该方法包括使用上述(11)-(22)中任一项所述的净化气。
(29)如(28)所述的净化半导体生产设备的方法，其中，对上述(1)-(10)中任一项所述的净化气进行激发产生等离子体，使半导体生产设备中的沉积物在等离子区中去除。
(30)如(29)所述的净化半导体生产设备的方法，其中，等离子体的激发源是微波。
(31)如(28)-(30)中任一项所述的净化半导体生产设备的方法，其中，在50-500℃的温度范围内使用上述(11)-(22)中任一项所述的净化气。
(32)如(28)所述的净化半导体生产设备的方法，其中，在非等离子体***中在200-500℃的温度范围内使用上述(11)-(22)中任一项所述的净化气。
(33)生产半导体器件的方法，该方法包括使用净化气的净化步骤和分解净化步骤中排放的含氟化合物的气体的分解步骤，其中，所述净化气含有惰性气体和SF6、F2与NF3中的至少两种气体，但排除了惰性气体与F2和NF3的组合。
(34)如(33)所述的生产半导体器件的方法，其中，所述氟化合物至少是一种选自HF、SiF4、SF6、SF4、SOF2、SO2F2和WF6的化合物。
(35)生产半导体器件的方法，该方法包括使用净化气的净化步骤和分解净化步骤中排放的含有氟化合物的气体的分解步骤，其中，所述聚合物含有惰性气体、含氧气体以及SF6、F2和NF3中的至少两种，但排除惰性气体、含氧气体、F2和NF3的组合。
(36)如(35)所述的生产半导体器件的方法，其中，所述氟化合物至少是一种选自HF、SiF4、SF6、SF4、SOF2、SO2F2和WF6的化合物。
附图说明
图1是使用本发明的净化气的蚀刻设备的示意图。
具体实施方式
本发明提供“用于去除半导体生产设备中沉积物的净化气，它含有惰性气体、SF6以及F2和NF3中的一种或两种”(本发明的第一种净化气)、“用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，它含有惰性气体、含氧气体、SF6以及F2和NF3中的一种或两种”(本发明的第二种气体)、“净化半导体生产设备的方法，该方法包括上述净化气的使用”以及“生产半导体器件的方法，该方法包括使用上述净化气的净化步骤以及分解从净化步骤中释放出来的含氟化合物的气体的分解步骤”。
下面将对本发明进行详细的描述。
本发明用于半导体生产设备的第一种净化气含有惰性气体以及下面3种组合中的任一种：
SF6和F2，
SF6和NF3，或
SF6、F2和NF3
(下文中，净化气中除惰性气体外，其余组分都称作“活性气体”)。
惰性气体是选自He、Ne、Ar、Xe、Kr和N2中的至少一种。在这些气体中，惰性气体较佳是选自He、Ar和N2中的一种，因为这样净化气才能具有高蚀刻速率和优异的性价比。
本发明净化气中各气体组分的混合比例并无特别限制，但是，以体积比计，设活性气体组分中的SF6为1，则其它的气体组分(NF3、F2或NF3+F2)的比例通常为0.01-5，较佳为0.1-0.5，惰性气体的比例为0.01-500，较佳为0.1-300，更佳为0.1-30。较佳的是，当该气体在半导体生产设备或液晶设备的生产过程中使用时，它含有大量的活性组分。但是，如果这些气体在使用时在等离子区被进一步激发，那么在等离子体气氛中的设备材料有可能受损。相反，如果加入的量太少，其效果将低，这是不利的。这些气体可以在半导体生产设备内或者在通向半导体生产设备的管道中混合，也可以在一个气体钠瓶中预先混合。
在用于半导体生产设备中的本发明净化气中，当混合能够分解、尤其是在低能量条件下分解并产生活性物质的F2和/或NH3时，其产生的效果超过通常用的净化气体或蚀刻气体如CF4或C2F6。混合所产生的协同作用，可以认为是因为其在低能量条件下产生的活性物质对于未分解的分子起链反应的作用，因而加速分解。
本发明的净化气可含有选自全氟化烃、含氟烃、全氟醚和含氟醚中的至少一种，在该混合的气体中含有惰性气体、SF6以及F2和NF3中的一种或两种。全氟化烃和含氟烃各是具有1-4个碳原子的化合物。饱和的全氟化烃化合物的例子包括CF4、C2F6和C3F8，含氟烃的例子包括CHF3和C2H2F4。全氟醚和含氟醚各是具有2-4个碳原子的化合物。全氟醚的例子包括CF3OCF3和CF3OCF2CF3，含氟醚的例子包括CHF2OCHF2和CHF2OCH2CF3。以体积比计，设含有SF6、F2、NF3和惰性气体的混合气体为1，则气体(如全氟化烃)的混合比例为0.01-1，较佳是0.01-0.5，更佳是0.01-0.2。
本发明用于半导体生产设备的第二种净化气含有惰性气体、含氧气体和下面3种组合中的任一种：
SF6和F2，
SF6和NF3，或
SF6、F2和NF3。
(下文中，在净化气中除惰性气体和含氧气体外，其余的组分都称为“活性气体”)。
含氧气体是选自O2、O3、N2O、NO、NO2、CO和CO2中的至少一种。尤其是，含氧气体较佳是O2和/或N2O，这样能增加该净化气的蚀刻速率并从而提高性价比。
惰性气体是选自He、Ne、Ar、Xe、Kr和N2中的至少一种。在这些气体中，惰性气体较佳是He、Ar和N2中的至少一种，因为这样能时该净化气具有高蚀刻速率和优异的性价比。
本发明含有SF6和F2和/或NF3、含氧气体以及惰性气体的净化气中各气体组分的混合比例并无特别限制。但是，以体积比计，设SF6为1，其它的比例通常为：
F2和/或NF3通常为0.01-5，较佳为0.1-1.5；
