JP2000003907A - クリーニング方法及びクリーニングガス生成装置 - Google Patents
クリーニング方法及びクリーニングガス生成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜装置の処理容器内等にプラズマによるダ
メージを与えることなくクリーニングを行なうことがで
きるクリーニング方法を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに成膜を施す成膜装置２内の
付着生成物を、クリーニングガスとしてＮＦ系ガスを用
いて除去するクリーニング方法において、前記ＮＦ系ガ
スを、前記成膜装置以外の部分でガス励起手段７０によ
って励起して活性化させることによって活性ガスを形成
する活性ガス生成工程と、前記活性ガスを前記成膜装置
内へ導入して前記付着生成物を除去するクリーニング工
程とを備えるようにする。これにより、成膜装置の処理
容器内等にプラズマによるダメージを与えることなくク
リーニングを行なう。
メージを与えることなくクリーニングを行なうことがで
きるクリーニング方法を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに成膜を施す成膜装置２内の
付着生成物を、クリーニングガスとしてＮＦ系ガスを用
いて除去するクリーニング方法において、前記ＮＦ系ガ
スを、前記成膜装置以外の部分でガス励起手段７０によ
って励起して活性化させることによって活性ガスを形成
する活性ガス生成工程と、前記活性ガスを前記成膜装置
内へ導入して前記付着生成物を除去するクリーニング工
程とを備えるようにする。これにより、成膜装置の処理
容器内等にプラズマによるダメージを与えることなくク
リーニングを行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板に対して成膜を施す成膜装置のクリーニング方法及
びクリーニングガス生成装置に関する。
基板に対して成膜を施す成膜装置のクリーニング方法及
びクリーニングガス生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
には、半導体ウエハ等の基板に対して、成膜とパターン
エッチング等を繰り返し行なって、多数の所望の素子を
形成するようになっている。ところで、各素子間を接続
する配線、各素子に対する電気的コンタクトを図るコン
タクトメタル、或いは基板のＳｉの吸上げを抑制する対
策として用いられるバリヤメタルとしては、電気抵抗が
小さいことは勿論のこと、耐腐食性に優れた材料を用い
なければならない。このような要請に対応できる材料と
して、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モ
リブデン）などの高融点金属材料が使用される傾向にあ
り、中でも電気的及び耐腐食性などの特性等が良好であ
ることから、特に、Ｔｉ及びこの窒化膜であるＴｉＮ
（チタンナイトライド）が多用される傾向にある。
には、半導体ウエハ等の基板に対して、成膜とパターン
エッチング等を繰り返し行なって、多数の所望の素子を
形成するようになっている。ところで、各素子間を接続
する配線、各素子に対する電気的コンタクトを図るコン
タクトメタル、或いは基板のＳｉの吸上げを抑制する対
策として用いられるバリヤメタルとしては、電気抵抗が
小さいことは勿論のこと、耐腐食性に優れた材料を用い
なければならない。このような要請に対応できる材料と
して、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モ
リブデン）などの高融点金属材料が使用される傾向にあ
り、中でも電気的及び耐腐食性などの特性等が良好であ
ることから、特に、Ｔｉ及びこの窒化膜であるＴｉＮ
（チタンナイトライド）が多用される傾向にある。
【０００３】Ｔｉ膜は、一般的には、原料ガスとしてＴ
ｉＣｌ4 （四塩化チタン）ガスと水素ガスを用いてプラ
ズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）により成膜され、成膜処理時には反応副
生成物としてチタン塩化物が処理容器内にかなり付着す
ることになる。この反応副生成物等の付着生成物は、処
理中に剥がれるなどしてパーティクルの問題を引き起こ
すので、パーティクル等の問題を回避するために定期
的、或いは不定期的にクリーニング処理を行なって、こ
の付着生成物を除去することが行なわれる。このような
付着生成物の問題は、チタン以外の金属膜や窒化膜、或
いは絶縁膜等を生成する場合にも生ずる。
ｉＣｌ4 （四塩化チタン）ガスと水素ガスを用いてプラ
ズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）により成膜され、成膜処理時には反応副
生成物としてチタン塩化物が処理容器内にかなり付着す
ることになる。この反応副生成物等の付着生成物は、処
理中に剥がれるなどしてパーティクルの問題を引き起こ
すので、パーティクル等の問題を回避するために定期
的、或いは不定期的にクリーニング処理を行なって、こ
の付着生成物を除去することが行なわれる。このような
付着生成物の問題は、チタン以外の金属膜や窒化膜、或
