(57)【要約】【課題】反応管に吸着された塩素系の残留物を効果的に除去することにより、特にエッチング又は蒸着を安定して行うことができる、反応装置の信頼性改善方法を提供することにある。【解決手段】塩素系列の気体を用いる反応装置（エッチング装置、蒸着装置を含む）を用意するステップと、前記反応装置内に、水素及び窒素の内の少なくとも１つを含むプラズマを形成して反応管内に存在する残留物を除くステップと、を含んでなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　塩素系列の気体を用いる反応装置を用意するステップと、
　前記反応装置内に、水素及び窒素の内の少なくとも１つを含むプラズマを形成して反応管内に存在する残留物を除くステップと、
　を含んでなることを特徴とする反応装置の信頼性改善方法。
【請求項２】
　前記水素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項１記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項３】
　前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含むことを特徴とする請求項１記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項４】
　前記窒素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項１記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項５】
　前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含み、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項１記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項６】
　塩素系列の気体を用いて、エッチング又は蒸着を行う反応装置の内のいずれか一つを用意するステップと、
　前記エッチング装置及び蒸着装置の内のいずれか一つに、水素及び窒素の内の少なくとも一つを含むプラズマを形成して反応管内に存在する残留物を除くステップと、
　を含んでなることを特徴とする反応装置の信頼性改善方法。
【請求項７】
　前記水素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項６記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項８】
　前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含むことを特徴とする請求項６記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項９】
　前記窒素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項６記載の反応装置の信頼性改善方法。
【請求項１０】
　前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含み、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする請求項６記載の反応装置の信頼性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、半導体素子の製造方法に係り、より詳細には、塩素系列の気体を用いる反応装置、特に、エッチング及び／又は蒸着を行う反応装置の信頼性（ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）改善方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　半導体製造工程において、ウェーハを１枚単位で処理する反応装置において、工程の進行につれて、工程中の反応副産物が反応装置の反応管内に残留し、後続処理されるウェーハに悪影響を及ぼす現象が頻繁に生じる。
【０００３】
　このような残留物の影響を低減させるために、従来２つの方法がある。第１の方法はシーズニング（ｓｅａｓｏｎｉｎｇ）と呼ばれ、反応管内に予めこのような残留物を飽和させる。第２の方法はイン・シチュ洗浄（ｉｎ−ｓｉｔｕ　ｃｌｅａｎｉｎｇ）と呼ばれ、１枚のウェーハを処理すると、そのつど工程内で反応管内の残留物を除去した後、次のウェーハ処理に進む。
【０００４】
　シーズニングは、装置が一定に維持されて安定であるが、残留物が常に大量に反応管内に存在するので、残留物の大きい粒子等がウェーハの表面に落ちる確率が高くなって歩留まりが低くなるという短所がある。
【０００５】
　一方、イン・シチュ洗浄によれば、工程時間が長くなるという短所があるが、反応管内が常に清浄に保たれるので、歩留まりに敏感な工程では必須である。
【０００６】
　特に、塩素系列の気体を使用する、プラズマエッチング工程又は蒸着工程では、第１の方法であるシーズニングによれば、塩素を含んだ化合物が大量に反応管の露出内面内に吸着されており、後続ウェーハの処理を行うと、工程の進行につれ、塩素が脱着されて反応に与かりやすく、これは直ちに後続ウェーハのエッチング又は蒸着特性を変化させて工程の不安定化をもたらす。
【０００７】
　又、第２の方法であるイン・シチュ洗浄過程による場合、従来は、主にＣｌ２、ＳＦ６等のエッチング気体を使用して洗浄を行っている。しかし、エッチング気体を用いたイン・シチュ洗浄は、反応装置の部品の寿命を縮めるという短所がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２０４５０９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　本発明の目的は、前記従来技術の諸般の問題を解決するために、反応管に吸着された塩素系の残留物を効果的に除去することにより、特にエッチング又は蒸着を安定して行うことができる、反応装置の信頼性改善方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　前記の目的を達成するための、本発明の請求項１に係る反応装置の信頼性改善方法は、塩素系列の気体を用いる反応装置を用意するステップと、前記反応装置内に、水素及び窒素の内の少なくとも１つを含むプラズマを形成して反応管内に存在する残留物を除くステップと、を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
　好ましくは、請求項２に係り、前記水素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【００１２】
　好ましくは、請求項３に係り、前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含むことを特徴とする。
【００１３】
　好ましくは、請求項４に係り、前記窒素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【００１４】
　好ましくは、請求項５に係り、前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含み、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【００１５】
　又、前記の目的を達成するための、本発明の請求項６に係る反応装置の信頼性改善方法は、塩素系列の気体を用いて、エッチング又は蒸着を行う反応装置の内のいずれか一つを用意するステップと、前記エッチング装置及び蒸着装置の内のいずれか一つに、水素及び窒素の内の少なくとも一つを含むプラズマを形成して反応管内に存在する残留物を除くステップと、を含んでなることを特徴とする。
【００１６】
　好ましくは、請求項７に係り、前記水素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【００１７】
　好ましくは、請求項８に係り、前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含むことを特徴とする。
【００１８】
　好ましくは、請求項９に係り、前記窒素を含むプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【００１９】
　好ましくは、請求項１０に係り、前記窒素を含むプラズマは、水素を５ないし５０％含み、アルゴンを５ないし９０％含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
　本発明に係る反応装置の信頼性（即ち、信頼性）改善方法によると、反応管内に対してこのようなプラズマ処理を行なうことにより、反応管内に残留する塩素を除去することができ、残りの金属性物質を安定化することができる。
【００２１】
　具体的には、プラズマ中で活性化された水素による塩素除去効果と、活性化された窒素による安定な窒化物形成を通じた表面条件の安定化効果である。
【００２２】
　さらに、本発明の方法により装置の信頼性を維持すると、一枚供給方式の反応装置、特にエッチング又は蒸着装置において、ウェーハ間の特性変動を最小化することができ、装置のＰＭ（ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）頻度を減らし、装置の稼動時間を増加が可能になる、という効果がある。
【００２３】
　さらに、従来の、シーズニング（ｓｅａｓｏｎｉｎｇ）や、エッチング気体を用いるイン・シチュ洗浄方法に比べて装置に与えるダメージが殆どない。
【００２４】
　又さらに、流動性のない水素、アルゴン、窒素等の気体のみを使用するので、安全で、公害汚染物質を排出しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
　以下、本発明に係る反応装置の信頼性改善方法を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
　図１は、本発明に係る反応装置の信頼性改善方法の具体例として、ＴｉＣｌ４を用いたＰＥＣＶＤ方法によるＴｉ薄膜の蒸着装置を取上げ、蒸着特性として蒸着されたＴｉ薄膜の面抵抗を測定し、その、蒸着回数による変動の様子を示すグラフである。
【００２７】
　最初の１〜４回目の蒸着は、途中何らのイン・シチュ洗浄を適用しないで、５枚のウェーハを処理した結果であり、このように面抵抗でモニタすると、出来上がりＴｉ薄膜の特性が大きく変動していることが分かる。　次の５〜９回目の蒸着は、本発明によるイン・シチュ洗浄を、Ｎ２／Ｈ２プラズマを使って適用した結果であり、Ｔｉ薄膜の面抵抗に代表される蒸着特性は殆ど変動せず、安定する。
【００２８】
　本発明に係る反応装置の信頼性改善方法とは、工程で使用した塩素（Ｃｌ）を含む気体、例えば、エッチング工程で使用した、Ｃｌ２、ＢＣｌ３等、又、蒸着工程で使用した、ＴｉＣｌ４、ＴａＣｌ５等を、非エッチング性のプラズマを用いて分解してしまうという、改良されたイン・シチュ洗浄方法である。
【００２９】
　すなわち、ある反応装置で、例えば、エッチング又は蒸着などの各工程の終了後、反応管内に残留する塩素を含む化合物等を除去するため、待機状態の反応管に水素ベース又は窒素ベースのプラズマを形成する。
【００３０】
　その際、水素ベースのプラズマは、主に塩素を除去する役割を果たすが、水素プラズマの活性化のため、アルゴン気体を添加することもできる。又、窒素ベースのプラズマは、反応管内に残留する塩素化合物に含まれるＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ等と反応して窒素により塩素を置換え、安定な窒化物を形成することにより、後続ウェーハに与える悪影響を最小化する。
【００３１】
　従って、上記の、反応装置の信頼性改善方法は、次のいずれかの手順に従い適用される。
【００３２】
　第１の手順では、塩素系列の気体を使用した反応装置（エッチング又は蒸着装置）内に、水素ベースのプラズマを形成して（適量のアルゴンを含ませる）、イン・シチュ洗浄を行い、その後、次のウェーハの処理（エッチング又は蒸着）に移る。前記水素ベースのプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含有する。
【００３３】
　第２の手順では、塩素系列の気体を使用した反応装置（エッチング又は蒸着装置）内に、窒素ベースのプラズマを形成して（適量の水素及びアルゴンを含ませる）、イン・シチュ洗浄を行い、その後、次のウェーハの処理（エッチング又は蒸着）に移る。前記窒素ベースのプラズマは、水素を５ないし５０％含有する。
【００３４】
　第３の手順では、塩素系列の気体を使用した反応装置（エッチング又は蒸着装置）内に、水素ベースのプラズマを形成し（適量のアルゴンを含ませる）、続けて窒素ベースのプラズマを形成して（適量の水素及びアルゴンを含ませる）、イン・シチュ洗浄を行い、その後、次のウェーハの処理（エッチング又は蒸着）に移る。前記水素ベースのプラズマは、アルゴンを５ないし９０％含有し、前記窒素ベースのプラズマは、水素を５ないし５０％含み、アルゴンを５ないし９０％含有する。
【００３５】
　本発明によるイン・シチュ洗浄方法によれば、反応管内の塩素系残留物（活性化塩素（塩素ラディカル）や塩素化合物の塩素分）は、主に洗浄プラズマの活性化水素により除去され、金属塩化物は、主に洗浄プラズマの活性化窒素により、金属窒化物として安定化する。
【００３６】
　本発明は、上述の特定の好ましい実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲内で、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、色々変更実施が可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る反応装置の信頼性改善方法の具体例として、ＴｉＣｌ４を用いたＰＥＣＶＤ方法によるＴｉ薄膜の蒸着装置を取上げ、蒸着特性として蒸着されたＴｉ薄膜の面抵抗を測定し、その、蒸着回数による変動の様子を示すグラフである。
【図１】
2004036002.tif 000003