DD281613A5

DD281613A5 - Verfahren zur reinigung von reaktoren zur gasphasenbearbeitung von werkstuecken

Info

Publication number: DD281613A5
Application number: DD88318879A
Authority: DD
Inventors: Rainer Moeller; Dietmar Resch; Lutz Fabian
Original assignee: Elektromat Veb
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-08-15
Also published as: US5164017A; DE3923537A1; FR2635376A3; GB8917678D0; GB2222183B; GB2222183A; FR2635376B3; JPH0297676A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Reaktoren zur Gasphasenbearbeitung von Werkstuecken. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf die Halbleitertechnik, insbesondere auf die Bearbeitungsraeume zur Beschichtung von Halbleitersubstraten mittels chemischer Abscheideprozesse. Erfindungsgemaesz wird der Reinigungsaufwand fuer die Reaktoren dadurch gesenkt, dasz die Reaktorinnenwaende sowie ein fuer einen Spuelprozesz vorgesehenes zweites inneres Wandsystem durch Einleiten eines AEtzgases durch das zweite Wandsystem gereinigt wird. Es ist moeglich, den AEtzgasstrom in Arbeitsrichtung als auch entgegengesetzt zu dieser durch den Reaktor zu leiten.{Reinigung; Bearbeitungsraum; Rezipient; Gasphasenbearbeitung; AEtzgas; Reaktionsgas; Verunreinigung; Halbleitertechnik}

Description

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Verfahren zur Reinigung von Reaktoren zur Gaaphasenbearbeitung von WerkstUoken

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung vcn Reaktoren zur Gasphasenbearbeitung von WerkstUoken· Insbesondere dient sie der in-situ-Reinigung von Reaktoren zur Einzelsoheibenbearbeitung·

Charakteristik des bekannten Standes der Teohnik

Es ist Ublioh, versohmutzte Reaktoren zur Gasphasenbearbeitung von WerkstUoken zu demontieren und naßohemisoh zu reinigen· Insbesondere bei Reaktoren, die als Vakuumbehälter aufgebaut sind, bedeutet das einen erhebliohen Aufwand. Deshalb wurden sogenannte in-situ-lösungen gesohaffen, die eine Reaktorreinigung gestatten, ohne diesen zu demontieren· Zu diesem Zweok wird eine geeignete Gasmisohung duroh die vorhandenen GasZuführungen eingeleitet« Das bewirkt unter den im Reaktor vorliegenden Bedingungen eine Reinigungsätzung der verschmutzten Reaktorteile· Insbesondere bei Reaktoren zur Durchführung von Plasma-unterstützten OVD-Prozessen ist diese Verfahrensweise Ublioh·

Die Gaszuführungen, die während des Abaoheideprozesses der Zuführung der gasförmigen Ausgangsprodukte (Prozeßgas) der abzuscheidenden Sohioht dienen, werden während des in-situ-Reinigungssohrittes mit Ätzgas wie CF./Co oder NP- beaufschlagt· Unter der Einwirkung eines HP-Plasmas und erhöhter Temperatur im Reaktor wird die Reinigungsätzung der Reaktorinnenteile vorgenommen. Nachteilig bei dieser Methode ist, daß zur Einleitung und Absaugung des Ätzgases die gleiohen Gaswege benutzt werden, die auoh zur Realisierung der Substratbearbeitung dienen. Diese sind so ausgelegt, daß der Effekt der

2ΒΊ6 1

[ Substratbearbeitung mögliohst nur an der Substratober-

: fläohe und sonst nirgendwo im Reaktor auftritt (z. B.

\^:'\- Gasbrauöe über dem Substrat).