いは絶縁膜等を生成する場合にも生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】処理容器内に付着した
生成物を除去するためには、一般的にはクリーニングガ
スとしてＮＦ系ガスやＣｌＦ系ガスを用いる。例えばＮ
Ｆ3 ガスを用いる場合には、処理容器内を２００〜３０
０℃程度の低温に保って処理容器内にプラズマを立て、
このプラズマによりＮＦ3 ガスを分解して活性種化して
容器内に付着している生成物をエッチング処理するよう
になっている。また、ＣｌＦ系ガスを用いる場合には、
処理容器内を２００℃程度の高温に保ってプラズマレス
でエッチング処理するようになっているが、クリーニン
グ効率や残留塩素を嫌うプロセスが多いことから、ＮＦ
系ガスを用いたクリーニングが多く用いられる傾向にあ
る。
生成物を除去するためには、一般的にはクリーニングガ
スとしてＮＦ系ガスやＣｌＦ系ガスを用いる。例えばＮ
Ｆ3 ガスを用いる場合には、処理容器内を２００〜３０
０℃程度の低温に保って処理容器内にプラズマを立て、
このプラズマによりＮＦ3 ガスを分解して活性種化して
容器内に付着している生成物をエッチング処理するよう
になっている。また、ＣｌＦ系ガスを用いる場合には、
処理容器内を２００℃程度の高温に保ってプラズマレス
でエッチング処理するようになっているが、クリーニン
グ効率や残留塩素を嫌うプロセスが多いことから、ＮＦ
系ガスを用いたクリーニングが多く用いられる傾向にあ
る。
【０００５】しかしながら、このようにＮＦ3 ガスを用
いたクリーニング方法では、ＮＦ3ガスを活性化させる
ために処理容器内の電極間に成膜時に用いた高周波電源
から高周波電圧を印加するが、ＮＦ3 ガスの解離エネル
ギはＣｌＦ系ガスと比較してかなり高く、そのためこの
高周波電源により発生されるプラズマ強度がそれ程強く
なく、十分なクリーニング処理を施すことができない場
合があった。また、これを解決するために、クリーニン
グ操作時に、処理容器内の電極間により高い高周波電圧
を印加して発生するプラズマ強度を強くすることも考え
られるが、この場合には、強いプラズマのために容器内
壁や載置台等の内部構造物がスパッタリング等に晒され
てダメージを受けてしまう、という新たな問題が発生し
てしまう。
いたクリーニング方法では、ＮＦ3ガスを活性化させる
ために処理容器内の電極間に成膜時に用いた高周波電源
から高周波電圧を印加するが、ＮＦ3 ガスの解離エネル
ギはＣｌＦ系ガスと比較してかなり高く、そのためこの
高周波電源により発生されるプラズマ強度がそれ程強く
なく、十分なクリーニング処理を施すことができない場
合があった。また、これを解決するために、クリーニン
グ操作時に、処理容器内の電極間により高い高周波電圧
を印加して発生するプラズマ強度を強くすることも考え
られるが、この場合には、強いプラズマのために容器内
壁や載置台等の内部構造物がスパッタリング等に晒され
てダメージを受けてしまう、という新たな問題が発生し
てしまう。
【０００６】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、成膜装置の処理容器内等にプラズマによるダ
メージを与えることなくクリーニングを行なうことがで
きるクリーニング方法及びクリーニングガス生成装置を
提供することにある。
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、成膜装置の処理容器内等にプラズマによるダ
メージを与えることなくクリーニングを行なうことがで
きるクリーニング方法及びクリーニングガス生成装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被処理体に成膜を施す成膜装置内の付
着生成物を、クリーニングガスとしてＮＦ系ガスを用い
て除去するクリーニング方法において、前記ＮＦ系ガス
を、前記成膜装置以外の部分でガス励起手段によって励
起して活性化させることによって活性ガスを形成する活
性ガス生成工程と、前記活性ガスを前記成膜装置内へ導
入して前記付着生成物を除去するクリーニング工程とを
備えるようにしたものである。
解決するために、被処理体に成膜を施す成膜装置内の付
着生成物を、クリーニングガスとしてＮＦ系ガスを用い
て除去するクリーニング方法において、前記ＮＦ系ガス
を、前記成膜装置以外の部分でガス励起手段によって励
起して活性化させることによって活性ガスを形成する活
性ガス生成工程と、前記活性ガスを前記成膜装置内へ導
入して前記付着生成物を除去するクリーニング工程とを
備えるようにしたものである。
【０００８】このように、成膜装置以外の部分でクリー
ニングガスを活性化し、この活性ガスを成膜装置内へ導
入することにより、成膜装置内はプラズマレスとなって
これにダメージを与えることなく成膜装置内を効率的に
クリーニングすることが可能となる。この場合、ＮＦ系
ガスを励起するガス励起手段は、高周波による誘導方式
によって前記ＮＦ系ガスをプラズマ化して励起するよう
にすれば、処理装置内で行なわれる容量結合方式による
プラズマ生成方式よりも大きな密度のプラズマを形成す
ることができるので、効率的にＮＦ系ガスを活性化する
ことが可能となる。