含氧气体为0.01-5，较佳为0.1-1.5；
惰性气体为0.01-500，较佳为0.1-300，更佳为0.1-30。当含氧气体、SF6、F2和NF3用作生产半导体生产设备或液晶设备的净化气时，它们是活性的，较佳是它们的含量大。但是，如果这些气体在使用时被进一步激发，则在等离子体气氛中的设备材料可能受损。相反，如果加入的量太少，其效果将低，这是不利的。可在半导体生产设备内部或通向半导体生产设备的管道中混合这些气体，或者预先在气体钢瓶中混合这些气体。
本发明的净化气可含有选自全氟化烃、含氟烃、全氟醚和含氟醚中的至少一种，在该混合的气体中含有惰性气体、SF6以及F2和NF3中的一种或两种。全氟化烃和含氟烃各是具有1-4个碳原子的化合物。饱和的全氟化烃化合物的例子包括CF4、C2F6和C3F8，不饱和的全氟化烃的例子包括C2F4、C3F6和C4F6，含氟烃的例子包括CHF3和C2H2F4。全氟醚和含氟醚各是具有2-4个碳原子的化合物。全氟醚的例子包括CF3OCF3和CF3OCF2CF3，含氟醚的例子包括CHF2OCHF2和CHF2OCH2CF3。以体积比计，假设含有一种含氧气体、一种惰性气体和SF6，且F2和/或NF3的混合气体为1，则气体(如全氟化烃)的混合比例为0.01-1，较佳是0.01-0.5，更佳是0.01-0.2。
本发明含有含氧气体、惰性气体和SF6与F2和/或NF3的用于半导体生产设备的净化气，由于含有
(1)在低能量条件下能分解并产生活性物质的F2和/或NF3；
(2)能有效产生和维持活性物质的氧原子，所以具有优于那些由常规的净化气(如CF4和C2F6)所产生的效果。在混合气体中含有组分F2和/或NF3而产生的效果，可以认为是因为在低能量条件下产生的活性物质以链反应的方式作用于未分解的分子，所以加速了分解过程。在混合气体含有氧作为一种组分所产生的效果，可以认为是因为氧有助于维持活性物质的活性，防止因重新结合导致的失活。
在使用本发明净化气净化半导体生产设备时，可在等离子体条件下或在无等离子体的条件下使用该气体。
当在等离子体条件下使用该气体时，只要等离子体是从本发明净化气激发生成的，激发源并无特别限制，但是优选使用微波激发源，因为使用该激发源能获得良好的净化效率。只要能产生等离子体，本发明气体使用时的温度和压力也无特别限制，但温度范围优选为50-500℃，压力范围优选为1-500Pa。
在不用等离子体的条件下，将净化气引入一工作室中，该工作室内部压力较佳设定在1-67Pa，并且该工作室至少有一部分或者其内部和净化气在200-500℃加热，以便从该净化气中产生具有反应性的游离的氟。然后，沉积物被腐蚀，并从该工作室以及沉积物累积的其它区域去除，从而可净化半导体生产设备。
图1显示了使用本发明净化气的一个蚀刻设备例子。从净化气进口6将净化气引入恒温的工作室1中，该气体在引入的同时被微波等离子体激发源4所激发，产生等离子体。使用干式泵(dry pump)5抽除在对样品台上的硅晶片2进行蚀刻后产生的气体，并根据所得到的气体使用一种分解剂，以便放出的是无害的气体。此外，通过重复进行与蚀刻相同的操作有效去除在蚀刻后积累的沉积物，从而能有效净化该工作室。
下面描述本发明生产半导体器件的方法。
如上面所述，根据本发明可有效地净化半导体生产设备。但是，除了用作净化气的SF6、F2和NF3外，从使用本发明净化气的净化步骤中排放出来的气体还含有氟化合物，如HF、SiF4、SF4、SOF2、SO2F2和WF6。如果这些化合物(包括SF6、F2和NF3)被完整不动地排放到大气中，那么它们将极大地导致全球的温度变暖或者通过分解产生酸性气体，因此，对这些化合物必须使其变成完全无害的形式。在生产半导体器件的方法中，本发明提供了一种半导体器件的生产方法，该方法包括净化半导体生产设备的净化步骤和分解净化步骤排放的含氟化合物的气体的步骤。
可采用上述方法有效进行半导体生产设备的净化步骤。分解由净化步骤排放出来的含有氟化合物的气体中所使用的方法并无特别限制，可根据所获得的废气种类选择适当的分解剂。但是，较佳使氟化氢、SOx等变成金属的氟化物或硫酸盐，碳则较佳在完全分解成二氧化碳后再排放。
本发明的最佳实施方式
下面将结合一些实施例和比较例对本发明进行更详细的描述，但是，本发明并不受这些实施例的限制。
实施例1-3
将图1所示实验装置的内部压力调整为300Pa。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发具有表1所示组成的净化气，然后将其引入实验装置中，蚀刻置于该实验装置中的硅晶片。由蚀刻后硅晶片的体积损失测定蚀刻速率，其结果列于表1中。
表1
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| SF6 | F2 | He | ||
| 1 | 1 | 1 | 200 | 200 |
| 2 | 1 | 0.5 | 170 | 180 |
| 3 | 1 | 1.5 | 250 | 190 |
实施例4-6
将图1所示实验装置的内部压力调整为300Pa。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发具有表1所示组成的净化气，然后将其引入实验装置中，蚀刻置于该实验装置中的硅晶片。由蚀刻后硅晶片的体积损失测定蚀刻速率，其结果列于表2中。
表2
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| SF6 | NF3 | He | ||
| 4 | 1 | 1 | 200 | 200 |
| 5 | 1 | 0.5 | 170 | 180 |
| 6 | 1 | 1.5 | 250 | 190 |
比较例1-5
采用与实施例1-6相同的方式测定各净化气的蚀刻速率，除将净化气改为具有表3所示组成的气体外。
表3
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | |
| 所使用的气体 | 混合比例 | ||
| 1 | NF3/He | 1/100 | 190 |
| 2 | SF6/He | 1/100 | 70 |
| 3 | F2/He | 1/100 | 170 |
| 4 | CF4/He | 1/100 | 17 |
| 5 | C2F6/He | 1/100 | 6 |
在表3所示的与He混合的净化气中，蚀刻速率最高的是使用NF3的比较例。
比较例6-8
采用与实施例1-6相同的方式测定蚀刻速率，除将净化气改为具有表4所示组成的气体外。
表4
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| SF6 | F2 | He | ||
| 6 | 1 | 1 | 200 | 175 |
| 7 | 1 | 0.5 | 170 | 170 |
| 8 | 1 | 1.5 | 250 | 170 |
所有比较例6-8中所示的混合气体的蚀刻速率都低于实施例1-6所示的本发明的净化气的蚀刻速率。
比较例9-11
采用与实施例1-6相同的方式测定蚀刻速率，除将净化气改为具有表5所示组成的气体外。
表5
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| CF4 | F2 | He | ||
| 9 | 1 | 1 | 200 | 140 |
| 10 | 1 | 0.5 | 170 | 120 |
| 11 | 1 | 1.5 | 250 | 155 |
所有比较例9-11中所示的混合气体的蚀刻速率都低于实施例1-6所示的本发明的净化气的蚀刻速率。
比较例12-14
采用与实施例1-6相同的方式测定蚀刻速率，除将净化气改为具有表6所示组成的气体外。
表6
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| C2F6 | F2 | He | ||
| 12 | 1 | 1 | 200 | 50 |
| 13 | 1 | 0.5 | 170 | 30 |
| 14 | 1 | 1.5 | 250 | 100 |
所有比较例12-14中所示的混合气体的蚀刻速率都低于实施例1-6所示本发明的净化气的蚀刻速率。
比较例15
采用与实施例1-6相同的方式测定蚀刻速率，除将净化气改为具有表7所示组成的气体外。
表7
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | |
| 所使用的气体 | 混合比例 | ||
| 15 | NF3/He | 1/10 | 1900 |
可以看到，当NF3的浓度增加到比较例1中所示浓度的10倍时，其蚀刻速率也增加到原速率的10倍。
实施例7
采用与实施例1-3相同的方式测定本发明净化气的蚀刻速率，除将净化气改为具有表8所示组成的气体外。
表8
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| C2F6 | F2 | He | ||
| 7 | 1 | 1 | 20 | 2200 |
实施例7所示本发明净化气的蚀刻速率比比较例15所示的NF3的蚀刻速率更为优异。
实施例8
采用与实施例4-6相同的方式测定本发明净化气的蚀刻速率，除将净化气改为具有表9所示组成的气体外。
表9
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | ||
| C2F6 | F2 | He | ||
| 8 | 1 | 1 | 20 | 2200 |
实施例8所示的本发明净化气的蚀刻速率比比较例15所示的NF3的蚀刻速率更优异。
实施例9-11
将图1所示实验装置的内部压力调整为300Pa。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发具有表1所示组成的净化气，然后将其引入实验装置中，蚀刻置于该实验装置中的硅晶片。由蚀刻后硅晶片的体积损失测定蚀刻速率，其结果列于表10中。
表10
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | |||
| SF6 | F2 | O2 | He | ||
| 9 | 1 | 1 | 0.5 | 200 | 300 |
| 10 | 1 | 0.5 | 0.5 | 170 | 260 |
| 11 | 1 | 0.5 | 0.5 | 250 | 290 |
比较例16-18
采用与实施例9-11相同的方式测定本发明净化气的蚀刻速率，除将净化气改为具有表11所示组成的气体外。
表11
| 比较例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | |||
| NF3 | F2 | O2 | He | ||
| 16 | 1 | 1 | 0.5 | 200 | 170 |
| 17 | 1 | 0.5 | 0.5 | 170 | 260 |
| 18 | 1 | 1.5 | 0.5 | 250 | 160 |
所有比较例16-18中所示混合气体的蚀刻速率都低于实施例9-11所示本发明的净化气的蚀刻速率。
实施例12
采用与实施例9-11相同的方式测定本发明净化气的蚀刻速率，除将净化气改为具有表12所示组成的气体外。
表12
| 实施例 | 所使用的气体和其混合比(体积比) | 蚀刻速率(nm/min) | |||
| SF6 | F2 | O2 | He | ||
| 12 | 1 | 1 | 0.5 | 200 | 3000 |
实施例12所示的本发明净化气的蚀刻速率比比较例15所示的NF3的蚀刻速率更优异。
实施例13
用在其上面积累了无定形硅、氮化硅等沉积物的石英片替换硅晶片进行净化。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发实施例1所用的净化气，并将其引入内部压力调整为300Pa的实验装置的工作室中，石英片净化后将其取出。结果证实沉积物被完全去除。
实施例14
用在其上面积累了无定形硅、氮化硅等沉积物的石英片替换硅晶片进行净化。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发实施例4所用的净化气，并将其引入内部压力调整为300Pa的实验装置的工作室中，石英片被净化后将其取出。结果证实沉积物被完全去除。
实施例15
用在其上面积累了无定形硅、氮化硅等沉积物的石英片替换硅晶片进行净化。用2.45GHz和500W的微波等离子体激发源激发实施例9所用的净化气，并将其引入内部压力调整为300Pa的实验装置的工作室中，石英片被净化后将其取出。结果证实沉积物被完全去除。
工业应用性
本发明用于半导体生产设备的净化气的蚀刻速率高，确保了有效的蚀刻和优异的性价比。根据本发明的净化半导体生产设备的方法，可有效去除用于生产半导体或TFT液晶元件的成膜设备或蚀刻设备在成膜过程或硅、氮化硅、氧化硅、钨等的蚀刻过程中形成的多余的沉积物。此外，通过采用包括使用本发明净化气的净化步骤以及分解步骤，使从净化步骤中排放的含有氟化合物的尾气无害的方法，可有效地生产半导体器件。
Claims (36)
1.用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，它含有惰性气体和选自SF6、F2、NF3中的至少两种，但排除惰性气体与F2和NF3的组合。
2.如权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有SF6、F2和惰性气体。
3.如权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有SF6、NF3和惰性气体。
4.如权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有SF6、F2、NF3和惰性气体。
5.如权利要求1-4中任一项所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述惰性气体为选自He、Ne、Ar、Xe、Ke和N2中的至少一种。
6.如权利要求5所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述惰性气体为选自He、Ar和N2中的至少一种。
7.如权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.01-5，惰性气体为0.01-500。
8.如权利要求7所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.1-1.5，惰性气体为0.1-30。
9.如权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有全氟化烃、含氟烃、全氟醚、含氟醚气体中的至少一种。
10.如权利要求9所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述全氟化烃和含氟烃各具有1-4个碳原子，所述全氟醚和含氟醚各具有2-4个碳原子。
11.一种用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，它含有含氧气体、惰性气体和选自SF6、F2、NF3中的至少两种气体，但排除含氧气体、惰性气体、F2和NF3的组合。
12.如权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有含氧气体、惰性气体、SF6和F2。
13.如权利要求11是的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有含氧气体、惰性气体、SF6和NF3。
14.如权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有含氧气体、惰性气体、SF6和F2和NF3。
15.如权利要求11-14中任一项所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述含氧气体为选自O2、O3、N2O、NO、NO2、CO和CO2中的至少一种。
16.如权利要求15所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述含氧气体是O2和/或N2O。
17.如权利要求11-14中任一项所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述惰性气体选自He、Ne、Ar、Xe、Kr和N2中的至少一种。
18.如权利要求17所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述惰性气体为选自He、Ar和N2中的至少一种。
19.如权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.01-5，含氧气体为0.01-5，惰性气体为0.01-500。
20.如权利要求19所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，以体积比计，设SF6为1，F2和/或NF3为0.1-1.5，含氧气体为0.1-1.5，惰性气体为0.1-30。
21.如权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述净化气含有全氟化烃、含氟烃、全氟醚和含氟醚气体中的至少一种。
22.如权利要求21所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，其特征在于，所述全氟化烃和含氟烃各具有1-4个碳原子，所述全氟醚和含氟醚各具有2-4个碳原子。
23.一种净化半导体生产设备的方法，该方法包括使用权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
24.如权利要求23所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，激发权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气，产生等离子体，半导体生产设备中的沉积物在所产生的等离子区中被去除。
25.如权利要求24所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，所述等离子体的激发源是微波。
26.如权利要求23-25中任一项所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，在50-500℃的温度范围内使用权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
27.如权利要求23所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，在200-500℃的温度范围内在非等离子体的***中使用权利要求1所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
28.一种净化半导体生产设备的方法，该方法包括使用权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
29.如权利要求28所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，对权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气进行激发产生等离子体，使半导体生产设备中的沉积物在等离子体中去除。
30.如权利要求29所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，所述等离子体的激发源是微波。
31.如权利要求28-30中任一项所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，在50-500℃的温度范围内使用权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
32.如权利要求28所述的净化半导体生产设备的方法，其特征在于，在200-500℃的温度范围内在非等离子体的***中使用权利要求11所述的用于去除半导体生产设备中的沉积物的净化气。
33.一种生产半导体器件的方法，该方法包括使用净化气的净化步骤和分解净化步骤排放的含氟化合物的气体的分解步骤，其中，所述净化气含有惰性气体和选自SF6、F2和NF3中的至少两种气体，但排除惰性气体与F2和NF3的组合。
34.如权利要求33所述的生产半导体器件的方法，其特征在于，所述氟化合物为选自HF、SiF4、SF6、SOF2、SO2F2和WF6中的至少一种化合物。
35.一种生产半导体器件的方法，该方法包括使用净化气的净化步骤和分解净化步骤排放的含氟化合物的气体的分解步骤，其中，所述净化气含有惰性气体、含氧气体和选自SF6、NF3、F2中的至少两种气体，但排除惰性气体与NF3和F2的组合。
36.如权利要求35所述的生产半导体器件的方法，其特征在于，所述氟化合物为选自HF、SiF4、SF6、SOF2、SO2F2和WF6中的至少一种化合物。
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