JP2000200779A - エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材 - Google Patents
エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英をエッチングせずに、（Ｂａ，Ｓｒ）Ｔｉ
Ｏ3 等のアルカリ土類金属の酸化物を選択的にエッチン
グする。 【解決手段】ハロゲン、ハロゲン間化合物、またはハロ
ゲン水素化物でフッ素を含まないエッチングガスを用い
て、少なくとも１つ以上のアルカリ土類金属を含む酸化
物、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 のエッチングを行
う。
Ｏ3 等のアルカリ土類金属の酸化物を選択的にエッチン
グする。 【解決手段】ハロゲン、ハロゲン間化合物、またはハロ
ゲン水素化物でフッ素を含まないエッチングガスを用い
て、少なくとも１つ以上のアルカリ土類金属を含む酸化
物、例えば（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 のエッチングを行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ土類金属
を構成元素として含む酸化物のエッチング方法、アルカ
リ土類金属を構成元素として含む酸化物の成膜を行う化
学気相成長装置及び化学気相成長装置のクリーニング方
法化学気相成長装置用の石英部材に関する。
を構成元素として含む酸化物のエッチング方法、アルカ
リ土類金属を構成元素として含む酸化物の成膜を行う化
学気相成長装置及び化学気相成長装置のクリーニング方
法化学気相成長装置用の石英部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】超大規模半導体集積回路に代表される新
しい半導体装置には、従来用いられていなかった新しい
材料が使われるようになってきており、化学気相堆積法
でもこれらの新しい材料の薄膜を堆積することが求めら
れるようになってきている。新しい材料の一つにＤＲＡ
Ｍの電荷蓄積容量膜に用いられる高誘電率材料であるチ
タン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ
3 ）：ＢＳＴ）がある。
しい半導体装置には、従来用いられていなかった新しい
材料が使われるようになってきており、化学気相堆積法
でもこれらの新しい材料の薄膜を堆積することが求めら
れるようになってきている。新しい材料の一つにＤＲＡ
Ｍの電荷蓄積容量膜に用いられる高誘電率材料であるチ
タン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ
3 ）：ＢＳＴ）がある。
【０００３】半導体装置の製造工程において微細化構成
に優れるドライエッチング法が広く用いられている。し
かし、上記した材料を構成すするＳｒやＢａ等のアルカ
リ土類金属は従来のエッチングガスで形成される化合物
の蒸気圧が低いのでエッチングされないという問題があ
った。
に優れるドライエッチング法が広く用いられている。し
かし、上記した材料を構成すするＳｒやＢａ等のアルカ
リ土類金属は従来のエッチングガスで形成される化合物
の蒸気圧が低いのでエッチングされないという問題があ
った。
【０００４】一方、半導体装置の製造工程において、段
差被覆性に優れ、大面積に堆積可能な化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）法による薄膜の形成が広く用いられている。ＣＶ
Ｄ法では、薄膜堆積時に被堆積基板以外にも堆積ガスに
晒される反応容器やその中に設置される冶具などにも堆
積物が付着する。そして、この堆積物が、応力や機械的
刺激により剥離し、剥離したダストが堆積中又は被堆積
基板の搬送時に被堆積基板に降りかかり、形成された薄
膜の粒子汚染の原因になることが問題となる。そのた
め、装置内に付着した目的物以外の堆積物をクリーニン
グする必要がある。
差被覆性に優れ、大面積に堆積可能な化学気相堆積（Ｃ
ＶＤ）法による薄膜の形成が広く用いられている。ＣＶ
Ｄ法では、薄膜堆積時に被堆積基板以外にも堆積ガスに
晒される反応容器やその中に設置される冶具などにも堆
積物が付着する。そして、この堆積物が、応力や機械的
刺激により剥離し、剥離したダストが堆積中又は被堆積
基板の搬送時に被堆積基板に降りかかり、形成された薄
膜の粒子汚染の原因になることが問題となる。そのた
め、装置内に付着した目的物以外の堆積物をクリーニン
グする必要がある。
【０００５】クリーニング法としては、スループットを
上昇させるため、装置を分解せずに行う方法が望まし
い。装置を分解せずにクリーニングする方法として、堆
積物を蒸気圧の高い物質に変えるクリーニング用のガス
を装置内に導入して、堆積物をクリーニングする方法が
用いられている。
上昇させるため、装置を分解せずに行う方法が望まし
い。装置を分解せずにクリーニングする方法として、堆
積物を蒸気圧の高い物質に変えるクリーニング用のガス
を装置内に導入して、堆積物をクリーニングする方法が
用いられている。
【０００６】しかし、上記した材料を構成するＳｒやＢ
ａ等のアルカリ土類金属は従来のクリーニング方法で形
成される化合物の蒸気圧が低いので、除去されないとい
う問題があった。
ａ等のアルカリ土類金属は従来のクリーニング方法で形
成される化合物の蒸気圧が低いので、除去されないとい
う問題があった。
【０００７】アルカリ土類金属を含む薄膜のドライエッ
チングができないことと、アルカリ土類金属を含む薄膜
の化学気相堆積装置のガスクリーニングができないこと
の原因は同じであり、従来のエッチングガスやクリーニ
ングガスでは、蒸気圧の高いアルカリ土類金属化合物が
できないことによる。
チングができないことと、アルカリ土類金属を含む薄膜
の化学気相堆積装置のガスクリーニングができないこと
の原因は同じであり、従来のエッチングガスやクリーニ
ングガスでは、蒸気圧の高いアルカリ土類金属化合物が
できないことによる。
【０００８】三フッ化塩素（ＣｌＦ3 ）ガスを用いてＢ
ａやＳｒ等のアルカリ土類金属を含む薄膜のエッチング
がかろうじて可能になるが、エッチングするためには８
００℃以上の高温が必要であり、それでもＴｉのエッチ
ング速度に比べてＢａ，Ｓｒのエッチング速度が遅いと
いう問題があった。
ａやＳｒ等のアルカリ土類金属を含む薄膜のエッチング
がかろうじて可能になるが、エッチングするためには８
００℃以上の高温が必要であり、それでもＴｉのエッチ
ング速度に比べてＢａ，Ｓｒのエッチング速度が遅いと
いう問題があった。
【０００９】また、ＣｌＦ3 を高温で用いるという過酷
な条件下では、ＣｌＦ3 の腐食性が大きいことが問題で
あった。その中でも重大な問題は、ＣｌＦ3 を高温化で
用いるとＳｉＯ2 をもエッチングすることである。Ｓｉ
Ｏ2 は半導体装置の中で層間絶縁膜や表面保護膜として
多用されており、アルカリ土類金属を含む薄膜のドライ
エッチング時に既に形成されているこれらのＳｉＯ2 系
膜を破壊してしまう問題が生じる。
な条件下では、ＣｌＦ3 の腐食性が大きいことが問題で
あった。その中でも重大な問題は、ＣｌＦ3 を高温化で
用いるとＳｉＯ2 をもエッチングすることである。Ｓｉ
Ｏ2 は半導体装置の中で層間絶縁膜や表面保護膜として
多用されており、アルカリ土類金属を含む薄膜のドライ
エッチング時に既に形成されているこれらのＳｉＯ2 系
膜を破壊してしまう問題が生じる。
【００１０】また、化学気相堆積装置の反応容器には石
英製のものが多く、また反応容器内に設置される基板保
持台やガス供給ノズル等の治具類のほとんどが石英製で
構成されている。したがって、ＣｌＦ3 などのガスを用
いてアルカリ土類金属を含む薄膜の化学気相堆積装置の
ガスクリーニングを行うと、特に高温では石英を侵食し
てしまい、装置を破壊してしまうという問題があった。
英製のものが多く、また反応容器内に設置される基板保
持台やガス供給ノズル等の治具類のほとんどが石英製で
構成されている。したがって、ＣｌＦ3 などのガスを用
いてアルカリ土類金属を含む薄膜の化学気相堆積装置の
ガスクリーニングを行うと、特に高温では石英を侵食し
てしまい、装置を破壊してしまうという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、エッ
チングガス又はクリーニングガスとしてフッ素等のハロ
ゲンを含むガスを用いると、蒸気圧が高いアルカリ土類
金属の化合物が生成されず、エッチング又はクリーニン
グに時間がかかり、エッチング又はクリーニングするこ
とが困難であるという問題があった。
チングガス又はクリーニングガスとしてフッ素等のハロ
ゲンを含むガスを用いると、蒸気圧が高いアルカリ土類
金属の化合物が生成されず、エッチング又はクリーニン
グに時間がかかり、エッチング又はクリーニングするこ
とが困難であるという問題があった。
【００１２】また、フッ素を含むガスを用いてエッチン
グ又は化学気相成長装置のクリーニング方法化学気相成
長装置のクリーニングを行うと、ＳｉＯ2 を腐食してし
まうので、層間絶縁膜や装置を破壊してしまうという問
題があった。
グ又は化学気相成長装置のクリーニング方法化学気相成
長装置のクリーニングを行うと、ＳｉＯ2 を腐食してし
まうので、層間絶縁膜や装置を破壊してしまうという問
題があった。
【００１３】本発明の目的は、アルカリ土類金属の酸化
物を容易にエッチングすることが可能なエッチング方法
を提供することにある。
物を容易にエッチングすることが可能なエッチング方法
を提供することにある。
【００１４】また本発明の別の目的は、半導体装置のＳ
ｉＯ2 を含む層に損傷を与えないエッチング方法、又は
化学気相成長装置の石英製部材に損傷を与えずにアルカ
リ土類金属の酸化膜を含む薄膜のエッチング方法、化学
気相成長装置のクリーニング方法及び化学気相成長装置
用の石英製部材を提供することにある。
ｉＯ2 を含む層に損傷を与えないエッチング方法、又は
化学気相成長装置の石英製部材に損傷を与えずにアルカ
リ土類金属の酸化膜を含む薄膜のエッチング方法、化学
気相成長装置のクリーニング方法及び化学気相成長装置
用の石英製部材を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエッチング方法（請求項１）は、フッ素以
外のハロゲンガス、フッ素以外のハロゲン元素のみから
なるハロゲン間化合物、およびフッ素以外のハロゲン元
素の水素化物の内の少なくとも１つを含むガスを用い
て、少なくとも１種以上のアルカリ土類金属を含む酸化
物をエッチングすることを特徴とする。
に、本発明のエッチング方法（請求項１）は、フッ素以
外のハロゲンガス、フッ素以外のハロゲン元素のみから
なるハロゲン間化合物、およびフッ素以外のハロゲン元
素の水素化物の内の少なくとも１つを含むガスを用い
て、少なくとも１種以上のアルカリ土類金属を含む酸化
物をエッチングすることを特徴とする。
【００１６】本発明の望ましい実施態様を以下に示す。
前記エッチングは、５００℃以上の温度で行うことが望
ましい。前記エッチングは、温度を変化させながら行う
ことが望ましい。前記エッチングは、第１の条件を有す
る第１のエッチング工程と、第２の条件を有する第２の
エッチング工程とを具備し、第１のエッチング工程の温
度と、第２のエッチング工程の温度が異なるようにして
もよい。前記第１のエッチング工程の温度が、前記第２
のエッチング工程の温度よりも低いことが好ましい。前
記第１と第２のエッチング工程を連続して行う工程を複
数回繰り返すようにしてもよい。
前記エッチングは、５００℃以上の温度で行うことが望
ましい。前記エッチングは、温度を変化させながら行う
ことが望ましい。前記エッチングは、第１の条件を有す
る第１のエッチング工程と、第２の条件を有する第２の
エッチング工程とを具備し、第１のエッチング工程の温
度と、第２のエッチング工程の温度が異なるようにして
もよい。前記第１のエッチング工程の温度が、前記第２
のエッチング工程の温度よりも低いことが好ましい。前
記第１と第２のエッチング工程を連続して行う工程を複
数回繰り返すようにしてもよい。
【００１７】前記エッチングガスが塩素ガスであること
が好ましい。前記エッチングガスをプラズマ励起により
活性化してもよい。前記アルカリ土類金属を含む酸化物
がチタン酸バリウムストロンチウムであることが好まし
い。
が好ましい。前記エッチングガスをプラズマ励起により
活性化してもよい。前記アルカリ土類金属を含む酸化物
がチタン酸バリウムストロンチウムであることが好まし
い。
【００１８】以下、上記エッチング方法の作用を説明す
る。アルカリ土類金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物は蒸
気圧が比較的高いため塩素、臭素、ヨウ素を用いること
によりアルカリ土類金属を含む薄膜のエッチングが可能
になる。またＳｉＯ2 に対して腐食性の高いＦを含まな
いためエッチング時に半導体装置又は成膜装置に使われ
ているＳｉＯ2 部分への損傷がない。このため、塩素、
臭素、ヨウ素ガスを用いたドライエッチングは、成膜装
置のクリーニング手段として有効に使用できる。また、
ハロゲンを活性化させることにより、活性なハロゲンの
ラジカルが生成され、エッチング温度の低温化が可能に
なる。
る。アルカリ土類金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物は蒸
気圧が比較的高いため塩素、臭素、ヨウ素を用いること
によりアルカリ土類金属を含む薄膜のエッチングが可能
になる。またＳｉＯ2 に対して腐食性の高いＦを含まな
いためエッチング時に半導体装置又は成膜装置に使われ
ているＳｉＯ2 部分への損傷がない。このため、塩素、
臭素、ヨウ素ガスを用いたドライエッチングは、成膜装
置のクリーニング手段として有効に使用できる。また、
ハロゲンを活性化させることにより、活性なハロゲンの
ラジカルが生成され、エッチング温度の低温化が可能に
なる。
【００１９】特に、アルカリ土類金属の塩化物は蒸気圧
が比較的高いため、７００℃以上の高温ではアルカリ土
類金属を含む薄膜中のアルカリ土類金属のエッチングが
可能になる。しかし、チタンやタンタル等の金属の塩化
物は７００℃以上のアルカリ土類金属のエッチングが可
能な温度域では、気化と平行して熱分解による再堆積を
起こすために、エッチングが困難であるという問題があ
った。ドライエッチング工程を高温で塩化物が熱分解し
て再堆積する金属を優先的にドライエッチングする工程
と、アルカリ土類金属を優先的にドライエッチングする
工程とに分けて行うことにより、アルカリ土類金属を含
む複数の金属からなる薄膜のドライエッチングが可能に
なる。
が比較的高いため、７００℃以上の高温ではアルカリ土
類金属を含む薄膜中のアルカリ土類金属のエッチングが
可能になる。しかし、チタンやタンタル等の金属の塩化
物は７００℃以上のアルカリ土類金属のエッチングが可
能な温度域では、気化と平行して熱分解による再堆積を
起こすために、エッチングが困難であるという問題があ
った。ドライエッチング工程を高温で塩化物が熱分解し
て再堆積する金属を優先的にドライエッチングする工程
と、アルカリ土類金属を優先的にドライエッチングする
工程とに分けて行うことにより、アルカリ土類金属を含
む複数の金属からなる薄膜のドライエッチングが可能に
なる。
【００２０】また、５００℃程度の低温域で塩素ガスに
よるエッチングを行った後に、８００℃程度の高温域で
エッチングを行うことにより、アルカリ土類金属以外の
金属を予めエッチングしてしまうことができ、残存する
膜がアルカリ土類金属の酸化物のみになるので、８００
℃程度の高温域でのエッチングが容易になる。
よるエッチングを行った後に、８００℃程度の高温域で
エッチングを行うことにより、アルカリ土類金属以外の
金属を予めエッチングしてしまうことができ、残存する
膜がアルカリ土類金属の酸化物のみになるので、８００
℃程度の高温域でのエッチングが容易になる。
【００２１】特に、アルカリ土類金属のエッチングが可
能な７００℃以上の温度域では塩化物が熱分解して再堆
積してしまうチタン、タンタル、ルテニウム等の金属に
ついては、この温度域で三弗化塩素等のエッチングガス
を用いて弗化物としてエッチングすることにより、２段
階エッチングが可能になる。アルカリ土類金属のエッチ
ングとアルカリ土類金属以外の金属のエッチングを同じ
エッチング温度で行えるため、短時間でエッチングを行
うことができ、エッチングガスの消費量を抑制できる。
また、エッチング時の急激な温度変化に伴う膜剥がれを
抑制できる。
能な７００℃以上の温度域では塩化物が熱分解して再堆
積してしまうチタン、タンタル、ルテニウム等の金属に
ついては、この温度域で三弗化塩素等のエッチングガス
を用いて弗化物としてエッチングすることにより、２段
階エッチングが可能になる。アルカリ土類金属のエッチ
ングとアルカリ土類金属以外の金属のエッチングを同じ
エッチング温度で行えるため、短時間でエッチングを行
うことができ、エッチングガスの消費量を抑制できる。
また、エッチング時の急激な温度変化に伴う膜剥がれを
抑制できる。
【００２２】また、主にアルカリ土類金属をエッチング
するエッチング工程と、アルカリ土類金属以外の金属を
エッチングできるエッチング工程とを反復することによ
り、膜厚の厚いアルカリ土類金属を含む膜のエッチング
が可能になる。段階的にエッチングを行うので、個々の
エッチング工程で完全なエッチングを行う必要がない。
このため、異なるエッチング温度として例えば８５０℃
と７００℃のような近い温度を設定できる。従って、エ
ッチング温度変更に伴う時間ロスを削減することがで
き、エッチング時間の短縮、またはエッチング時間の短
縮による高温の排ガスに暴露されることによる装置の劣
化の抑制、エッチングガス消費量の削減ができる。
するエッチング工程と、アルカリ土類金属以外の金属を
エッチングできるエッチング工程とを反復することによ
り、膜厚の厚いアルカリ土類金属を含む膜のエッチング
が可能になる。段階的にエッチングを行うので、個々の
エッチング工程で完全なエッチングを行う必要がない。
このため、異なるエッチング温度として例えば８５０℃
と７００℃のような近い温度を設定できる。従って、エ
ッチング温度変更に伴う時間ロスを削減することがで
き、エッチング時間の短縮、またはエッチング時間の短
縮による高温の排ガスに暴露されることによる装置の劣
化の抑制、エッチングガス消費量の削減ができる。
【００２３】また、エッチング温度を変化させながらエ
ッチングを行えば、エッチング温度の急激な変更が困難
な反応容器を有する装置の場合にも、成膜されたアルカ
リ土類金属を含む膜のエッチングが可能になる。
ッチングを行えば、エッチング温度の急激な変更が困難
な反応容器を有する装置の場合にも、成膜されたアルカ
リ土類金属を含む膜のエッチングが可能になる。
【００２４】本発明の他のエッチング方法（請求項１
０）は、ハロゲン元素を含むガスとチタンのハロゲン化
物からなるガスとを含むエッチングガスを用いて、少な
くとも１種以上のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッ
チングすることを特徴とする。
０）は、ハロゲン元素を含むガスとチタンのハロゲン化
物からなるガスとを含むエッチングガスを用いて、少な
くとも１種以上のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッ
チングすることを特徴とする。
【００２５】前記ハロゲン元素を含むガスが少なくとも
フッ素を含むことが好ましい。
フッ素を含むことが好ましい。
【００２６】本発明の請求項１０のエッチング方法によ
れば、Ｔｉが選択的にクリーニングされて被クリーニン
グ物にＴｉが無くなっても、ガスからＴｉが供給される
ため、ＢａやＳｒのクリーニングに必要なＢａ−Ｔｉや
Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成される。このため完全
なクリーニングが可能になる。
れば、Ｔｉが選択的にクリーニングされて被クリーニン
グ物にＴｉが無くなっても、ガスからＴｉが供給される
ため、ＢａやＳｒのクリーニングに必要なＢａ−Ｔｉや
Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成される。このため完全
なクリーニングが可能になる。
【００２７】また、Ｔｉのハロゲン化物は蒸気圧が高い
ためクリーニングに必要なＴｉを含むガス量を容易に供
給できる。しかもハロゲンはエッチングガスとしても用
いるので、エッチングを阻害することが無い。
ためクリーニングに必要なＴｉを含むガス量を容易に供
給できる。しかもハロゲンはエッチングガスとしても用
いるので、エッチングを阻害することが無い。
【００２８】また、本発明の化学気相成長装置（請求項
１２）は、反応容器と、この反応容器を加熱する加熱機
構と、前記反応容器に接続され前記反応容器に反応ガス
を供給する反応ガス供給部と、前記反応容器に接続され
前記容器から前記反応ガスを排気する反応ガス排気部
と、前記反応容器内に配置された部材とを具備し、前記
反応容器又は部材が石英で構成された部分を有し、前記
石英で構成された部分の内前記反応ガスに晒される表面
の１部若しくは全部がアルカリ土類金属の弗化物で被覆
されていることを特徴とする。
１２）は、反応容器と、この反応容器を加熱する加熱機
構と、前記反応容器に接続され前記反応容器に反応ガス
を供給する反応ガス供給部と、前記反応容器に接続され
前記容器から前記反応ガスを排気する反応ガス排気部
と、前記反応容器内に配置された部材とを具備し、前記
反応容器又は部材が石英で構成された部分を有し、前記
石英で構成された部分の内前記反応ガスに晒される表面
の１部若しくは全部がアルカリ土類金属の弗化物で被覆
されていることを特徴とする。
【００２９】アルカリ土類金属のフッ化物は腐食性の高
いガスに対しても高温で耐性があるため、クリーニング
時にクリーニングガスからの石英部材の損傷を抑えるこ
とができる。
いガスに対しても高温で耐性があるため、クリーニング
時にクリーニングガスからの石英部材の損傷を抑えるこ
とができる。
【００３０】また、アルカリ土類金属を構成元素として
含む薄膜のＣＶＤ装置のガスクリーニングは腐食性の高
いガスを用いて高温で行う必要があるため、特にアルカ
リ土類金属のフッ化物保護膜がクリーニング時に有効で
ある。
含む薄膜のＣＶＤ装置のガスクリーニングは腐食性の高
いガスを用いて高温で行う必要があるため、特にアルカ
リ土類金属のフッ化物保護膜がクリーニング時に有効で
ある。
【００３１】クリーニングガスによる石英の損傷は、特
にフッ素を含むクリーニングガスを用いる場合に著しい
ため、アルカリ土類金属のフッ化物による保護が有効で
ある。
にフッ素を含むクリーニングガスを用いる場合に著しい
ため、アルカリ土類金属のフッ化物による保護が有効で
ある。
【００３２】また、本発明の化学気相成長装置のクリー
ニング方法（請求項１３）は、アルカリ土類金属を少な
くとも１種含む酸化物薄膜を堆積する、石英製部材を用
いたホットウォール型の化学気相成長装置のクリーニン
グ方法であって、少なくとも前記石英製部材の内面にア
ルカリ土類金属のフッ化物を堆積する工程と、被堆積基
板上へ前記酸化物薄膜を堆積する工程と、フッ素化合物
を含むエッチングガスを用いて前記石英部材に被着した
前記酸化物薄膜をエッチングする工程とを具備すること
を特徴とする。
ニング方法（請求項１３）は、アルカリ土類金属を少な
くとも１種含む酸化物薄膜を堆積する、石英製部材を用
いたホットウォール型の化学気相成長装置のクリーニン
グ方法であって、少なくとも前記石英製部材の内面にア
ルカリ土類金属のフッ化物を堆積する工程と、被堆積基
板上へ前記酸化物薄膜を堆積する工程と、フッ素化合物
を含むエッチングガスを用いて前記石英部材に被着した
前記酸化物薄膜をエッチングする工程とを具備すること
を特徴とする。
【００３３】前記エッチングガスに、チタンのハロゲン
化物が含まれていることが好ましい。
化物が含まれていることが好ましい。
【００３４】本発明の請求項１３のクリーニング方法に
よれば、通常のＣＶＤ同様ガスを用いて保護膜を形成す
るので、保護膜形成の際装置を分解する必要が無い。保
護膜形成によりフッ素化合物、例えばＣｌＦ３を含むエ
ッチングガスが使用できるが、多数回のＢＳＴ成膜とＣ
ｌＦ3 クリーニングを行うことにより保護膜の劣化が起
こっても、その時点で直ちに装置を分解することなく、
保護膜を再度形成することができる。このことは、装置
