JP2001131750A - Method for cleaning in process chamber and substrate treating device - Google Patents
Method for cleaning in process chamber and substrate treating deviceInfo
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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、クリーニング処理の間に分解さ
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。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 during the cleaning process, the influence on global warming is feared. Therefore, it is desirable not to use these gases.
【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しに、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 method of cleaning a process chamber capable of removing Si-based deposits in a process chamber without using an expensive gas or a gas affecting global warming. 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、C4F6ガスよりフッ素を解離、生成して、このフッ
素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する。例
えば、フッ素の生成は、C4F6ガスにマイクロ波を照射
することによって行う。In order to achieve the above object, a method for cleaning a process chamber according to the present invention comprises dissociating and generating fluorine from C 4 F 6 gas and introducing the fluorine into the process chamber. Then, the Si-based deposit attached to the inside of the process chamber is removed. For example, the generation of fluorine is performed by irradiating a C 4 F 6 gas with microwaves.
【0008】本発明のクリーニング方法は、C4F6がN
F3に比べて解離しやすい特性を有するという知見に基
づいてなされたものである。本発明のようにC4F6ガス
にマイクロ波を照射した場合には、NF3ガスにマイク
ロ波を照射した場合よりもフッ素の生成が促進されるた
め、フッ素がプロセスチャンバー内に導入されたとき
に、フッ素とプロセスチャンバー内に付着したSi系付
着物との化学反応によるSi系付着物の分解除去が効率
よく行われる。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も、プロセスチャンバ
ー内のクリーニングが効率よく行える。In the cleaning method of the present invention, C 4 F 6 is N
It has been made based on the finding that has a dissociation easily properties compared to F 3. When the C 4 F 6 gas is irradiated with microwaves as in the present invention, the generation of fluorine is promoted as compared with the case where the NF 3 gas is irradiated with microwaves. Therefore, fluorine was introduced into the process chamber. At times, the Si-based deposits are efficiently decomposed and removed by a chemical reaction between the fluorine and the Si-based deposits deposited in the process chamber. Therefore, the inside of the process chamber can be efficiently cleaned without using an expensive gas such as NF 3 gas or a gas that affects global warming such as C 2 F 6 gas or CF 4 gas.
【0009】好ましくは、C4F6ガスとして、多重C−
F結合をもったC4F6構造のガスを使用する。この場合
には、フッ素がC4F6より解離されやすくなる。Preferably, as C 4 F 6 gas, multiple C-
A gas having a C 4 F 6 structure having an F bond is used. In this case, fluorine is more easily dissociated than C 4 F 6 .
【0010】また、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、C4F6
ガスをプロセスチャンバー内に導入してプロセスチャン
バー内にプラズマを生成し、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。[0010] To achieve the above object, the cleaning method of the process chamber of the present invention, C 4 F 6
A gas is introduced into the process chamber to generate plasma in the process chamber, thereby removing Si-based deposits attached to the process chamber.
【0011】このような本発明のクリーニング方法にお
いては、C4F6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例えば高周波電力を印
加してプラズマを生成すると、スパッタ作用により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することなしに、
プロセスチャンバー内のクリーニングが行える。In the cleaning method of the present invention, when C 4 F 6 gas is introduced into the process chamber and plasma is generated by applying, for example, high-frequency power into the process chamber, Si is generated by sputtering.
The system deposits are decomposed and removed. Therefore, without using expensive gas such as NF 3 gas or gas that affects global warming such as C 2 F 6 gas and CF 4 gas,
Cleaning inside the process chamber can be performed.
【0012】さらに、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、C4
F6ガス、CF3OCHFCF3ガス、CF3CF=CF2
ガス、CF3CFCF2Oガス、CF3COCF3ガス、C
F2CF2OCH2ガス、(CF3)2CHOHガス、CF3
OCF=CF2ガス、CF3CH2OCHF2ガス、CHF
2OCH2CF2CF3ガス、CH3OCF2CF3ガス、C
F3CH2OCF2CF2Hガス、CHF2OCHFCF3ガ
スのいずれかよりフッ素を解離、生成して、このフッ素
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する。これ
らの物質はNF3に比べて解離しやすい特性を有してい
るため、上述したようにフッ素の生成が促進され、Si
系付着物が効率よく分解除去される。Further, in order to achieve the above object, the present invention
The cleaning method inside the process chamber isFour
F6Gas, CFThreeOCHFCFThreeGas, CFThreeCF = CFTwo
Gas, CFThreeCFCFTwoO gas, CFThreeCOCFThreeGas, C
FTwoCFTwoOCHTwoGas, (CFThree)TwoCHOH gas, CFThree
OCF = CFTwoGas, CFThreeCHTwoOCHFTwoGas, CHF
TwoOCHTwoCFTwoCFThreeGas, CHThreeOCFTwoCFThreeGas, C
FThreeCHTwoOCFTwoCFTwoH gas, CHFTwoOCHFCFThreeMoth
Dissociate and produce fluorine from one of the
Into the process chamber.
The Si-based deposits adhered to the inside are removed. this
These substances are NFThreeHas the property of being easily dissociated compared to
Therefore, generation of fluorine is promoted as described above, and Si
System deposits are efficiently decomposed and removed.
【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に接続され、C4F6ガスを
プロセスチャンバーに向けて供給するためのC4F6ガス
供給部と、C4F6ガス供給部においてC4F6ガスよりフ
ッ素を解離、生成するフッ素生成手段とを備える構成と
する。例えば、フッ素生成手段は、C4F6ガスにマイク
ロ波を照射する手段である。Further, in order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to the present invention includes a process chamber in which a substrate is processed and a process chamber connected to the process chamber for supplying a C 4 F 6 gas to the process chamber. and C 4 F 6 gas supply unit, C 4 F 6 dissociated fluorine from C 4 F 6 gas in the gas supply unit, a configuration and a resulting fluorine generating means. For example, the fluorine generating means is means for irradiating C 4 F 6 gas with microwaves.
【0014】このようにC4F6ガス供給部及びフッ素生
成手段を設けることにより、上記のようなC4F6ガスよ
り解離、生成したフッ素をプロセスチャンバー内に導入
するクリーニング方法を実施することができるため、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
となしに、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 C 4 F 6 gas supply unit and the fluorine generation means as described above, a cleaning method for dissociating and generating fluorine from the C 4 F 6 gas and introducing the generated fluorine into the process chamber as described above is performed. Therefore, Si-based deposits that have adhered to the inside of the process chamber can be removed without using expensive gas or gas that affects global warming.
【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、C4F6ガスをプロセスチャンバー内に供給する
ためのC4F6ガス供給部と、プロセスチャンバー内にプ
ラズマを生成するプラズマ生成手段とを備える構成とす
る。[0015] To achieve the above object, a substrate processing apparatus of the present invention includes a process chamber in which substrate processing is performed, C 4 F 6 gas supply for supplying C 4 F 6 gas into the process chamber And a plasma generating means for generating plasma in the process chamber.
【0016】このようにC4F6ガス供給部及びプラズマ
生成手段を設けることにより、上記のようなC4F6ガス
をプロセスチャンバー内に導入してプラズマを生成する
クリーニング方法を実施することができるため、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
しに、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 C 4 F 6 gas supply unit and the plasma generating means as described above, it is possible to implement the cleaning method of introducing the C 4 F 6 gas into the process chamber and generating plasma as described above. Therefore, it is possible to remove Si-based deposits deposited in the process chamber without using expensive gas or gas that affects global warming.
【0017】[0017]
【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.
【0018】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装置の一実施形態を示す概略構成
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 diagram showing an embodiment of 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.
【0019】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.
【0020】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内に供給するためのプ
ロセスガス供給部10と、クリーニングガスをプロセス
チャンバー2内に供給するためのクリーニングガス供給
部11とを備えている。ここで、成膜ガスとしては、S
iO2膜をウェハWの表面に形成すべく、例えばSiH4
ガスとN2O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、C4F6ガスが使用される。な
お、プロセスチャンバー2内には、成膜ガスと共に希釈
ガスとしてArガスが導入される。The CVD apparatus 1 includes a process gas supply unit 10 for supplying a process gas (film forming gas) into the process chamber 2 and a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas to the process chamber 2. 11 is provided. Here, as the film forming gas, S
In order to form an iO 2 film on the surface of the wafer W, for example, SiH 4
A mixed gas of gas and N 2 O gas is used. As a cleaning gas, a C 4 F 6 gas is used. An Ar gas is introduced into the process chamber 2 as a diluting gas together with a film forming gas.
