JPH08291299A - クリーニングガス、エッチングガス - Google Patents
クリーニングガス、エッチングガスInfo
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Abstract
および該薄膜形成装置等に堆積した堆積不純物のクリー
ニングガスを提供する。 【構成】ヘテロ原子を含むパーフルオロカーボンを含有
するガス組成物からなり、特にパーフルオロアルキルア
ミン、パーフルオロアルキルエーテル、パーフルオロア
ルキルケトン、パーフルオロアルキルカルボニルフロリ
ド、パーフルオロ環状エーテルからなる。
Description
ング法、ゾルゲル法、蒸着法を用いて成膜した薄膜、厚
膜のエッチングまたはインゴットの切断、表面研磨をす
るためのエッチングガスおよび薄膜、厚膜、粉体、ウイ
スカを製造する装置において装置内壁、冶具等に堆積し
た不要な堆積物を除去するためのクリーニングガスに関
する。
を中心とした薄膜デバイス製造プロセスや超鋼材料製造
プロセスでは、CVD法、スパッタリング法、ゾルゲル
法、蒸着法を用いて種々の薄膜、厚膜、粉体、ウイスカ
が製造されている。これらを製造する際に、膜、ウイス
カ、粉体を堆積させるべき目的物上以外の反応器内壁、
目的物を担持する冶具等にも堆積物が生成する。不要な
堆積物が生成するとパーティクル発生の原因となり、良
質な膜、粒子、ウイスカを製造することが困難になるた
め随時除去しなければならない。また、半導体やTFT
等において回路を構成する各種の薄膜材料に回路パター
ンを形成するため、薄膜材料を部分的に取り除くガスエ
ッチングを行う必要がある。さらに、CVM(ケミカル
ヴェーパーマシーニング)においては、Siインゴット
等をガスエッチングにより切断する必要がある。
り、材料の切断を行ったりするエッチングガスやクリー
ニングガスに求められる性能としては、エッチングま
たはクリーニング対象物に対する反応速度が速い、排
ガスの処理が比較的容易である、比較的大気中で不安
定であり、地球温暖化に対する影響が小さいこと、等が
望まれる。現状では、このような不要な堆積物の除去や
膜材料をエッチングするために、C2 F6 、CF4 等の
ガスが使用されている。しかしながら、これらのガス
は、非常に安定な化合物であり、クリーニング後あるい
はエッチング後の排ガスの処理が困難であり、また処理
のために高温が必要となるためランニングコストが比較
的高くなる。さらに、大気中での分解速度が遅く長寿命
であり、環境中に安定に存在し地球温暖化係数が高いた
め環境への悪影響が問題となっている。
鋭意検討の結果、CVD法、スパッタリング法、ゾルゲ
ル法、蒸着法を用いて成膜した薄膜、厚膜のエッチング
またはインゴットの切断、表面研磨をするためのエッチ
ングガスおよび薄膜、厚膜、粉体、ウイスカを製造する
装置において装置内壁、冶具等に堆積した不要な堆積物
を効率的に除去するためのクリーニングガスを見いだし
本発明に到達したものである。
よりも解離しやすく、排ガス処理が比較的容易で、かつ
大気中での分解速度が速く地球環境への悪影響が少ない
ヘテロ原子を含むパーフルオロカーボンを含有するガス
を用いることにより、成膜した薄膜、厚膜等をエッチン
グするためのエッチングガス、および装置内に堆積した
不要な堆積物を除去するためのクリーニングガスを提供
するものである。
リーニングを行うべき物質は、B、P、W、Si、T
i、V、Nb、Ta、Se、Te、Mo、Re、Os、
Ir、Sb、Ge、Au、Ag、As、Cr及びその化
合物であり、具体的には酸化物、窒化物、炭化物及びこ
れらの合金である。
くはクリーニングガスは、(CF3) 3 N〔tri−tr
ifluoromethylamine〕、(C2 F5)
3 N〔tri−pentafluoroethylam
ine〕、(C3 F7)3 N〔tri−heptaflu
oropropylamine〕、C6 F11NF2 〔t
ridecafluorocyclohexylami
ne〕、C5 F10NF〔undecafluoropi
peridine〕、(C2 F5)2 NC3 F7〔N,N
−di−pentafluoroethyl−hept
afluoropropylamine〕、(i−C3
F7)2 NC2 F5 〔N,N−di−heptafluo
roisopropyl−pentafluoroet
hylamine〕、CF3 OCF3 〔di−trif
luoromethyl ether〕、C2 F5 OC
2 F5 〔di−pentafluoroethyl e
ther〕、C3 F7 OC3 F7 〔di−heptaf
luoropropylether〕、C4 F9 OC4
F9 〔di−nonafluorobutylethe
r〕、C4 F9 OCF3 〔nonafluorobut
yl−trifluoromethyl ethe
r〕、CF3 OCF2 CF2 OCF3 〔decaflu
oro−glycol dimethyl ethe
r〕、C6 F11OCF3 〔undecafluoroc
yclohexyl−trifluoromethyl
ether〕、C4 F8 O〔octafluorot
etramethylene oxide〕、C5 F10
O〔decafluoropentamethylen
e oxide〕、CF3 COF〔trifluoro
acethyl fluoride〕、C2 F5 COF
〔pentafluoropropionyl flu
oride〕、C3 F7 COF〔heptafluor
obutyryl fluoride〕、CF3 COC
F3 〔hexafluoroacetone〕等が挙げ
られる。特に好ましくは、(CF3)3 N、CF3 OCF
3 、CF3 COCF3 、CF3 COF、C4 F8 Oが挙
げられる。
すべき堆積物の種類、厚み及び薄膜等を製造する装置に
使用されている材料の種類を考慮して、ヘテロ原子を含
むパーフルオロカーボンそのものを用いるか、あるいは
窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスやH2 、
O2 、F2 、ClF3 、BrF3 、BrF5 等で希釈し
て用いるか、適宜選択すればよい。また、反応条件に関
しても特に制限されることはなく、上記のとおり対象材
料を考慮して適宜選択される。
成膜した膜の種類、厚み等を考慮して、ヘテロ原子を含
むパーフルオロカーボンそのものを用いるか、あるいは
窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスやH2 、
O2 、F2 、ClF3 、BrF3、BrF5 等で希釈し
て用いるか、適宜選択すればよい。また、反応条件に関
しても特に制限されることはなく、上記のとおり対象材
料を考慮して適宜選択される。
が、かかる実施例に限定されるものではない。
板型プラズマCVD装置を用いて、シリコン酸化膜をシ
リコンウエハ(4インチ)上に20μm堆積させたテス
トピース、およびテトラエチルオルソシリケートを主原
料として、ゾルゲル法にてシリコン酸化膜をシリコンウ
エハ(4インチ)上に20μm堆積させたテストピース
をそれぞれ作成した。これらのテストピースをプラズマ
CVD装置の下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF
3 OCF3 、C2 F6 の3種のガスを、ガス圧力1To
rr、ガス流量100SCCM、室温の条件下で、テス
トピースを設置した下部電極に高周波電力を印可(高周
波電源周波数13.56MHz、印可電力0.315W
/cm2 、電極間距離50mm)してエッチングを行っ
た。これらのエッチング速度の測定結果を表1に示し
た。
3)3 N、CF3 OCF 3 、C2 F6 の3種のガスを、ガ
ス圧力760Torr、ガス流量100SCCM、室温
の条件下で、テストピースを設置した下部電極に高周波
電力を印可(高周波電源周波数13.56MHz、印可
電力0.315W/cm2 、電極間距離2mm)してエ
ッチングを行った。これらのエッチング速度の測定結果
を表2に示した。
ニッケル基板上(L10mm×D20mm×t2mm)
に50μm成膜した。これら4種のテストピースをプラ
ズマCVD装置の下部電極上に設置し、(CF3)3 N、
CF3 OCF3の2種のガスを、ガス圧力1Torr、
ガス流量100SCCM、室温の条件下で、テストピー
スを設置した下部電極に高周波電力を印可(高周波電源
周波数13.56MHz、印可電力0.315W/cm
2 、電極間距離50mm)して20分間クリーニングを
行った。その後、テストピースをCVD装置内から取り
出しX線マイクロアナライザで分析したところW、S
i、Tiのピークは認められなかった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に50μm成膜
した。これら3種のテストピースをプラズマCVD装置
の下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF3 OCF3
の2種のガスを、ガス圧力1Torr、ガス流量100
SCCM、室温の条件下で、テストピースを設置した下
部電極に高周波電力を印可(高周波電源周波数13.5
6MHz、印可電力0.315W/cm2 、電極間距離
50mm)して20分間クリーニングを行った。その
後、テストピースをCVD装置内から取り出しX線マイ
クロアナライザで分析したところMo、Re、Nbのピ
ークは認められなかった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に5μm成膜し
た。これら2種のテストピースをプラズマCVD装置の
下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF3 OCF3 の
2種のガスを、ガス圧力1Torr、ガス流量100S
CCM、室温の条件下で、テストピースを設置した下部
電極に高周波電力を印可(高周波電源周波数13.56
MHz、印可電力0.315W/cm2 、電極間距離5
0mm)して10分間クリーニングを行った。その後、
テストピースをCVD装置内から取り出しX線マイクロ
アナライザで分析したところTiのピークは認められな
かった。
(L10mm×D20mm×t2mm)に2μm成膜し
た。これら3種のテストピースをプラズマCVD装置の
下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF3 OCF3 の
2種のガスを、ガス圧力1Torr、ガス流量100S
CCM、室温の条件下で、テストピースを設置した下部
電極に高周波電力を印可(高周波電源周波数13.56
MHz、印可電力0.315W/cm2 、電極間距離5
0mm)して10分間クリーニングを行った。その後、
テストピースをCVD装置内から取り出しX線マイクロ
アナライザで分析したところAu、Ag、Crのピーク
は認められなかった。
Bの粉体を5mgづつとり、ボートをプラズマCVD装
置の下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF 3 OCF
3 の2種のガスを、ガス圧力1Torr、ガス流量10
0SCCM、室温の条件下で、テストサンプルを設置し
た下部電極に高周波電力を印可(高周波電源周波数1
3.56MHz、印可電力0.315W/cm2 、電極
間距離50mm)して10分間クリーニングした後、ボ
ート内及び装置内を観察したが、粉体はガス化除去でき
ていた。
D100mm×t2mm)上に120μm成膜した。こ
の時、装置内壁や下部電極、上部電極周辺にも多量の膜
が堆積していた。シリコンを堆積させた硝子基板を上部
電極上に設置し、(CF3)3 N、CF3 OCF3 、C2
F6 の3種のガスを、ガス圧力5Torr、ガス流量1
00SCCM、室温の条件下で、下部電極に高周波電力
を印可(高周波電源周波数13.56MHz、印可電力
0.315W/cm2 、電極間距離50mm)して12
0分間クリーニングした。クリーニング終了後、硝子基
板及び反応器内部を観察した結果を表3に示した。
m×D100mm×t2mm)上に60μm成膜した。
この時、装置内壁や下部電極、上部電極周辺にも多量の
膜が堆積していた。窒化シリコンを堆積させた硝子基板
を上部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF3 OC
F3 、C2 F6 の3種のガスを、圧力5Torr、ガス
流量100SCCM、室温の条件下で、下部電極に高周
波電力を印可(高周波電源周波数13.56MHz、印
可電力0.315W/cm2 、電極間距離50mm)し
て120分間クリーニングした。クリーニング終了後、
硝子基板及び反応器内部を観察した結果を表4に示し
た。
板型プラズマCVD装置を用いて、シリコン酸化膜をシ
リコンウエハ(4インチ)上に20μm堆積させたテス
トピースを作成した。これらのテストピースをプラズマ
CVD装置の下部電極上に設置し、(CF3)3 N、CF
3 OCF3 、CF3 COCF3 、C4 F 8 O、CF3 C
OF、C2 F6 の6種のガスを、ヘリウムで10vol
%に希釈し、ガス圧力10Torr、ガス流量100S
CCM、室温の条件下で,テストピースを設置した下部
電極に高周波電力を印可(高周波電源周波数13.56
MHz、印可電力0.315W/cm2 、電極間距離5
0mm)してエッチングを行った。これらのエッチング
速度の測定結果を表5に示した。
ガスは、極めて優れたエッチング性能を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 薄膜形成装置に堆積した金属またはその
化合物よりなる堆積物を除去するに際し、ヘテロ原子を
含むパーフルオロカーボンを含有することを特徴とする
クリーニングガス。 - 【請求項2】 薄膜形成装置で成膜した金属またはその
化合物よりなる薄膜、厚膜のエッチングまたはインゴッ
トの切断、表面研磨をするに際し、ヘテロ原子を含むパ
ーフルオロカーボンを含有することを特徴とするエッチ
ングガス。 - 【請求項3】 ヘテロ原子を含むパーフルオロカーボン
が、パーフルオロアルキルアミン、パーフルオロアルキ
ルエーテル、パーフルオロアルキルケトン、パーフルオ
ロアルキルカルボニルフロリド、パーフルオロ環状エー
テルであることを特徴とする請求項1、2記載のクリー
ニングガスまたはエッチングガス。 - 【請求項4】 ヘテロ原子を含むパーフルオロカーボン
が、(CF3)3 N、CF 3 OCF3 、CF3 COC
F3 、CF3 COF、C4 F8 Oであることを特徴とす
る請求項1、2記載のクリーニングガスまたはエッチン
グガス。
Priority Applications (1)
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