稼働率の向上、スループットの向上につながる。
よれば、通常のＣＶＤ同様ガスを用いて保護膜を形成す
るので、保護膜形成の際装置を分解する必要が無い。保
護膜形成によりフッ素化合物、例えばＣｌＦ３を含むエ
ッチングガスが使用できるが、多数回のＢＳＴ成膜とＣ
ｌＦ3 クリーニングを行うことにより保護膜の劣化が起
こっても、その時点で直ちに装置を分解することなく、
保護膜を再度形成することができる。このことは、装置
稼働率の向上、スループットの向上につながる。
【００３５】また、本発明の化学気相成長装置用の石英
部材（請求項１５）は、ホットウォール型化学気相成長
装置を構成し、内面がアルカリ土類金属のフッ化物で被
覆されていることを特徴とする。
部材（請求項１５）は、ホットウォール型化学気相成長
装置を構成し、内面がアルカリ土類金属のフッ化物で被
覆されていることを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３７】［第１実施形態］本実施形態では、（Ｂ
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）薄膜のエッチング時にＣ
ｌＦ3 ガスとＴｉＣｌ4 ガスとを用いた例を説明する。
ａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 （ＢＳＴ）薄膜のエッチング時にＣ
ｌＦ3 ガスとＴｉＣｌ4 ガスとを用いた例を説明する。
【００３８】図１は、ＢＳＴ薄膜の成膜を行ったホット
ウォールバッチ型化学気相成長装置の概略構成を示す図
である。反応容器支持台１０３上に載置された石英製の
反応容器１０１内に内管１０２が設置されている。内管
１０２内には、基板ボート支持台１０７上に載置され、
被処理基板１１５が載置される基板ボート１０５が収納
されている。なお、基板ボート１０５は、基板ボート回
転機構１０９によって回転させることが可能である。
ウォールバッチ型化学気相成長装置の概略構成を示す図
である。反応容器支持台１０３上に載置された石英製の
反応容器１０１内に内管１０２が設置されている。内管
１０２内には、基板ボート支持台１０７上に載置され、
被処理基板１１５が載置される基板ボート１０５が収納
されている。なお、基板ボート１０５は、基板ボート回
転機構１０９によって回転させることが可能である。
【００３９】反応容器１０１の外部に抵抗加熱ヒータ１
０４が設置されている。ＢＳＴ薄膜を堆積する為の有機
金属ガスは、有機金属導入ポート１１０から有機金属ガ
ス供給ノズル１０８を通じて反応容器１０１の内管１０
２の内側に供給される。ＢＳＴ薄膜堆積時に使用するＯ
2 ，Ａｒなどの有機金属以外のガス及びクリーニングガ
スであるＣｌＦ3 及びＴｉＣｌ4 ガスはガス導入ポート
１１１から供給される。反応容器１０１にトラップ１１
２及び圧力調整バルブ１１３を介して真空排気ポンプ１
１４が接続されている。
０４が設置されている。ＢＳＴ薄膜を堆積する為の有機
金属ガスは、有機金属導入ポート１１０から有機金属ガ
ス供給ノズル１０８を通じて反応容器１０１の内管１０
２の内側に供給される。ＢＳＴ薄膜堆積時に使用するＯ
2 ，Ａｒなどの有機金属以外のガス及びクリーニングガ
スであるＣｌＦ3 及びＴｉＣｌ4 ガスはガス導入ポート
１１１から供給される。反応容器１０１にトラップ１１
２及び圧力調整バルブ１１３を介して真空排気ポンプ１
１４が接続されている。
【００４０】この装置を用いてＢＳＴ薄膜の成膜、ハロ
ゲン元素を含むガスであるＣｌＦ3ガス及びＴｉＣｌ4
ガスを用いたクリーニングの手順を説明する。
ゲン元素を含むガスであるＣｌＦ3ガス及びＴｉＣｌ4
ガスを用いたクリーニングの手順を説明する。
【００４１】先ず、基板１１５を基板ボート１０５に搭
載し、反応容器１０１内に導入する。基板１１５は、シ
リコン基板に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ
（ＴＨＤ）3を用いたＣＶＤ法でＳｒＲｕＯ3 （ＳＲ
Ｏ）を５０ｎｍ堆積したものである。なお、ＴＨＤは
２，２，６，６テトラメチル３，５ヘプタダイオン（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）である。
載し、反応容器１０１内に導入する。基板１１５は、シ
リコン基板に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ
（ＴＨＤ）3を用いたＣＶＤ法でＳｒＲｕＯ3 （ＳＲ
Ｏ）を５０ｎｍ堆積したものである。なお、ＴＨＤは
２，２，６，６テトラメチル３，５ヘプタダイオン（Ｃ
11Ｈ19Ｏ2 ）である。
【００４２】次いで、基板１１５が搭載された基板ボー
ト１０５を反応容器１０１内に導入した後、圧力調整バ
ルブ１１３を開けて、真空排気ポンプ１１４で反応容器
１０１内を排気した後、圧力調整バルブ１１３で反応容
器内圧力が１３３Ｐａになるように圧力調整を行うと共
に、基板１１５を加熱するため抵抗加熱ヒータ１０４を
動作させる。
ト１０５を反応容器１０１内に導入した後、圧力調整バ
ルブ１１３を開けて、真空排気ポンプ１１４で反応容器
１０１内を排気した後、圧力調整バルブ１１３で反応容
器内圧力が１３３Ｐａになるように圧力調整を行うと共
に、基板１１５を加熱するため抵抗加熱ヒータ１０４を
動作させる。
【００４３】反応容器１０１内が十分に排気され、基板
１１５の温度が４００℃になったら、ＢＳＴ薄膜の堆積
用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）2 、Ｓｒ（ＴＨＤ）2 、Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （ＴＨＤ）2 、Ｏ2 （ｉ−ＯＰｒ＝
ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）及び希釈ガスであるＡｒを反応容器１
０１内に導入し、ＢＳＴ薄膜の堆積を開始する。なお、
ｉ−ＯＰｒは、イソプロポキサイド（ＯＣ3 Ｈ7 ）であ
る。各原料ガスの流量は、堆積するＢＳＴ薄膜の組成が
Ｂａ0.5 Ｓｒ0.5 ＴｉＯ3 になるように調整されてい
る。
１１５の温度が４００℃になったら、ＢＳＴ薄膜の堆積
用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）2 、Ｓｒ（ＴＨＤ）2 、Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （ＴＨＤ）2 、Ｏ2 （ｉ−ＯＰｒ＝
ｉ−ＯＣ3 Ｈ7 ）及び希釈ガスであるＡｒを反応容器１
０１内に導入し、ＢＳＴ薄膜の堆積を開始する。なお、
ｉ−ＯＰｒは、イソプロポキサイド（ＯＣ3 Ｈ7 ）であ
る。各原料ガスの流量は、堆積するＢＳＴ薄膜の組成が
Ｂａ0.5 Ｓｒ0.5 ＴｉＯ3 になるように調整されてい
る。
【００４４】２０分の膜堆積を行うことにより基板１１
５上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が堆積する。ＢＳＴ薄
膜の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停止
することで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内の
残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気し
た後、反応容器１０１内を常圧に戻し、基板１１５を取
り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０
２及び基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル
１０８の外部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積
が認められた。
５上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が堆積する。ＢＳＴ薄
膜の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停止
することで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内の
残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気し
た後、反応容器１０１内を常圧に戻し、基板１１５を取
り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０
２及び基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル
１０８の外部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積
が認められた。
【００４５】次に、装置のクリーニングを行う。先ず、
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。
【００４６】次に本実施形態に用いたクリーニングガス
であるＣｌＦ3 とＴｉＣｌ4 ガスと希釈ガスであるＡｒ
をガス導入ポート１１１から反応容器１０１内に導入す
る。なおそれぞれの流量は、ＣｌＦ3 が２０００ｓｃｃ
ｍ、ＴｉＣｌ4 が１００ｓｃｃｍ、Ａｒが３０００ｓｃ
ｃｍである。またクリーニング時の反応容器の圧力が１
３３Ｐａになるように圧力調整バルブ１１３で調整し
た。
であるＣｌＦ3 とＴｉＣｌ4 ガスと希釈ガスであるＡｒ
をガス導入ポート１１１から反応容器１０１内に導入す
る。なおそれぞれの流量は、ＣｌＦ3 が２０００ｓｃｃ
ｍ、ＴｉＣｌ4 が１００ｓｃｃｍ、Ａｒが３０００ｓｃ
ｃｍである。またクリーニング時の反応容器の圧力が１
３３Ｐａになるように圧力調整バルブ１１３で調整し
た。
【００４７】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。その後、新たな被処理基板を用いてＢＳＴ薄膜の
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の被処理基板と大差は無
く、粒子汚染はほとんど見られなかった。
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。その後、新たな被処理基板を用いてＢＳＴ薄膜の
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の被処理基板と大差は無
く、粒子汚染はほとんど見られなかった。
【００４８】以上説明したように、ＣｌＦ3 ガスを用い
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが完全に行えることを確認した。
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが完全に行えることを確認した。
【００４９】このように、ＣｌＦ3 ガスとＴｉＣｌ4 ガ
スを用いることによりＢＳＴ薄膜のＣＶＤ装置のガスク
リーニングが完全に行えるのは、Ｔｉが完全にエッチン
グされて被クリーニング物からＴｉがなくなってもＴｉ
Ｃｌ4 ガスからＴｉが供給されるためエッチングに必要
なＢａ−ＴｉやＳｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成される
ためである。
スを用いることによりＢＳＴ薄膜のＣＶＤ装置のガスク
リーニングが完全に行えるのは、Ｔｉが完全にエッチン
グされて被クリーニング物からＴｉがなくなってもＴｉ
Ｃｌ4 ガスからＴｉが供給されるためエッチングに必要
なＢａ−ＴｉやＳｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成される
ためである。
【００５０】比較例として、石英製の基板の上にＢＳＴ
薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料として用
いて、ＣｌＦ3 ガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積条件は
前に示した条件と同じである。また、クリーニング条件
は、ＴｉＣｌ4 ガスが入っていないことを除けば、前に
示した条件と同じである。
薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料として用
いて、ＣｌＦ3 ガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積条件は
前に示した条件と同じである。また、クリーニング条件
は、ＴｉＣｌ4 ガスが入っていないことを除けば、前に
示した条件と同じである。
【００５１】図２にそのときのＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッ
チング量のエッチング時間依存性を示す。Ｔｉは２０秒
程度で完全にエッチングされている。それに対しＢａ，
Ｓｒは２０秒まではエッチングされるが、それ以降は３
分以上エッチングを続けてもＢａ，Ｓｒのエッチングは
ほとんど進まず、Ｂａ，Ｓｒは完全にエッチングされな
いことがわかった。
チング量のエッチング時間依存性を示す。Ｔｉは２０秒
程度で完全にエッチングされている。それに対しＢａ，
Ｓｒは２０秒まではエッチングされるが、それ以降は３
分以上エッチングを続けてもＢａ，Ｓｒのエッチングは
ほとんど進まず、Ｂａ，Ｓｒは完全にエッチングされな
いことがわかった。
【００５２】このことから、ＣｌＦ3 単独ガスを用いた
場合ＢａやＳｒのエッチングはＴｉのエッチングと共に
起こり、Ｔｉが被エッチング物からなくなるとＢａやＳ
ｒのエッチングができないことがわかる。これはＢａや
ＳｒはＢａ−Ｔｉ，Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物としてエ
ッチングされていることを示唆するものである。
場合ＢａやＳｒのエッチングはＴｉのエッチングと共に
起こり、Ｔｉが被エッチング物からなくなるとＢａやＳ
ｒのエッチングができないことがわかる。これはＢａや
ＳｒはＢａ−Ｔｉ，Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物としてエ
ッチングされていることを示唆するものである。
【００５３】このことを確認するために、本発明者らは
以下のような実験を行った。石英製の基板の上にＢＳＴ
薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料として用
いて、ＣｌＦ3 ガスとＴｉＣｌ4 ガスの混合クリーニン
グガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積条件及びＣｌＦ3 ガ
スとＴｉＣｌ4 ガスの混合クリーニングガスに晒す条件
は、前に示した条件と同じにした。
以下のような実験を行った。石英製の基板の上にＢＳＴ
薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料として用
いて、ＣｌＦ3 ガスとＴｉＣｌ4 ガスの混合クリーニン
グガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積条件及びＣｌＦ3 ガ
スとＴｉＣｌ4 ガスの混合クリーニングガスに晒す条件
は、前に示した条件と同じにした。
【００５４】図３にそのときのＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッ
チング量のエッチング時間依存性を示す。Ｔｉは２０秒
程度で完全にエッチングされている。Ｂａ及びＳｒもＴ
ｉが完全にエッチングされた後も、エッチングが停止す
ることは無く、約１分後にはＢａやＳｒも完全にエッチ
ングされることがわかった。これは被エッチング物から
Ｔｉが完全に無くなっても、ＴｉＣｌ4 ガスからＴｉが
供給されるため、ＢａやＳｒのエッチングに必要なＢａ
−Ｔｉ，Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成されたためで
あるまた、本発明者らはＴｉＣｌ4 ガスの変わりに、Ｔ
ｉＩ4 やＴｉＢｒ4 等のＴｉのハロゲン化物を用いても
同様の効果があり、ＢＳＴ薄膜の化学気相成長装置のガ
スクリーニングが完全に行えることを確認した。
チング量のエッチング時間依存性を示す。Ｔｉは２０秒
程度で完全にエッチングされている。Ｂａ及びＳｒもＴ
ｉが完全にエッチングされた後も、エッチングが停止す
ることは無く、約１分後にはＢａやＳｒも完全にエッチ
ングされることがわかった。これは被エッチング物から
Ｔｉが完全に無くなっても、ＴｉＣｌ4 ガスからＴｉが
供給されるため、ＢａやＳｒのエッチングに必要なＢａ
−Ｔｉ，Ｓｒ−Ｔｉのハロゲン化物が生成されたためで
あるまた、本発明者らはＴｉＣｌ4 ガスの変わりに、Ｔ
ｉＩ4 やＴｉＢｒ4 等のＴｉのハロゲン化物を用いても
同様の効果があり、ＢＳＴ薄膜の化学気相成長装置のガ
スクリーニングが完全に行えることを確認した。
【００５５】また、ＣｌＦ3 以外のハロゲンを含むガス
を用いても同様に化学気相成長装置のクリーニングを行
うことができることを確認した。
を用いても同様に化学気相成長装置のクリーニングを行
うことができることを確認した。
【００５６】なお、本発明は、化学気相成長装置のクリ
ーニングに限るものではなく、試料上に形成されたＢＳ
Ｔ薄膜のエッチングにも適用することができる。
ーニングに限るものではなく、試料上に形成されたＢＳ
Ｔ薄膜のエッチングにも適用することができる。
【００５７】［第２実施形態］本実施形態では、ＤＲＡ
Ｍのキャパシタに用いるＢＳＴ薄膜をドライエッチング
した例について説明する。
Ｍのキャパシタに用いるＢＳＴ薄膜をドライエッチング
した例について説明する。
【００５８】図４にＢＳＴ薄膜を用いたキャパシタを有
するＤＲＡＭの製造工程のうち、キャパシタ作製工程の
一部を示したものである。ＳｉＯ2 系の層間絶縁膜４０
１に蓄積電極の接続プラグとなる穴を開口し、ＣＶＤ法
によりＴｉＮ及びＴｉを順次堆積してバリア層４０２を
形成する。その後ＣＶＤ法によりＷ（タングステン）で
残る穴を充填し、ＣＭＰ技術により層間絶縁膜４０１上
に堆積した余分なＷを除去するとともに、Ｗの上端が層
間絶縁膜４０１の表面と概略一致するように平坦化し
て、穴の内にＷプラグ４０３を埋め込み形成する。次い
で、ＳｉＮ膜４０４、ＳｉＯ2 系の層間絶縁膜４０５を
ＣＶＤ法により堆積し、通常のリソグラフィー技術とド
ライエッチング技術を用いて、シリコン窒化膜４０４及
び層間絶縁膜４０５にキャパシタを形成するための穴を
開口する。
するＤＲＡＭの製造工程のうち、キャパシタ作製工程の
一部を示したものである。ＳｉＯ2 系の層間絶縁膜４０
１に蓄積電極の接続プラグとなる穴を開口し、ＣＶＤ法
によりＴｉＮ及びＴｉを順次堆積してバリア層４０２を
形成する。その後ＣＶＤ法によりＷ（タングステン）で
残る穴を充填し、ＣＭＰ技術により層間絶縁膜４０１上
に堆積した余分なＷを除去するとともに、Ｗの上端が層
間絶縁膜４０１の表面と概略一致するように平坦化し
て、穴の内にＷプラグ４０３を埋め込み形成する。次い
で、ＳｉＮ膜４０４、ＳｉＯ2 系の層間絶縁膜４０５を
ＣＶＤ法により堆積し、通常のリソグラフィー技術とド
ライエッチング技術を用いて、シリコン窒化膜４０４及
び層間絶縁膜４０５にキャパシタを形成するための穴を
開口する。
【００５９】次いで、Ｓｒ（ＴＨＤ）2 ，Ｒｕ（ＴＨ
Ｄ）3 及びＯ2 を原料とするＣＶＤ法で蓄積電極となる
ＳｒＲｕＯ3 （ＳＲＯ）膜４０６を形成する。ＳＲＯ膜
４０６を形成した後、ＣＭＰ技術により層間絶縁膜４０
５上部に堆積したＳＲＯ膜４０６を除去することによ
り、ＳＲＯ膜４０６を微細加工する。次にＢａ（ＴＨ
Ｄ） 2 ，Ｓｒ（ＴＨＤ）2 ，Ｔｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （Ｔ
ＨＤ）2 及びＯ2 を用いたＣＶＤ法でキャパシタ絶縁膜
となるＢＳＴ薄膜４０７を形成し、熱処理により結晶化
を行う。ここまでの工程で作製した素子の断面図が図４
（ａ）である。
Ｄ）3 及びＯ2 を原料とするＣＶＤ法で蓄積電極となる
ＳｒＲｕＯ3 （ＳＲＯ）膜４０６を形成する。ＳＲＯ膜
４０６を形成した後、ＣＭＰ技術により層間絶縁膜４０
５上部に堆積したＳＲＯ膜４０６を除去することによ
り、ＳＲＯ膜４０６を微細加工する。次にＢａ（ＴＨ
Ｄ） 2 ，Ｓｒ（ＴＨＤ）2 ，Ｔｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （Ｔ
ＨＤ）2 及びＯ2 を用いたＣＶＤ法でキャパシタ絶縁膜
となるＢＳＴ薄膜４０７を形成し、熱処理により結晶化
を行う。ここまでの工程で作製した素子の断面図が図４
（ａ）である。
【００６０】次いで、ＢＳＴ薄膜４０７をドライエッチ
ングする際のマスクになるＳｉＯ2膜をＣＶＤ法で形成
し、通常のリソグラフィー技術とトライエッチング技術
でマスクパターン４０８を形成する。ここまでの工程で
得られた素子の断面図が図４（ｂ）である。
ングする際のマスクになるＳｉＯ2膜をＣＶＤ法で形成
し、通常のリソグラフィー技術とトライエッチング技術
でマスクパターン４０８を形成する。ここまでの工程で
得られた素子の断面図が図４（ｂ）である。
【００６１】次にこのマスクパターン４０８を用いてＢ
ＳＴ薄膜４０７をドライエッチングする。ＢＳＴ薄膜４
０７のドライエッチングには、図５に示すエッチング装
置を用いた。このエッチング装置は、枚葉装置であり反
応容器５０１の中にエッチング時の被処理基板５０５の
加熱を行うための抵抗加熱ヒータ５０４が基板保持具５
０３とともに支持台５０２を介して取り付けられてい
る。反応容器５０１には希釈ガスがマスフローコントロ
ーラ５０９と開閉バルブ５１１を介して導入できるよう
になっている。エッチングガスの原料は、原料容器５０
７に収納される。なお、本装置は、エッチングガス原料
が固体あるいは液体の場合を想定している。原料容器５
０７の温度を適度に昇温することにより原料の上記を発
生しこの発生したガスをマスフローコントローラ５０８
で流量制御して開閉バルブ５１０を介して反応容器５０
１に導入する。原料容器に導入されたエッチングガス及
び希釈ガスはシャワーヘッド５０６で整流され均等に被
処理基板５０５に噴射される。反応容器内は真空排気ポ
ンプ５１３で排気されており、圧力調整バルブ５１２で
反応容器内の圧力が一定になるように制御する。排気さ
れたガスは排ガス処理器５１４で無害化された後大気中
に放出される。
ＳＴ薄膜４０７をドライエッチングする。ＢＳＴ薄膜４
０７のドライエッチングには、図５に示すエッチング装
置を用いた。このエッチング装置は、枚葉装置であり反
応容器５０１の中にエッチング時の被処理基板５０５の
加熱を行うための抵抗加熱ヒータ５０４が基板保持具５
０３とともに支持台５０２を介して取り付けられてい
る。反応容器５０１には希釈ガスがマスフローコントロ
ーラ５０９と開閉バルブ５１１を介して導入できるよう
になっている。エッチングガスの原料は、原料容器５０
７に収納される。なお、本装置は、エッチングガス原料
が固体あるいは液体の場合を想定している。原料容器５
０７の温度を適度に昇温することにより原料の上記を発
生しこの発生したガスをマスフローコントローラ５０８
で流量制御して開閉バルブ５１０を介して反応容器５０
１に導入する。原料容器に導入されたエッチングガス及
び希釈ガスはシャワーヘッド５０６で整流され均等に被
処理基板５０５に噴射される。反応容器内は真空排気ポ
ンプ５１３で排気されており、圧力調整バルブ５１２で
反応容器内の圧力が一定になるように制御する。排気さ
れたガスは排ガス処理器５１４で無害化された後大気中
に放出される。
【００６２】本実施形態ではエッチングガス原料として
ヨウ素（Ｉ2 ）、また希釈ガスとしてＡｒを用いた。Ｉ
2 を収容した容器５０７の温度を７０℃にしてＩ2 ガス
を発生させた。Ｉ2 ガスの流量はマスフローコントロー
ラ５０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御した。また希釈
Ａｒガスは５０ｓｃｃｍになるようにマスフローコント
ローラ５０９で制御した。反応容器５０１の圧力は、１
３３Ｐａとした。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒー
タ５０４で７００℃にした。このような条件で図４