^: Da jedooh die Tatsaohe festzustellen ist, daß gerade die

nioht vom Prozeßgas durohstrbraten sogenannten ungespülten Toträume des Reaktors am schnellsten versohmutzen, kann auf die gesohilderte übliohe Artund Weise der insitu-Reinigung nur ein begrenzter Reinigungseffekt erzielt werden bzw· es muß unverhältnismäßig lange geätzt werden· Die Optimierung der Prozeßgaswege duroh den Re-ί aktor zur Erzielung des optimalen Bearbeitungseffektes

r . auf der Substratoberfläohe steht im Widerspruch zu dem Erfordernis des optimalen Bearbeitungseffektes an den

Reaktorwänden während des in-situ-Reinigungasohrittes der Sauberkeitsätzung0

Ziel der Erfindung

' Ziel der Erfindung ist es, den Reinigungsaufwand für

Reaktoren zur Gasphasenbearbeitung von Werkstücken zu senkenο

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, daß eine wirkungsvolle in situ-Reinigung von Reaktoren zur ohemisohen Gasphasenbearbeitung von Werkstüoken realisiert·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe daduroh gelöst, daß ein geeignetes Ätzgas oder Ätzgasgemisoh alternierend oder gleichzeitig über die für die Substratbearbeitung vorgesehenen Prozeßgaswege und über einen zweiten Gasweg, der während der Substratbearbeitung der Sohaffung eines Spülgaspolsters an der Reaktorwand dient, duroh den Reaktor geleitet wird· Dieser zweite Gasweg wird duroh Auskleidung

eines Reaktors zur Gasphasenbearbeitung von Werkstücken mit einem gasdurchlässigen zweiten Wandsystem und zu diesem zugehörige, räumlich und funktionell von der Prozeßgasabsaugung getrennte Absaugkanäle gebildet. Das gasdurchlässige zweite Wandsystem ist in einem bestimmten Abstand zu den äußeren Reaktorwänden angeordnet und bildet so einen FUllhohlraura, in den während der Substratbearbeitung ein Spülgas und während des Reinigungszyklus ein Ätzgas oder Ätzgasgemlsoh einströmt, weloht/s duroh das gasdurchlässige zweite Wandsystem fläohig in den Reaktor austritt·

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Ätzgas oder Ätzgasgemisoh über die FrozeßgaszufUhrung in den Reaktor eingeleitet und über die Spülgasabsaugung aus dem Reaktor abgeseegt werden oder über die Spülgaszuführung eingeleitet und über die Prozeßgasabsaugung aus dem Reaktor entfernt werden.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens Gesteht darin, daß während des Reinigungsätzens das zu bearbeitende Werkstück entfernt wird oder duroh ein gleiohgestaltetes, jedooh perforiertes Werkstück ersetzt wird, woduroh weitere Gaswege zu sonst ungespülten Räumen im Reaktor erschlossen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeiohnung näher erläutert«

Die zugehörige Zeiohnung zeigt einen Sohnitt durch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werdeh kannο

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Die Vorriohtung dient zum plasmaohemisohen Beoohiohten eines Substrates 6 mit Si-N.. Zwisohen der HP-Elektrode 2, die zugleioh der Prozeßgaszufuhr und der Abgasabsaugung dient, und dem Substrat 6 brennt während des Absoheideprozesses ein Plasma· Die Prozeßgasströmung ist so optimiert, daß im weaentliohen nur das Substrat beschichtet wird· Trotzdem werden auoh die Substratauflage 7, die HF«Elektrode 2 und die verschiedenen anderen Innenteile des Reaktors von einer Besohiohtung betroffen, die als Verunreinigung wirkt·

Naoh der Abscheidung von oa· 1 /Um SiJtT. wird der Reaktor einer in-situ-Reinigung unterzogen. Zu diesem Zweok wird der Reaktor mit der angeschlossenen Drehsohiebervakuumpumpe (30 nr/h Saugvermögen) auf oa. 10 ^JPa ausgepumpt. Danach wird über die in die HP-Elektrode 2 integrierte Gasdusche NP~ eingelassen, so daß sioh ein Druok von oa· 150 Pa ausbildet. Über den HP-Generator mit einer Frequenz von 100 KHz wird eine Leistung von 450 W eingespeist und gleichzeitig über die Strahlungsheizung 5 und das Strahlungsfenster 4 das Substrat auf oa. 500 ⁰C erwärmt ·

