JPH021235B2 - - Google Patents
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- JPH021235B2 JPH021235B2 JP61001001A JP100186A JPH021235B2 JP H021235 B2 JPH021235 B2 JP H021235B2 JP 61001001 A JP61001001 A JP 61001001A JP 100186 A JP100186 A JP 100186A JP H021235 B2 JPH021235 B2 JP H021235B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- film
- wall
- gas
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はCVD法（気相蓄積法）、グロー放電
により珪素または珪化物のアモルフアスまたはセ
ミアモルフアス（半非晶質）の被膜を基板上の被
形成面に形成するに際し、壁面に同時に形成され
る被膜または付着形成された粉体が再び飛翔して
半導体被膜中に混入し、特性をきわめて悪化させ
ることに対しなされたもので、この反応炉を装置
よりはずすことなく、これらの付着物を化学的に
エツチして除去せしめること、さらにこの付着物
の発生を防止または少なくすることを特徴とす
る。
により珪素または珪化物のアモルフアスまたはセ
ミアモルフアス（半非晶質）の被膜を基板上の被
形成面に形成するに際し、壁面に同時に形成され
る被膜または付着形成された粉体が再び飛翔して
半導体被膜中に混入し、特性をきわめて悪化させ
ることに対しなされたもので、この反応炉を装置
よりはずすことなく、これらの付着物を化学的に
エツチして除去せしめること、さらにこの付着物
の発生を防止または少なくすることを特徴とす
る。
従来、かかる気相法により被膜を形成させる場
合、反応生成物の一部が石英等の反応管の内壁部
にその内壁部の温度が高いため被膜として形成さ
れたり、または粉末として被着したりしていた。
しかしこの内壁に形成される被膜は容易に離脱し
やすく、そのため、離脱した粉体は飛翔して基板
上にも付着し、スノーフレーク等を作り、結果と
して形成される被膜にピンホール等を作る等の欠
点があつた。さらにこの粉体は粒界が明確である
ため、その粒界に不対結合手を集中的に発生さ
せ、半導体の特性を悪化させてしまつた。このた
め反応は被膜形成を５〜10回繰り返した後必ず装
置よりとりはずし、弗酸等の溶液に浸漬して付着
物を溶去することを常としていた、しかしこの装
置へのとりつけ、真空もれのチエツク等きわめて
操作が煩雑であり、そのためロツトバラツキが発
生してしまい、製品特に半導体装置のバラツキの
原因になつていた。
合、反応生成物の一部が石英等の反応管の内壁部
にその内壁部の温度が高いため被膜として形成さ
れたり、または粉末として被着したりしていた。
しかしこの内壁に形成される被膜は容易に離脱し
やすく、そのため、離脱した粉体は飛翔して基板
上にも付着し、スノーフレーク等を作り、結果と
して形成される被膜にピンホール等を作る等の欠
点があつた。さらにこの粉体は粒界が明確である
ため、その粒界に不対結合手を集中的に発生さ
せ、半導体の特性を悪化させてしまつた。このた
め反応は被膜形成を５〜10回繰り返した後必ず装
置よりとりはずし、弗酸等の溶液に浸漬して付着
物を溶去することを常としていた、しかしこの装
置へのとりつけ、真空もれのチエツク等きわめて
操作が煩雑であり、そのためロツトバラツキが発
生してしまい、製品特に半導体装置のバラツキの
原因になつていた。
本発明は、気相法により被膜形成を行つた同一
装置に対して、反応炉内壁に付着した被膜または
粉体を弗化窒素（NF，NF2，NF3等のエツチン
グ用ガス、代表的にはNF3）を利用してプラズマ
気相エツチングを行うに際し、反応炉内壁に残存
物を完全になくして清浄にするため、この領域を
プラズマエツチによりクリーニングの際、水冷を
やめて加熱昇温せしめて、反応炉壁面での反応を
助長せしめ清浄度をを高めることを特徴としてい
る。
装置に対して、反応炉内壁に付着した被膜または
粉体を弗化窒素（NF，NF2，NF3等のエツチン
グ用ガス、代表的にはNF3）を利用してプラズマ
気相エツチングを行うに際し、反応炉内壁に残存
物を完全になくして清浄にするため、この領域を
プラズマエツチによりクリーニングの際、水冷を
やめて加熱昇温せしめて、反応炉壁面での反応を
助長せしめ清浄度をを高めることを特徴としてい
る。
以下にその実施例を図面に従つて説明する。
第１図は本発明を用いた反応炉の概要を示した
図面である。本発明は、気相法において被膜が形
成される領域より離れてプラズマ発生源６を有
し、基板１０はボート８上で誘導または抵抗輻射
加熱型電気炉７により加熱されることができるよ
うにした。さらにこの基板の前方の反応炉はその
外側を二重管とし水冷させ、壁面での核形成を防
止または少なくした。またプラズマクリーニング
においては、冷却水を除去した反応炉全体をこの
ボートの設置される領域を中心としてクリーニン
グが強く行われるようにするため、この反応炉を
100〜1000℃に加熱してエツチング速度を速くす
るとともに、エツチング終了後エツチングされな
い白粉状の残存物の存在をなくすことが他の特徴
である。
図面である。本発明は、気相法において被膜が形
成される領域より離れてプラズマ発生源６を有
し、基板１０はボート８上で誘導または抵抗輻射
加熱型電気炉７により加熱されることができるよ
うにした。さらにこの基板の前方の反応炉はその
外側を二重管とし水冷させ、壁面での核形成を防
止または少なくした。またプラズマクリーニング
においては、冷却水を除去した反応炉全体をこの
ボートの設置される領域を中心としてクリーニン
グが強く行われるようにするため、この反応炉を
100〜1000℃に加熱してエツチング速度を速くす
るとともに、エツチング終了後エツチングされな
い白粉状の残存物の存在をなくすことが他の特徴
である。
反応炉５はその内壁に反応生成物９が被膜また
は粉体にて被着形成される。
は粉体にて被着形成される。
即ち、珪化物気体例えばシラン（SiH4），ポリ
シラン（SixHyX，Ｙ＞１），SiH2Cl2，SiF4，
SiCl4等の気体または不活性気体により希釈され
たこれらの反応性気体を１より導入し、高周波誘
導炉６により0.5〜50MHzまたは１〜10GHzの周
波数の誘導エネルギを10〜500W加えることによ
り、反応炉内で0.01〜10torrに減圧された雰囲気
をプラズマ化する。このプラズマ化された気体を
加熱炉により200〜800℃に加熱した基板１０上に
アモルフアス、セミアモルフアス（半非晶質、半
結晶質といつてもよいSemi―amorphous，
Quasi―amorphous，Semi―crystalまたはQuasi
―crystalの如き非晶質と結晶質の中間構造を有
する半導体をここでは総称する）膜を0.001〜〜
10μmの膜厚に形成する。これをさらに複数回繰
り返すと、この基板上の被膜形成と同様の反応生
成物が内壁９に付着してしまう。特に加熱された
領域は被膜化し、その後側の排気口付近は粉末状
の膜が内壁に付着する。もちろん大部分の反応生
成物はキヤリアガスとともにニードルバルブ１
１、ストツプバルブ１２を経てロータリーポンプ
１３により外で排出される。
シラン（SixHyX，Ｙ＞１），SiH2Cl2，SiF4，
SiCl4等の気体または不活性気体により希釈され
たこれらの反応性気体を１より導入し、高周波誘
導炉６により0.5〜50MHzまたは１〜10GHzの周
波数の誘導エネルギを10〜500W加えることによ
り、反応炉内で0.01〜10torrに減圧された雰囲気
をプラズマ化する。このプラズマ化された気体を
加熱炉により200〜800℃に加熱した基板１０上に
アモルフアス、セミアモルフアス（半非晶質、半
結晶質といつてもよいSemi―amorphous，
Quasi―amorphous，Semi―crystalまたはQuasi
―crystalの如き非晶質と結晶質の中間構造を有
する半導体をここでは総称する）膜を0.001〜〜
10μmの膜厚に形成する。これをさらに複数回繰
り返すと、この基板上の被膜形成と同様の反応生
成物が内壁９に付着してしまう。特に加熱された
領域は被膜化し、その後側の排気口付近は粉末状
の膜が内壁に付着する。もちろん大部分の反応生
成物はキヤリアガスとともにニードルバルブ１
１、ストツプバルブ１２を経てロータリーポンプ
１３により外で排出される。
本発明において、誘導エネルギにより反応性気
体を化学的に活性、分解または反応せしめると、
そのエネルギ供給部にて活性気体が反応炉壁面に
衝突し、この壁面の温度を200〜800℃まで上昇さ
せてしまつた。そのため、この壁面に反応物の付
着、被膜化がおきてしまつた。
体を化学的に活性、分解または反応せしめると、
そのエネルギ供給部にて活性気体が反応炉壁面に
衝突し、この壁面の温度を200〜800℃まで上昇さ
せてしまつた。そのため、この壁面に反応物の付