（ｂ）の被処理基板を５分間エッチングした。
ヨウ素（Ｉ2 ）、また希釈ガスとしてＡｒを用いた。Ｉ
2 を収容した容器５０７の温度を７０℃にしてＩ2 ガス
を発生させた。Ｉ2 ガスの流量はマスフローコントロー
ラ５０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御した。また希釈
Ａｒガスは５０ｓｃｃｍになるようにマスフローコント
ローラ５０９で制御した。反応容器５０１の圧力は、１
３３Ｐａとした。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒー
タ５０４で７００℃にした。このような条件で図４
（ｂ）の被処理基板を５分間エッチングした。
【００６３】被処理基板を取り出した後被処理基板の断
面を観察した結果、図４（ｃ）に示すように、ＢＳＴ薄
膜４０７がパターニングされていることを確認した。ま
たＩ 2 ガスに晒されているＳｉＯ2 からなるマスクパタ
ーン４０８や層間絶縁膜４０５には、全く損傷が見られ
ず膜厚の減少もなかった。またＢＳＴ薄膜４０７が除去
された部分を詳細に調べた結果、いかなる残渣物も見ら
れなかった。
面を観察した結果、図４（ｃ）に示すように、ＢＳＴ薄
膜４０７がパターニングされていることを確認した。ま
たＩ 2 ガスに晒されているＳｉＯ2 からなるマスクパタ
ーン４０８や層間絶縁膜４０５には、全く損傷が見られ
ず膜厚の減少もなかった。またＢＳＴ薄膜４０７が除去
された部分を詳細に調べた結果、いかなる残渣物も見ら
れなかった。
【００６４】この後マスクパターン４０８を除去した。
このようにして形成された素子の断面図が図４（ｄ）で
ある。この上にプレートとなる電極を形成することによ
りＤＲＡＭキャパシタが完成する。
このようにして形成された素子の断面図が図４（ｄ）で
ある。この上にプレートとなる電極を形成することによ
りＤＲＡＭキャパシタが完成する。
【００６５】このようにＩ2 ガスを用いることにより従
来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能になるこ
とがわかった。これはＢＳＴ薄膜をＩ2 ガスに高温で晒
すことによりＢＳＴ薄膜の構成元素であるＢａ，Ｓｒ，
Ｔｉのヨウ化物が形成され、これらのヨウ化物が７００
℃程度の温度で揮発するに十分な蒸気圧を有することに
よる。また、Ｉ2 ガスを高温にしてもＳｉＯ2 は、全く
エッチングされないことが確認できた。
来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能になるこ
とがわかった。これはＢＳＴ薄膜をＩ2 ガスに高温で晒
すことによりＢＳＴ薄膜の構成元素であるＢａ，Ｓｒ，
Ｔｉのヨウ化物が形成され、これらのヨウ化物が７００
℃程度の温度で揮発するに十分な蒸気圧を有することに
よる。また、Ｉ2 ガスを高温にしてもＳｉＯ2 は、全く
エッチングされないことが確認できた。
【００６６】なお、Ｉ2 ガスの代わりに室温で液状であ
る臭素（Ｂｒ2 ）ガスを用いて、同一装置及び条件で実
験を行った結果、同様にＢＳＴ薄膜をエッチングするこ
とができることを確認した。なお、液状のＢｒ2 が充填
された原料容器を４０℃にして、Ｂｒ2 ガスを発生させ
た。
る臭素（Ｂｒ2 ）ガスを用いて、同一装置及び条件で実
験を行った結果、同様にＢＳＴ薄膜をエッチングするこ
とができることを確認した。なお、液状のＢｒ2 が充填
された原料容器を４０℃にして、Ｂｒ2 ガスを発生させ
た。
【００６７】［第３実施形態］本実施形態では、ＢＳＴ
薄膜のエッチングガスにハロゲンガスである塩素（Ｃｌ
2 ），ハロゲン水素化物である塩化水素（ＨＣｌ），臭
化水素（ＨＢｒ）又はヨウ化水素（ＨＩ）を用い、前の
実施形態と同様に図４（ｂ）に示した被処理基板のＢＳ
Ｔ薄膜をエッチングした例を説明する。エッチングガス
にＣｌ2 ，ＨＣｌ，ＨＢｒ又はＨＩを用いる場合、これ
らは室温で気体であるので、第２，４実施形態のような
液体や固体の原料を使用するよりエッチングガス供給が
容易になる。
薄膜のエッチングガスにハロゲンガスである塩素（Ｃｌ
2 ），ハロゲン水素化物である塩化水素（ＨＣｌ），臭
化水素（ＨＢｒ）又はヨウ化水素（ＨＩ）を用い、前の
実施形態と同様に図４（ｂ）に示した被処理基板のＢＳ
Ｔ薄膜をエッチングした例を説明する。エッチングガス
にＣｌ2 ，ＨＣｌ，ＨＢｒ又はＨＩを用いる場合、これ
らは室温で気体であるので、第２，４実施形態のような
液体や固体の原料を使用するよりエッチングガス供給が
容易になる。
【００６８】Ｃｌ2 ガスを用いたＢＳＴ薄膜のドライエ
ッチングには、Ｃｌ2 が室温で気体であるので図６のエ
ッチング装置を用いた。図６に示すエッチング装置は、
図５の装置と原料容器５０７が無い以外は全く同じ構成
であり、同一部分には同一符号を付している。エッチン
グガスが気体であるためエッチング装置の構成も簡略に
なる。なお、希釈ガスにはＡｒガスを用いた。
ッチングには、Ｃｌ2 が室温で気体であるので図６のエ
ッチング装置を用いた。図６に示すエッチング装置は、
図５の装置と原料容器５０７が無い以外は全く同じ構成
であり、同一部分には同一符号を付している。エッチン
グガスが気体であるためエッチング装置の構成も簡略に
なる。なお、希釈ガスにはＡｒガスを用いた。
【００６９】なお、ＢＳＴ薄膜のエッチングを行う際、
Ｃｌ2 ガスの流量はマスフローコントローラ５０８で５
０ｓｃｃｍになるよう制御した。また希釈Ａｒガスの流
量は５０ｓｃｃｍになるようにマスフローコントローラ
５０９で制御した。反応容器５０１の圧力は、１３３Ｐ
ａとした。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０
４で８００℃にした。
Ｃｌ2 ガスの流量はマスフローコントローラ５０８で５
０ｓｃｃｍになるよう制御した。また希釈Ａｒガスの流
量は５０ｓｃｃｍになるようにマスフローコントローラ
５０９で制御した。反応容器５０１の圧力は、１３３Ｐ
ａとした。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０
４で８００℃にした。
【００７０】このような条件で図４（ｂ）に示す被処理
基板を５分間エッチングした。被処理基板を取り出した
後、被処理基板の断面を観察した結果、図４（ｃ）に示
すようにＢＳＴ薄膜がパターニングされていることを確
認した。またＣｌ2 ガスに晒されているＳｉＯ2 を主成
分とするマスクパターン４０８や層間絶縁膜４０５に
は、全く損傷が見られず膜厚の減少もなかった。またＢ
ＳＴ薄膜４０７が除去された部分を詳細に調べた結果、
いかなる残渣物も見られなかった。
基板を５分間エッチングした。被処理基板を取り出した
後、被処理基板の断面を観察した結果、図４（ｃ）に示
すようにＢＳＴ薄膜がパターニングされていることを確
認した。またＣｌ2 ガスに晒されているＳｉＯ2 を主成
分とするマスクパターン４０８や層間絶縁膜４０５に
は、全く損傷が見られず膜厚の減少もなかった。またＢ
ＳＴ薄膜４０７が除去された部分を詳細に調べた結果、
いかなる残渣物も見られなかった。
【００７１】また、ＨＣｌ，ＨＢｒ，ＨＩを用いても同
様の実験を行った。いずれの場合もエッチングガス流量
は５０ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガス流量は５０ｓｃｃｍとし
た。エッチング温度はＨＣｌの場合、８００℃、ＨＢｒ
およびＨＩの場合７００℃とした。ＨＣｌ，ＨＢｒ，Ｈ
Ｉいずれのガスを用いた場合もＢＳＴ薄膜４０７は完全
にエッチングされておりいかなる残渣も見られなかっ
た。
様の実験を行った。いずれの場合もエッチングガス流量
は５０ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガス流量は５０ｓｃｃｍとし
た。エッチング温度はＨＣｌの場合、８００℃、ＨＢｒ
およびＨＩの場合７００℃とした。ＨＣｌ，ＨＢｒ，Ｈ
Ｉいずれのガスを用いた場合もＢＳＴ薄膜４０７は完全
にエッチングされておりいかなる残渣も見られなかっ
た。
【００７２】このようにＨＣｌ，ＨＢｒ，ＨＩガスを用
いると従来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能
になることがわかった。これはＢＳＴ薄膜をこれらのエ
ッチングガスに高温で晒すことによりＢＳＴ薄膜の構成
元素であるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉの塩化物あるいは臭化物あ
るいはヨウ化物が形成され、これらの塩化物が７００〜
８００℃程度の温度で揮発するに十分な蒸気圧を有する
ことによる。また、これらのＣｌ2 ガスやＣｌ，Ｂｒ，
Ｉガスの水素化合物を高温で用いてもＳｉＯ2は、全く
エッチングされないことが確認できた。
いると従来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能
になることがわかった。これはＢＳＴ薄膜をこれらのエ
ッチングガスに高温で晒すことによりＢＳＴ薄膜の構成
元素であるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉの塩化物あるいは臭化物あ
るいはヨウ化物が形成され、これらの塩化物が７００〜
８００℃程度の温度で揮発するに十分な蒸気圧を有する
ことによる。また、これらのＣｌ2 ガスやＣｌ，Ｂｒ，
Ｉガスの水素化合物を高温で用いてもＳｉＯ2は、全く
エッチングされないことが確認できた。
【００７３】［第４実施形態］本実施形態では、ＢＳＴ
薄膜のエッチングガスにＩＣｌ，ＩＢｒ，ＢｒＣｌ等の
ハロゲン間化合物を用いて、図４（ｂ）に示す被処理基
板のＢＳＴ薄膜のエッチングを行った例を説明する。Ｉ
Ｃｌ，ＩＢｒ，ＢｒＣｌは室温でそれぞれ固体，固体，
液体であるのでＢＳＴ薄膜のエッチングには図５に示す
装置を用いた。
薄膜のエッチングガスにＩＣｌ，ＩＢｒ，ＢｒＣｌ等の
ハロゲン間化合物を用いて、図４（ｂ）に示す被処理基
板のＢＳＴ薄膜のエッチングを行った例を説明する。Ｉ
Ｃｌ，ＩＢｒ，ＢｒＣｌは室温でそれぞれ固体，固体，
液体であるのでＢＳＴ薄膜のエッチングには図５に示す
装置を用いた。
【００７４】先ず、エッチングガスにＩＣｌ、希釈ガス
にＡｒを用い、それぞれの流量を５０ｓｃｃｍとし、反
応容器５０１の圧力は、１３３Ｐａとした。また被処理
基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０４で６００℃にした。
このような条件で、図４（ｂ）の被処理基板を５分間エ
ッチングした。
にＡｒを用い、それぞれの流量を５０ｓｃｃｍとし、反
応容器５０１の圧力は、１３３Ｐａとした。また被処理
基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０４で６００℃にした。
このような条件で、図４（ｂ）の被処理基板を５分間エ
ッチングした。
【００７５】被処理基板を取り出した後被処理基板の断
面を観察した結果、図４（ｃ）に示すようにＢＳＴ薄膜
４０７がパターニングされていることを確認した。また
ＩＣｌガスに晒されているＳｉＯ2 を主成分とするマス
クパターン４０８や層間絶縁膜４０５には、全く損傷が
見られず膜厚の減少もなかった。またＢＳＴ薄膜４０７
が除去された部分を詳細に調べた結果、いかなる残渣物
も見られなかった。
面を観察した結果、図４（ｃ）に示すようにＢＳＴ薄膜
４０７がパターニングされていることを確認した。また
ＩＣｌガスに晒されているＳｉＯ2 を主成分とするマス
クパターン４０８や層間絶縁膜４０５には、全く損傷が
見られず膜厚の減少もなかった。またＢＳＴ薄膜４０７
が除去された部分を詳細に調べた結果、いかなる残渣物
も見られなかった。
【００７６】次に、ＩＢｒ，ＢｒＣｌを用いても同様の
実験を行った。いずれの場合もエッチングガス流量は５
０ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガス流量は５０ｓｃｃｍとした。
エッチング温度はいずれも６００℃とした。
実験を行った。いずれの場合もエッチングガス流量は５
０ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガス流量は５０ｓｃｃｍとした。
エッチング温度はいずれも６００℃とした。
【００７７】ＩＢｒ，ＢｒＣｌいずれのガスを用いた場
合もＢＳＴは完全にエッチングされており、いかなる残
渣も見られなかった。このようにＩＢｒ，ＢｒＣｌを用
いると従来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能
になることがわかった。これはＢＳＴ薄膜をこれらのエ
ッチングガスに高温で晒すことによりＢＳＴ薄膜の構成
元素であるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉの塩化物あるいは臭化物あ
るいはヨウ化物あるいは塩化物が形成され、これらの塩
化物が６００〜７００℃程度の温度で揮発するに十分な
蒸気圧を有することによる。また、これらのＩＣｌ，Ｉ
Ｂｒ，ＢｒＣｌを高温で用いてもＳｉＯ2 は、全くエッ
チングされないことが確認できた。
合もＢＳＴは完全にエッチングされており、いかなる残
渣も見られなかった。このようにＩＢｒ，ＢｒＣｌを用
いると従来困難であったＢＳＴ薄膜のエッチングが可能
になることがわかった。これはＢＳＴ薄膜をこれらのエ
ッチングガスに高温で晒すことによりＢＳＴ薄膜の構成
元素であるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉの塩化物あるいは臭化物あ
るいはヨウ化物あるいは塩化物が形成され、これらの塩
化物が６００〜７００℃程度の温度で揮発するに十分な
蒸気圧を有することによる。また、これらのＩＣｌ，Ｉ
Ｂｒ，ＢｒＣｌを高温で用いてもＳｉＯ2 は、全くエッ
チングされないことが確認できた。
【００７８】また、ＩＣｌ，ＩＢｒ，ＢｒＣｌのような
ハロゲン間化合物を用いると、第２，３実施形態のよう
なハロゲンあるいはハロゲンの水素化物を用いる場合よ
りもエッチング温度が６００℃程度と低温化できるの
は、ハロゲン間化合物を６００℃程度にするとハロゲン
のラジカルが生成されるためである。
ハロゲン間化合物を用いると、第２，３実施形態のよう
なハロゲンあるいはハロゲンの水素化物を用いる場合よ
りもエッチング温度が６００℃程度と低温化できるの
は、ハロゲン間化合物を６００℃程度にするとハロゲン
のラジカルが生成されるためである。
【００７９】［第５実施形態］本実施形態では、マイク
ロ波プラズマで活性化したエッチングガスを用いて、図
４（ｂ）に示す被処理基板のＢＳＴ薄膜のエッチングを
行った例を説明する。
ロ波プラズマで活性化したエッチングガスを用いて、図
４（ｂ）に示す被処理基板のＢＳＴ薄膜のエッチングを
行った例を説明する。
【００８０】本実施形態は、マイクロ波プラズマで活性
化したＩ2 を用いたＢＳＴ薄膜のドライエッチングの例
である。
化したＩ2 を用いたＢＳＴ薄膜のドライエッチングの例
である。
【００８１】次にこのＳｉＯ2 マスクパターン４０８を
用いてＢＳＴ薄膜４０７に対してドライエッチングを行
った。なお、ＢＳＴ薄膜４０７のドライエッチングには
図７に示す装置を用いた。なお、図７において、図５と
同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。なお、本装置の特徴は、反応容器５０１に導入する
直前にマイクロ波電源５１６によりマイクロ波を印加し
たマイクロ波放電管５１５で放電させプラズマにより原
料ガスを活性化した。
用いてＢＳＴ薄膜４０７に対してドライエッチングを行
った。なお、ＢＳＴ薄膜４０７のドライエッチングには
図７に示す装置を用いた。なお、図７において、図５と
同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。なお、本装置の特徴は、反応容器５０１に導入する
直前にマイクロ波電源５１６によりマイクロ波を印加し
たマイクロ波放電管５１５で放電させプラズマにより原
料ガスを活性化した。
【００８２】本実施形態ではエッチングガス原料として
ヨウ素（Ｉ2 ）を希釈ガスとしてＡｒを用いた。Ｉ2 を
収容した容器５０７の温度を７０℃にしてＩ2 ガスを発
生させた。Ｉ2 ガスの流量はマスフローコントローラ５
０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御した。
ヨウ素（Ｉ2 ）を希釈ガスとしてＡｒを用いた。Ｉ2 を
収容した容器５０７の温度を７０℃にしてＩ2 ガスを発
生させた。Ｉ2 ガスの流量はマスフローコントローラ５
０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御した。
【００８３】印加したマイクロ波は周波数１３．６ＭＨ
ｚでパワーは１５０Ｗである。また希釈Ａｒガスは５０
ｓｃｃｍになるようにマスフローコントローラ５０９で
制御した。反応容器５０１の圧力は、１３３Ｐａとし
た。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０４で６
００℃にした。
ｚでパワーは１５０Ｗである。また希釈Ａｒガスは５０
ｓｃｃｍになるようにマスフローコントローラ５０９で
制御した。反応容器５０１の圧力は、１３３Ｐａとし
た。また被処理基板の温度は抵抗加熱ヒータ５０４で６
００℃にした。
【００８４】このような条件で図４（ｂ）の被処理基板
を５分間エッチングした。被処理基板を取り出した後被
処理基板の断面を観察した結果、図４（ｃ）に示すよう
にＢＳＴ薄膜がパターニングされていることを確認し
た。またＩ2 ガスに晒されているＳｉＯ2 ４０８や層間
絶縁膜４０５には、全く損傷が見られず膜厚の減少もな
かった。またＢＳＴ薄膜が除去された部分を詳細に調べ
た結果、いかなる残渣物も見られなかった。
を５分間エッチングした。被処理基板を取り出した後被
処理基板の断面を観察した結果、図４（ｃ）に示すよう
にＢＳＴ薄膜がパターニングされていることを確認し
た。またＩ2 ガスに晒されているＳｉＯ2 ４０８や層間
絶縁膜４０５には、全く損傷が見られず膜厚の減少もな
かった。またＢＳＴ薄膜が除去された部分を詳細に調べ
た結果、いかなる残渣物も見られなかった。
【００８５】このようにマイクロ波プラズマで活性化し
たＩ2 ガスを用いることにより従来困難であったＢＳＴ
薄膜のエッチングが可能になり、しかも第２実施形態で
示した活性化しないＩ2 を用いた場合より低温でエッチ
ングできることがわかった。これはＩ2 ガスを活性化す
ることＩラジカルが生成され、ＢＳＴ薄膜の構成元素で
あるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのヨウ化物がより低温で形成さ
れ、これらのヨウ化物が揮発するに十分な蒸気圧を有す
ることによる。また、活性化したＩ2 ガスを高温にして
もＳｉＯ2 は、全くエッチングされないことが確認でき
た。
たＩ2 ガスを用いることにより従来困難であったＢＳＴ
薄膜のエッチングが可能になり、しかも第２実施形態で
示した活性化しないＩ2 を用いた場合より低温でエッチ
ングできることがわかった。これはＩ2 ガスを活性化す
ることＩラジカルが生成され、ＢＳＴ薄膜の構成元素で
あるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのヨウ化物がより低温で形成さ
れ、これらのヨウ化物が揮発するに十分な蒸気圧を有す
ることによる。また、活性化したＩ2 ガスを高温にして
もＳｉＯ2 は、全くエッチングされないことが確認でき
た。
【００８６】同様な実験をＣｌ2 ，Ｂｒ，ＨＣｌ，ＨＢ
ｒ，ＨＩをマイクロ波プラズマで活性化したガスを用い
て行った。その結果、いずれのガスを用いた場合も、マ
イクロ波で活性化しない場合よりも低温でＳｉＯ2 に損
傷を与えることなく、ＢＳＴ薄膜をエッチングできるこ
とがわかった。
ｒ，ＨＩをマイクロ波プラズマで活性化したガスを用い
て行った。その結果、いずれのガスを用いた場合も、マ
イクロ波で活性化しない場合よりも低温でＳｉＯ2 に損
傷を与えることなく、ＢＳＴ薄膜をエッチングできるこ
とがわかった。
【００８７】［比較例１］ここでは、ＢＳＴ薄膜のエッ
チングガスにＦを含むＣｌＦ3 を用いた比較例を説明す
る。
チングガスにＦを含むＣｌＦ3 を用いた比較例を説明す
る。
【００８８】まず、第２実施形態に説明した手順で図４
（ｂ）のような断面構造を持つ被処理基板を作製した。
ＣｌＦ3 を用いたＢＳＴ薄膜のドライエッチングには、
図６の装置を用いた。ＣｌＦ3 ガスの流量はマスフロー
コントローラ６０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御し
た。また希釈ガスであるＡｒガスの流量が５０ｓｃｃｍ
になるようにマスフローコントローラ６０９で制御し
た。反応容器の圧力は、１３３Ｐａとした。また被処理
基板の温度は抵抗加熱ヒータ６０４で８５０℃にした。
このような条件で図４（ｂ）の被処理基板を５分間エッ
チングした。
（ｂ）のような断面構造を持つ被処理基板を作製した。
ＣｌＦ3 を用いたＢＳＴ薄膜のドライエッチングには、
図６の装置を用いた。ＣｌＦ3 ガスの流量はマスフロー
コントローラ６０８で５０ｓｃｃｍになるよう制御し
た。また希釈ガスであるＡｒガスの流量が５０ｓｃｃｍ
になるようにマスフローコントローラ６０９で制御し
た。反応容器の圧力は、１３３Ｐａとした。また被処理
基板の温度は抵抗加熱ヒータ６０４で８５０℃にした。
このような条件で図４（ｂ）の被処理基板を５分間エッ
チングした。
【００８９】被処理基板を取り出した後被処理基板の断
面を観察した結果、ＳｉＯ2 マスクパターン４０８は完
全に消失しており、層間絶縁膜４０５にも残像が見られ
た。またＢＳＴ薄膜４０７も完全に除去された部分は無
かった。残ったＢＳＴ薄膜を調べた結果Ｔｉはほとんど
検出できなかったが、ＢａやＳｒ残っていることがわか
った。
面を観察した結果、ＳｉＯ2 マスクパターン４０８は完
全に消失しており、層間絶縁膜４０５にも残像が見られ
た。またＢＳＴ薄膜４０７も完全に除去された部分は無
かった。残ったＢＳＴ薄膜を調べた結果Ｔｉはほとんど
検出できなかったが、ＢａやＳｒ残っていることがわか
った。
【００９０】このようにフッ素を含むＣｌＦ3 をエッチ
ングガスとして用いた場合、エッチング温度を８５０℃
まで高温化してもＢａ，Ｓｒがエッチングされない為Ｂ
ＳＴ薄膜の完全なエッチングができないばかりかＳｉＯ
2 にダメージを与えることがわかった。これはエッチン
グガスにＦを含むことに起因している。Ｆや活性化した
ＦはＳｉＯ2 をエッチングするとともに、熱力学的に安
定なＢａＦ2 やＳｒＦ 2 などのアルカリ土類金属のフッ
化物を生成する。アルカリ土類金属のフッ化物は高温に
してもほとんど蒸気圧が無いため残渣物として残ってし
まう。
ングガスとして用いた場合、エッチング温度を８５０℃
まで高温化してもＢａ，Ｓｒがエッチングされない為Ｂ
ＳＴ薄膜の完全なエッチングができないばかりかＳｉＯ
2 にダメージを与えることがわかった。これはエッチン
グガスにＦを含むことに起因している。Ｆや活性化した
ＦはＳｉＯ2 をエッチングするとともに、熱力学的に安
定なＢａＦ2 やＳｒＦ 2 などのアルカリ土類金属のフッ
化物を生成する。アルカリ土類金属のフッ化物は高温に
してもほとんど蒸気圧が無いため残渣物として残ってし
まう。
【００９１】図８に、ＣｌＦ3 を用いた場合（図８
（ａ））とＩ2 を用いた場合（図８（ｂ））のエッチン
グ速度の温度依存性を示す。このように、ＣｌＦ3 を用
いた場合、ＢａやＳｒは８００℃以上に温度を高くしな
いとエッチングされず、さらにＢａやＳｒやＴｉよりも
石英（ＳｉＯ2 ）の方がエッチング速度が速い。これに
対しＩ2 を用いた場合、ＢａやＳｒも６００℃以上でエ
ッチングされるようになり、石英（ＳｉＯ2 ）はほとん
どエッチングされないことがわかる。これは、Ｉ2ガス
だけでなく、第２〜５実施形態に示したガスを用いても
同様であり、特にハロゲン間化合物やプラズマ活性化し
たハロゲンガスを用いるとさらにエッチング温度の低温
化が可能になる。
（ａ））とＩ2 を用いた場合（図８（ｂ））のエッチン
グ速度の温度依存性を示す。このように、ＣｌＦ3 を用
いた場合、ＢａやＳｒは８００℃以上に温度を高くしな
いとエッチングされず、さらにＢａやＳｒやＴｉよりも
石英（ＳｉＯ2 ）の方がエッチング速度が速い。これに
対しＩ2 を用いた場合、ＢａやＳｒも６００℃以上でエ
ッチングされるようになり、石英（ＳｉＯ2 ）はほとん
どエッチングされないことがわかる。これは、Ｉ2ガス
だけでなく、第２〜５実施形態に示したガスを用いても
同様であり、特にハロゲン間化合物やプラズマ活性化し
たハロゲンガスを用いるとさらにエッチング温度の低温
化が可能になる。
【００９２】表１に、Ｂａ及びＳｒの塩化物，臭化物及
びヨウ化物の蒸気圧の温度依存性を示す。また、表２に
第２〜５実施形態及び比較例１で説明したＢＳＴ薄膜及
びＳｉＯ2 のエッチング結果をまとめて示す。
びヨウ化物の蒸気圧の温度依存性を示す。また、表２に
第２〜５実施形態及び比較例１で説明したＢＳＴ薄膜及
びＳｉＯ2 のエッチング結果をまとめて示す。
【００９３】
【表１】
【００９４】
【表２】
【００９５】［第６実施形態］本実施形態では、ＢＳＴ
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置に本発明のクリーニ
ング方法を適用した場合について説明する。
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置に本発明のクリーニ
ング方法を適用した場合について説明する。
【００９６】図９は、本実施形態に用いたホットウォー
ルバッチ型化学気相成長装置の概略構成を示す図であ
る。石英製の反応容器９０１内に内管９０２が設置さ
れ、内管９０２内には被処理基板９０５が載置された基
板ボート９０４が収納される。反応容器９０１の外部に
抵抗加熱ヒータ９０３が設置されている。クリーニング
ガスを供給するための原料容器９０７がマスフローコン
トローラ９０８と開閉バルブ９１０を介して内管９０２
の下部に接続されている。本装置では、原料として液体
あるいは固体状の物質を用いることを想定している。ま
た、希釈ガスは、マスフローコントローラ９０９と開閉
バルブ９１１を介して反応容器９０１下方から導入され
る。ＢＳＴ薄膜の堆積に必要なガスの供給系については
省略してある。また、反応容器９０１に圧力調整バルブ
９１２を介して真空排気ポンプ９１３が接続されてい
る。また、真空排気ポンプ９１３の排気側が、クリーニ
ングガスやＢＳＴ薄膜堆積ガスを無害化して排気するた
めの排ガス処理器９１４に接続されている。
ルバッチ型化学気相成長装置の概略構成を示す図であ
る。石英製の反応容器９０１内に内管９０２が設置さ
れ、内管９０２内には被処理基板９０５が載置された基
板ボート９０４が収納される。反応容器９０１の外部に
抵抗加熱ヒータ９０３が設置されている。クリーニング
ガスを供給するための原料容器９０７がマスフローコン
トローラ９０８と開閉バルブ９１０を介して内管９０２
の下部に接続されている。本装置では、原料として液体
あるいは固体状の物質を用いることを想定している。ま
た、希釈ガスは、マスフローコントローラ９０９と開閉
バルブ９１１を介して反応容器９０１下方から導入され
る。ＢＳＴ薄膜の堆積に必要なガスの供給系については
省略してある。また、反応容器９０１に圧力調整バルブ
９１２を介して真空排気ポンプ９１３が接続されてい
る。また、真空排気ポンプ９１３の排気側が、クリーニ
ングガスやＢＳＴ薄膜堆積ガスを無害化して排気するた
めの排ガス処理器９１４に接続されている。
【００９７】先ず、基板９０５を基板ボート９０４に搭
載し、反応容器９０１内に導入する。基板９０５は、シ
リコン基板に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ
（ＴＨＤ）3 を用いたＣＶＤ法でＳＲＯを５０ｎｍ堆積
したものである。
載し、反応容器９０１内に導入する。基板９０５は、シ
リコン基板に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ
（ＴＨＤ）3 を用いたＣＶＤ法でＳＲＯを５０ｎｍ堆積
したものである。
【００９８】次いで、基板ボート９０４に搭載した基板
９０５を導入した後、圧力調整バルブ９１２を開けて、
真空排気ポンプ９１３で反応容器９０１内を排気し、基
板９０５を加熱するため抵抗加熱ヒータ９０３を動作さ
せる。
９０５を導入した後、圧力調整バルブ９１２を開けて、
真空排気ポンプ９１３で反応容器９０１内を排気し、基
板９０５を加熱するため抵抗加熱ヒータ９０３を動作さ
せる。
【００９９】反応容器９０１内が十分に排気され、基板
９０５の温度が４００℃になったら、ＢＳＴ薄膜の堆積
用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）2 ，Ｓｒ（ＴＨＤ）2 ，Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （ＴＨＤ）3 ，Ｏ2 及び希釈ガスで
あるＡｒを反応容器内に導入し、ＢＳＴ薄膜の堆積を開
始する。各原料ガスの流量は堆積するＢＳＴ薄膜の組成
がＢａ0.5 Ｓｒ0.5 ＴｉＯ3 になるように調整される。
９０５の温度が４００℃になったら、ＢＳＴ薄膜の堆積
用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）2 ，Ｓｒ（ＴＨＤ）2 ，Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）2 （ＴＨＤ）3 ，Ｏ2 及び希釈ガスで
あるＡｒを反応容器内に導入し、ＢＳＴ薄膜の堆積を開
始する。各原料ガスの流量は堆積するＢＳＴ薄膜の組成
がＢａ0.5 Ｓｒ0.5 ＴｉＯ3 になるように調整される。
【０１００】３０分の膜堆積を行うことにより基板９０
５上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＢＳＴ
薄膜の堆積は、原料ガスの反応容器９０１への導入を停
止することで終了する。堆積終了後、反応容器９０１内
の残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気
した後、反応容器９０１内を常圧に戻し、基板９０５を
取り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９
０２及び基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを
含む膜の堆積が認められた。
５上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＢＳＴ
薄膜の堆積は、原料ガスの反応容器９０１への導入を停
止することで終了する。堆積終了後、反応容器９０１内
の残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気
した後、反応容器９０１内を常圧に戻し、基板９０５を
取り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９
０２及び基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを
含む膜の堆積が認められた。
【０１０１】次に、装置のクリーニングについて説明す
る。先ず、真空排気ポンプを用いて反応容器９０１内を
排気する。抵抗加熱ヒータ９０３を用いて被クリーニン
グ部である反応容器９０１、内管９０２，及び基板ボー
ト９０４をクリーニングに必要な温度に加熱する。本実
施形態では、７００℃とした。
る。先ず、真空排気ポンプを用いて反応容器９０１内を
排気する。抵抗加熱ヒータ９０３を用いて被クリーニン
グ部である反応容器９０１、内管９０２，及び基板ボー
ト９０４をクリーニングに必要な温度に加熱する。本実
施形態では、７００℃とした。
【０１０２】次いで、本実施形態に用いたクリーニング
ガスであるＩ2 をマスフローコントローラ９０８と開閉
バルブ９１０を介して反応容器９０１内に導入すると同
時に希釈ガスであるＡｒをマスフローコントローラ９０
９で流量制御して開閉バルブ９１１を介して導入する。
Ｉ2 は室温で固体であるので、Ｉ2 を容器９０７に収納
しこの容器９０７を１００℃に加熱してＩ2 ガスを発生
させた。Ｉ2 ガスの流量は５００ｓｃｃｍ、Ａｒ希釈ガ
スの流量は５００ｓｃｃｍとした。またクリーニング時
の反応容器の圧力は１３３Ｐａになるように圧力調整バ
ルブ９１２で調整した。
ガスであるＩ2 をマスフローコントローラ９０８と開閉
バルブ９１０を介して反応容器９０１内に導入すると同
時に希釈ガスであるＡｒをマスフローコントローラ９０
９で流量制御して開閉バルブ９１１を介して導入する。
Ｉ2 は室温で固体であるので、Ｉ2 を容器９０７に収納
しこの容器９０７を１００℃に加熱してＩ2 ガスを発生
させた。Ｉ2 ガスの流量は５００ｓｃｃｍ、Ａｒ希釈ガ
スの流量は５００ｓｃｃｍとした。またクリーニング時
の反応容器の圧力は１３３Ｐａになるように圧力調整バ
ルブ９１２で調整した。
【０１０３】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器９０１、内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。
器９０１、内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。
【０１０４】その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、
粒子汚染はほとんど見られなかった。
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、
粒子汚染はほとんど見られなかった。
【０１０５】以上説明したように、Ｉ2 ガスを用いるこ
とにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のクリー
ニングが石英に損傷を与えることなく可能であることを
確認した。
とにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のクリー
ニングが石英に損傷を与えることなく可能であることを
確認した。
【０１０６】また、本発明者らは、Ｉ2 以外のハロゲン
ガスであるＣｌ2 ，Ｂｒ2 およびハロゲンの水素化物で
あるＨＩ，ＨＢｒ，ＨＣｌを用いて同様のクリーニング
実験を行った。室温で液体であるＢｒ2 は図９に示す装
置を用い、室温で気体であるＣｌ2 ，ＨＣｌ，ＨＢｒ，
ＨＩの場合には図１０に示す装置を用いた。なお、図１
０において、図９と同一な部品には同一符号を付しその
詳細な説明を省略する。
ガスであるＣｌ2 ，Ｂｒ2 およびハロゲンの水素化物で
あるＨＩ，ＨＢｒ，ＨＣｌを用いて同様のクリーニング
実験を行った。室温で液体であるＢｒ2 は図９に示す装
置を用い、室温で気体であるＣｌ2 ，ＨＣｌ，ＨＢｒ，
ＨＩの場合には図１０に示す装置を用いた。なお、図１
０において、図９と同一な部品には同一符号を付しその
詳細な説明を省略する。
【０１０７】Ｃｌ2 ，ＨＣｌ，ＨＢｒ，ＨＩのような室
温気体の物質をクリーニングガスに用いるとクリーニン
グガスの供給手段が図１０に示す装置のように簡素化で
きる。
温気体の物質をクリーニングガスに用いるとクリーニン
グガスの供給手段が図１０に示す装置のように簡素化で
きる。
【０１０８】クリーニング実験の結果は、Ｂｒ2 ，Ｈ
Ｉ，ＨＢｒの場合７００℃でＣｌ2 ，ＨＣｌの場合８０
０℃でＢＳＴ薄膜のＣＶＤ成膜後のクリーニングが出来
ることを確認した。またどのガスを用いた場合もクリー
ニング時にクリーニングガスに晒される石英部品に損傷
を与えることはなかった。
Ｉ，ＨＢｒの場合７００℃でＣｌ2 ，ＨＣｌの場合８０
０℃でＢＳＴ薄膜のＣＶＤ成膜後のクリーニングが出来
ることを確認した。またどのガスを用いた場合もクリー
ニング時にクリーニングガスに晒される石英部品に損傷
を与えることはなかった。
【０１０９】なお、ＢｒやＩを含むガスに比べてＣｌを
含むガスの場合クリーニング温度が高いのは、ＢａやＳ
ｒなどのアルカリ土類金属の塩化物は臭化物やヨウ化物
に比べて蒸気圧が低いためである。
含むガスの場合クリーニング温度が高いのは、ＢａやＳ
ｒなどのアルカリ土類金属の塩化物は臭化物やヨウ化物
に比べて蒸気圧が低いためである。
【０１１０】［第７実施形態］本実施形態では、ＢＳＴ
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置のクリーニングガス
にＢｒＣｌ，ＩＣｌ，ＩＢｒのフッ素を含まないハロゲ
ン間化合物を用いた場合について説明する。
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置のクリーニングガス
にＢｒＣｌ，ＩＣｌ，ＩＢｒのフッ素を含まないハロゲ
ン間化合物を用いた場合について説明する。
【０１１１】室温で、ＢｒＣｌは液体、ＩＣｌ，ＩＢｒ
は固体であるので装置の構成は図９とした。
は固体であるので装置の構成は図９とした。
【０１１２】先ず、第６実施形態の手順で基板９０５上
にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取り出した。ＢＳ
Ｔ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９０２および基板
ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積
が認められた。
にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取り出した。ＢＳ
Ｔ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９０２および基板
ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積
が認められた。
【０１１３】次に、装置のクリーニングを行う。クリー
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。容器９０７の温度は、ＢｒＣｌ
の場合７０℃、ＩＣｌの場合７０℃、ＩＢｒの場合８０
℃とした。クリーニングガスの流量はいずれも５００ｓ
ｃｃｍ、希釈Ａｒガスの流量は５００ｓｃｃｍとした。
クリーニングガス温度はいずれのガスの場合も６００℃
とした。
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。容器９０７の温度は、ＢｒＣｌ
の場合７０℃、ＩＣｌの場合７０℃、ＩＢｒの場合８０
℃とした。クリーニングガスの流量はいずれも５００ｓ
ｃｃｍ、希釈Ａｒガスの流量は５００ｓｃｃｍとした。
クリーニングガス温度はいずれのガスの場合も６００℃
とした。
【０１１４】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器９０１，内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。
器９０１，内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。
【０１１５】その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、
粒子汚染はほとんど見られなかった。
堆積を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンタ
ーを用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、
粒子汚染はほとんど見られなかった。
【０１１６】以上説明したように、ＢｒＣｌ，ＩＣｌ，
ＩＢｒのガスを用いることにより本発明のＢＳＴ薄膜の
化学気相堆積後のクリーニングが石英に損傷を与えるこ
となくしかもハロゲン単体より低温で可能であることを
確認した。６００℃程度の低温でクリーニングできた理
由は、ハロゲン間化合物を６００℃程度にすると活性な
ハロゲンラジカルが生成されるためである。
ＩＢｒのガスを用いることにより本発明のＢＳＴ薄膜の
化学気相堆積後のクリーニングが石英に損傷を与えるこ
となくしかもハロゲン単体より低温で可能であることを
確認した。６００℃程度の低温でクリーニングできた理
由は、ハロゲン間化合物を６００℃程度にすると活性な
ハロゲンラジカルが生成されるためである。
【０１１７】［第８実施形態］本実施形態では、ＢＳＴ
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置のクリーニングガス
にマイクロ波プラズマ励起したＣｌ2 ，Ｂｒ2 ，Ｉ2 を
用いた場合について説明する。
薄膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置のクリーニングガス
にマイクロ波プラズマ励起したＣｌ2 ，Ｂｒ2 ，Ｉ2 を
用いた場合について説明する。
【０１１８】図１１は本実施形態に用いたＢＳＴ薄膜の
ＣＶＤ装置の概略図である。基本的には図１０の装置構
成と同じであるが、クリーニングガスが反応容器９０１
に導入する直前にマイクロ波電源９１６からマイクロ波
が印加されたマイクロ波放電管９１５でプラズマ励起さ
れるようになっている先ず、第６実施形態の手順で被処
理基板９０５上にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取
り出した。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９
０２および基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯ
を含む膜の堆積が認められた。
ＣＶＤ装置の概略図である。基本的には図１０の装置構
成と同じであるが、クリーニングガスが反応容器９０１
に導入する直前にマイクロ波電源９１６からマイクロ波
が印加されたマイクロ波放電管９１５でプラズマ励起さ
れるようになっている先ず、第６実施形態の手順で被処
理基板９０５上にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取
り出した。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９
０２および基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯ
を含む膜の堆積が認められた。
【０１１９】次に、装置のクリーニングを行う。クリー
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。クリーニングガスにはＣｌ2 ，
Ｂｒ 2 又はＩ2 ガスを用いた。クリーニングガスの流量
はいずれも５００ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガスの流量は５０
０ｓｃｃｍとした。クリーニングガスはいずれの場合も
１３．６ＭＨｚ，１００Ｗのマイクロ波を電源９１６か
ら印加した放電管９１５によりプラズマ励起した。クリ
ーニングガス温度はＣｌ2 の場合７００℃、Ｂｒ2 ，Ｉ
2 の場合６００℃とした。
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。クリーニングガスにはＣｌ2 ，
Ｂｒ 2 又はＩ2 ガスを用いた。クリーニングガスの流量
はいずれも５００ｓｃｃｍ、希釈Ａｒガスの流量は５０
０ｓｃｃｍとした。クリーニングガスはいずれの場合も
１３．６ＭＨｚ，１００Ｗのマイクロ波を電源９１６か
ら印加した放電管９１５によりプラズマ励起した。クリ
ーニングガス温度はＣｌ2 の場合７００℃、Ｂｒ2 ，Ｉ
2 の場合６００℃とした。
【０１２０】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器９０１，内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積を行
い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを用い
て調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子汚染
はほとんど見られなかった。
器９０１，内管９０２及び基板ボート９０４に付着して
いた堆積物は完全に除去された。また、石英からなる反
応容器９０１、内管９０２、基板ボート９０４には、ク
リーニングガスによるいかなる損傷も認められなかっ
た。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積を行
い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを用い
て調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子汚染
はほとんど見られなかった。
【０１２１】以上説明したように、プラズマ励起したＣ
ｌ2 ，Ｂｒ2 ，Ｉ2 ガスを用いることにより本発明のＢ
ＳＴ薄膜の化学気相堆積後のクリーニングが石英に損傷
を与えることなくしかもハロゲン単体より低温で可能で
あることを確認した。低温でクリーニングできた理由
は、プラズマ励起により活性なハロゲンラジカルが生成
されるためである。
ｌ2 ，Ｂｒ2 ，Ｉ2 ガスを用いることにより本発明のＢ
ＳＴ薄膜の化学気相堆積後のクリーニングが石英に損傷
を与えることなくしかもハロゲン単体より低温で可能で
あることを確認した。低温でクリーニングできた理由
は、プラズマ励起により活性なハロゲンラジカルが生成
されるためである。
【０１２２】［比較例２］ここでは、クリーニングガス
にＦを含むＣｌＦ3 を用いた比較例を説明する。装置は
図１０の構成と同じものを用いた。
にＦを含むＣｌＦ3 を用いた比較例を説明する。装置は
図１０の構成と同じものを用いた。
【０１２３】先ず、第６実施形態の手順で被処理基板９
１５上にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取り出し
た。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９０２及
び基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜
の堆積が認められた。
１５上にＢＳＴ薄膜を２０ｍｍ堆積し基板を取り出し
た。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器９０１，内管９０２及
び基板ボート９０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜
の堆積が認められた。
【０１２４】次に、装置のクリーニングを行う。クリー
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。クリーニングガスにはＣｌＦ3
用いた。クリーニングガスの流量は５００ｓｃｃｍ、希
釈Ａｒガスの流量は５００ｓｃｃｍとした。クリーニン
グ温度は８５０℃とした。クリーニングを１０分間行っ
ても、反応容器９０１，内管９０２及び基板ボート９０
４に付着していた堆積物は完全に除去できなかった。除
去できなかった堆積物を調べた結果Ｂａ，Ｓｒおよび
Ｆ，Ｏが含まれていることが確認された。このようにＦ
を含むハロゲン化合物を用いるとアルカリ土類金属のフ
ッ化物が形成され、これらの蒸気圧は極めて低いため除
去されずに残る。また、ＣｌＦ3 を用いたクリーニング
を数回繰り返すと石英からなる反応容器９０１、内管９
０２、基板ボート９０４に失透が見られ、ＳｉＯ2 が損
傷を受けていることがわかった。
ニングの手順は、クリーニングガスが異なる以外は第６
実施形態と同じである。クリーニングガスにはＣｌＦ3
用いた。クリーニングガスの流量は５００ｓｃｃｍ、希
釈Ａｒガスの流量は５００ｓｃｃｍとした。クリーニン
グ温度は８５０℃とした。クリーニングを１０分間行っ
ても、反応容器９０１，内管９０２及び基板ボート９０
４に付着していた堆積物は完全に除去できなかった。除
去できなかった堆積物を調べた結果Ｂａ，Ｓｒおよび
Ｆ，Ｏが含まれていることが確認された。このようにＦ
を含むハロゲン化合物を用いるとアルカリ土類金属のフ
ッ化物が形成され、これらの蒸気圧は極めて低いため除
去されずに残る。また、ＣｌＦ3 を用いたクリーニング
を数回繰り返すと石英からなる反応容器９０１、内管９
０２、基板ボート９０４に失透が見られ、ＳｉＯ2 が損
傷を受けていることがわかった。
【０１２５】［第９実施形態］本実施形態では、ホット
ウォールバッチ型化学気相成長装置のガスクリーニング
時に高温でクリーニングガスに晒される石英部分を全
て、予めプラズマ溶射法によりＣａＦ2 膜で０．２μｍ
被覆した。なお、本実施形態で用いた装置は、図１に示
したホットウォールバッチ型化学気相成長装置であり、
ＣａＦ2 でコートした部分は、反応容器１０１，内管１
０２，基板ボート１０５，保温搭１０６，有機金属ガス
供給ノズル１０８である。
ウォールバッチ型化学気相成長装置のガスクリーニング
時に高温でクリーニングガスに晒される石英部分を全
て、予めプラズマ溶射法によりＣａＦ2 膜で０．２μｍ
被覆した。なお、本実施形態で用いた装置は、図１に示
したホットウォールバッチ型化学気相成長装置であり、
ＣａＦ2 でコートした部分は、反応容器１０１，内管１
０２，基板ボート１０５，保温搭１０６，有機金属ガス
供給ノズル１０８である。
【０１２６】この装置を用いてＢＳＴ薄膜の成膜、Ｃｌ
Ｆ3 ガス及びＴｉＣｌ4 ガスの混合ガスを用いたクリー
ニングを行った手順を説明する。先ず、第１実施形態で
説明した手法を用いてＢＳＴ薄膜を基板１１５上に堆積
させる。２０分の膜堆積を行うことにより基板１１５上
に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＢＳＴ薄膜
の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停止す
ることで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内の残
留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気した
後、反応容器１０１内を常圧に戻し、基板１１５を取り
出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０２
及び基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル１
０８の外部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が
認められた。
Ｆ3 ガス及びＴｉＣｌ4 ガスの混合ガスを用いたクリー
ニングを行った手順を説明する。先ず、第１実施形態で
説明した手法を用いてＢＳＴ薄膜を基板１１５上に堆積
させる。２０分の膜堆積を行うことにより基板１１５上
に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＢＳＴ薄膜
の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停止す
ることで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内の残
留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気した
後、反応容器１０１内を常圧に戻し、基板１１５を取り
出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０２
及び基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル１
０８の外部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が
認められた。
【０１２７】次に、装置のクリーニングを行う。先ず、
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。
【０１２８】次いで、本実施形態に用いたクリーニング
ガスであるＣｌＦ3 ガス及びＴｉＣｌ4 ガスと希釈ガス
であるＡｒをガス導入ポート１１１から反応容器１０１
内に導入する。それぞれのガスの流量は、ＣｌＦ3 ガス
を２０００ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4 ガスを１０ｓｃｃｍ、
Ａｒガスを３０００ｓｃｃｍとした。またクリーニング
時の反応容器の圧力は１３３Ｐａになるように圧力調整
バルブ１１３で調整した。
ガスであるＣｌＦ3 ガス及びＴｉＣｌ4 ガスと希釈ガス
であるＡｒをガス導入ポート１１１から反応容器１０１
内に導入する。それぞれのガスの流量は、ＣｌＦ3 ガス
を２０００ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4 ガスを１０ｓｃｃｍ、
Ａｒガスを３０００ｓｃｃｍとした。またクリーニング
時の反応容器の圧力は１３３Ｐａになるように圧力調整
バルブ１１３で調整した。
【０１２９】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。また、石英からなる反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６、ノズル１０８に
は、クリーニングガスによるいかなる損傷も認められな
かった。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積
を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを
用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子
汚染はほとんど見られなかった。
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。また、石英からなる反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６、ノズル１０８に
は、クリーニングガスによるいかなる損傷も認められな
かった。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積
を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを
用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子
汚染はほとんど見られなかった。
【０１３０】以上説明したように、ＣｌＦ3 ガスを用い
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが石英に損傷を与えることなく可能であるこ
とを確認した。このように、８５０℃の高温でＣｌＦ3
ガス雰囲気に石英部材を晒しても石英にいかなる損傷が
見られなかったのは、ＣｌＦ3 ガスに晒される石英部材
の表面がＣａＦ2 により被覆されていることによる。即
ち、石英は高温下でＣｌＦ3 により腐食されるが、Ｃａ
Ｆ2 は高温でもＣｌＦ3 に腐食されることは無く保護膜
として働いていることが確認された。
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが石英に損傷を与えることなく可能であるこ
とを確認した。このように、８５０℃の高温でＣｌＦ3
ガス雰囲気に石英部材を晒しても石英にいかなる損傷が
見られなかったのは、ＣｌＦ3 ガスに晒される石英部材
の表面がＣａＦ2 により被覆されていることによる。即
ち、石英は高温下でＣｌＦ3 により腐食されるが、Ｃａ
Ｆ2 は高温でもＣｌＦ3 に腐食されることは無く保護膜
として働いていることが確認された。
【０１３１】ＣａＦ2 膜が高温でＣｌＦ3 ガスにさらす
ことにより、表面状態がどう変化するかをＳＥＭ写真を
撮ることにより調べた。
ことにより、表面状態がどう変化するかをＳＥＭ写真を
撮ることにより調べた。
【０１３２】図１３は後処理を加えていないもの、図１
４，１５，１６はそれぞれＣｌＦ3ガス雰囲気中で８０
０℃，８２０℃，８６０℃で熱処理を行ったもの、また
図１７はＡｒガス雰囲気中で８６０℃で熱処理を行った
ものの表面を写したＳＥＭ写真である。なお、ＣｌＦ3
ガス雰囲気中で熱処理を行った図１４〜１６のＳＥＭ写
真において表面にクラックが生じている。図１７に示す
Ａｒガス雰囲気中で熱処理を行った試料にも生じている
ので、このクラックはＣｌＦ3 ガス雰囲気中で熱処理を
行ったために起きたものではなく、ＣａＦ2 膜の厚さが
１００μｍと厚いために生じたものである。
４，１５，１６はそれぞれＣｌＦ3ガス雰囲気中で８０
０℃，８２０℃，８６０℃で熱処理を行ったもの、また
図１７はＡｒガス雰囲気中で８６０℃で熱処理を行った
ものの表面を写したＳＥＭ写真である。なお、ＣｌＦ3
ガス雰囲気中で熱処理を行った図１４〜１６のＳＥＭ写
真において表面にクラックが生じている。図１７に示す
Ａｒガス雰囲気中で熱処理を行った試料にも生じている
ので、このクラックはＣｌＦ3 ガス雰囲気中で熱処理を
行ったために起きたものではなく、ＣａＦ2 膜の厚さが
１００μｍと厚いために生じたものである。
【０１３３】また、図１８にそれぞれの試料のＸ線回折
パターンを示す。図１８に示すように、ＣｌＦ3 ガス雰
囲気中で熱処理を行っても、熱処理前と同じスペクトル
が観察される。これより、ＣａＦ2 の結晶構造が壊され
ていないことが分かる。
パターンを示す。図１８に示すように、ＣｌＦ3 ガス雰
囲気中で熱処理を行っても、熱処理前と同じスペクトル
が観察される。これより、ＣａＦ2 の結晶構造が壊され
ていないことが分かる。
【０１３４】また、表３にそれぞれの試料のＩＣＰ組成
分析の結果を示す。
分析の結果を示す。
【０１３５】
【表３】
【０１３６】表３に示すように、ＣｌＦ3 ガス雰囲気中
での熱処理により有意な構成元素の重量変化は生じてい
ない。
での熱処理により有意な構成元素の重量変化は生じてい
ない。
【０１３７】このようにアルカリ土類金属のフッ化物で
被覆した石英基板を用いた実験からもアルカリ土類金属
のフッ化物は８００℃以上の高温でもＣｌＦ3 に対する
耐性があり、ＣｌＦ3 ガスによるクリーニング時に石英
の保護膜として有効であることを確認した。
被覆した石英基板を用いた実験からもアルカリ土類金属
のフッ化物は８００℃以上の高温でもＣｌＦ3 に対する
耐性があり、ＣｌＦ3 ガスによるクリーニング時に石英
の保護膜として有効であることを確認した。
【０１３８】比較のためにＣａＦ2 で被覆しない反応容
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、有機金属ガス供給ノズル１０８を用いて同様の試行
を行った。その結果、ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニン
グにより反応容器１０１、内管１０２、基板ボート１０
５、保温搭１０６、有機金属ガス供給ノズル１０８に堆
積した堆積物は除去できるものの、反応容器１０１、内
管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０６、有機金属
ガス供給ノズル１０８に著しい損傷が見られた。また、
損傷は高温になる部分である反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、有機金属
ガス供給ノズル１０８の上部で特に著しく、温度が高温
にならない非加熱部分である保温搭１０６の下部、有機
金属ガス供給ノズル１０８の下部の損傷はほとんど無か
った。
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、有機金属ガス供給ノズル１０８を用いて同様の試行
を行った。その結果、ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニン
グにより反応容器１０１、内管１０２、基板ボート１０
５、保温搭１０６、有機金属ガス供給ノズル１０８に堆
積した堆積物は除去できるものの、反応容器１０１、内
管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０６、有機金属
ガス供給ノズル１０８に著しい損傷が見られた。また、
損傷は高温になる部分である反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６の上部、有機金属
ガス供給ノズル１０８の上部で特に著しく、温度が高温
にならない非加熱部分である保温搭１０６の下部、有機
金属ガス供給ノズル１０８の下部の損傷はほとんど無か
った。
【０１３９】また、本発明者らは、ＣａＦ2 の代わりに
ＳｒＦ2 、またはＢａＦ2 で被覆した反応容器１０１、
内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０６、有機金
属ガス供給ノズル１０８を用いて同様の試行を行った
が、ＣａＦ2 と同様にＣｌＦ3ガスによるクリーニング
により堆積物の除去が完全に行われ、石英製の反応容器
１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、有機金属ガス供給ノズル１０８には、いかなる損傷
も見られなかった。これは、ＣａＦ2 と同様にＳｒＦ2
やＢａＦ2 も高温下でＣｌＦ3 に対する耐性があるため
である。これはＣａＦ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 などのア
ルカリ土類金属のフッ化物は熱力学的に極めて安定な化
合物であることによる。
ＳｒＦ2 、またはＢａＦ2 で被覆した反応容器１０１、
内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０６、有機金
属ガス供給ノズル１０８を用いて同様の試行を行った
が、ＣａＦ2 と同様にＣｌＦ3ガスによるクリーニング
により堆積物の除去が完全に行われ、石英製の反応容器
１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、有機金属ガス供給ノズル１０８には、いかなる損傷
も見られなかった。これは、ＣａＦ2 と同様にＳｒＦ2
やＢａＦ2 も高温下でＣｌＦ3 に対する耐性があるため
である。これはＣａＦ2 、ＳｒＦ2 、ＢａＦ2 などのア
ルカリ土類金属のフッ化物は熱力学的に極めて安定な化
合物であることによる。
【０１４０】このことを確認するために、本発明者らは
以下のような実験を行った。
以下のような実験を行った。
【０１４１】ＣａＦ2 膜で被覆した石英製の基板の上に
ＢＳＴ薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料と
して用いて、ＣｌＦ3 ガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積
条件及びＣｌＦ3 ガスに晒す条件は前に記述した条件と
同じにした。また、ＣａＦ2膜で被覆しない石英製基板
上に直接ＢＳＴ薄膜を堆積したものを比較試料として用
いた。
ＢＳＴ薄膜をＣＶＤ法で１００ｎｍ堆積した物を試料と
して用いて、ＣｌＦ3 ガスに晒した。ＢＳＴ薄膜の堆積
条件及びＣｌＦ3 ガスに晒す条件は前に記述した条件と
同じにした。また、ＣａＦ2膜で被覆しない石英製基板
上に直接ＢＳＴ薄膜を堆積したものを比較試料として用
いた。
【０１４２】図１２にそのときのＢａ，Ｓｒ，Ｔｉおよ
びＳｉＯ2 のエッチング速度を示す。Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉ
のエッチング速度およびその温度依存性はＣａＦ2 被覆
膜の有無によって変わらないが、石英のエッチング速度
はＣａＦ2 被覆膜の有無により大きく異なる。すなわ
ち、ＣａＦ2 被覆がない場合は、Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉ以上
に速いエッチング速度で石英がエッチングされるが、Ｃ
ａＦ2 膜で被覆した場合、石英はほとんどエッチングさ
れない。このことは、ＣａＦ2 がＣｌＦ3 からの石英の
保護膜として作用していることがわかる。また、ＣａＦ
2 で被覆した石英をＣｌＦ3 ガスに晒す実験により、Ｃ
ｌＦ3 ガスに晒す前後でＣａＦ2 の結晶構造、組成、Ｃ
ａ，Ｆ含有量は変化が無いことを確認した。このこと
は、ＣａＦ2がＣｌＦ3 に対して耐性があることを示す
ものである。しかもＣａＦ2 のＣｌＦ 3 に対する耐性
は、ＣｌＦ3 に晒す温度を９００℃まで高くしても劣化
しないことが確認された。これは、９００℃が耐性のあ
る限界温度というわけではなく、９００℃以上の温度で
も耐性があると思われるが、実験を行っていないという
意味である。また、ＳｒＦ2 やＢａＦ2 を被覆膜として
用いた場合も以上説明したＣａＦ2 被覆膜と同様の効果
があることを、本発明者らは実験より確認した。
びＳｉＯ2 のエッチング速度を示す。Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉ
のエッチング速度およびその温度依存性はＣａＦ2 被覆
膜の有無によって変わらないが、石英のエッチング速度
はＣａＦ2 被覆膜の有無により大きく異なる。すなわ
ち、ＣａＦ2 被覆がない場合は、Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉ以上
に速いエッチング速度で石英がエッチングされるが、Ｃ
ａＦ2 膜で被覆した場合、石英はほとんどエッチングさ
れない。このことは、ＣａＦ2 がＣｌＦ3 からの石英の
保護膜として作用していることがわかる。また、ＣａＦ
2 で被覆した石英をＣｌＦ3 ガスに晒す実験により、Ｃ
ｌＦ3 ガスに晒す前後でＣａＦ2 の結晶構造、組成、Ｃ
ａ，Ｆ含有量は変化が無いことを確認した。このこと
は、ＣａＦ2がＣｌＦ3 に対して耐性があることを示す
ものである。しかもＣａＦ2 のＣｌＦ 3 に対する耐性
は、ＣｌＦ3 に晒す温度を９００℃まで高くしても劣化
しないことが確認された。これは、９００℃が耐性のあ
る限界温度というわけではなく、９００℃以上の温度で
も耐性があると思われるが、実験を行っていないという
意味である。また、ＳｒＦ2 やＢａＦ2 を被覆膜として
用いた場合も以上説明したＣａＦ2 被覆膜と同様の効果
があることを、本発明者らは実験より確認した。
【０１４３】なお、ＣａＦ2 で石英の表面をコーティン
グすることによって石英のダメージを抑制することがで
きるので、クリーニング温度を通常よりさらに高い温度
にすることができるので、クリーニングガスとしてＴｉ
Ｃｌ4 を含まないガス（即ち、フッ素を含むハロゲンガ
ス、あるいはハロゲン間化合物ガス等）を用いてもＳｒ
及びＢａをエッチングすることも可能である。
グすることによって石英のダメージを抑制することがで
きるので、クリーニング温度を通常よりさらに高い温度
にすることができるので、クリーニングガスとしてＴｉ
Ｃｌ4 を含まないガス（即ち、フッ素を含むハロゲンガ
ス、あるいはハロゲン間化合物ガス等）を用いてもＳｒ
及びＢａをエッチングすることも可能である。
【０１４４】［第１０実施形態］本実施形態では、第９
実施形態で説明したようなアルカリ土類金属のフッ化物
で被覆した石英部材を用いるのではなく、通常の石英部
材を用いてＢＳＴ堆積前にアルカリ土類金属のフッ化物
をＣＶＤ法で堆積することにより、アルカリ土類金属の
フッ化物を石英部材上に被膜として堆積する方法を説明
する。
実施形態で説明したようなアルカリ土類金属のフッ化物
で被覆した石英部材を用いるのではなく、通常の石英部
材を用いてＢＳＴ堆積前にアルカリ土類金属のフッ化物
をＣＶＤ法で堆積することにより、アルカリ土類金属の
フッ化物を石英部材上に被膜として堆積する方法を説明
する。
【０１４５】本実施形態では、図１と同じ装置を用い
た。ただし、石英部材はいずれもＣａＦ2 で被覆しない
ものを用いた。なお、ＣａＦ2 膜を堆積するためのガス
をポート１１１から供給する。
た。ただし、石英部材はいずれもＣａＦ2 で被覆しない
ものを用いた。なお、ＣａＦ2 膜を堆積するためのガス
をポート１１１から供給する。
【０１４６】この装置を用いてＣａＦ2 保護膜の堆積、
ＢＳＴ薄膜の成膜、ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング
を行った手順を説明する。先ず、基板ボート１０５を基
板１１５を搭載しない状態で１０１内に導入する。基板
ボート１０５を導入した後、圧力調整バルブ１１３を開
けて、真空排気ポンプ１１４で反応容器１０１内を排気
した後圧力調整バルブ１１３で反応容器内圧力が１３３
Ｐａになるように圧力調整を行い、ＣａＦ2 保護膜のコ
ーティングを堆積させる部位を加熱するため抵抗加熱ヒ
ータ１０４を動作させる。反応容器１０１内が十分に排
気され、被堆積部の温度が５００℃になったら、ＣａＦ
2 保護膜の堆積用ガスであるＣａ（ＨＦＡ）2 （ＨＦＡ
＝Ｃ5 ＨＦ6 Ｏ2 、ヘクサフルオロアセチルアセトン）
及び希釈ガスであるＡｒを反応容器内に導入し、ＣａＦ
2 膜の堆積を開始する。３０分の膜堆積を行うことによ
り反応容器１０１、内管１０２および基板ボート１０
５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８内部等の被堆積
部に膜厚１００ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＣａＦ
2 膜の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停
止することで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内
の残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気
した後、反応容器１０１内を常圧に戻す。ＣａＦ2 膜の
堆積後、反応容器１０１、内管１０２及び基板ボート１
０５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８の内部にＣａ
Ｆ2 膜の堆積が認められた。
ＢＳＴ薄膜の成膜、ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング
を行った手順を説明する。先ず、基板ボート１０５を基
板１１５を搭載しない状態で１０１内に導入する。基板
ボート１０５を導入した後、圧力調整バルブ１１３を開
けて、真空排気ポンプ１１４で反応容器１０１内を排気
した後圧力調整バルブ１１３で反応容器内圧力が１３３
Ｐａになるように圧力調整を行い、ＣａＦ2 保護膜のコ
ーティングを堆積させる部位を加熱するため抵抗加熱ヒ
ータ１０４を動作させる。反応容器１０１内が十分に排
気され、被堆積部の温度が５００℃になったら、ＣａＦ
2 保護膜の堆積用ガスであるＣａ（ＨＦＡ）2 （ＨＦＡ
＝Ｃ5 ＨＦ6 Ｏ2 、ヘクサフルオロアセチルアセトン）
及び希釈ガスであるＡｒを反応容器内に導入し、ＣａＦ
2 膜の堆積を開始する。３０分の膜堆積を行うことによ
り反応容器１０１、内管１０２および基板ボート１０
５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８内部等の被堆積
部に膜厚１００ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。ＣａＦ
2 膜の堆積は、原料ガスの反応容器１０１への導入を停
止することで終了する。堆積終了後、反応容器１０１内
の残留ガスを排除するため、真空排気する。十分に排気
した後、反応容器１０１内を常圧に戻す。ＣａＦ2 膜の
堆積後、反応容器１０１、内管１０２及び基板ボート１
０５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８の内部にＣａ
Ｆ2 膜の堆積が認められた。
【０１４７】次に、基板上にＢＳＴ薄膜を堆積する工程
を行う。基板１１５を基板ボート１０５に搭載し、反応
容器１０１内に導入する。基板１１５は、シリコン基板
に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ（ＴＨＤ）3
（ＴＨＤ＝Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）を用いたＣＶＤ法でＳｒＲｕ
Ｏ3 （ＳＲＯ）を５０ｎｍ堆積したものである。
を行う。基板１１５を基板ボート１０５に搭載し、反応
容器１０１内に導入する。基板１１５は、シリコン基板
に熱酸化法により形成された１００ｎｍの酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）上にＳｒ（ＴＨＤ）2 とＲｕ（ＴＨＤ）3
（ＴＨＤ＝Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）を用いたＣＶＤ法でＳｒＲｕ
Ｏ3 （ＳＲＯ）を５０ｎｍ堆積したものである。
【０１４８】次いで、第１実施形態と同様にＢＳＴ薄膜
の成膜を２０分行った後、基板１１５を取り出す。ＢＳ
Ｔ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０２および基板
ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８の外
部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が認められ
た。
の成膜を２０分行った後、基板１１５を取り出す。ＢＳ
Ｔ薄膜堆積後、反応容器１０１、内管１０２および基板
ボート１０５、保温搭１０６の上部、ノズル１０８の外
部にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が認められ
た。
【０１４９】次に、装置のクリーニングを行う。先ず、
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。次に本実施形態に用
いたクリーニングガスであるＣｌＦ3 ガス及びＴｉＣｌ
4 ガスと希釈ガスであるＡｒをガス導入ポート１１１か
ら反応容器１０１内に導入する。それぞれのガスの流量
は、ＣｌＦ3 ガスを２０００ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4 ガス
を１００ｓｃｃｍ、Ａｒガスを３０００ｓｃｃｍとし
た。またクリーニング時の反応容器の圧力は１３３Ｐａ
になるように圧力調整バルブ１１３で調整した。
真空排気ポンプを用いて反応容器１０１内を排気する。
抵抗加熱ヒータ１０４を用いて被クリーニング部である
反応容器１０１、内管１０２、ノズル１０８、及び基板
ボート１０５をクリーニングに必要な温度に加熱する。
本実施形態では、８５０℃とした。次に本実施形態に用
いたクリーニングガスであるＣｌＦ3 ガス及びＴｉＣｌ
4 ガスと希釈ガスであるＡｒをガス導入ポート１１１か
ら反応容器１０１内に導入する。それぞれのガスの流量
は、ＣｌＦ3 ガスを２０００ｓｃｃｍ、ＴｉＣｌ4 ガス
を１００ｓｃｃｍ、Ａｒガスを３０００ｓｃｃｍとし
た。またクリーニング時の反応容器の圧力は１３３Ｐａ
になるように圧力調整バルブ１１３で調整した。
【０１５０】クリーニングを５分間行った結果、反応容
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。また、石英からなる反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６、ノズル１０８に
は、クリーニングガスによるいかなる損傷も認められな
かった。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積
を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを
用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子
汚染はほとんど見られなかった。
器１０１、内管１０２、基板ボート１０５、保温搭１０
６、ノズル１０８に付着していた堆積物は完全に除去さ
れた。また、石英からなる反応容器１０１、内管１０
２、基板ボート１０５、保温搭１０６、ノズル１０８に
は、クリーニングガスによるいかなる損傷も認められな
かった。その後、新たな基板を用いてＢＳＴ薄膜の堆積
を行い、堆積後の粒子汚染をパーティクルカウンターを
用いて調べた結果、最初の処理基板と大差は無く、粒子
汚染はほとんど見られなかった。
【０１５１】以上説明したように、ＣｌＦ3 ガスを用い
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが石英に損傷を与えることなく可能であるこ
とを確認した。このように、８５０℃の高温でＣｌＦ3
ガス雰囲気に石英部材を晒しても石英にいかなる損傷が
見られなかったのは、ＣｌＦ3 ガスに晒される石英部材
の表面がＣａＦ2 により被覆されていることによる。即
ち、石英は高温下でＣｌＦ3 により腐食されるが、Ｃａ
Ｆ2 は高温でもＣｌＦ3 に腐食されることは無く保護膜
として働いていることが確認された。このようにガスを
用いて通常のＣＶＤと同様の手法で形成したＣａＦ2 膜
も高温下でのＣｌＦ3 耐性があり、ＣｌＦ3 クリーニン
グ時の石英の保護膜として有効であることを確認した。
ることにより本発明のＢＳＴ薄膜の化学気相堆積後のク
リーニングが石英に損傷を与えることなく可能であるこ
とを確認した。このように、８５０℃の高温でＣｌＦ3
ガス雰囲気に石英部材を晒しても石英にいかなる損傷が
見られなかったのは、ＣｌＦ3 ガスに晒される石英部材
の表面がＣａＦ2 により被覆されていることによる。即
ち、石英は高温下でＣｌＦ3 により腐食されるが、Ｃａ
Ｆ2 は高温でもＣｌＦ3 に腐食されることは無く保護膜
として働いていることが確認された。このようにガスを
用いて通常のＣＶＤと同様の手法で形成したＣａＦ2 膜
も高温下でのＣｌＦ3 耐性があり、ＣｌＦ3 クリーニン
グ時の石英の保護膜として有効であることを確認した。
【０１５２】また、保護膜としてＳｒＦ2 、ＢａＦ2 を
ガスを用いてＢＳＴ薄膜のＣＶＤ成膜に先立ちＳｒＦ2
あるいはＢａＦ2 膜を保護しても上記ＣａＦ2 と同様に
ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング時に石英の保護が出
来ることを確認した。その際のＳｒＦ2 およびＢａＦ2
膜の堆積用ガスとしてはＳｒ（ＨＦＡ）2 、Ｂａ（ＨＦ
Ａ）2 を用いた。また、本発明者らは、１回のアルカリ
土類金属のフッ化物保護膜の堆積に対しＢＳＴ薄膜の堆
積を複数回繰り返してもＣｌＦ3 ガスクリーニング時の
石英部材の損傷が無いことを確認した。
ガスを用いてＢＳＴ薄膜のＣＶＤ成膜に先立ちＳｒＦ2
あるいはＢａＦ2 膜を保護しても上記ＣａＦ2 と同様に
ＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング時に石英の保護が出
来ることを確認した。その際のＳｒＦ2 およびＢａＦ2
膜の堆積用ガスとしてはＳｒ（ＨＦＡ）2 、Ｂａ（ＨＦ
Ａ）2 を用いた。また、本発明者らは、１回のアルカリ
土類金属のフッ化物保護膜の堆積に対しＢＳＴ薄膜の堆
積を複数回繰り返してもＣｌＦ3 ガスクリーニング時の
石英部材の損傷が無いことを確認した。
【０１５３】このように、ガスを用いて保護膜を形成す
る方法には、通常のＣＶＤ同様ガスを用いて保護膜を形
成するので、保護膜形成の際装置を分解する必要が無
い、多数回のＢＳＴ成膜とＣｌＦ3 クリーニングを行う
ことにより保護膜の劣化が起こっても、その時点で直ち
に装置を分解することなく保護膜を形成することができ
る、などの利点がある。このことは、装置稼働率の向
上、スループットの向上につながる。
る方法には、通常のＣＶＤ同様ガスを用いて保護膜を形
成するので、保護膜形成の際装置を分解する必要が無
い、多数回のＢＳＴ成膜とＣｌＦ3 クリーニングを行う
ことにより保護膜の劣化が起こっても、その時点で直ち
に装置を分解することなく保護膜を形成することができ
る、などの利点がある。このことは、装置稼働率の向
上、スループットの向上につながる。
【０１５４】第９，１０実施形態では、ＢＳＴの成膜装
置、およびそのクリーニング方法を例に採ったが、本発
明はこれに限るもので無く、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で他の例にも適用可能である。例えば、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2 Ｏ9 などの強誘電体、ＳｒＲｕＯ3 などの電極材
料など、アルカリ土類金属を構成元素として含む薄膜の
ＣＶＤ装置のガスクリーニングには、ＣｌＦ3 などの腐
食性の高いガスを用いて高温で行う必要があり、この結
果石英部材の損傷が起こる。このような材料のＣＶＤ装
置にも、本発明は適用可能である。
置、およびそのクリーニング方法を例に採ったが、本発
明はこれに限るもので無く、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で他の例にも適用可能である。例えば、ＳｒＢｉ2
Ｔａ2 Ｏ9 などの強誘電体、ＳｒＲｕＯ3 などの電極材
料など、アルカリ土類金属を構成元素として含む薄膜の
ＣＶＤ装置のガスクリーニングには、ＣｌＦ3 などの腐
食性の高いガスを用いて高温で行う必要があり、この結
果石英部材の損傷が起こる。このような材料のＣＶＤ装
置にも、本発明は適用可能である。
【０１５５】［第１１実施形態］第１１〜第１５実施形
態では、再びハロゲンガス、特に塩素ガスを用いたエッ
チングの実施形態を説明する。
態では、再びハロゲンガス、特に塩素ガスを用いたエッ
チングの実施形態を説明する。
【０１５６】第１１実施形態は、塩素ガスを用いたＢＳ
Ｔ薄膜のドライエッチングを、２段階に分けて行うもの
である。本実施形態は、キャパシタ誘電体膜としてＢＳ
Ｔ薄膜を形成した半導体記憶装置の周辺回路部でのＢＳ
Ｔ薄膜エッチングの例である。
Ｔ薄膜のドライエッチングを、２段階に分けて行うもの
である。本実施形態は、キャパシタ誘電体膜としてＢＳ
Ｔ薄膜を形成した半導体記憶装置の周辺回路部でのＢＳ
Ｔ薄膜エッチングの例である。
【０１５７】図１９にＢＳＴエッチングを行う半導体記
憶装置１１００の断面図を示す。ＤＲＡＭセル部１１０
２では、膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜１１０３は、上下を
電極であるルテニウム膜１１０４、１１０５に挟まれて
キャパシタを形成している。一方、周辺回路部１１０６
ではＢＳＴ薄膜１１０３は層間絶縁膜のシリコン酸化膜
１１０７上に形成されており、ＢＳＴ薄膜の上を電極の
ルテニウム膜１１０５が被覆している。
憶装置１１００の断面図を示す。ＤＲＡＭセル部１１０
２では、膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜１１０３は、上下を
電極であるルテニウム膜１１０４、１１０５に挟まれて
キャパシタを形成している。一方、周辺回路部１１０６
ではＢＳＴ薄膜１１０３は層間絶縁膜のシリコン酸化膜
１１０７上に形成されており、ＢＳＴ薄膜の上を電極の
ルテニウム膜１１０５が被覆している。
【０１５８】周辺回路部の配線等を行うためには、周辺
回路部１１０６上のＢＳＴ薄膜１１０３、ルテニウム膜
１１０５を除去することが必要である。その工程を図２
０を参照して説明する。図２０は、分かり易くするため
に周辺回路部１１０６のみを拡大した図である。
回路部１１０６上のＢＳＴ薄膜１１０３、ルテニウム膜
１１０５を除去することが必要である。その工程を図２
０を参照して説明する。図２０は、分かり易くするため
に周辺回路部１１０６のみを拡大した図である。
【０１５９】先ず、ルテニウム膜１１０５上にハードマ
スクとしてプラズマＣＶＤにより、３００ｎｍのシリコ
ン酸化膜１１０８を形成し、通常のリソグラフ技術とド
ライエッチング技術により、シリコン酸化膜１１０８、
ルテニウム膜１１０５のパターニングを行う（図２０
（ａ））。
スクとしてプラズマＣＶＤにより、３００ｎｍのシリコ
ン酸化膜１１０８を形成し、通常のリソグラフ技術とド
ライエッチング技術により、シリコン酸化膜１１０８、
ルテニウム膜１１０５のパターニングを行う（図２０
（ａ））。
【０１６０】ＢＳＴ薄膜のドライエッチングは、以下の
ように行う。即ち、被処理基板１０１は透明石英製のサ
セプタで支持し、ハロゲンランプを用いた加熱ヒータで
加熱する。希釈ガスとして窒素ガス、エッチングガスと
して塩素ガスをそれぞれ流量５０ｓｃｃｍで供給し、エ
ッチング圧力は１３３Ｐａとする。このようなエッチン
グガス供給条件で、以下の異なるエッチング温度条件で
ＢＳＴ薄膜のエッチングを行った。但し、昇温速度は１
００℃／ｓｅｃ、降温速度は自然降温で約２０℃／ｓｅ
ｃとした。
ように行う。即ち、被処理基板１０１は透明石英製のサ
セプタで支持し、ハロゲンランプを用いた加熱ヒータで
加熱する。希釈ガスとして窒素ガス、エッチングガスと
して塩素ガスをそれぞれ流量５０ｓｃｃｍで供給し、エ
ッチング圧力は１３３Ｐａとする。このようなエッチン
グガス供給条件で、以下の異なるエッチング温度条件で
ＢＳＴ薄膜のエッチングを行った。但し、昇温速度は１
００℃／ｓｅｃ、降温速度は自然降温で約２０℃／ｓｅ
ｃとした。
【０１６１】エッチング温度条件は、次の６条件を選ん
だ。
だ。
【０１６２】（１） ５００℃で２分間のエッチング
後、８２０℃で２分間のエッチング （２） ８２０℃で２分間のエッチング後、５００℃で
２分間のエッチング （３） 参照として５００℃で２分間のエッチングのみ （４） 参照として８２０℃で２分間のエッチングのみ （５） 参照として５００℃で２時間のエッチングのみ （６） 参照として８２０℃で２時間のエッチングのみ その結果を表４に示す。表４は、ＢＳＴ薄膜を構成する
Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉの各金属の各温度条件におけるエッチ
ング量を示している。
後、８２０℃で２分間のエッチング （２） ８２０℃で２分間のエッチング後、５００℃で
２分間のエッチング （３） 参照として５００℃で２分間のエッチングのみ （４） 参照として８２０℃で２分間のエッチングのみ （５） 参照として５００℃で２時間のエッチングのみ （６） 参照として８２０℃で２時間のエッチングのみ その結果を表４に示す。表４は、ＢＳＴ薄膜を構成する
Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉの各金属の各温度条件におけるエッチ
ング量を示している。
【０１６３】
【表４】
【０１６４】表４より、（３）の５００℃のエッチング
ではＢＳＴ薄膜中のＴｉのみ、（４）の８２０℃のエッ
チングでは主にＢａ，Ｓｒがエッチングされることがわ
かる。また、（３）、（４）の結果をエッチング処理時
間を伸ばした（５）、（６）とそれぞれを比較すると、
エッチング時間を延伸しても、各金属の被エッチング量
は殆ど差異が見られないことがわかる。
ではＢＳＴ薄膜中のＴｉのみ、（４）の８２０℃のエッ
チングでは主にＢａ，Ｓｒがエッチングされることがわ
かる。また、（３）、（４）の結果をエッチング処理時
間を伸ばした（５）、（６）とそれぞれを比較すると、
エッチング時間を延伸しても、各金属の被エッチング量
は殆ど差異が見られないことがわかる。
【０１６５】これに対して（１）、（２）の方法では、
いずれも２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が完全にエッチングされ
てることがわかり、２段階のエッチングを行うことでＢ
ＳＴ薄膜を完全にドライエッチングできることが確認さ
れた。
いずれも２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が完全にエッチングされ
てることがわかり、２段階のエッチングを行うことでＢ
ＳＴ薄膜を完全にドライエッチングできることが確認さ
れた。
【０１６６】また、（１）、（２）、（３）、（４）の
条件の被処理基板の断面を観察した結果、（１）、
（２）については、図２０（ｂ）のように、ＢＳＴ薄膜
１０３がパターニングされていることが確認された。
（３）、（４）の基板については図２０（ｃ）に示すよ
うに、形状は図２０（ａ）と大きな差異は見られなかっ
た。（３）、（４）の試料について、シリコン酸化膜マ
スク開口部直下のＢＳＴ膜１０９をＴＥＭ―ＥＤＸで評
価した結果、（３）の条件の場合、構成元素としてはＢ
ａとＳｒのみ、（４）の条件の場合にはＴｉのみしか検
出されなかった。
条件の被処理基板の断面を観察した結果、（１）、
（２）については、図２０（ｂ）のように、ＢＳＴ薄膜
１０３がパターニングされていることが確認された。
（３）、（４）の基板については図２０（ｃ）に示すよ
うに、形状は図２０（ａ）と大きな差異は見られなかっ
た。（３）、（４）の試料について、シリコン酸化膜マ
スク開口部直下のＢＳＴ膜１０９をＴＥＭ―ＥＤＸで評
価した結果、（３）の条件の場合、構成元素としてはＢ
ａとＳｒのみ、（４）の条件の場合にはＴｉのみしか検
出されなかった。
【０１６７】即ち、Ｔｉのみをエッチングできる５００
℃の塩素エッチングと、Ｔｉは殆どエッチングできない
がＢａ，Ｓｒをエッチングできる８２０℃のエッチング
を組み合わせることで、３種類の金属を含むＢＳＴ薄膜
を完全に短時間でドライエッチングすることができる。
また、Ｃｌ２ガスに晒されているＳｉＯ2 １１０８や１
１０７には、全く損傷が見られれず、膜厚の減少も無か
った。また、被処理基板が載っていた石英サセプタを調
べた結果、エッチングされた痕跡、傷あるいは堆積物等
は見られなかった。
℃の塩素エッチングと、Ｔｉは殆どエッチングできない
がＢａ，Ｓｒをエッチングできる８２０℃のエッチング
を組み合わせることで、３種類の金属を含むＢＳＴ薄膜
を完全に短時間でドライエッチングすることができる。
また、Ｃｌ２ガスに晒されているＳｉＯ2 １１０８や１
１０７には、全く損傷が見られれず、膜厚の減少も無か
った。また、被処理基板が載っていた石英サセプタを調
べた結果、エッチングされた痕跡、傷あるいは堆積物等
は見られなかった。
【０１６８】なお、８２０℃と５００℃との間の適切な
エッチング温度を選定することで、単一のエッチング温
度でＢＳＴ薄膜をエッチングすることは可能である。し
かしながら、このようなエッチング温度はエッチングさ
れるＢＳＴ薄膜の膜組成によって異なる値になるため
に、エッチング残査が発生し易い、あるいは半導体装置
のパターンが形成された被処理基板の実温度は、半導体
装置パターンによって変化する。このため、ウェハ上の
パターン毎にエッチング温度を設定する必要があり、プ
ロセスマージンが小さいという問題がある。これに対
し、本実施形態の方法によれば、どのような組成のＢＳ
Ｔ薄膜が形成されていても、確実にエッチングすること
ができる。
エッチング温度を選定することで、単一のエッチング温
度でＢＳＴ薄膜をエッチングすることは可能である。し
かしながら、このようなエッチング温度はエッチングさ
れるＢＳＴ薄膜の膜組成によって異なる値になるため
に、エッチング残査が発生し易い、あるいは半導体装置
のパターンが形成された被処理基板の実温度は、半導体
装置パターンによって変化する。このため、ウェハ上の
パターン毎にエッチング温度を設定する必要があり、プ
ロセスマージンが小さいという問題がある。これに対
し、本実施形態の方法によれば、どのような組成のＢＳ
Ｔ薄膜が形成されていても、確実にエッチングすること
ができる。
【０１６９】また、本実施形態と同様な装置を用いて、
ＳＲＯ（ＳｒＲｕＯ３）２０ｎｍ／ＳＢＴ（Ｂｉ２Ｓｒ
Ｔａ２Ｏ９）４０ｎｍ／ＳＲＯ５０ｎｍの３層構造に対
し、やはりシリコン酸化膜をマスクとしたエッチングを
試行した。ガス条件は上の例と同じにして１回目のエッ
チングを５００℃で１０分間、２回目のエッチングを８
０℃で２０分間行うことで３層構造を完全にエッチング
することができた。
ＳＲＯ（ＳｒＲｕＯ３）２０ｎｍ／ＳＢＴ（Ｂｉ２Ｓｒ
Ｔａ２Ｏ９）４０ｎｍ／ＳＲＯ５０ｎｍの３層構造に対
し、やはりシリコン酸化膜をマスクとしたエッチングを
試行した。ガス条件は上の例と同じにして１回目のエッ
チングを５００℃で１０分間、２回目のエッチングを８
０℃で２０分間行うことで３層構造を完全にエッチング
することができた。
【０１７０】［第１２実施形態］第１２実施形態では、
ＢＳＴ膜を堆積するための化学気相堆積（ＣＶＤ）装置
に、本発明のクリーニング方法を適用した場合について
説明する。
ＢＳＴ膜を堆積するための化学気相堆積（ＣＶＤ）装置
に、本発明のクリーニング方法を適用した場合について
説明する。
【０１７１】本実施形態のＢＳＴ成膜ＣＶＤ装置の反応
容器クリーニングは、低温でＢＳＴ膜中のＴｉのみをエ
ッチングするエッチングと、高温でＢａ，Ｓｒのみをエ
ッチングするエッチングとを連続して行うことにより、
厚いＢＳＴ膜をエッチングするものである。
容器クリーニングは、低温でＢＳＴ膜中のＴｉのみをエ
ッチングするエッチングと、高温でＢａ，Ｓｒのみをエ
ッチングするエッチングとを連続して行うことにより、
厚いＢＳＴ膜をエッチングするものである。
【０１７２】第１１実施形態でも述べたように、単一の
温度条件のみでＢＳＴ膜をエッチングする場合、エッチ
ング温度の選定が非常に難しいため、チャンバークリー
ニングのように厚いＢＳＴ膜をエッチングする場合、単
一の温度でのエッチングは更に困難になる。これは、Ｂ
ＳＴ膜を構成するＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング速度が
異なるからである。例えば、Ｂａ，Ｓｒのエッチング速
度が速いとすると、エッチング処理中にＢＳＴ膜の表面
にはエッチング速度の遅いＴｉが残存することになる。
この残存したＴｉが、ＢＳＴ膜中からのＢａＣｌ２やＳ
ｒＣｌ２ガスの外方拡散を阻害してエッチングを停止し
てしまうためである。
温度条件のみでＢＳＴ膜をエッチングする場合、エッチ
ング温度の選定が非常に難しいため、チャンバークリー
ニングのように厚いＢＳＴ膜をエッチングする場合、単
一の温度でのエッチングは更に困難になる。これは、Ｂ
ＳＴ膜を構成するＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング速度が
異なるからである。例えば、Ｂａ，Ｓｒのエッチング速
度が速いとすると、エッチング処理中にＢＳＴ膜の表面
にはエッチング速度の遅いＴｉが残存することになる。
この残存したＴｉが、ＢＳＴ膜中からのＢａＣｌ２やＳ
ｒＣｌ２ガスの外方拡散を阻害してエッチングを停止し
てしまうためである。
【０１７３】図２１は、本実施形態に用いたホットウォ
ールバッチ炉の構成図である。石英製の反応容器１２０
１内に内管１２０２が設置され、内管１２０２内には被
処理基板１２０３が載置された基板ボート１２０４が収
納される。反応容器１２０１の外部に加熱ヒーター１２
０５が設置されている。反応容器の加熱ヒーター１２０
５としては、急速昇降温に適する熱容量の小さいヒータ
ーが採用されている。また、加熱ヒーター１２０５の下
部には、加熱ヒーターに空気を大量に吹き付けて加熱ヒ
ーター自体を冷却するための石英ノズル１２０６が取り
付けられている。反応容器温度を急冷する場合には、前
述の石英ノズル１２０６から加熱ヒーターに冷却空気を
吹き付けて、石英管上部の排気口１２０７より熱気を排
気することで、反応容器温度を急冷することができるよ
うになっている。
ールバッチ炉の構成図である。石英製の反応容器１２０
１内に内管１２０２が設置され、内管１２０２内には被
処理基板１２０３が載置された基板ボート１２０４が収
納される。反応容器１２０１の外部に加熱ヒーター１２
０５が設置されている。反応容器の加熱ヒーター１２０
５としては、急速昇降温に適する熱容量の小さいヒータ
ーが採用されている。また、加熱ヒーター１２０５の下
部には、加熱ヒーターに空気を大量に吹き付けて加熱ヒ
ーター自体を冷却するための石英ノズル１２０６が取り
付けられている。反応容器温度を急冷する場合には、前
述の石英ノズル１２０６から加熱ヒーターに冷却空気を
吹き付けて、石英管上部の排気口１２０７より熱気を排
気することで、反応容器温度を急冷することができるよ
うになっている。
【０１７４】クリーニングガスの塩素、希釈ガスの窒素
は、マスフローコントローラ１２０８，１２０９とバル
ブ１２１０，１２１１を介して、内管１２０２の下部に
導入される。ＢＳＴ膜の堆積に必要なガス（ＢＳＴの原
料ガスであるＢａ（ＴＨＤ） ２、Ｓｒ（ＴＨＤ）２，Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）２（ＴＨＤ）２およびＯ２）の供給系
については図示を省略してある。
は、マスフローコントローラ１２０８，１２０９とバル
ブ１２１０，１２１１を介して、内管１２０２の下部に
導入される。ＢＳＴ膜の堆積に必要なガス（ＢＳＴの原
料ガスであるＢａ（ＴＨＤ） ２、Ｓｒ（ＴＨＤ）２，Ｔ
ｉ（ｉ−ＯＰｒ）２（ＴＨＤ）２およびＯ２）の供給系
については図示を省略してある。
【０１７５】また、反応容器１２０１に圧力調整バルブ
１２１２を介して真空ポンプ１２１３が接続されてい
る。また、真空ポンプ１２１３の排気側が、クリ−ニン
グガスやＢＳＴ膜堆積ガスを無害化して排気するための
排ガス処理装置１２１４に接続されている。
１２１２を介して真空ポンプ１２１３が接続されてい
る。また、真空ポンプ１２１３の排気側が、クリ−ニン
グガスやＢＳＴ膜堆積ガスを無害化して排気するための
排ガス処理装置１２１４に接続されている。
【０１７６】以下、クリーニング方法を説明する。ま
ず、ＢＳＴ成膜を行う基板１２０３を基板ボート１２０
４に搭載し、反応容器１２０１内に導入する。基板１２
０３としては、エッチング評価を行うために、シリコン
基板を熱酸化して両面全面にシリコン酸化膜１００ｎｍ
を形成した基板を用いた。
ず、ＢＳＴ成膜を行う基板１２０３を基板ボート１２０
４に搭載し、反応容器１２０１内に導入する。基板１２
０３としては、エッチング評価を行うために、シリコン
基板を熱酸化して両面全面にシリコン酸化膜１００ｎｍ
を形成した基板を用いた。
【０１７７】次に、圧力調整バルブ１２１２を開けて、
真空ポンプ１２１３で反応容器１２０１内を排気する。
この時の反応容器の設定温度を３００℃とする。
真空ポンプ１２１３で反応容器１２０１内を排気する。
この時の反応容器の設定温度を３００℃とする。
【０１７８】反応容器１２０１内を充分に排気した後
に、反応容器１２０１の設定温度を４５０℃とする。基
板１２０３の温度が４５０℃になった後、ＢＳＴ膜の堆
積用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）２、Ｓｒ（ＴＨＤ）２，
Ｔｉ（ｉ−ＯＰｒ）２（ＴＨＤ）２、Ｏ２および希釈ガ
スであるＡｒを反応容器内に導入し、ＢＳＴ膜の堆積を
開始する。各原料ガスの流量は、堆積するＢＳＴ膜の組
成がＢａ０．５Ｓｒ０． ５ＴｉＯ３になるように調整さ
れている。
に、反応容器１２０１の設定温度を４５０℃とする。基
板１２０３の温度が４５０℃になった後、ＢＳＴ膜の堆
積用ガスであるＢａ（ＴＨＤ）２、Ｓｒ（ＴＨＤ）２，
Ｔｉ（ｉ−ＯＰｒ）２（ＴＨＤ）２、Ｏ２および希釈ガ
スであるＡｒを反応容器内に導入し、ＢＳＴ膜の堆積を
開始する。各原料ガスの流量は、堆積するＢＳＴ膜の組
成がＢａ０．５Ｓｒ０． ５ＴｉＯ３になるように調整さ
れている。
【０１７９】１回５分の膜堆積を行うことにより、基板
１２０３上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。
ＢＳＴ膜の堆積は、原料ガスの反応容器１２０１への導
入を停止することで終了する。堆積終了後、反応容器１
２０１内の残留ガスを排除するために、真空排気と窒素
パージを繰り返して、残存するガスを完全にパージす
る。充分に排気を行った後、反応容器１２０１内を常圧
に戻し、基板１２０３を取り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、
反応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート１
２０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が認め
られ、その組成はＢａ０．５Ｓｒ０．５Ｔｉ１．５Ｏ
４−ｄ（ｄ≒０）、膜厚は約２０ｎｍであることが確認
された。このような成膜シーケンスを５０回繰り返した
結果、反応容器１２０１、内管１２０２、基板１２０３
および基板ボート１２０４に膜厚約１μｍのＢＳＴ膜が
形成された。
１２０３上に膜厚２０ｎｍのＢＳＴ薄膜が形成される。
ＢＳＴ膜の堆積は、原料ガスの反応容器１２０１への導
入を停止することで終了する。堆積終了後、反応容器１
２０１内の残留ガスを排除するために、真空排気と窒素
パージを繰り返して、残存するガスを完全にパージす
る。充分に排気を行った後、反応容器１２０１内を常圧
に戻し、基板１２０３を取り出す。ＢＳＴ薄膜堆積後、
反応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート１
２０４にＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ及びＯを含む膜の堆積が認め
られ、その組成はＢａ０．５Ｓｒ０．５Ｔｉ１．５Ｏ
４−ｄ（ｄ≒０）、膜厚は約２０ｎｍであることが確認
された。このような成膜シーケンスを５０回繰り返した
結果、反応容器１２０１、内管１２０２、基板１２０３
および基板ボート１２０４に膜厚約１μｍのＢＳＴ膜が
形成された。
【０１８０】次に、装置のクリーニングを行う。先ず、
真空ポンプを用いて反応容器１２０１内を排気する。加
熱ヒーター１２０３を用いて被クリーニング部である反
応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート１２
０４を第１のエッチングに必要な５００℃に加熱する。
真空ポンプを用いて反応容器１２０１内を排気する。加
熱ヒーター１２０３を用いて被クリーニング部である反
応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート１２
０４を第１のエッチングに必要な５００℃に加熱する。
【０１８１】次に、図２２に示すような温度プロファイ
ルに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。最初に反応
容器内に窒素を流量３ＳＬＭで流し、圧力調整バルブを
用いて反応容器内の圧力を２００Ｐａに保ち、反応容器
の温度を５００℃で一定に保持する。次に、塩素ガスを
２ＳＬＭ、窒素ガスを３ＳＬＭで反応容器内に導入し、
反応容器の圧力を２００Ｐａに制御し、この状態で３０
分間エッチングを行う。
ルに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。最初に反応
容器内に窒素を流量３ＳＬＭで流し、圧力調整バルブを
用いて反応容器内の圧力を２００Ｐａに保ち、反応容器
の温度を５００℃で一定に保持する。次に、塩素ガスを
２ＳＬＭ、窒素ガスを３ＳＬＭで反応容器内に導入し、
反応容器の圧力を２００Ｐａに制御し、この状態で３０
分間エッチングを行う。
【０１８２】次に、エッチングガスを流し、反応容器の
圧力を２００Ｐａに制御した状態で、１００℃／ｍｉｎ
で反応容器の温度を８５０℃まで昇温し、８５０℃で３
０分間保持する。
圧力を２００Ｐａに制御した状態で、１００℃／ｍｉｎ
で反応容器の温度を８５０℃まで昇温し、８５０℃で３
０分間保持する。
【０１８３】次に、塩素ガスの供給を止め、反応容器の
温度を５０℃／ｍｉｎで降温しながら、反応容器１２０
１の真空排気と窒素パージを繰り返して反応容器内の残
留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ終了後、反応
容器１２０１の温度を５００℃で安定させ、反応容器を
常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２０３上のＢＳＴ
膜のエッチング量を評価したところ、１μｍのＢＳＴ膜
が完全にエッチングされていることが確認された。
温度を５０℃／ｍｉｎで降温しながら、反応容器１２０
１の真空排気と窒素パージを繰り返して反応容器内の残
留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ終了後、反応
容器１２０１の温度を５００℃で安定させ、反応容器を
常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２０３上のＢＳＴ
膜のエッチング量を評価したところ、１μｍのＢＳＴ膜
が完全にエッチングされていることが確認された。
【０１８４】本実施形態においてＢＳＴ膜が完全にエッ
チングされる機構を説明する。
チングされる機構を説明する。
【０１８５】図２３に、膜厚１μｍのＢＳＴ膜を成膜し
た基板を３０分間、上述のエッチングガス条件で、エッ
チング温度のみを４００℃から９００℃まで変化させて
エッチングした時のＢＳＴ膜を構成する各金属元素の残
存量を示す。図２３より分かるように、ＢＳＴ膜の構成
金属毎にエッチング特性の温度依存性は異なっており、
低温ではＴｉがエッチングされやすいのに対し、高温で
はＢａ，Ｓｒがエッチングされやすい傾向にある。
た基板を３０分間、上述のエッチングガス条件で、エッ
チング温度のみを４００℃から９００℃まで変化させて
エッチングした時のＢＳＴ膜を構成する各金属元素の残
存量を示す。図２３より分かるように、ＢＳＴ膜の構成
金属毎にエッチング特性の温度依存性は異なっており、
低温ではＴｉがエッチングされやすいのに対し、高温で
はＢａ，Ｓｒがエッチングされやすい傾向にある。
【０１８６】即ち、本実施形態では５００℃でまずエッ
チングを行うことにより、ＢＳＴ膜中のＴｉが選択的に
エッチングされる。ここで、５００℃を選択した理由
は、図２３に示されるように、１μｍの膜厚のＢＳＴ膜
中のＴｉが完全にエッチングされるかどうかは、エッチ
ング温度に大きく依存し、１μｍのＢＳＴ膜全体のＴｉ
をエッチングするためには、５００℃以下まで温度を下
げることが必要であるためである。また２回目のエッチ
ング温度として８５０℃を選択した理由は、ＢａやＳｒ
のエッチングを行うためには、少なくとも７００℃以上
に反応容器温度を昇温する必要があるためである。
チングを行うことにより、ＢＳＴ膜中のＴｉが選択的に
エッチングされる。ここで、５００℃を選択した理由
は、図２３に示されるように、１μｍの膜厚のＢＳＴ膜
中のＴｉが完全にエッチングされるかどうかは、エッチ
ング温度に大きく依存し、１μｍのＢＳＴ膜全体のＴｉ
をエッチングするためには、５００℃以下まで温度を下
げることが必要であるためである。また２回目のエッチ
ング温度として８５０℃を選択した理由は、ＢａやＳｒ
のエッチングを行うためには、少なくとも７００℃以上
に反応容器温度を昇温する必要があるためである。
【０１８７】なお、本実施形態では、１００℃／ｍｉｎ
の高速昇温性能を有するヒーターを用いることで、２つ
のエッチング処理温度間の移行がスムーズに行えるよう
にしている。
の高速昇温性能を有するヒーターを用いることで、２つ
のエッチング処理温度間の移行がスムーズに行えるよう
にしている。
【０１８８】［第１３実施形態］第１３実施形態では、
Ｔｉを主にエッチングする第１のエッチングとＢａ，Ｓ
ｒを主にエッチングする第２のエッチングとを複数回繰
り返す。この方法では、１回のエッチングで厚いＢＳＴ
膜中の特定の金属を、完全にエッチングしてしまう必要
が無いので、第１のエッチングの温度と、第２のエッチ
ングの温度とを、比較的近い値、例えば７００℃と８５
０℃に設定することができる。従って、第１２実施形態
の場合に比べて、比較的狭い温度範囲内での昇降温を行
えばよいので、昇降温に要する時間が短くなる。この結
果、短時間でのエッチングが可能になる。
Ｔｉを主にエッチングする第１のエッチングとＢａ，Ｓ
ｒを主にエッチングする第２のエッチングとを複数回繰
り返す。この方法では、１回のエッチングで厚いＢＳＴ
膜中の特定の金属を、完全にエッチングしてしまう必要
が無いので、第１のエッチングの温度と、第２のエッチ
ングの温度とを、比較的近い値、例えば７００℃と８５
０℃に設定することができる。従って、第１２実施形態
の場合に比べて、比較的狭い温度範囲内での昇降温を行
えばよいので、昇降温に要する時間が短くなる。この結
果、短時間でのエッチングが可能になる。
【０１８９】また、極めて厚いＢＳＴ膜のエッチングを
行う場合、１回のエッチングでＢＳＴ膜中の特定の金属
（例えばＴｉ）のみを完全にエッチングすることは困難
なので、厚い膜を段階的にエッチングしていく本実施形
態の方法が適している。
行う場合、１回のエッチングでＢＳＴ膜中の特定の金属
（例えばＴｉ）のみを完全にエッチングすることは困難
なので、厚い膜を段階的にエッチングしていく本実施形
態の方法が適している。
【０１９０】エッチング実験を行う装置の構成は、図２
１と同じである。第１２実施形態と同様に、熱酸化膜１
００ｎｍを形成後、膜厚１μｍのＢＳＴ膜を形成する。
次に、装置のクリーニングを行う。先ず、真空ポンプを
用いて反応容器１２０１内を排気する。加熱ヒーター１
２０３を用いて被クリーニング部である反応容器１２０
１、内管１２０２及び基板ボート１２０４を第１のエッ
チングに必要な８５０℃に加熱する。
１と同じである。第１２実施形態と同様に、熱酸化膜１
００ｎｍを形成後、膜厚１μｍのＢＳＴ膜を形成する。
次に、装置のクリーニングを行う。先ず、真空ポンプを
用いて反応容器１２０１内を排気する。加熱ヒーター１
２０３を用いて被クリーニング部である反応容器１２０
１、内管１２０２及び基板ボート１２０４を第１のエッ
チングに必要な８５０℃に加熱する。
【０１９１】続いて、図２４に示すような温度プロファ
イルに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。
イルに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。
【０１９２】最初に反応容器内に窒素を流量３ＳＬＭで
流し、圧力調整バルブを用いて圧力を２００Ｐａに保
ち、反応容器のの温度を８５０℃で一定に保持する。次
に、塩素ガスを２ＳＬＭ、窒素ガスを３ＳＬＭで反応容
器内に導入し、反応容器内の圧力を２００Ｐａに制御
し、この状態で５分間エッチングを行う。
流し、圧力調整バルブを用いて圧力を２００Ｐａに保
ち、反応容器のの温度を８５０℃で一定に保持する。次
に、塩素ガスを２ＳＬＭ、窒素ガスを３ＳＬＭで反応容
器内に導入し、反応容器内の圧力を２００Ｐａに制御
し、この状態で５分間エッチングを行う。
【０１９３】次にエッチングガスを流し、反応容器内の
圧力を２００Ｐａに制御した状態で、５０℃／ｍｉｎで
反応容器の温度を７００℃まで降温し、７００℃で５分
間のエッチングを行う。次に、塩素ガスと窒素ガスとを
供給し、容器内の圧力を２００Ｐａに制御し続けた状態
で、再び反応容器１２０１の温度を１００℃／ｍｉｎの
昇温速度で８５０℃まで昇温し、５分間のエッチングを
行う。以下同様にして、８５０℃５分間のエッチングと
７００℃５分間のエッチングを５回繰り返す。
圧力を２００Ｐａに制御した状態で、５０℃／ｍｉｎで
反応容器の温度を７００℃まで降温し、７００℃で５分
間のエッチングを行う。次に、塩素ガスと窒素ガスとを
供給し、容器内の圧力を２００Ｐａに制御し続けた状態
で、再び反応容器１２０１の温度を１００℃／ｍｉｎの
昇温速度で８５０℃まで昇温し、５分間のエッチングを
行う。以下同様にして、８５０℃５分間のエッチングと
７００℃５分間のエッチングを５回繰り返す。
【０１９４】次に、塩素ガスの供給を止め、反応容器の
温度を２０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反
応容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して、
反応容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパー
ジ終了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定さ
せ、反応容器を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２
０３上の１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価したと
ころ、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされている
ことが確認された。
温度を２０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反
応容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して、
反応容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパー
ジ終了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定さ
せ、反応容器を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２
０３上の１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価したと
ころ、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされている
ことが確認された。
【０１９５】本実施形態において、ＢＳＴ膜が完全にエ
ッチングされる機構を説明する。
ッチングされる機構を説明する。
【０１９６】図２５は、１０μｍ厚のＢＳＴ膜を形成し
た石英基板を塩素中で５分間エッチングした時の、ＢＳ
Ｔ膜を構成する各金属Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉの被エッチング
量から見積もった各金属のエッチングされる深さのエッ
チング温度依存性である。例えば８５０℃でのＴｉのエ
ッチング深さが０ｎｍ、Ｂａ，Ｓｒのエッチング深さが
２００ｎｍとあるのは、８５０℃ではＴｉは全くエッチ
ングされないが、Ｂａ，Ｓｒは深さ２００ｎｍまでは完
全にエッチングされることを意味している。
た石英基板を塩素中で５分間エッチングした時の、ＢＳ
Ｔ膜を構成する各金属Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉの被エッチング
量から見積もった各金属のエッチングされる深さのエッ
チング温度依存性である。例えば８５０℃でのＴｉのエ
ッチング深さが０ｎｍ、Ｂａ，Ｓｒのエッチング深さが
２００ｎｍとあるのは、８５０℃ではＴｉは全くエッチ
ングされないが、Ｂａ，Ｓｒは深さ２００ｎｍまでは完
全にエッチングされることを意味している。
【０１９７】即ち、本実施形態では、８５０℃でまずエ
ッチングを行うことにより、図２６（ａ）に示すように
膜厚１μｍのＢＳＴ膜中のＢａ，Ｓｒが、表面から２０
０ｎｍの深さまで選択的にエッチングされる。次に、７
００℃でエッチングを行うことにより、表面に残存した
Ｔｉは完全にエッチングされ（図２６（ｂ））、更に残
る８００ｎｍのＢＳＴ膜の表面から１５０ｎｍまでのＴ
ｉが完全にエッチングされ、表面にＢａ，Ｓｒが残存す
る（図ん２６（ｃ））。以下高温のエッチングと低温の
エッチングとを連続的に繰り返すことにより、厚いＢＳ
Ｔ膜が完全にエッチングされる。
ッチングを行うことにより、図２６（ａ）に示すように
膜厚１μｍのＢＳＴ膜中のＢａ，Ｓｒが、表面から２０
０ｎｍの深さまで選択的にエッチングされる。次に、７
００℃でエッチングを行うことにより、表面に残存した
Ｔｉは完全にエッチングされ（図２６（ｂ））、更に残
る８００ｎｍのＢＳＴ膜の表面から１５０ｎｍまでのＴ
ｉが完全にエッチングされ、表面にＢａ，Ｓｒが残存す
る（図ん２６（ｃ））。以下高温のエッチングと低温の
エッチングとを連続的に繰り返すことにより、厚いＢＳ
Ｔ膜が完全にエッチングされる。
【０１９８】なお、本実施形態では、１００℃／ｍｉｎ
の高速昇温および５０℃／ｍｉｎの高速降温性能を有す
る炉を用いることで、２つのエッチング処理温度間の移
行が極めて短時間に行えるようにしている。
の高速昇温および５０℃／ｍｉｎの高速降温性能を有す
る炉を用いることで、２つのエッチング処理温度間の移
行が極めて短時間に行えるようにしている。
【０１９９】［第１４実施形態］第１４実施形態では、
ＢＳＴ膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置に本発明のクリ
ーニング方法を適用した場合について、ＢＳＴ膜中のＴ
ｉを完全にエッチングできるＣｌＦ３を用いた第１のエ
ッチングと、Ｂａ，Ｓｒを完全にエッチングできる塩素
を用いた第２のエッチングとを連続的に行うものであ
る。本手法では、Ｂａ，Ｓｒのエッチング可能な８００
℃以上の高温域でもＴｉのエッチングが可能なＣｌＦ３
ガスを用いることで、エッチング温度を変えることな
く、ＢＳＴ膜をエッチングしようというものである。
ＢＳＴ膜の化学気相堆積（ＣＶＤ）装置に本発明のクリ
ーニング方法を適用した場合について、ＢＳＴ膜中のＴ
ｉを完全にエッチングできるＣｌＦ３を用いた第１のエ
ッチングと、Ｂａ，Ｓｒを完全にエッチングできる塩素
を用いた第２のエッチングとを連続的に行うものであ
る。本手法では、Ｂａ，Ｓｒのエッチング可能な８００
℃以上の高温域でもＴｉのエッチングが可能なＣｌＦ３
ガスを用いることで、エッチング温度を変えることな
く、ＢＳＴ膜をエッチングしようというものである。
【０２００】エッチング実験を行う装置の構成は、基本
的には図２１と同じである。但し、エッチングガスの供
給系として、塩素の他に塩素ラインと同様に、マスフロ
ーコントローラとバルブを通して内管１２０２内にＣｌ
Ｆ３を供給できるラインが設置されている。
的には図２１と同じである。但し、エッチングガスの供
給系として、塩素の他に塩素ラインと同様に、マスフロ
ーコントローラとバルブを通して内管１２０２内にＣｌ
Ｆ３を供給できるラインが設置されている。
【０２０１】第１２実施形態と同様に、熱酸化膜１００
ｎｍを形成後に膜厚１μｍのＢＳＴ膜を形成した基板１
２０３を、基板ボート１２０４に積載して反応容器１２
０１内に導入する。まず、真空ポンプを用いて反応容器
１２０１内を排気する。加熱ヒーター１２０３を用いて
被クリーニング部である反応容器１２０１、内管１２０
２、および基板ボート１２０４を、第１のエッチングに
必要な８５０℃に加熱する。
ｎｍを形成後に膜厚１μｍのＢＳＴ膜を形成した基板１
２０３を、基板ボート１２０４に積載して反応容器１２
０１内に導入する。まず、真空ポンプを用いて反応容器
１２０１内を排気する。加熱ヒーター１２０３を用いて
被クリーニング部である反応容器１２０１、内管１２０
２、および基板ボート１２０４を、第１のエッチングに
必要な８５０℃に加熱する。
【０２０２】続いて、図２７に示すようなガスシーケン
スに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。最初に、反
応容器内に窒素を流量３ＳＬＭで流し、圧力調整バルブ
を用いて圧力を２００Ｐａに保ち、反応容器の温度を８
５０℃で一定に保持する。
スに従って、ＢＳＴ膜のエッチングを行う。最初に、反
応容器内に窒素を流量３ＳＬＭで流し、圧力調整バルブ
を用いて圧力を２００Ｐａに保ち、反応容器の温度を８
５０℃で一定に保持する。
【０２０３】次に、ＣｌＦ３ガスを１００ｓｃｃｍで、
窒素ガスを３ＳＬＭで反応容器内に導入し、圧力を２０
０Ｐａに制御し、この状態で５分間エッチングを行う。
石英の損傷を抑えるために、ＣｌＦ３の分圧はこれまで
の実施形態での塩素の分圧の１／１０以下になってい
る。このエッチングによって、膜厚１μｍのＢＳＴ膜中
のＴｉが完全にエッチングされ、総量の約５％弱のＢ
ａ，およびＳｒがエッチングされる。ＣｌＦ３エッチン
グの場合、ＢＳＴ膜中のＴｉが完全にエッチングされて
しまうと、ＢａあるいはＳｒのエッチングも停止するの
で、ＢａおよびＳｒの被エッチング量は５％程度に止ま
る。
窒素ガスを３ＳＬＭで反応容器内に導入し、圧力を２０
０Ｐａに制御し、この状態で５分間エッチングを行う。
石英の損傷を抑えるために、ＣｌＦ３の分圧はこれまで
の実施形態での塩素の分圧の１／１０以下になってい
る。このエッチングによって、膜厚１μｍのＢＳＴ膜中
のＴｉが完全にエッチングされ、総量の約５％弱のＢ
ａ，およびＳｒがエッチングされる。ＣｌＦ３エッチン
グの場合、ＢＳＴ膜中のＴｉが完全にエッチングされて
しまうと、ＢａあるいはＳｒのエッチングも停止するの
で、ＢａおよびＳｒの被エッチング量は５％程度に止ま
る。
【０２０４】次に、反応容器内を真空排気し、ＣｌＦ３
の残ガスを排出する。次に、反応容器１２０１内に窒素
ガスを流量３ＳＬＭであらためて導入し、反応容器内圧
力を２００Ｐａに制御した状態で５分間のパージを行
う。次に、流量２ＳＬＭの塩素ガスと流量３ＳＬＭの窒
素ガスとを反応容器内に導入し、８５０℃に反応容器内
の温度を保持して２０分間のエッチングを行う。このエ
ッチングにより、残存したＢＳＴ膜中のＢａ，およびＳ
ｒが完全にエッチングされる。
の残ガスを排出する。次に、反応容器１２０１内に窒素
ガスを流量３ＳＬＭであらためて導入し、反応容器内圧
力を２００Ｐａに制御した状態で５分間のパージを行
う。次に、流量２ＳＬＭの塩素ガスと流量３ＳＬＭの窒
素ガスとを反応容器内に導入し、８５０℃に反応容器内
の温度を保持して２０分間のエッチングを行う。このエ
ッチングにより、残存したＢＳＴ膜中のＢａ，およびＳ
ｒが完全にエッチングされる。
【０２０５】次に、塩素ガスの供給を止め、反応容器を
温度を５０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反
応容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して反
応容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ
終了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定さ
せ、反応容器内を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１
２０３上の膜厚１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価
した結果、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされて
いることが確認された。
温度を５０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反
応容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して反
応容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ
終了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定さ
せ、反応容器内を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１
２０３上の膜厚１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価
した結果、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされて
いることが確認された。
【０２０６】この時の基板１２０３上の熱酸化膜のエッ
チング量をエリプソメーターで評価した結果、約２０ｎ
ｍの熱酸化膜がエッチングされていることが分かった。
また基板１２０３上の積載されていた基板ボート１２０
４を調べたが、失透等の明瞭な石英のエッチング損傷は
観察されなかった。
チング量をエリプソメーターで評価した結果、約２０ｎ
ｍの熱酸化膜がエッチングされていることが分かった。
また基板１２０３上の積載されていた基板ボート１２０
４を調べたが、失透等の明瞭な石英のエッチング損傷は
観察されなかった。
【０２０７】［第１５実施形態］第１５実施形態では、
反応容器の温度を連続的に昇温または降温することによ
り、ＣＶＤ反応容器に成膜されたＢＳＴ膜をエッチング
する方法について説明する。２段階エッチング（第１２
実施形態）、あるいは多段階エッチング（第１３実施形
態）では、炉体ヒーターの急速昇降温特性が優れていな
いと、長大なエッチング時間を要する。そこで昇降温特
性の劣る炉の場合には、本実施形態のように、炉の温度
を徐々に変化させながらエッチングする方法が有効であ
る。
反応容器の温度を連続的に昇温または降温することによ
り、ＣＶＤ反応容器に成膜されたＢＳＴ膜をエッチング
する方法について説明する。２段階エッチング（第１２
実施形態）、あるいは多段階エッチング（第１３実施形
態）では、炉体ヒーターの急速昇降温特性が優れていな
いと、長大なエッチング時間を要する。そこで昇降温特
性の劣る炉の場合には、本実施形態のように、炉の温度
を徐々に変化させながらエッチングする方法が有効であ
る。
【０２０８】実験装置は第１２実施形態に示したものと
同様な装置（図２１）が使用された。第１２実施形態と
同様に、熱酸化膜１００ｎｍ形成後に膜厚１μｍのＢＳ
Ｔ膜を形成する。次に、装置のクリーニングを行う。先
ず、真空ポンプを用いて反応容器１２０１内を排気す
る。加熱ヒータ１２０３を用いて被クリーニング部であ
る反応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート
１２０４を５００℃に加熱する。
同様な装置（図２１）が使用された。第１２実施形態と
同様に、熱酸化膜１００ｎｍ形成後に膜厚１μｍのＢＳ
Ｔ膜を形成する。次に、装置のクリーニングを行う。先
ず、真空ポンプを用いて反応容器１２０１内を排気す
る。加熱ヒータ１２０３を用いて被クリーニング部であ
る反応容器１２０１、内管１２０２、および基板ボート
１２０４を５００℃に加熱する。
【０２０９】次に、反応容器内に窒素を流量３ＳＬＭで
流し、圧力調整バルブを用いて反応容器内の圧力を２０
０Ｐａに保ち、反応容器内の温度を５００℃で一定に保
持する。その後、塩素ガスを２ＳＬＭで、窒素ガスを３
ＳＬＭで反応容器内に導入し、圧力を２００Ｐａに制御
し、この状態で図２８に示すような温度プロファイルに
従って、反応容器温度を８５０℃まで昇温し、更に８５
０℃で３０分間保持しＢＳＴ膜のエッチングを行う。
流し、圧力調整バルブを用いて反応容器内の圧力を２０
０Ｐａに保ち、反応容器内の温度を５００℃で一定に保
持する。その後、塩素ガスを２ＳＬＭで、窒素ガスを３
ＳＬＭで反応容器内に導入し、圧力を２００Ｐａに制御
し、この状態で図２８に示すような温度プロファイルに
従って、反応容器温度を８５０℃まで昇温し、更に８５
０℃で３０分間保持しＢＳＴ膜のエッチングを行う。
【０２１０】次に塩素ガスの供給をとめ、反応容器の温
度を１０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反応
容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して反応
容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ終
了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定させ、
反応容器内を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２０
３上の膜厚１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価した
結果、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされている
ことが確認された。
度を１０℃／ｍｉｎで３００℃まで降温しながら、反応
容器１２０１の真空排気と窒素パージを繰り返して反応
容器内の残留塩素ガスのパージを行う。完全にパージ終
了後、反応容器１２０１の温度を３００℃で安定させ、
反応容器内を常圧に復帰させる。熱酸化した基板１２０
３上の膜厚１μｍのＢＳＴ膜のエッチング量を評価した
結果、１μｍのＢＳＴ膜が完全にエッチングされている
ことが確認された。
【０２１１】即ち、本実施形態では５００℃から昇温し
ていく過程で最初にＴｉ，続いてＢａ，Ｓｒが徐々にエ
ッチングされていき、８５０℃保持の状態ではＢａとＳ
ｒのみが残存しており、この残存したＢａとＳｒが８５
０℃、３０分間のエッチングで完全に除去されたと考え
られる。
ていく過程で最初にＴｉ，続いてＢａ，Ｓｒが徐々にエ
ッチングされていき、８５０℃保持の状態ではＢａとＳ
ｒのみが残存しており、この残存したＢａとＳｒが８５
０℃、３０分間のエッチングで完全に除去されたと考え
られる。
【０２１２】以上、実施形態、比較例を用いて本発明を
説明してきたが、本発明は実施形態に限るものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能
である。本発明の骨子の１つは、アルカリ土類金属を含
む薄膜のドライエッチング、又はアルカリ土類金属を含
む薄膜の化学気相成長装置のクリーニングに、フッ素を
含まないハロゲンあるいはハロゲン化合物を用いること
にある。特にアルカリ土類金属の塩化物、臭化物、ヨウ
化物はアルカリ土類金属化合物の中でも比較的蒸気圧が
高いのでＣｌ，Ｂｒ，Ｉを含むガスをエッチングに用い
ると有効である。
説明してきたが、本発明は実施形態に限るものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能
である。本発明の骨子の１つは、アルカリ土類金属を含
む薄膜のドライエッチング、又はアルカリ土類金属を含
む薄膜の化学気相成長装置のクリーニングに、フッ素を
含まないハロゲンあるいはハロゲン化合物を用いること
にある。特にアルカリ土類金属の塩化物、臭化物、ヨウ
化物はアルカリ土類金属化合物の中でも比較的蒸気圧が
高いのでＣｌ，Ｂｒ，Ｉを含むガスをエッチングに用い
ると有効である。
【０２１３】また、実施例ではＢＳＴ薄膜の場合につい
て説明したが、ＳｒＲｕＯ3 やＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 な
どアルカリ土類金属を含む薄膜にもちろん有効である。
て説明したが、ＳｒＲｕＯ3 やＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 な
どアルカリ土類金属を含む薄膜にもちろん有効である。
【０２１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明で、ハロゲ
ン，ハロゲン間化合物又はハロゲン水素化物でフッ素を
含まないガスを含むエッチングガスを用いて、少なくと
も一つ以上のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッチン
グする。これにより、半導体装置又は成膜装置に使われ
ているＳｉＯ2 部分への損傷を与えないエッチングが可
能になる。
ン，ハロゲン間化合物又はハロゲン水素化物でフッ素を
含まないガスを含むエッチングガスを用いて、少なくと
も一つ以上のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッチン
グする。これにより、半導体装置又は成膜装置に使われ
ているＳｉＯ2 部分への損傷を与えないエッチングが可
能になる。
【０２１５】また、ハロゲンを含むガスとＴｉのハロゲ
ン化物からなるガスとを含むエッチングガスを用いて、
Ｔｉ以外のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッチング
することができる。
ン化物からなるガスとを含むエッチングガスを用いて、
Ｔｉ以外のアルカリ土類金属を含む酸化物をエッチング
することができる。
【０２１６】また、、石英製部材の内面のアルカリ土類
金属のフッ化物で被覆された化学気相成長装置を用いる
ことによって、アルカリ土類金属の酸化物の成膜後のク
リーニング時にフッ素を含むハロゲンガスを用いても、
石英の損傷を抑制することができる。
金属のフッ化物で被覆された化学気相成長装置を用いる
ことによって、アルカリ土類金属の酸化物の成膜後のク
リーニング時にフッ素を含むハロゲンガスを用いても、
石英の損傷を抑制することができる。
【図１】第１実施形態に係わる化学気相成長装置の概略
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】エッチングガスとしてＣｌＦ3 ガスを用いた場
合のＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング量のエッチング時間
依存性を示す特性図。
合のＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング量のエッチング時間
依存性を示す特性図。
【図３】エッチングガスとしてＣｌＦ3 ガス及びＴｉＣ
ｌ4 を用いた場合のＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング量の
エッチング時間依存性を示す特性図。
ｌ4 を用いた場合のＢａ，Ｓｒ，Ｔｉのエッチング量の
エッチング時間依存性を示す特性図。
【図４】第２実施形態に係わるＤＲＡＭの製造工程のう
ち、キャパシタ作製工程の一部を示した工程断面図。
ち、キャパシタ作製工程の一部を示した工程断面図。
【図５】第２実施形態に係わるエッチング装置の概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図６】第３実施形態に係わるエッチング装置の概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図７】第５実施形態に係わるエッチング装置の概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図８】ＣｌＦ3 を用いた場合とＩ2 を用いた場合のエ
ッチング速度の温度依存性を示す特性図。
ッチング速度の温度依存性を示す特性図。
【図９】第６実施形態に係わるホットウォールバッチ型
化学気相成長装置の概略構成を示す図。
化学気相成長装置の概略構成を示す図。
【図１０】第６実施形態に係わるホットウォールバッチ
型化学気相成長装置の概略構成を示す図。
型化学気相成長装置の概略構成を示す図。
【図１１】第８実施形態に係わるホットウォールバッチ
型化学気相成長装置の概略構成を示す図。
型化学気相成長装置の概略構成を示す図。
【図１２】ＣａＦ2 膜で被覆された場合とされていない
場合の石英製基板上に形成された（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ
3 薄膜のＢａ，Ｓｒ，ＴｉおよびＳｉＯ2 のエッチング
速度を示す特性図。
場合の石英製基板上に形成された（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ
3 薄膜のＢａ，Ｓｒ，ＴｉおよびＳｉＯ2 のエッチング
速度を示す特性図。
【図１３】熱処理を加えない状態のＣａＦ2 の表面状態
を示すＳＥＭ写真。
を示すＳＥＭ写真。
【図１４】基板温度８００℃でＣｌＦ3 ガス中にさらし
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
【図１５】基板温度８２０℃でＣｌＦ3 ガス中にさらし
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
【図１６】基板温度８６０℃でＣｌＦ3 ガス中にさらし
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
たＣａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
【図１７】基板温度８６０℃でＡｒガス中にさらしたＣ
ａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
ａＦ2 の表面状態を示すＳＥＭ写真。
【図１８】図１３〜１７に示したＣａＦ2 からの回折パ
ターンを示す図。
ターンを示す図。
【図１９】第１１実施形態に係る半導体記憶装置の断面
図。
図。
【図２０】第１１実施形態のエッチング方法を説明する
ための図１９の周辺回路部の断面図。
ための図１９の周辺回路部の断面図。
【図２１】第１２乃至第１５実施形態で使用されるドラ
イエッチング装置の概略断面図。
イエッチング装置の概略断面図。
【図２２】第１２実施形態に係るクリーニング方法のエ
ッチング温度プロファイル。
ッチング温度プロファイル。
【図２３】第１２実施形態におけるＢａ，Ｓｒ，Ｔｉエ
ッチング残存量のエッチング温度依存性を示す図。
ッチング残存量のエッチング温度依存性を示す図。
【図２４】第１３実施形態に係るＢＳＴ膜のエッチング
方法におけるエッチング温度プロファイル。
方法におけるエッチング温度プロファイル。
【図２５】第１３の実施例において、厚いＢＳＴ膜を塩
素ガスでエッチングした場合に、Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉがエ
ッチングされる深さのエッチング温度依存性を示す図。
素ガスでエッチングした場合に、Ｂａ，Ｓｒ，Ｔｉがエ
ッチングされる深さのエッチング温度依存性を示す図。
【図２６】第１３実施形態のエッチングの進行状態を摸
式的に示す図。
式的に示す図。
【図２７】第１４実施形態に係るドライエッチングのガ
スシーケンスを表す図。
スシーケンスを表す図。
【図２８】第１５実施形態に係るドライエッチング方法
のエッチング温度プロファイル。
のエッチング温度プロファイル。
１０１，５０１，９０１、１２０１…反応容器 １０２，５０２，９０２、１２０２…内管 ４０１…層間絶縁膜 ４０２…バリア層 ４０３…Ｗプラグ ４０４…ＳｉＮ膜 ４０５…層間絶縁膜 ４０６…ＳｒＲｕＯ3膜 ４０７…ＢＳＴ薄膜 ４０８…ＳｉＯ2 膜 ４０８…マスク ５０２，９０２…支持台 ５０３，９０３…基板保持具 ５０５，９０５…被処理基板 ５０７…原料容器 ５１５，９１５…マイクロ波放電管 ５１６，９１６…マイクロ波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/8242 (72)発明者 清利 正弘 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 稗田 克彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 山崎 壮一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (15)
- 【請求項１】 フッ素以外のハロゲンガス、フッ素以外
のハロゲン元素のみからなるハロゲン間化合物、および
フッ素以外のハロゲン元素の水素化物の内の少なくとも
１つを含むガスを用いて、少なくとも１種以上のアルカ
リ土類金属を含む酸化物をエッチングすることを特徴と
するエッチング方法。 - 【請求項２】 前記エッチングは、５００℃以上の温度
で行うことを特徴とする請求項１に記載のエッチング方
法。 - 【請求項３】 前記エッチングは、温度を変化させなが
ら行うことを特徴とする請求項２に記載のエッチング方
法。 - 【請求項４】 前記エッチングは、第１の条件を有する
第１のエッチング工程と、第２の条件を有する第２のエ
ッチング工程とを具備し、第１のエッチング工程の温度
と、第２のエッチング工程の温度が異なることを特徴と
する請求項３に記載のエッチング方法。 - 【請求項５】 前記第１のエッチング工程の温度が、前
記第２のエッチング工程の温度よりも低いことを特徴と
する請求項４に記載のエッチング方法。 - 【請求項６】 前記第１と第２のエッチング工程を連続
して行う工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項
４に記載のエッチング方法。 - 【請求項７】 前記エッチングガスが塩素ガスであるこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のエッ
チング方法。 - 【請求項８】 前記エッチングガスをプラズマ励起によ
り活性化することを特徴とする請求項１に記載のエッチ
ング方法。 - 【請求項９】 前記アルカリ土類金属を含む酸化物がチ
タン酸バリウムストロンチウムであることを特徴とする
請求項１に記載のエッチング方法。 - 【請求項１０】 ハロゲン元素を含むガスとチタンのハ
ロゲン化物からなるガスとを含むエッチングガスを用い
て、少なくとも１種以上のアルカリ土類金属を含む酸化
物をエッチングすることを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項１１】 前記ハロゲン元素を含むガスが少なく
ともフッ素を含むことを特徴とする請求項１０に記載の
エッチング方法。 - 【請求項１２】 反応容器と、この反応容器を加熱する
加熱機構と、前記反応容器に接続され前記反応容器に反
応ガスを供給する反応ガス供給部と、前記反応容器に接
続され前記容器から前記反応ガスを排気する反応ガス排
気部と、前記反応容器内に配置された部材とを具備し、
前記反応容器又は部材が石英で構成された部分を有し、
前記石英で構成された部分の内前記反応ガスに晒される
表面の１部若しくは全部がアルカリ土類金属の弗化物で
被覆されていることを特徴とする化学気相成長装置。 - 【請求項１３】 アルカリ土類金属を少なくとも１種含
む酸化物薄膜を堆積する、石英製部材を用いたホットウ
ォール型の化学気相成長装置のクリーニング方法であっ
て、 少なくとも前記石英製部材の内面にアルカリ土類金属の
フッ化物を堆積する工程と、 被堆積基板上へ前記酸化物薄膜を堆積する工程と、 フッ素化合物を含むエッチングガスを用いて前記石英部
材に被着した前記酸化物薄膜をエッチングする工程と、
とを具備することを特徴とするクリーニング方法。 - 【請求項１４】 前記エッチングガスに、チタンのハロ
ゲン化物が含まれていることを特徴とする請求項１３に
記載のクリーニング方法。 - 【請求項１５】ホットウォール型化学気相成長装置を構
成し、内面がアルカリ土類金属のフッ化物で被覆されて
いることを特徴とする化学気相成長装置用の石英部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11298271A JP2000200779A (ja) | 1998-10-30 | 1999-10-20 | エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材 |
| US09/429,074 US6495054B1 (en) | 1998-10-30 | 1999-10-29 | Etching method and cleaning method of chemical vapor growth apparatus |
| US10/197,406 US20020190024A1 (en) | 1998-10-30 | 2002-07-18 | Etching method and cleaning method of chemical vapor growth apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-311323 | 1998-10-30 | ||
| JP31132398 | 1998-10-30 | ||
| JP11298271A JP2000200779A (ja) | 1998-10-30 | 1999-10-20 | エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000200779A true JP2000200779A (ja) | 2000-07-18 |
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ID=26561450
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|---|---|---|---|
| JP11298271A Pending JP2000200779A (ja) | 1998-10-30 | 1999-10-20 | エッチング方法，化学気相成長装置，化学気相成長装置のクリ―ニング方法，及び化学気相成長装置用の石英部材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6495054B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000200779A (ja) |
Cited By (12)
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| JP2002093785A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Tokyo Electron Ltd | 複合金属酸化物膜の除去方法、クリーニング方法及びエッチング方法 |
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| JP2004146787A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-05-20 | Air Products & Chemicals Inc | 高誘電率材料のエッチング方法及び高誘電率材料の堆積チャンバーのクリーニング方法 |
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