ニングガスを活性化し、この活性ガスを成膜装置内へ導
入することにより、成膜装置内はプラズマレスとなって
これにダメージを与えることなく成膜装置内を効率的に
クリーニングすることが可能となる。この場合、ＮＦ系
ガスを励起するガス励起手段は、高周波による誘導方式
によって前記ＮＦ系ガスをプラズマ化して励起するよう
にすれば、処理装置内で行なわれる容量結合方式による
プラズマ生成方式よりも大きな密度のプラズマを形成す
ることができるので、効率的にＮＦ系ガスを活性化する
ことが可能となる。
【０００９】上述したようなクリーニング方法を実施す
るためには、被処理体に成膜を施す成膜装置にクリーニ
ングガス導入管を介して連結されたクリーニングガス活
性容器と、このクリーニングガス活性容器内へクリーニ
ングガスとしてＮＦ系ガスを供給するクリーニングガス
供給手段と、前記クリーニングガス活性容器内へ導入さ
れたＮＦ系ガスを励起してプラズマを立てることによっ
て活性化させるガス励起手段とを備えるようにする。
るためには、被処理体に成膜を施す成膜装置にクリーニ
ングガス導入管を介して連結されたクリーニングガス活
性容器と、このクリーニングガス活性容器内へクリーニ
ングガスとしてＮＦ系ガスを供給するクリーニングガス
供給手段と、前記クリーニングガス活性容器内へ導入さ
れたＮＦ系ガスを励起してプラズマを立てることによっ
て活性化させるガス励起手段とを備えるようにする。
【００１０】この場合、前記ガス励起手段は、前記クリ
ーニングガス活性容器の外周に巻回された誘導コイル
と、この誘導コイルに高周波電圧を印加するクリーニン
グ用高周波電源とにより構成する。また、前記クリーニ
ングガス活性容器は、誘電損失の少ない絶縁材料により
形成すればよい。
ーニングガス活性容器の外周に巻回された誘導コイル
と、この誘導コイルに高周波電圧を印加するクリーニン
グ用高周波電源とにより構成する。また、前記クリーニ
ングガス活性容器は、誘電損失の少ない絶縁材料により
形成すればよい。
【００１１】更に、前記成膜装置は、前記被処理体に対
してプラズマＣＶＤ処理を施すためのプラズマＣＶＤ用
の高周波電源を有しており、このプラズマＣＶＤ用の高
周波電源は、前記クリーニング用高周波電源と兼用され
るようにしてもよい。
してプラズマＣＶＤ処理を施すためのプラズマＣＶＤ用
の高周波電源を有しており、このプラズマＣＶＤ用の高
周波電源は、前記クリーニング用高周波電源と兼用され
るようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るクリーニン
グ方法及びクリーニングガス生成装置の一実施例を添付
図面に基づいて詳述する。図１は本発明方法を実施する
クリーニングガス生成装置とプラズマ成膜装置を示す構
成図である。まず、プラズマ成膜装置について説明する
と、図示するように、このプラズマ成膜装置２は、例え
ばステンレススチール等により円筒体状に成形された処
理容器４を有しており、この処理容器４は接地されてい
る。
グ方法及びクリーニングガス生成装置の一実施例を添付
図面に基づいて詳述する。図１は本発明方法を実施する
クリーニングガス生成装置とプラズマ成膜装置を示す構
成図である。まず、プラズマ成膜装置について説明する
と、図示するように、このプラズマ成膜装置２は、例え
ばステンレススチール等により円筒体状に成形された処
理容器４を有しており、この処理容器４は接地されてい
る。
【００１３】この処理容器４の底部６には、容器内の雰
囲気を排出するための排気口８が設けられており、この
排気口８には真空引きポンプ１０を介設した排気系１２
が接続されて、処理容器４内を底部周辺部から均一に真
空引きできるようになっている。この処理容器４内に
は、導電性材料よりなる支柱１４を介して円板状の載置
台１６が設けられており、この上に被処理体として例え
ば半導体ウエハＷを載置し得るようになっている。具体
的には、この載置台１６は、下部電極を兼用するもので
あり、支柱１４に直接支持される下台１６Ａと、この上
面に接合される上台１６Ｂとよりなり、これらの接合面
に抵抗加熱ヒータ１８が挟み込まれている。この下台１
６Ａと上台１６Ｂは、その接合面にて例えば溶着により
接合される。
囲気を排出するための排気口８が設けられており、この
排気口８には真空引きポンプ１０を介設した排気系１２
が接続されて、処理容器４内を底部周辺部から均一に真
空引きできるようになっている。この処理容器４内に
は、導電性材料よりなる支柱１４を介して円板状の載置
台１６が設けられており、この上に被処理体として例え
ば半導体ウエハＷを載置し得るようになっている。具体
的には、この載置台１６は、下部電極を兼用するもので
あり、支柱１４に直接支持される下台１６Ａと、この上
面に接合される上台１６Ｂとよりなり、これらの接合面
に抵抗加熱ヒータ１８が挟み込まれている。この下台１
６Ａと上台１６Ｂは、その接合面にて例えば溶着により
接合される。
【００１４】処理容器４の天井部には、上部電極と兼用
されるシャワーヘッド２０が一体的に設けられた天井板
２２が容器側壁に対して絶縁材２４を介して気密に取り
付けられている。このシャワーヘッド２０は、上記載置
台１６の上面の略全面を覆うように対向させて設けられ
ており、載置台１６との間に処理空間Ｓを形成してい