着、被膜化がおきてしまつた。
本発明はかかる欠点を除去するため、この誘導
エネルギを与えた部分およびその前後の反応炉内
壁を含む反応炉壁面を冷却し、この壁面の温度を
10〜50℃におさえ、結果として被膜形成の際、反
応物の付着を壁面の冷却を行わない場合に比べて
１／１０〜1/30にした。
エネルギを与えた部分およびその前後の反応炉内
壁を含む反応炉壁面を冷却し、この壁面の温度を
10〜50℃におさえ、結果として被膜形成の際、反
応物の付着を壁面の冷却を行わない場合に比べて
１／１０〜1/30にした。
さらに形成する被膜が珪素の場合、この被膜を
ＰまたはＮ型の導電型にするには、ホウ素、イン
ジユームの如き価の不純物またはリン、砒素、
アンチモンの如きＶ価の不純物を水素化物または
塩化物（ハロゲン化物）にして(4)より導入すれば
よい。
ＰまたはＮ型の導電型にするには、ホウ素、イン
ジユームの如き価の不純物またはリン、砒素、
アンチモンの如きＶ価の不純物を水素化物または
塩化物（ハロゲン化物）にして(4)より導入すれば
よい。
また、かかる被膜形成法による0.001〜10μCの
被膜を１〜３回繰り返すと、0.01〜100μの厚さの
被膜または粒の集まりであるみかけの厚さの被膜
９が内壁に形成された、この後、本発明はかかる
被膜または粉体９の除去を、弗化窒素（以下NF3
という）さらにまたは該気体にAr等の不活性ガ
スを(4)より混入して0.01〜10torrの圧力にて0.5〜
50MHz又は１〜10GHzの誘導エネルギを(6)により
与えてプラズマ化して実施した。弗化窒素のかわ
りに塩化窒素その他のエツチングガスまたはこれ
らの混合ガスまたは弗化塩化窒素の如き化合物を
用いてもよい。この際反応炉内では活性弗素と窒
素（N*またはN2）ができ、それまでのCF4の如
き半導体に有害な固体の炭素の発生または膜中へ
の混入がない。本発明においてはボートに設置す
る領域を形成した温度またはそ以上の温度に加熱
昇温したり、さらにまたは100〜1000℃の温度に
加熱し反応炉の内壁での反応性気体を容易に内壁
の反応性成物と反応せしめエツチング除去させる
とともに、内壁でのクリーニング工程の後の白濁
化を防ぐことができた。
被膜を１〜３回繰り返すと、0.01〜100μの厚さの
被膜または粒の集まりであるみかけの厚さの被膜
９が内壁に形成された、この後、本発明はかかる
被膜または粉体９の除去を、弗化窒素（以下NF3
という）さらにまたは該気体にAr等の不活性ガ
スを(4)より混入して0.01〜10torrの圧力にて0.5〜
50MHz又は１〜10GHzの誘導エネルギを(6)により
与えてプラズマ化して実施した。弗化窒素のかわ
りに塩化窒素その他のエツチングガスまたはこれ
らの混合ガスまたは弗化塩化窒素の如き化合物を
用いてもよい。この際反応炉内では活性弗素と窒
素（N*またはN2）ができ、それまでのCF4の如
き半導体に有害な固体の炭素の発生または膜中へ
の混入がない。本発明においてはボートに設置す
る領域を形成した温度またはそ以上の温度に加熱
昇温したり、さらにまたは100〜1000℃の温度に
加熱し反応炉の内壁での反応性気体を容易に内壁
の反応性成物と反応せしめエツチング除去させる
とともに、内壁でのクリーニング工程の後の白濁
化を防ぐことができた。
このプラズマエツチを充分にした後、不活性気
体または窒素のみまたはそれに水素を２〜10％添
加した気体中でさらにプラズマ化を15分〜１時間
行い、内壁に残存する活性エツチングガスである
弗素を除去した後再び基板を反応炉内に導入し珪
化物気体の被膜の作成を行つた。
体または窒素のみまたはそれに水素を２〜10％添
加した気体中でさらにプラズマ化を15分〜１時間
行い、内壁に残存する活性エツチングガスである
弗素を除去した後再び基板を反応炉内に導入し珪
化物気体の被膜の作成を行つた。
かくすることにより、これまでは10〜100回被
膜形成した後、反応炉をとりはずして溶液を用い
て化学エツチを施し清浄にしたのに対し、本発明
においては１〜10回の被膜形成毎に内壁の洗浄を
装置をとりはずすことなくできるため、次に形成
される基板上にピンホールのない均一な被膜を半
連続的に形成させることができ、、その再現性は
きわめて著しく優れたものであつた。
膜形成した後、反応炉をとりはずして溶液を用い
て化学エツチを施し清浄にしたのに対し、本発明
においては１〜10回の被膜形成毎に内壁の洗浄を
装置をとりはずすことなくできるため、次に形成
される基板上にピンホールのない均一な被膜を半
連続的に形成させることができ、、その再現性は
きわめて著しく優れたものであつた。