Das HP« wird im Plasma zu Fluorionen, atomarem Fluor und Stickstoff zersetzt. Das Fluor reagiert mit dem SioN. unter Bildung von flüohtigem Siliziumfluorid und Stiokstoff. Diese Abprodukte werden duroh die Prozeßgasabsaugung über die Vakuumpumpe aus dem Reaktor transportiert. Nach 2 min wird der NF_-Gasweg über die HP-Elektrode 2 unterbrochen und auf die Spülgaszuführung 9 bzw. Spülgaaabsaugung 10 umgesohaltet. Unter Aufreohterhaltung der obigen Bedingungen wird in diesem Zustand 1 min wei-

tergeätzt. Danach wird die SpUlgasabsaugung 10 unterbrochen, die Prozeßgasabsaugung geoffafct und d^e? Ätzprozeß eine weitere Minute fortgesetzt. Danaoh werden die Gaszufuhr sowie die HP-Einspeisung abgeschaltet, und der Reaktor wird auf ca. 10 ^J Pa ausgepumpt. Es erfolgt ein Auffüllen mit Stickstoff über die Spülgaszuführung 9 und die Prozeßgaszuführung bis zu einem Druok von oa. 4·1θ"³ Pa«

Naoh einem nochmaligen Evakuieren auf oa· 10*"^ Pa wird die Strahlungsheizung ausgeschaltet, es erfolgt eine Belüftung mit Stickstoff bis zum Normaldruck, und der gereinigte Reaktor steht für erneute Besohiohtungszyklen sauber zur Verfügung«

Der Vorteil der erfindungsgemäßen lösung besteht darin, daß das Ätzgas oder Ätzgasgemisoh zum Reinigungsätzen auf verschiedenen Wegen duroh den Reaktor strömt und so auoh die Bereiohe vom Reinigungsätzen optimal erfaßt werden, die vom ProzeßgaBweg, der für die Substratbearbeitung optimiert ist, nioht berührt werden, aber trotzdem verunreinigt alndt

Claims

Patentanspruch

1. Verfahren zur Reinigung von Reaktoren zur Gasphasenbearbeitung von Werkstücken, gekennzeichnet daduroh, daß ein geeignetes Ätzgas oder Ätzgasgemisoh alternierend oder gleichzeitig über die für die Substratbearbeitung vorgesehenen Prozeßgaswege und über einen zweiten Gasweg, der während der Substratbearbeitung der Sohaffung eines Spülgaspolsters an der Reaktorwand dient und der duroh Auskleidung eines Reaktors zur Gasphasenbearbeitung von Werkstücken mit einem gasdurchlässigen zweiten Wandsystem, das in einem bestimmten Abstand zu den ausseren Reaktorwänden angeordnet ist und so einen Füllhohl' raum bildet, in den während der Substratbearbeitung ein Spülgas und während des Reinigungszyklus ein Ätzgas oder Ätzgasgemisoh einströmt, welohes duroh das gasdurchlässige zweite Wandsystem fläohig in den Reaktor austritt sowie duroh zu diesem gasdurchlässigen zweiten Wandaratem zugehörige, räumlioh und funktionell von der Prozeßgasabsaugung getrennte Absaugkanäle gebildet wird, duroh den zu reinigenden Reaktor geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Ätzgas oder Ätzgasgemisoh über die Prozeßgaszuführung in den Reaktor eingeleitet und über die Spülgasabsaugung aus dem Reaktor abgesaugt wird oder über die Spülgaszuführung eingeleitet und über die Prozeßgasabsaugung aus dem Reaktor entfernt wird.

3>» Verfahren naoh Anspruoh 1 oder 2 ₉gekennzeichnet daduroh, daß während des Reinigungsätζens das zu bearbeitende Werkstück entfernt oder duroh ein gleiohgestaltetes perforiertes Werkstüok ersetzt wird.

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