る。このシャワーヘッド２０は、処理空間Ｓに各種のガ
スをシャワー状に導入するものであり、シャワーヘッド
２０の下面の噴射面２６にはガスを噴射するための多数
の噴射孔２８が形成される。また、このシャワーヘッド
２０の内部には、多数の拡散孔３０を有する拡散板３２
が設けられてガスを拡散できるようになっている。
されるシャワーヘッド２０が一体的に設けられた天井板
２２が容器側壁に対して絶縁材２４を介して気密に取り
付けられている。このシャワーヘッド２０は、上記載置
台１６の上面の略全面を覆うように対向させて設けられ
ており、載置台１６との間に処理空間Ｓを形成してい
る。このシャワーヘッド２０は、処理空間Ｓに各種のガ
スをシャワー状に導入するものであり、シャワーヘッド
２０の下面の噴射面２６にはガスを噴射するための多数
の噴射孔２８が形成される。また、このシャワーヘッド
２０の内部には、多数の拡散孔３０を有する拡散板３２
が設けられてガスを拡散できるようになっている。
【００１５】そして、このシャワーヘッド２０の上部に
は、ヘッド内にガスを導入するガス導入ポート３４が設
けられており、このガス導入ポート３４には各種のガス
を流す供給通路３６が接続されている。そして、この供
給通路３６を介して、クリーニングガス以外の必要なガ
ス、例えばＡｒ，Ｈ2 ，ＴｉＣｌ4 等を流量制御しつ
つ、供給できるようになっている。
は、ヘッド内にガスを導入するガス導入ポート３４が設
けられており、このガス導入ポート３４には各種のガス
を流す供給通路３６が接続されている。そして、この供
給通路３６を介して、クリーニングガス以外の必要なガ
ス、例えばＡｒ，Ｈ2 ，ＴｉＣｌ4 等を流量制御しつ
つ、供給できるようになっている。
【００１６】また、天井板２２には、プラズマＣＶＤに
よる成膜時のプラズマを形成するために、リード線４０
を介してマッチング回路４２及び例えば１３．５６ＭＨ
ｚのプラズマＣＶＤ用の高周波電源４４が接続されてい
る。また、容器側壁には、ウエハの搬入・搬出時に気密
に開閉可能になされたゲートバルブ４６が設けられる。
また、図示されていないが、ウエハ搬入・搬出時にこれ
を持ち上げたり、持ち下げたりするウエハリフタピンが
載置台に設けられるのは勿論である。そして、このよう
なプラズマ生成装置２には、本発明のクリーニングガス
生成装置５０が取り付けられている。具体的には、この
クリーニングガス生成装置５０は、例えば石英ガラスや
セラミック等の誘電損失の少ない絶縁材料よりなる円筒
体状のクリーニングガス活性容器５２を有している。こ
の活性容器５２の一端には、クリーニングガスを取り込
むガス入口５４が設けられると共に他端には活性化され
たガスを排出するガス出口５６が設けられている。上記
ガス入口５４には、途中にマスフローコントローラ等の
流量制御器５８を介設したガス導入通路６０が接続され
ており、このガス導入通路６０の他端は、クリーニング
ガスとしてＮＦ系ガス、例えばＮＦ3 ガスを貯留するＮ
Ｆ3 ガス源６２が接続されており、クリーニング時に
は、流量制御しつつＮＦ3 ガスを供給し得るようになっ
ている。このように、ＮＦ3 ガス源６２と流量制御器５
８の介設されたガス導入通路６０により、クリーニング
ガス供給手段６４を構成している。
よる成膜時のプラズマを形成するために、リード線４０
を介してマッチング回路４２及び例えば１３．５６ＭＨ
ｚのプラズマＣＶＤ用の高周波電源４４が接続されてい
る。また、容器側壁には、ウエハの搬入・搬出時に気密
に開閉可能になされたゲートバルブ４６が設けられる。
また、図示されていないが、ウエハ搬入・搬出時にこれ
を持ち上げたり、持ち下げたりするウエハリフタピンが
載置台に設けられるのは勿論である。そして、このよう
なプラズマ生成装置２には、本発明のクリーニングガス
生成装置５０が取り付けられている。具体的には、この
クリーニングガス生成装置５０は、例えば石英ガラスや
セラミック等の誘電損失の少ない絶縁材料よりなる円筒
体状のクリーニングガス活性容器５２を有している。こ
の活性容器５２の一端には、クリーニングガスを取り込
むガス入口５４が設けられると共に他端には活性化され
たガスを排出するガス出口５６が設けられている。上記
ガス入口５４には、途中にマスフローコントローラ等の
流量制御器５８を介設したガス導入通路６０が接続され
ており、このガス導入通路６０の他端は、クリーニング
ガスとしてＮＦ系ガス、例えばＮＦ3 ガスを貯留するＮ
Ｆ3 ガス源６２が接続されており、クリーニング時に
は、流量制御しつつＮＦ3 ガスを供給し得るようになっ
ている。このように、ＮＦ3 ガス源６２と流量制御器５
８の介設されたガス導入通路６０により、クリーニング
ガス供給手段６４を構成している。
【００１７】また、上記ガス出口５６は、ガス排出通路
６６を介して前記処理容器４の側壁に設けたクリーニン
グガスノズル６８に連結されており、このノズル６８よ
り活性化されたクリーニングガスを処理容器４内へ導入
できるようになっている。そして、上記クリーニングガ
ス活性容器５２には、これに導入されるＮＦ系ガスを活
性化するガス励起手段７０が設けられる。このガス励起
手段７０は、上記クリーニングガス活性容器５２の外周
に巻回させた誘導コイル７２を有しており、この誘導コ
