清除溴化物气蚀刻用真空处理室的方法 本发明是关于清除干蚀刻设备的真空处理室的方法，该处理室用于溴化物气蚀刻加工工艺。
一直广泛使用干(等离子体)蚀刻设备制造半导体器件的精细结构。在干蚀刻法中，将其上沉积有多晶硅层的硅基片固定在一真空处理室内，然后通入溴化氢(HBr)气体。再激发等离子体腐蚀该多晶硅层。该等离子浸刻过程中，残余反应产物如溴化硅(SixBry)沉积到真空处理室、电极等的内壁。这些残余反应产物损害了浸刻特性。即，促进了浸蚀付作用。使多晶硅的浸蚀速率波动，以致达不到蚀刻可再现性。此外，如果将空气通入真空处理室，其中的成份水与残余反应产物反应，产生强溴化氢气体。所以，必须清除真空室内的残余反应产物。
现有技术中，尚未提出清除残余反应产物SixBry的方法。这种残余反应产物SixBry是用手工刮除的。这使真空处理室不能连续使用，从而导致效率降低。该手工刮除操作的缺点是操作人员不安全。而且，由于真空室及其周边设备可能生锈，使利用该处理室制造半导体器件的产率降低。
JP-A-SH061-250185公开了一种清除真空处理室内残余反应产物氯化硅(SixCly)的方法。其中将氧化性气体通入真空处理室，并在室内激发等离子体。待等离子氧化性气体耗净后，向室内通入氟化物气体，并激发等离子体。既使将该净化方法用于残余反应产物SixBry，也不可能均匀有效地将SixBry转化成氧化硅。结果，由于SixBry很难于氟化物气体反应，SixBry仍留在该真空处理室内。
JP-A-HEI2-138472公开的一种清除沉积在真空处理室内残余反应物的方法中，利用了SF6，含氧气体和稀有气体混合气的等离子体。但不可能用该法清除残余反应产物SixBry。
本发明的目的是提供一种新方法，用于清除真空处理室内残余反应产物SixBry。
本发明清除干蚀刻设备的真空处理室的方法中，将包括稀有气体的氧化性气体通入真空处理室，并激发等离子体。待该等离子氧化气体排尽后，再向真空处理室通入氟化物气体并激发等离子体。结果，SixBry中的溴基被氧化性等离子气体中的氧取代，由此生成氧化硅(SiO2)。该法中，利用稀有气体稀释该氧化性等离子气体，使氧化性等离子气体均匀分布在真空处理室内。此外，具有线性光谱的稀有气体地等离子体发射的光促进了上述取代反应。这样，在包括稀有气体的氧化性等离子气体中，SixBry完全转变成氧化硅，之后，该氧化硅被氟化物等离子气体消除。
参照附图及下面的说明，将更清楚地理解本发明。
图1是一真空处理室的横截面示意图，在该室内进行清除残余反应产物SixBry的方法的一个实例。
图1中，附图标记1指示一干蚀刻设备的真空处理室。真空处理室1内装有进气口2a和2b及出气口3。出气口3通向真空排气系统4。
半导体基片5安置在基片支架6上，该支架亦作为一个电极，与高频供电源7连接。此时假定在该半导体基片5上已预先利用化学蒸气沉积法(CVD)沉积了一层多晶硅层。
附图标记8指示一接地电极。注意该真空处理室1亦接地。
下面说明多晶硅层的干蚀刻过程。溴化氢(HBr)经气体入口2a进入真空处理室1，接通高频供电源7在里面激发等离子体。结果，溴基与溴离子与多晶硅层反应，使多晶硅层转变成溴化硅，该溴化硅经气体出口3从真空处理室1排出。这样，多晶硅被腐蚀。此时，溴化硅沉积到真空处理室内壁1a、基片支架6、接地电极8等等上面。
下面详细说明清除残余溴化硅的方法。
首先，使含氦(He)的氧气经气体入口2b进入真空处理室1，接通高频供电源7在里面激发等离子体。条件如下：
He与O2的混合比： 3∶7
气流量： 15-300sccm
气体压力： 80-300mTorr
电源7的频率： 13.56MHz
电源7的功率： 100-1000W结果发生下列反应：
…(1)
注意，如果He与O2的混合比小于约10％，从等离子氦发射的光的强度太弱，以致于不能激发SiBr4的溴基团。另一方面，如He与O2的混合比大于约90％，氧含量太小，以致于不能促使上述反应(1)进行。因此，稀有气体如氦与氧的混合比优选在约10-90％范围内。
接下来，停止输入含有氦的氧化性气体，在真空处理室1中进行排气操作。
使氟化物气体如六氟化硫气体经气体入口2b进入真空处理室1，接通高频供电源7在里面激发等离子体。条件如下：
气体流量： 15-300sccm
气体压力： 80-300mTorr
电源7的频率： 13.56MHz
电源7的功率： 100-1000W结果发生下列反应：
…(2)
最后，停止通入氟化物气体，在真空处理室1进行排气操作。
根据发明人进行的实验，进行上述清除方法之后，未嗅到溴化氢气味，在真空处理室1的内壁上未见有残余反应产物。清除真空处理室和电极所需时间约30min，而手工刮除残余反应产物(SixBry)需时约6hr。
上述实施方案中，虽然用氦作为稀有气体，但也可用其它稀有气体如氖(Ne)、氩(Ar)等等。此外，可用水(H2O)、过氧化氢(H2O2)或臭氧(O3)代替氧用作氧化性气体。而且，可用四氟化碳(CF4)、三氟化氮(NH3)或其混合气体代替SF6用作氟化物气体。
如前所述，据本发明，可从真空处理室、电极等等上均匀有效地清除残余反应产物(SixBry)。