本発明にては反応炉は管状を有する反応管を構
成し、その大きさは直径が５〜30cm、長さ１〜
5mを有する大口径の可動しにくいCVD装置の場
合に特に有効であり、さらに従来公知の溶液によ
るエツチングの如く、公害源の毒物を副生成物と
して発生させることなく、さらに反応に用いるガ
スも副生成物が窒素であるため半導体的に非反応
性気体であり、格子欠陥の発生等の影響がまつた
くなく、その面においても好ましかつた。
成し、その大きさは直径が５〜30cm、長さ１〜
5mを有する大口径の可動しにくいCVD装置の場
合に特に有効であり、さらに従来公知の溶液によ
るエツチングの如く、公害源の毒物を副生成物と
して発生させることなく、さらに反応に用いるガ
スも副生成物が窒素であるため半導体的に非反応
性気体であり、格子欠陥の発生等の影響がまつた
くなく、その面においても好ましかつた。
本発明は珪素またはその化合物を形成する気相
法を基本とした。しかしまた、ゲルマニユーム、
BP，GaAs等の―Ｖ化合物であつても同様で
あり、アルミニユーム等の金属をCVD法で形成
させる場合も同様に有効であり、特に付着物がア
ルミニウムの場合は塩化窒素によりエツチングす
るとさらに効果が大きかつた。
法を基本とした。しかしまた、ゲルマニユーム、
BP，GaAs等の―Ｖ化合物であつても同様で
あり、アルミニユーム等の金属をCVD法で形成
させる場合も同様に有効であり、特に付着物がア
ルミニウムの場合は塩化窒素によりエツチングす
るとさらに効果が大きかつた。
本発明方法は被着物が粉体の如く大きな表面積
を有し、かつその粒界に界面準位が多数存在する
塊として被膜中に混在することを防ぎ、半導体の
如き被膜をミクロな面においても均質なアルモフ
アス、セミアモルフアスまたはセミクリスタル構
造を有する半導体とすることに有効であつた。
を有し、かつその粒界に界面準位が多数存在する
塊として被膜中に混在することを防ぎ、半導体の
如き被膜をミクロな面においても均質なアルモフ
アス、セミアモルフアスまたはセミクリスタル構
造を有する半導体とすることに有効であつた。
これまでは特に不本意に発生する粉体が逆に被
膜形成の際被膜をスパツタし、被膜中にボイドま
たはピンホール等を形成させやすかつた。しかし
本発明方法は、気相法法において気相法にプラズ
マ・エツチング法とを組み合わせた以上の効果を
有し、特にプラズマ・エツチングを基板に対し行
うのではなく、反応炉の内壁の付着物の除去およ
びその付着物の除去の際加熱昇温して反応を助長
せしめ、弗素の如き反応性の強いラジカルを弗素
それ自体ではなく反応終了物も弗化珪素、弗化窒
素および不活性の窒素等の化学的に安定な気体と
するため、その気体の放出先であるロータリーポ
ンプをへて外部に放出させても実質的に無公害で
あることも本発明方法の他の特徴である。
膜形成の際被膜をスパツタし、被膜中にボイドま
たはピンホール等を形成させやすかつた。しかし
本発明方法は、気相法法において気相法にプラズ
マ・エツチング法とを組み合わせた以上の効果を
有し、特にプラズマ・エツチングを基板に対し行
うのではなく、反応炉の内壁の付着物の除去およ
びその付着物の除去の際加熱昇温して反応を助長
せしめ、弗素の如き反応性の強いラジカルを弗素
それ自体ではなく反応終了物も弗化珪素、弗化窒
素および不活性の窒素等の化学的に安定な気体と
するため、その気体の放出先であるロータリーポ
ンプをへて外部に放出させても実質的に無公害で
あることも本発明方法の他の特徴である。
本発明の実施例において、冷却は水冷を主とし
て記した。しかしこの冷却を水以外の例えばフロ
ンガスをその冷凍器により冷却し、−30℃に至る
までの適当な温度に下げることはさらに壁面への
反応生成物の付着を防ぐのに効果があつた。
て記した。しかしこの冷却を水以外の例えばフロ
ンガスをその冷凍器により冷却し、−30℃に至る
までの適当な温度に下げることはさらに壁面への
反応生成物の付着を防ぐのに効果があつた。
加えて該当する部分が反応炉の活性領域のみな
らず基板設けられた領域の反応管の壁面をも併せ
て冷却し、また基板の加熱ヒータを反応炉内に設
け、それに密接させて基板をおき基板を加熱する
方法をとつてもよい。
らず基板設けられた領域の反応管の壁面をも併せ
て冷却し、また基板の加熱ヒータを反応炉内に設
け、それに密接させて基板をおき基板を加熱する
方法をとつてもよい。
第１図は本発明を実施するための反応装置の概
要を示す。
要を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石英性の反応炉とそれをとり囲む電気炉とを