イル７２は、マッチング回路７４を介して例えば１３．
５６ＭＨｚの高周波電圧を発生するクリーニング用高周
波電源７６に接続されている。これにより、クリーニン
グ時に誘導コイル７２に高周波電圧を印加できるように
なっている。
６６を介して前記処理容器４の側壁に設けたクリーニン
グガスノズル６８に連結されており、このノズル６８よ
り活性化されたクリーニングガスを処理容器４内へ導入
できるようになっている。そして、上記クリーニングガ
ス活性容器５２には、これに導入されるＮＦ系ガスを活
性化するガス励起手段７０が設けられる。このガス励起
手段７０は、上記クリーニングガス活性容器５２の外周
に巻回させた誘導コイル７２を有しており、この誘導コ
イル７２は、マッチング回路７４を介して例えば１３．
５６ＭＨｚの高周波電圧を発生するクリーニング用高周
波電源７６に接続されている。これにより、クリーニン
グ時に誘導コイル７２に高周波電圧を印加できるように
なっている。
【００１８】次に、以上のように構成された装置を用い
て行なわれる本発明のクリーニング方法について説明す
る。本発明のクリーニング方法は、例えばＴｉ膜の形成
時に容器内部に付着する生成物をＮＦ系ガスを用いて除
去するものである。まず、成膜について説明する。例え
ばウエハＷの表面にＴｉ膜を成膜する場合には、成膜ガ
スとしてＴｉＣｌ4 ガスと、Ｈ2 ガスと、Ａｒガスをそ
れぞれ所定の流量でシャワーヘッド２０から処理容器４
内に供給し、これと同時に、プラズマＣＶＤ用の高周波
電源４４より高周波をシャワーヘッド２０と載置台１６
との間に印加する。これにより、処理空間Ｓにはプラズ
マが立ち、ＴｉＣｌ4 がＨ2 と反応して還元され、Ｔｉ
膜がウエハ上に成膜されることになる。この時の成膜条
件は、例えば基板温度は５５０℃程度、プロセス圧力は
１Ｔｏｒｒ程度、プラズマパワーは５００Ｗ程度であ
る。
て行なわれる本発明のクリーニング方法について説明す
る。本発明のクリーニング方法は、例えばＴｉ膜の形成
時に容器内部に付着する生成物をＮＦ系ガスを用いて除
去するものである。まず、成膜について説明する。例え
ばウエハＷの表面にＴｉ膜を成膜する場合には、成膜ガ
スとしてＴｉＣｌ4 ガスと、Ｈ2 ガスと、Ａｒガスをそ
れぞれ所定の流量でシャワーヘッド２０から処理容器４
内に供給し、これと同時に、プラズマＣＶＤ用の高周波
電源４４より高周波をシャワーヘッド２０と載置台１６
との間に印加する。これにより、処理空間Ｓにはプラズ
マが立ち、ＴｉＣｌ4 がＨ2 と反応して還元され、Ｔｉ
膜がウエハ上に成膜されることになる。この時の成膜条
件は、例えば基板温度は５５０℃程度、プロセス圧力は
１Ｔｏｒｒ程度、プラズマパワーは５００Ｗ程度であ
る。
【００１９】そして、このような成膜処理時には、不要
な成膜が処理容器４の内壁や載置台１６やシャワーヘッ
ド２０等に付着する傾向にある。このようにして複数枚
のウエハに対する成膜の処理を行なったならば、処理容
器内に付着した生成物を除去するためのクリーニング処
理を行なう。このクリーニング時には、上記プラズマＣ
ＶＤ用の高周波電源４４をオフして載置台１６とシャワ
ーヘッド２０との間には高周波電圧を印加しないように
し、また、抵抗加熱ヒータ１８等を用いて載置台１６や
処理容器の内壁やシャワーヘッド２０等を加熱して所定
のクリーニング温度に維持する。
な成膜が処理容器４の内壁や載置台１６やシャワーヘッ
ド２０等に付着する傾向にある。このようにして複数枚
のウエハに対する成膜の処理を行なったならば、処理容
器内に付着した生成物を除去するためのクリーニング処
理を行なう。このクリーニング時には、上記プラズマＣ
ＶＤ用の高周波電源４４をオフして載置台１６とシャワ
ーヘッド２０との間には高周波電圧を印加しないように
し、また、抵抗加熱ヒータ１８等を用いて載置台１６や
処理容器の内壁やシャワーヘッド２０等を加熱して所定
のクリーニング温度に維持する。
【００２０】この状態でクリーニングガス生成装置５０
を駆動する。すなわち、クリーニングガス供給手段６４
のＮＦ3 ガス源６２からクリーニングガス活性容器５２
内へＮＦ3 ガスを所定の流量で供給しつつ、ガス励起手
段７０のクリーニング用高周波電源７６から誘導コイル
７２に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加する。これ
により、誘導コイル７２からの高周波によって活性容器
５２内では導入されたＮＦ3 ガスがプラズマ化されつつ
励起されて解離し、活性化されることになる。そして、
この活性ガスは、ガス出口５６から排出されてガス排出
通路６６を介してクリーニングガスノズル６８へ移送さ
れ、これより処理容器４内へ導入される。これにより、
活性ガスと処理容器４内の付着生成物が反応して除去さ
れ、クリーニングが行なわれる。この時の処理容器４内
のクリーニング圧力は、１〜５Ｔｏｒｒ程度、クリーニ
ング温度は、２５〜１００℃程度、ＮＦ3 ガスの流量は
５００〜１０００ｓｃｃｍ程度である。
を駆動する。すなわち、クリーニングガス供給手段６４
のＮＦ3 ガス源６２からクリーニングガス活性容器５２
内へＮＦ3 ガスを所定の流量で供給しつつ、ガス励起手
段７０のクリーニング用高周波電源７６から誘導コイル
