半导体制造装置的清洁方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供使用了含有XF(X为Cl、Br或I)所示的单氟卤素化合物作为主要成分的半导体制造装置的清洁气体组合物的清洁方法，提供通过该单氟卤素化合物，可以不会对处理室或处理容器内部造成损伤地、控制性良好地将堆积于处理室或处理容器内部的不需要的膜清洁的方法。一种清洁方法，其特征在于，在半导体装置的制造中使用的处理室或处理容器的内部，将在处理操作后附着于处理室或处理容器内部的含有Si的堆积物去除时，向该处理室或处理容器内供给XF(X为Cl、Br或I)所示的单氟卤素气体，由此将含有Si的堆积物去除，向处理室或处理容器内供给前述单氟卤素气体时的处理室或处理容器内的温度为400℃以上。

Cleaning Method of Semiconductor Manufacturing Device

The invention provides a cleaning method of a clean gas composition of a semiconductor manufacturing device using a single fluorine halogen compound shown by XF (X is Cl, Br or I) as the main component, and provides a method through which the single fluorine halogen compound can be accumulated without causing damage to the interior of the treatment chamber or the treatment container with good control. A method for cleaning unnecessary membranes in a cabinet or container. A cleaning method is characterized by supplying XF (X is Cl, Br or I) monofluoride halogen gas as shown in XF (X is Cl, Br or I) to the treatment chamber or the inside of the treatment container when the Si-containing accumulation attached to the treatment chamber or the treatment container is removed after the treatment operation. Thus, the deposit containing Si is removed and the temperature in the treatment chamber or the treatment container supplied with the aforementioned monofluorohalogen gas is above 400 C.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体制造装置的清洁方法
本专利技术涉及清洁方法，涉及用于将堆积于半导体制造装置的处理室或处理容器内的不需要的硅系化合物去除的清洁方法。
技术介绍
半导体装置的制造工序中，具有利用等离子体化学气相沉积法(等离子体CVD)、热化学气相沉积法(热CVD法)、溅射法、离子镀法等，将目的的薄膜形成于基板上的工序。利用这些成膜方法时，由于装置的结构、成膜中使用的化学反应等特性，而在以成膜作为目的的基板以外的成膜装置内壁等也附着堆积物。例如利用热CVD法时，由于为通过原料气体的热分解、利用热能促进化学反应而在基板上形成目的的薄膜的成膜方法，因此在利用热CVD法的成膜装置的处理室或处理容器内，由于热分解物的吸附、基板以外的加热部分中的化学反应的进行等而产生不需要的堆积物。这种堆积物由于反复成膜的操作而生长，若生长到一定以上的尺寸则剥离。这种剥离物附着于制造中的半导体装置基板的情况下，导致成品率的降低，因此需要对于半导体制造装置的处理室或处理容器内部定期地进行清洁、去除不需要的堆积物。作为半导体成膜装置内部的不需要的堆积物的清洁方法，存在(1)打开半导体制造装置、使用化学试剂等擦去的方法；(2)将反应性高的气体、例如F2、ClF3等导入到成膜装置，与堆积物反应，以挥发性高的物质形式排出到处理室或处理容器外的干式清洁法。(1)的方法由于操作需要时间、和由于打开而装置内部有可能被污染，因此通常为(2)那样的使用了反应性高的气体的干式清洁法。例如专利文献1中公开了下述方法：真空处理装置的石英制的放电管中，对于产生于表面的氮化硅膜等氮化物，使用通过三氟化氮和氯气的等离子体化而产生的氟化氯，对于基板的石英选择性地去除氮化物。该在先的专利技术中，使用与本专利技术同样的作为单氟卤素化合物的ClF，但是没有明示对于有效地产生CIF而言重要的气体流量比、压力、放电管内的温度等详细条件。本专利技术中，对于原料的气体流量比、反应温度进行研究，达成有效地产生ClF，由此可以更有效地使用CIF去除堆积物。专利文献2中公开了下述方法：向堆积有金属或其化合物的薄膜形成装置内以静置式或流通式导入50～100体积％的高浓度的一氟化氯、三氟化氯、五氟化氯中至少一种气体，在低于400℃的低温下与所堆积的金属或其化合物反应，高速且不会由于侵蚀而损伤装置表面地去除。该在先的专利技术中，有与本专利技术同样的作为单氟卤素化合物的ClF的记载，但是本专利技术中，使用ClF进行成膜装置的处理室或处理容器内部的清洁，结果可知在如在先专利技术中记载那样的低于400℃的温度下，与成为该在先专利技术的对象的薄膜形成装置内的堆积物(W、Si、V、Nb、Ta、Se、Te、Mo、Re、Os、Ir、Sb、Ge等金属及其化合物)的反应性低，与ClF3相比，清洁速度慢。进而本专利技术的专利技术人等进行研究，结果可知，在400℃以上时，ClF3腐蚀处理室或处理容器内部，造成损伤，但是使用作为单氟卤素化合物的ClF的情况下，不会产生处理室或处理容器内部的腐蚀，能够不会对装置造成损伤地进行清洁。专利文献3中公开了下述方法：向能够进行减压的成膜用或晶体生长用的处理室供给选自由氟化氯、三氟化氯、五氟化氯、三氟化溴、五氟化溴、一氯化溴、五氟化碘和七氟化碘组成的组中的、单独的卤间化合物气体、含有2种以上卤间化合物气体的混合卤间化合物气体、单独的前述卤间化合物气体和对于该单独的气体而言非活性的气体的混合气体、或前述混合卤间化合物气体和对于该混合卤间化合物气体而言非活性的气体的混合气体，对于前述吸气配管内以0.5kPa～80kPa的压力进行处理，由此对于由于非晶硅、微晶硅的碎裂所形成的粉体、作为成膜用或晶体生长用的材料的非晶硅、氮化硅、氧化硅、氧化氮化硅等硅化合物、作为掺杂剂的钼、钽、钨、砷、硼、磷、锗、锑等的堆积膜进行清洁。该在先专利技术中，有与本专利技术同样的作为单氟卤素化合物的ClF的记载，但是没有关于成为清洁对象的装置的加热、进行清洁的温度的记载。作为氟化氯以外的卤间化合物气体的三氟化氯、五氟化氯、三氟化溴、五氟化溴、一氯化溴、五氟化碘和七氟化碘等卤间化合物在清洁操作中，根据装置的温度、气体的混合的比率而进行过量反应，对装置造成损伤。本专利技术中可知，使用ClF3的情况下，在400℃以上时腐蚀装置内部，造成损伤，另外可知通过使用ClF，即使是400℃以上的条件、也能够进行控制性良好、不会腐蚀装置的清洁。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-96937号报专利文献2：日本特开平10-81950号报专利文献3：日本特开2011-208193号报
技术实现思路
专利技术要解决的问题迄今的无等离子体清洁方法以及专利文献2、专利文献3中记载的清洁方法中，为了缩短清洁时间、完成堆积物去除、反应的低温化等，推荐使用例如ClF3、BrF3、IF7等卤间化合物、FNO、F2等。实际上通过将这些反应性高的气体用于清洁，特别是对于含有硅的膜，即使在比较低的温度条件下也能够高速地进行清洁。但是，这些反应性高的化合物由于其反应性高，在作为清洁对象的堆积物之外也与半导体制造装置处理室或处理容器内部的构件反应，造成腐蚀、变形等损伤，这种腐蚀作为颗粒带来半导体装置制造的成品率降低的同时，对半导体制造装置的寿命造成重大影响。为了抑制这种损伤，实施下述对策：利用非活性气体进行稀释、降低进行清洁的温度等，但是由此产生清洁时间的延长、堆积物的残留等问题。如上所述利用反应性高的化合物进行的半导体制造装置的清洁存在难以控制的问题。本专利技术想要解决以往的半导体制造装置的处理室或处理容器内部的清洁方法所存在的问题，提供用于利用无等离子体清洁，不会对容器内部造成损伤、控制性良好地将堆积或附着于处理室或处理容器内部的不需要的以硅作为主要成分的膜去除的清洁方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了达成上述目的而进行深入研究，结果发现，为了不会对容器内部造成损伤、控制性良好地将堆积或附着于半导体制造装置处理室或处理容器内部的不需要的以硅作为主要成分的膜去除，作为氟化卤素化合物，含有ClF、BrF、和IF等分子内具有1个氟原子的氟化卤素化合物(卤素为氟原子以外的卤素)作为主要的反应活性成分的清洁气体组合物是有效的，从而完成本专利技术。根据本专利技术提供以下的方式。[1]一种清洁方法，其特征在于，在半导体装置的制造中使用的处理室或处理容器的内部，将在处理操作后附着于处理室或处理容器的内部的含有Si的堆积物去除时，向该处理室或处理容器内供给XF(X为Cl、Br或I)所示的单氟卤素气体，由此将含有Si的堆积物去除，向处理室或处理容器内供给前述单氟卤素气体时的处理室或处理容器内的温度为400℃以上。[2]根据[1]所述的方法，其中，前述处理室或处理容器内的温度为400℃以上且低于2000℃。[3]根据[1]所述的方法，其中，前述处理室或处理容器内的温度为400℃以上且800℃以下。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的方法，其中，前述单氟卤素气体含有ClF。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的方法，其中，前述含有Si的堆积物含有二氧化硅(SiO2)、硅氮化物(SiN)、碳化硅(SiC)、多晶硅(Poly-Si)、单晶硅、非晶硅(a-Si)、硅氧氮化物(SiON)、硅碳氮化物(SiCN)、硅氧碳氮化物(SiOC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洁方法，其特征在于，在半导体装置的制造中使用的处理室或处理容器的内部，将在处理操作后附着于处理室或处理容器的内部的含有Si的堆积物去除时，向该处理室或处理容器内供给XF所示的单氟卤素气体，其中X为Cl、Br或I，由此将含有Si的堆积物去除，向处理室或处理容器内供给所述单氟卤素气体时的处理室或处理容器内的温度为400℃以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.05 JP 2016-0758771.一种清洁方法，其特征在于，在半导体装置的制造中使用的处理室或处理容器的内部，将在处理操作后附着于处理室或处理容器的内部的含有Si的堆积物去除时，向该处理室或处理容器内供给XF所示的单氟卤素气体，其中X为Cl、Br或I，由此将含有Si的堆积物去除，向处理室或处理容器内供给所述单氟卤素气体时的处理室或处理容器内的温度为400℃以上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理室或处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥至直，加藤惟人，
申请(专利权)人：关东电化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP