JP2001127056A - Method of cleaning process chamber and substrate treatment equipment - Google Patents
Method of cleaning process chamber and substrate treatment equipmentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ装置等の基
板処理装置におけるプロセスチャンバー内のクリーニン
グ方法及び基板処理装置に関するものである。The present invention relates to a method for cleaning a process chamber in a substrate processing apparatus such as a CVD apparatus and a substrate processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】基板処理装置の１つであるＣＶＤ装置
は、例えば、プロセスチャンバーと、このプロセスチャ
ンバー内に配置され、半導体ウェハ（被処理基板）を支
持する基板支持体と、プロセスチャンバー内を減圧排気
するためのポンプとを備えており、ポンプによりプロセ
スチャンバー内を減圧した状態で、プロセスチャンバー
内に成膜ガスを導入し、基板支持体に支持されたウェハ
表面に、ＳｉＯ2膜やＳｉ3Ｎ4膜等といった薄膜を形成
する。2. Description of the Related Art A CVD apparatus, which is one of substrate processing apparatuses, includes, for example, a process chamber, a substrate support disposed in the process chamber and supporting a semiconductor wafer (substrate to be processed), and a process chamber. A pump for depressurizing and evacuating the gas, introducing a film-forming gas into the process chamber while the pressure inside the process chamber is reduced by the pump, and forming a SiO 2 film or Si on the surface of the wafer supported by the substrate support. forming a thin film such as 3 N 4 film or the like.
【０００３】このようなＣＶＤ装置においては、ウェハ
表面にＳｉＯ2膜等が形成されると同時に、プロセスチ
ャンバーの内壁やプロセスキット等にもそのようなＳｉ
Ｏ2膜等が付着してしまうことが多い。このようなＳｉ
系付着物が堆積して厚くなるとウェハ上に落下すること
があり、これがパーティクル発生の原因となり、結果と
して生産効率が低下する。このような不具合を防止する
には、定期的に、チャンバー内壁等に付着したＳｉ系付
着物を除去つまりプロセスチャンバー内のクリーニング
を行う必要がある。In such a CVD apparatus, an SiO 2 film or the like is formed on the surface of a wafer, and at the same time, such an Si film is formed on an inner wall of a process chamber or a process kit.
Often O 2 film or the like adheres. Such Si
If the system deposits accumulate and become thicker, they may fall onto the wafer, causing particles to be generated, and as a result, the production efficiency decreases. In order to prevent such a problem, it is necessary to periodically remove Si-based deposits attached to the inner wall of the chamber, that is, to clean the inside of the process chamber.
【０００４】従来のクリーニング方法としては、ＮＦ3
ガス、Ｃ2Ｆ6ガス、ＣＦ4ガス等のガスをプロセスチャ
ンバー内に導入すると共に、プロセスチャンバー内に高
周波電力を印加してプラズマを発生させ、スパッタ作用
によりＳｉ系付着物を除去したり、あるいは、ＮＦ3ガ
スにマイクロ波を照射してフッ素Ｆを生成し、これをプ
ロセスチャンバー内に導入して化学反応によりＳｉ系付
着物を除去する方法が知られている。Conventional cleaning methods include NF 3
A gas such as a gas, a C 2 F 6 gas, or a CF 4 gas is introduced into the process chamber, and high-frequency power is applied to the process chamber to generate plasma, thereby removing Si-based deposits by a sputtering action. Alternatively, there has been known a method of irradiating NF 3 gas with microwaves to generate fluorine F, introducing the fluorine F into a process chamber, and removing Si-based deposits by a chemical reaction.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＮＦ3
ガスは極めて高価なガスである。また、Ｃ2Ｆ6ガス、Ｃ
Ｆ4ガス等については、クリーニング処理で分解されな
いまま大気中に排出されるため、地球温暖化への影響が
懸念されている。したがって、これらのガスは使用しな
いようにするのが望ましい。また、ＮＦ3ガスにマイク
ロ波を照射する場合には、マイクロ波発生装置が必要と
なるため、設備コストが増大してしまう。However, NF 3
Gas is a very expensive gas. In addition, C 2 F 6 gas, C
For F 4 gas or the like, to be discharged into the atmosphere without being decomposed in the cleaning process, the influence on global warming is feared. Therefore, it is desirable not to use these gases. In addition, when irradiating the NF 3 gas with microwaves, a microwave generator is required, which increases equipment costs.
【０００６】本発明の目的は、高価なガスや地球温暖化
に影響を与えるガスを使用することなく且つ低い設備コ
ストで、プロセスチャンバー内に付着したＳｉ系付着物
を除去することができるプロセスチャンバー内のクリー
ニング方法及び基板処理装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a process chamber capable of removing Si-based deposits in a process chamber without using expensive gas or gas affecting global warming and at low equipment cost. And a substrate processing apparatus.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプロセスチャンバー内のクリーニング方法
は、プロセスチャンバー内にＨＦガスを導入し、プロセ
スチャンバー内に付着したＳｉ系付着物を除去するよう
にする。In order to achieve the above object, a method for cleaning a process chamber according to the present invention comprises introducing an HF gas into a process chamber to remove Si-based deposits from the process chamber. To do it.
【０００８】基板処理プロセスにおいて、ＳｉＨ4ガス
やＳｉＦ4ガス等のプロセスガスをプロセスチャンバー
内に導入する場合には、質量流量コントローラ（ＭＦ
Ｃ）でガスの供給流量を調整して行うのが一般的であ
る。ところで、ＨＦガスは、室温（２３℃）での蒸気圧
が大気圧よりも高い８００Ｔｏｒｒ程度であるという性
質を有し、これにより、上記プロセスガスと同様に、Ｍ
ＦＣでＨＦガスの供給流量を制御することが可能とな
る。In the substrate processing process, when a process gas such as SiH 4 gas or SiF 4 gas is introduced into the process chamber, a mass flow controller (MF)
In general, the gas supply flow rate is adjusted in C). By the way, HF gas has a property that the vapor pressure at room temperature (23 ° C.) is about 800 Torr, which is higher than the atmospheric pressure.
It becomes possible to control the supply flow rate of the HF gas by FC.
【０００９】そこで、ＨＦガスを、ＭＦＣでその流量を
制御しながらプロセスチャンバー内に導入すると、ＨＦ
とプロセスチャンバー内に付着したＳｉ系付着物とが化
学反応し、Ｓｉ系付着物が分解除去される。したがっ
て、ＮＦ3ガスのような高価なガスやＣ2Ｆ6ガス、ＣＦ4
ガス等のような地球温暖化に影響を与えるガスを使用し
なくて済む。また、ＨＦが直接Ｓｉ系付着物と反応する
ので、マイクロ波発生装置のようなフッ素を解離させる
ための装置が不要となり、設備コストが抑えられる。Therefore, when HF gas is introduced into the process chamber while controlling the flow rate by MFC,
And the Si-based deposit attached in the process chamber undergo a chemical reaction, and the Si-based deposit is decomposed and removed. Therefore, expensive gas such as NF 3 gas, C 2 F 6 gas, CF 4
It is not necessary to use gases that affect global warming, such as gases. In addition, since HF directly reacts with the Si-based deposit, a device for dissociating fluorine such as a microwave generator is not required, and equipment costs can be reduced.
【００１０】好ましくは、ＨＦガスとして水分を含んだ
ガスを使用する。これにより、ＨＦとＳｉ系付着物との
反応が促進される。また、水分を全く含まない純粋なＨ
Ｆガスに比べて、容易にかつ安価に手に入れることがで
きる。[0010] Preferably, a gas containing moisture is used as the HF gas. Thereby, the reaction between HF and the Si-based deposit is promoted. Pure H containing no water
Compared with F gas, it can be obtained easily and at low cost.
【００１１】また、好ましくは、ＨＦガスをプロセスチ
ャンバー内に導入する際に、ＨＦガスと反応させるため
の水をプロセスチャンバー内に導入する。これにより、
ＨＦとＳｉ系付着物との反応がより促進されるため、Ｓ
ｉ系付着物の除去が効果的に行える。Preferably, when introducing the HF gas into the process chamber, water for reacting with the HF gas is introduced into the process chamber. This allows
Since the reaction between HF and Si-based deposits is further promoted, S
Removal of i-based deposits can be performed effectively.
【００１２】さらに、好ましくは、ＨＦガスをプロセス
チャンバー内に導入する際に、ＨＦガスを希釈するため
の希釈ガスをプロセスチャンバー内に導入する。この場
合には、プロセスチャンバー内に供給される希釈ガスの
流量を調整することによって、クリーニング速度を変え
ることができる。Further, preferably, when introducing the HF gas into the process chamber, a diluting gas for diluting the HF gas is introduced into the process chamber. In this case, the cleaning speed can be changed by adjusting the flow rate of the diluent gas supplied into the process chamber.
【００１３】また、上記の目的を達成するため、本発明
の基板処理装置は、基板処理が行われるプロセスチャン
バーと、プロセスチャンバー内のクリーニングを行うた
めのＨＦガスをプロセスチャンバー内に供給するＨＦガ
ス供給手段とを備える構成とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a process chamber in which a substrate is processed; and an HF gas for supplying an HF gas for cleaning the process chamber into the process chamber. And a supply unit.
【００１４】このようにＨＦガス供給手段を設けること
により、上記プロセスチャンバー内のクリーニング方法
を実施することができ、上述したように、ＮＦ3ガスの
ような高価なガスやＣ2Ｆ6ガス、ＣＦ4ガス等のような
地球温暖化に影響を与えるガスを使用することなく、ま
たフッ素を解離させるための装置を設けることなく、プ
ロセスチャンバー内に付着したＳｉ系付着物を除去する
ことができる。By providing the HF gas supply means as described above, the above-described method for cleaning the inside of the process chamber can be performed. As described above, expensive gas such as NF 3 gas, C 2 F 6 gas, It is possible to remove Si-based deposits in the process chamber without using a gas that affects global warming, such as CF 4 gas, and without providing a device for dissociating fluorine. .
【００１５】また、上記の目的を達成するため、本発明
の基板処理装置は、基板処理が行われるプロセスチャン
バーと、プロセスチャンバー内を減圧排気するためのポ
ンプと、基板処理を行うためのプロセスガスをプロセス
チャンバー内に供給するプロセスガス供給手段と、プロ
セスチャンバー内のクリーニングを行うためのＨＦガス
をプロセスチャンバー内に供給するＨＦガス供給手段と
を備える構成とする。これにより、上記のように、高価
なガスや地球温暖化に影響を与えるガスを使用すること
なく且つ低い設備コストで、プロセスチャンバー内に付
着したＳｉ系付着物を除去することができる。In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention comprises a process chamber in which a substrate is processed, a pump for evacuating the process chamber, and a process gas for performing the substrate processing. And a HF gas supply unit for supplying an HF gas for cleaning the inside of the process chamber to the process chamber. As a result, as described above, the Si-based deposits deposited in the process chamber can be removed without using expensive gas or gas affecting global warming and at low equipment cost.
【００１６】好ましくは、ＨＦガスと反応させるための
水をプロセスチャンバー内に供給する水供給手段を更に
備える。これにより、ＨＦとＳｉ系付着物との反応が促
進されるため、Ｓｉ系付着物の除去が効果的に行える。Preferably, the apparatus further comprises a water supply means for supplying water for reacting with the HF gas into the process chamber. Thereby, the reaction between HF and the Si-based deposit is promoted, so that the Si-based deposit can be effectively removed.
【００１７】また、好ましくは、ＨＦガスを希釈するた
めの希釈ガスをプロセスチャンバー内に供給する希釈ガ
ス供給手段を更に備える。これにより、クリーニング速
度の調整が可能となる。Preferably, the apparatus further includes a diluent gas supply unit for supplying a diluent gas for diluting the HF gas into the process chamber. As a result, the cleaning speed can be adjusted.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプロセスチャ
ンバー内のクリーニング方法及び基板処理装置の好適な
実施形態について図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for cleaning a process chamber and a substrate processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】図１は、本発明に係る基板処理装置の１つ
であるプラズマＣＶＤ装置を示す概略構成図である。同
図において、ＣＶＤ装置１は、内部が減圧されるプロセ
スチャンバー２を備えている。このプロセスチャンバー
２には、シリコンウェハ（基板）Ｗを支持するペデスタ
ル（基板支持体）３が配置されており、このペデスタル
３内には、ウェハＷを加熱するためのヒータ４が組み込
まれている。ペデスタル３の上方には、ガス分配プレー
ト５がペデスタル３の上面に対して平行に配置されてい
る。ガス分配プレート５は、その下面に複数のガス出口
６を有し、プロセスチャンバー２の外部から送られてき
たプロセスガス及びクリーニングガスをウェハＷに供給
する。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a plasma CVD apparatus which is one of the substrate processing apparatuses according to the present invention. In FIG. 1, a CVD apparatus 1 includes a process chamber 2 whose inside is depressurized. A pedestal (substrate support) 3 for supporting a silicon wafer (substrate) W is disposed in the process chamber 2, and a heater 4 for heating the wafer W is incorporated in the pedestal 3. . Above the pedestal 3, a gas distribution plate 5 is arranged parallel to the upper surface of the pedestal 3. The gas distribution plate 5 has a plurality of gas outlets 6 on its lower surface, and supplies a process gas and a cleaning gas sent from outside the process chamber 2 to the wafer W.
【００２０】ガス分配プレート５は、アルミニウム等の
導電性材料からなっており、かつ整合器７及び高周波電
源８を介して接地されている。また、ペデスタル３もア
ルミニウム等の導電性材料からなり、かつ接地されてい
る。そして、高周波電源８を投入すると、ガス分配プレ
ート５とペデスタル３との間に、例えば１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電力が印加され、プロセスチャンバー２にプ
ラズマが生成される。また、プロセスチャンバー２に
は、チャンバー内部を所望の真空度に減圧すると共に、
チャンバー内部で発生した排ガスを排気するためのポン
プ９が接続されている。なお、このようなポンプ９とし
ては、ドライポンプやターボモレキュラーポンプが使用
される。The gas distribution plate 5 is made of a conductive material such as aluminum and is grounded via a matching unit 7 and a high-frequency power supply 8. The pedestal 3 is also made of a conductive material such as aluminum and is grounded. Then, when the high frequency power supply 8 is turned on, for example, 13.56 MH is provided between the gas distribution plate 5 and the pedestal 3.
The high frequency power of z is applied, and plasma is generated in the process chamber 2. In the process chamber 2, the pressure inside the chamber is reduced to a desired degree of vacuum,
A pump 9 for exhausting exhaust gas generated inside the chamber is connected. In addition, as such a pump 9, a dry pump or a turbomolecular pump is used.
【００２１】また、ＣＶＤ装置１は、プロセスガス（成
膜ガス）をプロセスチャンバー２内に供給するプロセス
ガス供給系１０と、クリーニングガスをプロセスチャン
バー２内に供給するクリーニングガス供給系１１と、ク
リーニングガスを希釈するための希釈ガスをプロセスチ
ャンバー２内に供給する希釈ガス供給系１２とを備えて
いる。The CVD apparatus 1 includes a process gas supply system 10 for supplying a process gas (film forming gas) into the process chamber 2, a cleaning gas supply system 11 for supplying a cleaning gas to the process chamber 2, and a cleaning gas supply system 11. A dilution gas supply system 12 for supplying a dilution gas for diluting the gas into the process chamber 2.
【００２２】ここで、成膜ガスとしては、ＳｉＯ2膜を
ウェハＷの表面に形成すべく、例えばＳｉＨ4ガスとＮ2
Ｏガスとの混合ガスが使用される。また、クリーニング
ガスとしては、ＨＦ（フッ化水素）ガスが使用される。
このＨＦガスは、クリーニング効率やコスト面を含めた
手に入れやすさの点から、水分を全く含まない純粋なＨ
Ｆガスよりも、数％（例えば２％）の水分を含んだガス
の方が好ましい。また、希釈ガスとしては、Ｎ2ガスが
使用される。Here, as a film forming gas, for example, SiH 4 gas and N 2 gas are used in order to form a SiO 2 film on the surface of the wafer W.
A mixed gas with O gas is used. An HF (hydrogen fluoride) gas is used as the cleaning gas.
This HF gas is pure H containing no moisture from the viewpoint of easy availability including cleaning efficiency and cost.
A gas containing several% (for example, 2%) of water is more preferable than the F gas. Also, N 2 gas is used as the diluting gas.
【００２３】プロセスガス供給系１０は、ＳｉＨ4ガス
供給源１３ａ及びＮ2Ｏガス供給源１３ｂを有し、ガス
供給源１３ａ，１３ｂとガス分配プレート５のガス入口
５ａとの間には、開閉バルブ１４ａ，１４ｂ及び質量流
量コントローラ（ＭＦＣ）１５ａ，１５ｂが設けられて
いる。開閉バルブ１４ａ，１４ｂは、ガス供給源１３
ａ，１３ｂからガス分配プレート５へのガスの供給をオ
ン・オフするものである。ＭＦＣ１５ａ，１５ｂは、ガ
ス供給源１３ａ，１３ｂからガス分配プレート５に供給
されるガスの流量を制御するものである。The process gas supply system 10 has a SiH 4 gas supply source 13a and an N 2 O gas supply source 13b, and is opened and closed between the gas supply sources 13a, 13b and the gas inlet 5a of the gas distribution plate 5. Valves 14a, 14b and mass flow controllers (MFC) 15a, 15b are provided. The on-off valves 14a and 14b are connected to the gas supply source 13
a, 13b to turn on / off the supply of gas to the gas distribution plate 5. The MFCs 15a and 15b control the flow rate of the gas supplied from the gas supply sources 13a and 13b to the gas distribution plate 5.
【００２４】クリーニングガス供給系１１は、ＨＦタン
ク１６と、このＨＦタンク１６とガス分配プレート５の
ガス入口５ａとの間に設けられた開閉バルブ１７及びＭ
ＦＣ１８とを有している。ＨＦタンク１６内には、ＨＦ
が気液混合の状態で貯蔵されている。このＨＦは、図２
に示すように、室温（２３℃）での蒸気圧が８００Ｔｏ
ｒｒ程度という物理的性質を有している。したがって、
そのような温度下では、ＭＦＣ１８の一次側圧力は８０
０Ｔｏｒｒ程度であり、ＭＦＣ１８によりＨＦガスの供
給流量を制御することが十分に可能である。The cleaning gas supply system 11 includes an HF tank 16 and an opening / closing valve 17 and M provided between the HF tank 16 and the gas inlet 5a of the gas distribution plate 5.
FC18. HF tank 16 contains HF
Are stored in a gas-liquid mixed state. This HF is shown in FIG.
As shown in the figure, the vapor pressure at room temperature (23 ° C.) is 800
It has a physical property of about rr. Therefore,
At such temperatures, the primary pressure of MFC 18 is 80
It is about 0 Torr, and the supply flow rate of the HF gas can be sufficiently controlled by the MFC 18.
【００２５】希釈ガス供給系１２は、Ｎ2ガス供給源１
９と、このガス供給源１９とガス分配プレート５のガス
入口５ａとの間に設けられた開閉バルブ２０及びＭＦＣ
２１とを有している。そして、ＭＦＣ２１を制御してＮ
2ガスの供給流量を調整することによって、ＨＦガスに
よるクリーニングの速度を制御することが可能となる。The dilution gas supply system 12 includes an N 2 gas supply source 1
9, an on-off valve 20 and an MFC provided between the gas supply source 19 and the gas inlet 5a of the gas distribution plate 5.
21. Then, the MFC 21 is controlled to
By adjusting the supply flow rate of the two gases, it is possible to control the speed of cleaning with the HF gas.
【００２６】また、図示はしないが、成膜ガス用の希釈
ガスとしてＡｒガスもプロセスチャンバー２内に導入さ
れる。なお、上記Ｎ2ガスまたはＡｒガスで、成膜ガス
用の希釈ガスとクリーニングガス用の希釈ガスとを兼用
してもよい。Although not shown, an Ar gas is also introduced into the process chamber 2 as a diluent gas for a film forming gas. The N 2 gas or the Ar gas may be used as a diluent gas for a film forming gas and a diluent gas for a cleaning gas.
【００２７】また、本実施形態のＣＶＤ装置１は、プロ
セスチャンバー２の壁部に設けられたノズル２２ａを有
し、ＨＦガスと反応させるための水をプロセスチャンバ
ー２内に供給する水供給系２２を更に備えている。この
水供給系２２は、ＨＦによる化学反応を促進させるため
に設けられたものである。ここで、プロセスチャンバー
２内はポンプ９により所定の真空度に減圧されているた
め、水がノズル２２ａからプロセスチャンバー２内に導
入されると、水蒸気の状態でＨＦと反応することにな
る。なお、上記ＨＦガス供給系１１と水供給系２２とを
別系統としたのは、水によるＨＦガス供給系１１の配管
の腐食を防止するためである。The CVD apparatus 1 of the present embodiment has a nozzle 22 a provided on the wall of the process chamber 2, and supplies a water for reacting with HF gas into the process chamber 2. Is further provided. The water supply system 22 is provided to promote a chemical reaction by HF. Here, since the pressure inside the process chamber 2 is reduced to a predetermined degree of vacuum by the pump 9, when water is introduced into the process chamber 2 from the nozzle 22a, it reacts with HF in a water vapor state. The reason why the HF gas supply system 11 and the water supply system 22 are separate systems is to prevent corrosion of piping of the HF gas supply system 11 due to water.
【００２８】以上のように構成したＣＶＤ装置１を用い
て成膜プロセスを行う場合、まずポンプ９を駆動し、プ
ロセスチャンバー２内を所定の真空度まで減圧する。次
いで、ペデスタル３内のヒータ４によりペデスタル３の
加熱を開始すると共に、ウェハ搬送ロボット（図示せ
ず）によりウェハＷをプロセスチャンバー２内に搬入
し、ペデスタル３上に載置、支持する。When performing a film forming process using the CVD apparatus 1 configured as described above, first, the pump 9 is driven to reduce the pressure inside the process chamber 2 to a predetermined vacuum level. Next, heating of the pedestal 3 is started by the heater 4 in the pedestal 3, and the wafer W is loaded into the process chamber 2 by a wafer transfer robot (not shown), and is placed and supported on the pedestal 3.