７２に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加する。これ
により、誘導コイル７２からの高周波によって活性容器
５２内では導入されたＮＦ3 ガスがプラズマ化されつつ
励起されて解離し、活性化されることになる。そして、
この活性ガスは、ガス出口５６から排出されてガス排出
通路６６を介してクリーニングガスノズル６８へ移送さ
れ、これより処理容器４内へ導入される。これにより、
活性ガスと処理容器４内の付着生成物が反応して除去さ
れ、クリーニングが行なわれる。この時の処理容器４内
のクリーニング圧力は、１〜５Ｔｏｒｒ程度、クリーニ
ング温度は、２５〜１００℃程度、ＮＦ3 ガスの流量は
５００〜１０００ｓｃｃｍ程度である。
【００２１】このように、クリーニング時には、処理容
器４の外側でクリーニングガスを活性化させて、これを
処理容器４内へ導入するようにしたので、従来装置にて
発生していたクリーニング時のプラズマによる処理容器
内構造物のダメージをなくすことができる。また、従来
の装置では、例えば平行平板型方式により処理容器内で
プラズマを発生していたことから、高周波電界が弱くて
プラズマ密度がそれ程上がらず、例えば１０10ａｔｍｓ
／ｃｍ3 程度のプラズマ密度であったが、本発明のよう
に誘導結合方式によりプラズマを発生させることによ
り、高周波電界が強くなってプラズマ密度を、例えば５
×１０11ａｔｍｓ／ｃｍ3 程度まで上昇でき、従って、
プラズマ密度を略５０倍程度増加できるので、その分、
ＮＦ3 ガスの活性化を促進でき、クリーニングを効率的
に行なうことが可能となる
器４の外側でクリーニングガスを活性化させて、これを
処理容器４内へ導入するようにしたので、従来装置にて
発生していたクリーニング時のプラズマによる処理容器
内構造物のダメージをなくすことができる。また、従来
の装置では、例えば平行平板型方式により処理容器内で
プラズマを発生していたことから、高周波電界が弱くて
プラズマ密度がそれ程上がらず、例えば１０10ａｔｍｓ
／ｃｍ3 程度のプラズマ密度であったが、本発明のよう
に誘導結合方式によりプラズマを発生させることによ
り、高周波電界が強くなってプラズマ密度を、例えば５
×１０11ａｔｍｓ／ｃｍ3 程度まで上昇でき、従って、
プラズマ密度を略５０倍程度増加できるので、その分、
ＮＦ3 ガスの活性化を促進でき、クリーニングを効率的
に行なうことが可能となる
【００２２】特に、クリーニング効率は、本願の場合に
は、従来のＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング操作より
も大幅に向上させることができる。図２は本発明のクリ
ーニング方法と従来のＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニン
グ方法のクリーニング結果を示すグラフである。このグ
ラフから明らかなように本発明の場合には、従来方法と
比較して約３倍以上のクリーニングレートを有し、大幅
にクリーニング効率を向上できることが判明した。
は、従来のＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニング操作より
も大幅に向上させることができる。図２は本発明のクリ
ーニング方法と従来のＣｌＦ3 ガスを用いたクリーニン
グ方法のクリーニング結果を示すグラフである。このグ
ラフから明らかなように本発明の場合には、従来方法と
比較して約３倍以上のクリーニングレートを有し、大幅
にクリーニング効率を向上できることが判明した。
【００２３】また、本実施例では、誘導コイル７２から
の高周波で活性容器５２内のＮＦ3ガスを励起する誘導
結合方式を採用したので、活性容器５２内には金属汚染
等の原因となる電極等を設ける必要がなくなり、活性ガ
ス中に汚染物等が含まれることを防止することができ
る。尚、上記装置例にあっては、プラズマＣＶＤ用高周
波電源４４とクリーニング用高周波電源７６とを別々に
設けるようにしたが、これに限定されず、図３に示すよ
うに両高周波電源を共通にして、いずれか一方の高周波
電源、例えば図示例に示すようにクリーニング用高周波
電源７６を兼用するようにしてもよい。この場合には、
プラズマＣＶＤ時とクリーニング時とで高周波電圧の供
給先を切り換える切り換えスイッチ８０を設ければよ
い。また、この高周波電源７６の出力電力も複数段階に
切り換え可能にしておけば、各処理に対応した適切な出
力電力を選択することができる。このように、高周波電
源を兼用すれば、高周波電源系のコストダウンを図るこ
とが可能となる。
の高周波で活性容器５２内のＮＦ3ガスを励起する誘導
結合方式を採用したので、活性容器５２内には金属汚染
等の原因となる電極等を設ける必要がなくなり、活性ガ
ス中に汚染物等が含まれることを防止することができ
る。尚、上記装置例にあっては、プラズマＣＶＤ用高周
波電源４４とクリーニング用高周波電源７６とを別々に
設けるようにしたが、これに限定されず、図３に示すよ
うに両高周波電源を共通にして、いずれか一方の高周波
電源、例えば図示例に示すようにクリーニング用高周波
電源７６を兼用するようにしてもよい。この場合には、
プラズマＣＶＤ時とクリーニング時とで高周波電圧の供
給先を切り換える切り換えスイッチ８０を設ければよ
い。また、この高周波電源７６の出力電力も複数段階に
切り換え可能にしておけば、各処理に対応した適切な出
力電力を選択することができる。このように、高周波電
源を兼用すれば、高周波電源系のコストダウンを図るこ
とが可能となる。
【００２４】また、図１に示す実施例では、クリーニン
グガス活性容器５２で形成した活性ガスを、処理容器４
の側壁に設けたクリーニングガスノズル６８から処理容
器４内へ導入するようにしたが、図３に示すようにこの
ノズルを設けず、活性ガスをシャワーヘッド２０から処
理容器４内へ導入するようにしてもよい。尚、上記実施
例ではＮＦ系ガスとしてＮＦ3.ガスを用いた場合を例に
とって説明したが、これに限定されない。また、付着生
成膜としてＴｉ膜をクリーニングかる場合を例にとって
説明したが、これに限定されず、ＴｉＮ膜、Ｗ膜、ＷＮ
膜、Ｍｏ膜等の他の付着膜を除去する場合にも適用でき
る。更に、ここでは被処理体として半導体ウエハを用い
た場合を例にとって説明したが、これに限定されず、本
発明をガラス基板やＬＣＤ基板等を処理する場合にも適
用できるのは勿論である。
グガス活性容器５２で形成した活性ガスを、処理容器４
の側壁に設けたクリーニングガスノズル６８から処理容
器４内へ導入するようにしたが、図３に示すようにこの
ノズルを設けず、活性ガスをシャワーヘッド２０から処
理容器４内へ導入するようにしてもよい。尚、上記実施
例ではＮＦ系ガスとしてＮＦ3.ガスを用いた場合を例に
とって説明したが、これに限定されない。また、付着生
成膜としてＴｉ膜をクリーニングかる場合を例にとって
説明したが、これに限定されず、ＴｉＮ膜、Ｗ膜、ＷＮ
膜、Ｍｏ膜等の他の付着膜を除去する場合にも適用でき
る。更に、ここでは被処理体として半導体ウエハを用い
た場合を例にとって説明したが、これに限定されず、本
発明をガラス基板やＬＣＤ基板等を処理する場合にも適
用できるのは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーニ
ング方法及びクリーニングガス生成装置によれば、次の
ように優れた作用効果を発揮することができる。成膜装
置以外の部分でガス励起手段によってクリーニング用の
活性ガスを生成し、これを成膜装置内へ導入して不要な
付着生成物を除去してクリーニングを行なうようにした
ので、クリーニング時に成膜装置内でプラズマを立てる
必要がなくなり、従って、成膜装置がプラズマにより受
けるダメージをなくすことができる。また、高周波誘導
方式によってクリーニングガスを活性化することによ
り、強いプラズマ密度で活性化できるのでクリーニング
効率を向上できるのみならず、活性ガス中に金属汚染源
が混入することも防止することができる。更に、１つの
高周波電源によりプラズマＣＶＤ用の高周波電源とクリ
ーニング用高周波電源の２つの機能を持たせて兼用する
ことにより、コスト上昇を招来することなく本発明を採
用することができる。
ング方法及びクリーニングガス生成装置によれば、次の
ように優れた作用効果を発揮することができる。成膜装
置以外の部分でガス励起手段によってクリーニング用の
活性ガスを生成し、これを成膜装置内へ導入して不要な
付着生成物を除去してクリーニングを行なうようにした
ので、クリーニング時に成膜装置内でプラズマを立てる
必要がなくなり、従って、成膜装置がプラズマにより受
けるダメージをなくすことができる。また、高周波誘導
方式によってクリーニングガスを活性化することによ
り、強いプラズマ密度で活性化できるのでクリーニング
効率を向上できるのみならず、活性ガス中に金属汚染源
が混入することも防止することができる。更に、１つの
高周波電源によりプラズマＣＶＤ用の高周波電源とクリ
ーニング用高周波電源の２つの機能を持たせて兼用する
ことにより、コスト上昇を招来することなく本発明を採
用することができる。
【図１】本発明方法を実施するクリーニングガス生成装
置とプラズマ成膜装置を示す構成図である。
置とプラズマ成膜装置を示す構成図である。
【図２】本発明のクリーニング方法と従来のＣｌＦ3 ガ
スを用いたクリーニング方法のクリーニングレートを示
すグラフである。
スを用いたクリーニング方法のクリーニングレートを示
すグラフである。
【図３】本発明装置の変形例を示す図である。
２ プラズマ成膜装置 ４ 処理容器 １６ 載置台 ２０ シャワーヘッド ４４ プラズマＣＶＤ用の高周波電源 ５０ クリーニングガス生成装置 ５２ クリーニングガス活性容器 ６２ ＮＦ3 ガス源 ６４ クリーニングガス供給手段 ６８ クリーニングガスノズル ７０ ガス励起手段 ７２ 誘導コイル ７６ クリーニング用高周波電源 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Claims (6)
- 【請求項１】 被処理体に成膜を施す成膜装置内の付着
生成物を、クリーニングガスとしてＮＦ系ガスを用いて
除去するクリーニング方法において、前記ＮＦ系ガス
を、前記成膜装置以外の部分でガス励起手段によって励
起して活性化させることによって活性ガスを形成する活
性ガス生成工程と、前記活性ガスを前記成膜装置内へ導
入して前記付着生成物を除去するクリーニング工程とを
備えたことを特徴とするクリーニング方法。 - 【請求項２】 前記ガス励起手段は、高周波による誘導
方式によって前記ＮＦ系ガスをプラズマ化して励起する
ことを特徴とする請求項１記載のクリーニング方法。 - 【請求項３】 被処理体に成膜を施す成膜装置にクリー
ニングガス導入管を介して連結されたクリーニングガス
活性容器と、このクリーニングガス活性容器内へクリー
ニングガスとしてＮＦ系ガスを供給するクリーニングガ
ス供給手段と、前記クリーニングガス活性容器内へ導入
されたＮＦ系ガスを励起してプラズマを立てることによ
って活性化させるガス励起手段とを備えことを特徴とす
るクリーニングガス生成装置。 - 【請求項４】 前記ガス励起手段は、前記クリーニング
ガス活性容器の外周に巻回された誘導コイルと、この誘
導コイルに高周波電圧を印加するクリーニング用高周波
電源とよりなることを特徴とする請求項３記載のクリー
ニングガス生成装置。 - 【請求項５】 前記クリーニングガス活性容器は、誘電
損失の少ない絶縁材料よりなることを特徴とする請求項
４記載のクリーニングガス生成装置。 - 【請求項６】 前記成膜装置は、前記被処理体に対して
プラズマＣＶＤ処理を施すためのプラズマＣＶＤ用の高
周波電源を有しており、このプラズマＣＶＤ用の高周波
電源は、前記クリーニング用高周波電源と兼用されるこ
とを特徴とする請求項４または５記載のクリーニングガ
ス生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18166798A JP2000003907A (ja) | 1998-06-13 | 1998-06-13 | クリーニング方法及びクリーニングガス生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18166798A JP2000003907A (ja) | 1998-06-13 | 1998-06-13 | クリーニング方法及びクリーニングガス生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000003907A true JP2000003907A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=16104768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18166798A Pending JP2000003907A (ja) | 1998-06-13 | 1998-06-13 | クリーニング方法及びクリーニングガス生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000003907A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002060949A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法 |
| JP2007084908A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法および記録媒体 |
| JP2008283217A (ja) * | 2008-08-11 | 2008-11-20 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置およびそのクリーニング方法 |
-
1998
- 1998-06-13 JP JP18166798A patent/JP2000003907A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002060949A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法 |
| JP4730572B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2011-07-20 | 株式会社アルバック | プラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法 |
| JP2007084908A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法および記録媒体 |
| JP2008283217A (ja) * | 2008-08-11 | 2008-11-20 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置およびそのクリーニング方法 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070312 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
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Effective date: 20090811 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |