JP7409322B2 - 付着物除去方法及び成膜方法 - Google Patents
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Description
これらの半導体材料は、シリコン材料と比較してモビリティ(移動度)が高いというメリットを有しているものの、成膜が困難である場合や、材料間の界面の欠陥密度が高くなる場合があった。
チャンバーの内面やチャンバーの下流側に配された配管の内面に硫黄を含有する付着物が付着した状態で、ウエハ等の基板をチャンバー内に導入すると、チャンバー内を真空にして不活性ガスで置換した際に硫黄のパーティクルがウエハ等の基板に付着するおそれがあった。そして、硫黄のパーティクルが基板に付着すると、製造された半導体構造の性能が低下するおそれがあった。
しかしながら、特許文献3に開示の技術では、硫黄を物理的に除去しているため、除去された硫黄がプラズマ洗浄装置内の別の場所に再付着したり、プラズマ洗浄装置の下流側に配された配管に再付着したりするという問題があった。
本発明は、チャンバーの内面又はチャンバーに接続された配管の内面に付着している、硫黄を含有する付着物を、チャンバーを解体することなく除去することが可能な付着物除去方法及び成膜方法を提供することを課題とする。
[1] チャンバーの内面及び前記チャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物を、酸素含有化合物ガスを含有するクリーニングガスと反応させることにより除去する付着物除去方法。
[3] 前記酸素含有化合物ガスが、酸素ガス、一酸化窒素、亜酸化窒素、及び一酸化炭素からなる群より選ばれる少なくとも1種である[1]又は[2]に記載の付着物除去方法。
[4] 前記酸素含有化合物ガスが酸素ガスである[1]又は[2]に記載の付着物除去方法。
前記パッシベーション工程を行った後に、前記チャンバーの内面及び前記チャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物を除去する付着物除去工程と、
を備え、
前記付着物除去工程を、[1]~[4]のいずれか一項に記載の付着物除去方法によって行う成膜方法。
[6] 前記硫黄含有化合物ガスが硫化水素ガスである[5]に記載の成膜方法。
本発明の第一実施形態は、付着物除去方法の実施形態であり、チャンバーの内面及びチャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物(以下、単に「付着物」と記すこともある)を、酸素含有化合物ガスを含有するクリーニングガスと反応させることにより除去する方法である。なお、酸素含有化合物ガスとクリーニングガスは硫黄原子を含有しない。
本発明の第二実施形態は、成膜方法の実施形態であり、硫黄含有化合物ガスを含有するパッシベーションガスを、基板が収容されたチャンバーに供給し、基板とパッシベーションガスとを反応させて、基板の表面にパッシベーション膜を成膜するパッシベーション工程と、パッシベーション工程を行った後に、チャンバーの内面及びチャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物を除去する付着物除去工程と、を備える方法である。そして、この付着物除去工程は、第一実施形態の付着物除去方法によって行われるものである。
パッシベーションガスにおける硫黄含有化合物ガスの含有比率は、パッシベーション膜の成膜に十分な量であれば特に限定されるものではないが、1体積%以上であることが好ましく、2体積%以上であることがより好ましく、10体積%以上であることがさらに好ましく、100体積%であることが特に好ましい。パッシベーションガスに含有される硫黄含有化合物ガス以外の成分は、特に限定されるものではないが、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを挙げることができる。
(実施例1)
図1に示す成膜装置1を用いて、基板の表面にパッシベーション膜を成膜するパッシベーション工程と、硫黄を含有する付着物を除去する付着物除去工程とを繰り返し行った。成膜装置1は、パッシベーション工程や付着物除去工程を行うチャンバー10と、チャンバー10の内部の温度を調整する温度調整装置(図示せず)と、を有する。チャンバー10の内部には、試料20を支持するステージ11が備えられている。試料20としては、シリコン基板上に厚さ150nmのシリコン酸化膜が形成され、さらにその上に厚さ80nmのゲルマニウム膜が形成されたものを使用した。
付着物除去工程におけるチャンバー10内の温度を350℃、圧力を100Paとした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
付着物除去工程におけるチャンバー10内の温度を20℃とした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
(実施例4)
付着物除去工程におけるチャンバー10内の温度を800℃とした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
付着物除去工程におけるチャンバー10内の圧力を20Paとした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
(実施例6)
付着物除去工程におけるチャンバー10内の圧力を101kPaとした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
付着物除去工程におけるクリーニングガス給気用配管13から供給するクリーニングガスを一酸化炭素とした点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
(比較例1)
付着物除去工程を行わずパッシベーション工程のみを繰り返し行う点以外は、実施例1と同様にして、パッシベーション膜を成膜した試料20を100枚製造した。
このように、付着物除去工程を行うことにより、チャンバーを解体洗浄することなく、付着するパーティクルの個数を低く保ったままパッシベーション工程を繰り返し行うことができることが示された。
10・・・チャンバー
11・・・ステージ
12・・・パッシベーションガス給気用配管
13・・・クリーニングガス給気用配管
14・・・不活性ガス給気用配管
15・・・排気用配管
20・・・試料
Claims (4)
- チャンバーの内面及び前記チャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物を、酸素含有化合物ガスを含有するクリーニングガスと反応させることにより除去し、前記酸素含有化合物ガスが、一酸化窒素、亜酸化窒素、及び一酸化炭素からなる群より選ばれる少なくとも1種である付着物除去方法。
- 温度20℃以上800℃以下、圧力20Pa以上101kPa以下の条件下で、前記クリーニングガスを前記付着物に接触させる請求項1に記載の付着物除去方法。
- 硫黄含有化合物ガスを含有するパッシベーションガスを、基板が収容されたチャンバーに供給し、前記基板と前記パッシベーションガスとを反応させて、前記基板の表面にパッシベーション膜を成膜するパッシベーション工程と、
前記パッシベーション工程を行った後に、前記チャンバーの内面及び前記チャンバーに接続された配管の内面の少なくとも一方に付着している、硫黄を含有する付着物を除去する付着物除去工程と、
を備え、
前記付着物除去工程を、請求項1又は請求項2に記載の付着物除去方法によって行う成膜方法。 - 前記硫黄含有化合物ガスが硫化水素ガスである請求項3に記載の成膜方法。
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