有し、前記反応炉内に配設させた基板上に反応性
気体を導入して被膜を形成するとともに、前記被
膜と同一被膜を前記反応炉内壁に被膜または粉体
として付着形成させてしまう工程と、前記基板を
前記反応炉より除去する工程と、該工程の後、前
記反応炉内壁に付着した被膜または粉体を前記反
応炉をとり囲む電気炉により加熱させてプラズマ
気相エツチング除去することにより前記反応炉内
壁を清浄にする工程とを有することを特徴とした
反応炉内を清浄にする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、被膜を形成
した温度またはそれ以上の温度または100〜1000
℃の温度に加熱した雰囲気にてプラズマ気相化学
反応エツチングせしめることにより除去すること
を特徴とした反応炉内を清浄にする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP100186A JPS61235578A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 反応炉内を清浄にする方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP100186A JPS61235578A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 反応炉内を清浄にする方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12438280A Division JPS5749220A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Plasma gas phase method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235578A JPS61235578A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH021235B2 true JPH021235B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=11489343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP100186A Granted JPS61235578A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 反応炉内を清浄にする方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235578A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3854875T2 (de) * | 1987-06-26 | 1996-05-23 | Applied Materials Inc | Verfahren zur Selbstreinigung einer Reaktionskammer |
| JP2810931B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1998-10-15 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 炭素製造装置内の炭素不要物の除去方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4922386A (ja) * | 1972-06-21 | 1974-02-27 | ||
| JPS5019681A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-01 | ||
| JPS5187434A (en) * | 1975-01-31 | 1976-07-31 | Citizen Watch Co Ltd | Kibanno kuriininguhoho |
-
1986
- 1986-01-06 JP JP100186A patent/JPS61235578A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61235578A (ja) | 1986-10-20 |
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