JP2001035801A - 半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング方法 - Google Patents
半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング方法Info
- Publication number
- JP2001035801A JP2001035801A JP11208342A JP20834299A JP2001035801A JP 2001035801 A JP2001035801 A JP 2001035801A JP 11208342 A JP11208342 A JP 11208342A JP 20834299 A JP20834299 A JP 20834299A JP 2001035801 A JP2001035801 A JP 2001035801A
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- vol
- cleaning
- nitrogen trifluoride
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 治具等にダメージを与えることなく、低温
で、かつ短時間にクリーニングできるクリーニング方法
を提供する。 【構成】 半導体製造装置の薄膜形成操作系内に存在す
る膜状堆積物に、三フッ化窒素にフッ素ガスを５ vol％
を越え５０ vol％未満の濃度で混合させたクリーニング
ガスをノンプラズマの状態で接触させる。
で、かつ短時間にクリーニングできるクリーニング方法
を提供する。 【構成】 半導体製造装置の薄膜形成操作系内に存在す
る膜状堆積物に、三フッ化窒素にフッ素ガスを５ vol％
を越え５０ vol％未満の濃度で混合させたクリーニング
ガスをノンプラズマの状態で接触させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置での薄
膜形成操作系内に堆積しているポリシリコンやアモルフ
アスシリコン等の膜状堆積物を除去するためのクリーニ
ング方法に関し、特に、ノンプラズマの状態で薄膜形成
系内をクリーニングするクリーニング方法に関する。
膜形成操作系内に堆積しているポリシリコンやアモルフ
アスシリコン等の膜状堆積物を除去するためのクリーニ
ング方法に関し、特に、ノンプラズマの状態で薄膜形成
系内をクリーニングするクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、半導体製造装置の形成操作系内に堆
積している薄い膜状堆積物をクリーニングする場合、ク
リーニングガスとして三フッ化窒素を使用してプラズマ
状態、もしくはヘリウムガスやアルゴンガス等の不活性
ガスに５％程度のフッ素ガスを混合したガスを使用し
て、ノンプラズマ状態でクリーニングしていた。
積している薄い膜状堆積物をクリーニングする場合、ク
リーニングガスとして三フッ化窒素を使用してプラズマ
状態、もしくはヘリウムガスやアルゴンガス等の不活性
ガスに５％程度のフッ素ガスを混合したガスを使用し
て、ノンプラズマ状態でクリーニングしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のクリー
ニング方法では、膜状体積物がポリシリコンの場合には
２０００〜３０００Å／min 程度のエッチングレートで
あり、アモルファスシリコンの場合には９００〜１２０
０Å／min 程度のエッチングレートであった。また、プ
ラズマエッチング方式を採用した場合、治具等にダメー
ジを与えるという問題があった。そこで、本出願人は先
に、薄膜形成操作系中を２７０℃以上の温度雰囲気で
０.２〜３０Torr(２６.７〜４０００Ｐａ)の減圧雰囲気
に保持し、フッ化窒素にフッ素ガスを０.１〜５vol ％
に混合したガスを使用するクリーニング技術を提案した
(特許第２６１８８１７号公報)。
ニング方法では、膜状体積物がポリシリコンの場合には
２０００〜３０００Å／min 程度のエッチングレートで
あり、アモルファスシリコンの場合には９００〜１２０
０Å／min 程度のエッチングレートであった。また、プ
ラズマエッチング方式を採用した場合、治具等にダメー
ジを与えるという問題があった。そこで、本出願人は先
に、薄膜形成操作系中を２７０℃以上の温度雰囲気で
０.２〜３０Torr(２６.７〜４０００Ｐａ)の減圧雰囲気
に保持し、フッ化窒素にフッ素ガスを０.１〜５vol ％
に混合したガスを使用するクリーニング技術を提案した
(特許第２６１８８１７号公報)。
【０００４】ところが、この先に提案したクリーニング
技術でも、薄膜形成操作系中を２７０℃以上に加熱もし
くは保持しなければならず、そのためにクリーニング時
間が昇温に必要な時間だけ長くかかるうえ、治具等が熱
によるダメージを受けることがあることが解った。本発
明は、治具等にダメージを与えることなく、低温で、短
時間に堆積物を除去できるクリーニング方法を提供する
ことを目的とする。
技術でも、薄膜形成操作系中を２７０℃以上に加熱もし
くは保持しなければならず、そのためにクリーニング時
間が昇温に必要な時間だけ長くかかるうえ、治具等が熱
によるダメージを受けることがあることが解った。本発
明は、治具等にダメージを与えることなく、低温で、短
時間に堆積物を除去できるクリーニング方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、当該形成操作系内に存在する膜状堆積
物に、三フッ化窒素にフッ素ガスを５ vol％を越えて５
０ vol％未満に混合させたクリーニングガスをノンプラ
ズマの状態で接触させることを特徴とするものである。
めに、本発明は、当該形成操作系内に存在する膜状堆積
物に、三フッ化窒素にフッ素ガスを５ vol％を越えて５
０ vol％未満に混合させたクリーニングガスをノンプラ
ズマの状態で接触させることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明では、三フッ化窒素にフッ素系ガスを混
入させてクリーニングガスとしているので、フッ素ガス
が膜状堆積物に作用して反応を開始し、このフッ素ガス
の反応時での反応熱で分解した三フッ化窒素のフッ素成
分がクリーニングを促進することになる。この結果、混
合割合にもよるが１００℃〜１５０℃という低温度領域
ででもクリーニングをすることができるようになる。
入させてクリーニングガスとしているので、フッ素ガス
が膜状堆積物に作用して反応を開始し、このフッ素ガス
の反応時での反応熱で分解した三フッ化窒素のフッ素成
分がクリーニングを促進することになる。この結果、混
合割合にもよるが１００℃〜１５０℃という低温度領域
ででもクリーニングをすることができるようになる。
【０００７】
【実施例】図に示すような実験装置の石英チャンバー
(１)内に３０cm角のガラス基板に７００Åの厚さでアモ
ルファスシリコン層を形成した試料を配置し、石英チャ
ンバー(１)をハロゲンランプ(２)で加熱し、三フッ化窒
素を９４.９vol％、フッ素フッ素ガスを５.１vol％の割
合で混合した混合ガスを使用してプラズマを発生させる
ことなくクリーニングした。
(１)内に３０cm角のガラス基板に７００Åの厚さでアモ
ルファスシリコン層を形成した試料を配置し、石英チャ
ンバー(１)をハロゲンランプ(２)で加熱し、三フッ化窒
素を９４.９vol％、フッ素フッ素ガスを５.１vol％の割
合で混合した混合ガスを使用してプラズマを発生させる
ことなくクリーニングした。
【０００８】図中符号(３)はチャンバー(１)内の温度を
検出するための熱電対、(４)はチャンバー(１)内の圧力
を表示する圧力計、(５)は系内を真空引きするためのブ
ースターポンプ、(６)は排出ガスを系外のハロゲン除害
筒(図示略)に送出するロータリーポンプ、(７)はチャン
バー出口に配置した出口弁である。
検出するための熱電対、(４)はチャンバー(１)内の圧力
を表示する圧力計、(５)は系内を真空引きするためのブ
ースターポンプ、(６)は排出ガスを系外のハロゲン除害
筒(図示略)に送出するロータリーポンプ、(７)はチャン
バー出口に配置した出口弁である。
【０００９】実験方法は、クリーニングガスを貯蔵した
ガスボンベを実験装置に接続したのち、実験系を窒素ガ
スで十分にパージしたのち、ブースターポンプ(５)を作
動させて系内を真空にする。次いで、チャンバー(１)内
に窒素ガスを導入して大気圧としたのち、チャンバー
(１)を開放して試料を設置する。次に、チャンバー(１)
をチャンバー(１)内を窒素ガスでパージしたのち、到達
真空度３０Torrまで減圧する。そして、ハロゲンランプ
(２)で加熱し、チャンバー(１)内を目的温度にする。こ
の状態で窒素ガスを１リットル／minでチャンバー(１)
内に導入し、チャンバー(１)内の圧力が目的圧となるよ
うに出口弁(７)で調整したのち、窒素ガスとクリーニン
グガスとを切換えて、チャンバー(１)内に設置した試料
にクリーニングガスを接触させる。実験終了後試料の膜
厚を測定し、テスト前の膜厚と比較した。
ガスボンベを実験装置に接続したのち、実験系を窒素ガ
スで十分にパージしたのち、ブースターポンプ(５)を作
動させて系内を真空にする。次いで、チャンバー(１)内
に窒素ガスを導入して大気圧としたのち、チャンバー
(１)を開放して試料を設置する。次に、チャンバー(１)
をチャンバー(１)内を窒素ガスでパージしたのち、到達
真空度３０Torrまで減圧する。そして、ハロゲンランプ
(２)で加熱し、チャンバー(１)内を目的温度にする。こ
の状態で窒素ガスを１リットル／minでチャンバー(１)
内に導入し、チャンバー(１)内の圧力が目的圧となるよ
うに出口弁(７)で調整したのち、窒素ガスとクリーニン
グガスとを切換えて、チャンバー(１)内に設置した試料
にクリーニングガスを接触させる。実験終了後試料の膜
厚を測定し、テスト前の膜厚と比較した。
【００１０】そして、比較例として、９４.９vol％のア
ルゴンガスに５.１vol％のフッ素ガスを混合したガス及
び１００vol％の三フッ化窒素ガスを使用してクリーニ
ングを行った場合のクリーニング時間を表１に示す。
ルゴンガスに５.１vol％のフッ素ガスを混合したガス及
び１００vol％の三フッ化窒素ガスを使用してクリーニ
ングを行った場合のクリーニング時間を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】上述の結果、雰囲気温度２００℃では１０
０vol％の三フッ化窒素ガスではクリーニングすること
はできないが、９４.９vol％のアルゴンガスに５.１vol
％のフッ素ガスを混合したガスでは６分で、７９.７vol
％のアルゴンガスに２０.３vol％のフッ素ガスを混合し
たものでは１分３０秒で全てのアモルファスシリコン膜
を除去することができた。一方本発明にかかる三フッ化
窒素ガスにフッ素ガスを混入したクリーニングガスの場
合、最も混合率の低いフッ素ガスを三フッ化窒素中に
５.１vol％の濃度に混合させたものでは３分５０秒、フ
ッ素ガスを三フッ化窒素中に２０.３vol％混合させたも
のでは３０秒でクリーニングすることができた。つま
り、三フッ化窒素中にフッ素ガスを混合したものでは、
ノンプラズマ状態で従来のクリーニングガスを使用した
場合の１.７〜２.２倍程度のクリーニング速度を得るこ
とができる。
０vol％の三フッ化窒素ガスではクリーニングすること
はできないが、９４.９vol％のアルゴンガスに５.１vol
％のフッ素ガスを混合したガスでは６分で、７９.７vol
％のアルゴンガスに２０.３vol％のフッ素ガスを混合し
たものでは１分３０秒で全てのアモルファスシリコン膜
を除去することができた。一方本発明にかかる三フッ化
窒素ガスにフッ素ガスを混入したクリーニングガスの場
合、最も混合率の低いフッ素ガスを三フッ化窒素中に
５.１vol％の濃度に混合させたものでは３分５０秒、フ
ッ素ガスを三フッ化窒素中に２０.３vol％混合させたも
のでは３０秒でクリーニングすることができた。つま
り、三フッ化窒素中にフッ素ガスを混合したものでは、
ノンプラズマ状態で従来のクリーニングガスを使用した
場合の１.７〜２.２倍程度のクリーニング速度を得るこ
とができる。
【００１３】なお、チャンバー(１)内の雰囲気温度の影
響を調べるために、雰囲気温度を変化させた場合のクリ
ーニング速度の変化を表２に示す。この場合、雰囲気温
度以外は、同一条件とした。
響を調べるために、雰囲気温度を変化させた場合のクリ
ーニング速度の変化を表２に示す。この場合、雰囲気温
度以外は、同一条件とした。
【００１４】
【表２】
【００１５】この結果から、フッ素の混合割合が同じ場
合には雰囲気温度が高いほど短時間にクリーニングする
できることが解る。また、同じ雰囲気温度の場合には、
フッ素の混合割合が高いほど短時間にクリーニングする
ことができることがわかる。
合には雰囲気温度が高いほど短時間にクリーニングする
できることが解る。また、同じ雰囲気温度の場合には、
フッ素の混合割合が高いほど短時間にクリーニングする
ことができることがわかる。
【００１６】三フッ化窒素にフッ素を５ vol％を越え５
０ vol％未満の濃度で混合させたものをクリーニングガ
スとしていることから、フッ素と除去対象物であるシリ
コンとの反応により生じた熱が三フッ化窒素を分解させ
ていると考えられる。
０ vol％未満の濃度で混合させたものをクリーニングガ
スとしていることから、フッ素と除去対象物であるシリ
コンとの反応により生じた熱が三フッ化窒素を分解させ
ていると考えられる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、三フッ化窒素ガスにフッ素ガ
スを５ vol％を越え５０ vol％未満の濃度で混合させた
クリーニングガスを使用してノンプラズマの状態で薄膜
形成操作系内をクリーニングするようにしているので、
従来のクリーニング方法よりも、低温状態でありながら
クリーニング時間を短縮でき、装置の稼働効率を高める
ことができるうえ、ガスの使用量を節約することができ
る。また、ノンプラズマでクリーニングを行うことがで
きるので、治具等にダメージを与えることもない。
スを５ vol％を越え５０ vol％未満の濃度で混合させた
クリーニングガスを使用してノンプラズマの状態で薄膜
形成操作系内をクリーニングするようにしているので、
従来のクリーニング方法よりも、低温状態でありながら
クリーニング時間を短縮でき、装置の稼働効率を高める
ことができるうえ、ガスの使用量を節約することができ
る。また、ノンプラズマでクリーニングを行うことがで
きるので、治具等にダメージを与えることもない。
【図１】実験装置のフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 繁森 敦 大阪府大阪市中央区本町３丁目４番８号 岩谷産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 DA09 EA05 FA04 4K030 DA03 DA06 EA03 JA06 LA01 5F004 AA15 BA19 BD07 CA09 DA00 DA17 DA23 DB01 DB02 5F045 BB14 EB06
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体製造装置での薄膜形成操作系内に
存在する膜状堆積物を除去するにあたり、当該形成操作
系内に存在する膜状堆積物に、三フッ化窒素にフッ素ガ
スを５ vol％を越え５０ vol％未満に混合させたクリー
ニングガスをノンプラズマの状態で接触させることを特
徴とする半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング
ング方法。 - 【請求項２】 薄膜形成操作系中を減圧雰囲気にし、１
３０℃以上の温度雰囲気にして処理するようにした請求
項１に記載の半導体製造装置でのノンプラズマクリーニ
ングング方法。 - 【請求項３】 薄膜形成操作系中を減圧雰囲気にし、フ
ッ素ガスを三フッ化窒素に２０ vol％以上に混合させた
クリーニングガスを使用し、１００℃以上の温度雰囲気
にして処理するようにした請求項１に記載の半導体製造
装置でのノンプラズマクリーニングング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11208342A JP2001035801A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11208342A JP2001035801A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035801A true JP2001035801A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16554696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11208342A Pending JP2001035801A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体製造装置でのノンプラズマクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001035801A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880561B2 (en) * | 2000-03-27 | 2005-04-19 | Applied Materials, Inc. | Fluorine process for cleaning semiconductor process chamber |
| CN115595549A (zh) * | 2021-06-28 | 2023-01-13 | 圆益Ips股份有限公司（Kr） | 腔室内部处理方法及基板处理方法 |
-
1999
- 1999-07-23 JP JP11208342A patent/JP2001035801A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6880561B2 (en) * | 2000-03-27 | 2005-04-19 | Applied Materials, Inc. | Fluorine process for cleaning semiconductor process chamber |
| CN115595549A (zh) * | 2021-06-28 | 2023-01-13 | 圆益Ips股份有限公司（Kr） | 腔室内部处理方法及基板处理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060418 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060803 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071023 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071126 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071225 |