【００２９】その後、ＳｉＨ4ガス及びＮ2Ｏガスをガス
供給源１３ａ，１３ｂから所定の流量でガス分配プレー
ト５に供給し、プロセスチャンバー２内に導入する。そ
して、高周波電源８をオンにすると、ガス分配プレート
５のガス出口６から噴出されたＳｉＨ4ガスとＮ2Ｏガス
との混合ガスは、ガス分配プレート５とペデスタル３と
の間でプラズマ化され、ＳｉＨ4及びＮ2Ｏはイオンまた
はラジカルの状態でウェハＷの表面に達し、化学反応に
よりウェハＷの表面にＳｉＯ2膜が形成される。Thereafter, SiH 4 gas and N 2 O gas are supplied from the gas supply sources 13 a and 13 b at a predetermined flow rate to the gas distribution plate 5 and introduced into the process chamber 2. When the high frequency power supply 8 is turned on, the mixed gas of the SiH 4 gas and the N 2 O gas ejected from the gas outlet 6 of the gas distribution plate 5 is turned into plasma between the gas distribution plate 5 and the pedestal 3. , SiH 4 and N 2 O reach the surface of the wafer W in an ion or radical state, and a SiO 2 film is formed on the surface of the wafer W by a chemical reaction.
【００３０】その後、成膜処理が完了したウェハＷをウ
ェハ搬送ロボット（図示せず）によりプロセスチャンバ
ー２から搬出する。Thereafter, the wafer W on which the film forming process has been completed is carried out of the process chamber 2 by a wafer transfer robot (not shown).
【００３１】このような成膜プロセスを所定枚数のウェ
ハＷに対して行った後、本発明に係るプロセスチャンバ
ー２内のクリーニングプロセスを実行する。このクリー
ニングプロセスは、成膜プロセスによってプロセスチャ
ンバー２の内壁やペデスタル３等に付着したＳｉＯ2膜
（Ｓｉ系付着物）を除去するものである。After performing such a film forming process on a predetermined number of wafers W, a cleaning process in the process chamber 2 according to the present invention is performed. This cleaning process is for removing the SiO 2 film (Si-based deposit) adhered to the inner wall of the process chamber 2, the pedestal 3, or the like by the film forming process.
【００３２】まず、ポンプ９によるプロセスチャンバー
２内の減圧排気を継続した状態で、開閉バルブ１７，２
０をオンにし、ＨＦタンク１６内のＨＦガス及びＮ2ガ
ス供給源１９のＮ2ガスをプロセスチャンバー２内に導
入する。このとき、ＭＦＣ１８，２１によりＨＦガス及
びＮ2ガスの供給流量を適宜調整する。また、水供給系
２２によりプロセスチャンバー２内に水も導入する。First, with the pump 9 continuing to depressurize and exhaust the inside of the process chamber 2, the open / close valves 17, 2 are opened.
0 is turned on, to introduce the N 2 gas HF gas and N 2 gas supply source 19 in the HF tank 16 into the process chamber 2. At this time, the supply flow rates of the HF gas and the N 2 gas are appropriately adjusted by the MFCs 18 and 21. Water is also introduced into the process chamber 2 by the water supply system 22.
【００３３】すると、プロセスチャンバー２の内壁等に
付着したＳｉＯ2膜に対して直接ＨＦが次のように反応
し、ＳｉＯ2膜が分解除去される。[0033] Then, directly HF relative to SiO 2 film attached to the inner wall of the process chamber 2 and the like is reacted as follows, SiO 2 film is decomposed and removed.
【００３４】ＳｉＯ2＋４ＨＦ → ＳｉＦ4＋２Ｈ2Ｏ このとき、ＨＦガスには水が加えられているため、ＨＦ
とＳｉＯ2との反応が促進され、ＳｉＯ2が効果的に分解
除去される。そして、上記化学反応により生成されるＳ
ｉＦ4及びＨ2Ｏが、排ガスとしてプロセスチャンバー２
の外部に排出される。SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O At this time, since water is added to the HF gas,
Reaction with SiO 2 is promoted, SiO 2 is effectively decomposed and removed with. Then, S generated by the above chemical reaction
iF 4 and H 2 O are used as exhaust gas in process chamber 2
Is discharged to the outside.
【００３５】以上のように本実施形態にあっては、クリ
ーニングガスとしてＨＦガスを使用し、このＨＦガスを
プロセスチャンバー２内に導入し、ＨＦをチャンバー内
壁等に付着したＳｉＯ2膜に直接反応させて当該ＳｉＯ2
膜を分解除去するようにしたので、ＮＦ3ガスのような
高価なガスやＣ2Ｆ6ガス、ＣＦ4ガス等のような地球温
暖化に影響を与えるガスを使用せずに、プロセスチャン
バー２内のクリーニングを行うことができる。また、マ
イクロ波発生装置のようなフッ素Ｆを生成するための装
置が不要となるので、設備コストが低減すると共に、設
備の信頼性の向上が図れる。さらに、ＮＦ3ガスを使用
しないので、ＮＦ3ガスで言われているような変異原性
の問題も無くなる。As described above, in the present embodiment, HF gas is used as a cleaning gas, this HF gas is introduced into the process chamber 2, and HF reacts directly with the SiO 2 film adhered to the inner wall of the chamber. Let the SiO 2
Since the film is decomposed and removed, the process chamber 2 can be used without using expensive gas such as NF 3 gas or gas that affects global warming such as C 2 F 6 gas or CF 4 gas. Cleaning inside can be performed. In addition, since an apparatus for generating fluorine F such as a microwave generator is not required, equipment cost can be reduced and equipment reliability can be improved. Further, since NF 3 gas is not used, the problem of mutagenicity as described for NF 3 gas is eliminated.
【００３６】以上、本発明の好適な実施形態について説
明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されないこ
とは言うまでもない。例えば、上記実施形態は、ＳｉＯ
2膜の成膜に係るものであるが、本発明は、Ｓｉ3Ｎ4膜
等の成膜に適用できる。Ｓｉ 3Ｎ4膜の成膜の場合には、
プロセスチャンバー２内に付着したＳｉ3Ｎ4膜に対して
ＨＦが次のように反応し、Ｓｉ3Ｎ4膜が分解除去され
る。The preferred embodiment of the present invention has been described above.
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
Needless to say. For example, the above-described embodiment uses SiO 2
TwoThe present invention relates to the formation of a film.ThreeNFourfilm
And the like. Si ThreeNFourIn the case of film formation,
Si adhered in the process chamber 2ThreeNFourAgainst the membrane
HF reacts as follows, and SiThreeNFourThe membrane is disassembled and removed
You.
【００３７】 Ｓｉ3Ｎ4＋１２ＨＦ → ３ＳｉＦ4＋４ＮＨ3 また、上記実施形態では、水供給系２２を設け、ＨＦガ
スと反応させるための水をプロセスチャンバー２内に導
入しているが、そのような水供給系２２は、必ずしも設
けなくてもよい。特に、ＨＦガスとして水分を含んだガ
ス（前述）を使用する場合には、ＨＦに水を加えなくて
も化学反応がある程度促進される。[0037] SiThreeNFour+ 12HF → 3SiFFour+ 4NHThree Further, in the above embodiment, the water supply system 22 is provided, and the HF gas is provided.
Water into the process chamber 2
However, such a water supply system 22 is not necessarily provided.
You don't have to. In particular, gas containing moisture as HF gas
When using water (described above), do not add water to HF
The chemical reaction is also promoted to some extent.
【００３８】さらに、本実施形態はＣＶＤ装置について
であるが、本発明は、他の成膜装置等の基板処理装置に
も適用できる。Further, although the present embodiment relates to a CVD apparatus, the present invention can be applied to a substrate processing apparatus such as another film forming apparatus.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、クリーニングガスとし
てＨＦガスをプロセスチャンバー内に導入し、プロセス
チャンバー内に付着したＳｉ系付着物を除去するように
したので、高価なガスや地球温暖化に影響を与えるガス
を使用せずに、プロセスチャンバー内のクリーニングを
行うことができる。また、フッ素を解離させるための装
置が不要となるため、設備コストの削減を図ることがで
きる。According to the present invention, HF gas is introduced into the process chamber as a cleaning gas to remove Si-based deposits in the process chamber. Cleaning in the process chamber can be performed without using an influencing gas. Further, since an apparatus for dissociating fluorine is not required, equipment cost can be reduced.
【図１】本発明に係る基板処理装置の１つであるプラズ
マＣＶＤ装置を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a plasma CVD apparatus which is one of substrate processing apparatuses according to the present invention.
【図２】本発明に係るプロセスチャンバー内のクリーニ
ングで使用するＨＦガスの温度−蒸気圧特性を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing temperature-vapor pressure characteristics of HF gas used for cleaning in a process chamber according to the present invention.
１…プラズマＣＶＤ装置（基板処理装置）、２…プロセ
スチャンバー、９…ポンプ、１０…プロセスガス供給系
（プロセスガス供給手段）、１１…クリーニングガス供
給系（ＨＦガス供給手段）、１２…希釈ガス供給系（希
釈ガス供給手段）、２２…水供給系（水供給手段）、Ｗ
…半導体ウェハ（基板）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma CVD apparatus (substrate processing apparatus), 2 ... Process chamber, 9 ... Pump, 10 ... Process gas supply system (process gas supply means), 11 ... Cleaning gas supply system (HF gas supply means), 12 ... Diluent gas Supply system (diluent gas supply means), 22 ... water supply system (water supply means), W
... Semiconductor wafer (substrate).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小菅 一生 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA15 BA04 BB13 BC08 BD04 CA01 DA00 DA20 DB03 DB07 5F045 AA08 AB32 AB33 AC01 AC02 AC15 AC16 BB08 EB06 EC07 EF05 EF11 EH13 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Kosuge F-term (reference) 5F004 AA15 BA04 BB13 BC08 BD04 CA01 DA00 DA20 DA03 DB07 5F045 AA08 AB32 AB33 AC01 AC02 AC15 AC16 BB08 EB06 EC07 EF05 EF11 EH13
Claims (8)
し、前記プロセスチャンバー内に付着したＳｉ系付着物
を除去するプロセスチャンバー内のクリーニング方法。1. A cleaning method in a process chamber for introducing an HF gas into a process chamber to remove Si-based deposits in the process chamber.
使用する請求項１記載のプロセスチャンバー内のクリー
ニング方法。2. The method according to claim 1, wherein a gas containing moisture is used as the HF gas.
内に導入する際に、前記ＨＦガスと反応させるための水
を前記プロセスチャンバー内に導入する請求項１または
２記載のプロセスチャンバー内のクリーニング方法。3. The method according to claim 1, wherein water for reacting with the HF gas is introduced into the process chamber when the HF gas is introduced into the process chamber.
内に導入する際に、前記ＨＦガスを希釈するための希釈
ガスを前記プロセスチャンバー内に導入する請求項１〜
３のいずれか一項記載のプロセスチャンバー内のクリー
ニング方法。4. The method according to claim 1, wherein when introducing the HF gas into the process chamber, a diluting gas for diluting the HF gas is introduced into the process chamber.
4. The method for cleaning the inside of the process chamber according to claim 3.
と、 前記プロセスチャンバー内のクリーニングを行うための
ＨＦガスを前記プロセスチャンバー内に供給するＨＦガ
ス供給手段とを備える基板処理装置。5. A substrate processing apparatus comprising: a process chamber in which substrate processing is performed; and an HF gas supply unit that supplies an HF gas for cleaning the inside of the process chamber to the inside of the process chamber.
と、 前記プロセスチャンバー内を減圧排気するためのポンプ
と、 基板処理を行うためのプロセスガスを前記プロセスチャ
ンバー内に供給するプロセスガス供給手段と、 前記プロセスチャンバー内のクリーニングを行うための
ＨＦガスを前記プロセスチャンバー内に供給するＨＦガ
ス供給手段とを備える基板処理装置。6. A process chamber in which a substrate process is performed; a pump for depressurizing and exhausting the inside of the process chamber; a process gas supply unit for supplying a process gas for performing a substrate process into the process chamber; A substrate processing apparatus comprising: an HF gas supply unit configured to supply an HF gas for cleaning the inside of the process chamber to the inside of the process chamber.
記プロセスチャンバー内に供給する水供給手段を更に備
える請求項５または６記載の基板処理装置。7. The substrate processing apparatus according to claim 5, further comprising a water supply unit that supplies water for reacting with the HF gas into the process chamber.
を前記プロセスチャンバー内に供給する希釈ガス供給手
段を更に備える請求項５〜７のいずれか一項記載の基板
処理装置。8. The substrate processing apparatus according to claim 5, further comprising a diluent gas supply unit that supplies a diluent gas for diluting the HF gas into the process chamber.
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| JP30852899A JP2001127056A (en) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Method of cleaning process chamber and substrate treatment equipment |
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