【0021】プロセスガス供給部10は、SiH4ガス
供給源12a、N2Oガス供給源12b、Arガス供給
源12cを有しており、これらガス供給源12a〜12
c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13a〜13c及び質量流量コントローラ(M
FC)14a〜14cが設けられている。開閉バルブ1
3a〜13cは、ガス供給源12a〜12c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。MFC14a〜14cは、ガス供給源12a〜12
c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 unit 10 has a SiH 4 gas supply source 12a, an N 2 O gas supply source 12b, and an Ar gas supply source 12c.
c and the gas inlet 5a of the gas distribution plate 5 between the open / close valves 13a to 13c and the mass flow controller (M
FC) 14a to 14c are provided. Open / close valve 1
Reference numerals 3a to 13c turn on / off supply of gas from the gas supply sources 12a to 12c to the gas distribution plate 5. The MFCs 14a to 14c include gas supply sources 12a to 12c.
The flow rate of the gas supplied from c to the gas distribution plate 5 is controlled.
【0022】クリーニングガス供給部11は、C4F6ガ
ス供給源15と、このC4F6ガス供給源15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16及びMFC17と、マイクロ波照射装置18とを
有している。マイクロ波照射装置18は、MFC17と
ガス分配プレート5との間のフッ素生成部19におい
て、C4F6ガスよりフッ素Fを解離させるべく、C4F6
ガス供給源15から送られてくるC4F6ガスにマイクロ
波を照射する。The cleaning gas supply unit 11 includes a C 4 F 6 gas supply source 15, an opening / closing valve 16 and an MFC 17 provided between the C 4 F 6 gas supply source 15 and the gas inlet 5 a of the gas distribution plate 5. And a microwave irradiation device 18. Microwave irradiation device 18, the fluorine generating unit 19 between the MFC17 and the gas distribution plate 5, in order to dissociate the fluorine F from C 4 F 6 gas, C 4 F 6
The C 4 F 6 gas sent from the gas supply source 15 is irradiated with microwaves.
【0023】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.
【0024】その後、SiH4ガス、N2Oガス及びAr
ガスをガス供給源12a〜12c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に電離された状態でウェハ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, N 2 O gas and Ar
Gas is supplied from the gas supply sources 12 a to 12 c to the gas distribution plate 5 at a predetermined flow rate, and is 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
Reaches the surface of the wafer W in a state of being ionized by ions or radicals, and SiO 2 is formed on the surface of the wafer W by a chemical reaction.
A film is formed.
【0025】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).
【0026】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Si膜やS
iO2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. In this cleaning process, the Si film or the S film adhered to the inner wall of the process chamber 2, the pedestal 3, or the like by the film forming process.
This is for removing the iO 2 film (Si-based deposit).
【0027】ところで、クリーニングガスとして使用す
るC4F6は、図2に示すように、複数の異性体を有して
いる。ここで、(a)は1,1,2,3,4,4−ヘキサフルオロ
−1,3−ブタジエン、(b)は1,1,1,4,4,4−ヘキサフル
オロ−2−ブチン、(c)はヘキサフルオロ−シクロブ
テン、(d)は1,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブチ
ン、(e)は1−ジフルオロメチレン,テトラフルオロ−
シクロプロパン、(f)は1−トリフルオロメチル1−2,
2,3−トリフルオロシクロプロパン、(g)は1,1,3,4,
4,4−ヘキサフルオロ−1,2−ブタジエン、(h)はヘキ
サフルオロ−ビシクロ−ブタンであり、これらは個々に
性質が異なっている。これらのC4F6の中では、フッ素
Fの解離しやすさの点から、二重C−F結合または三重
C−F結合をもった(a)〜(g)の構造のものを使用
するのが好ましい。By the way, C 4 F 6 used as a cleaning gas has a plurality of isomers as shown in FIG. Here, (a) is 1,1,2,3,4,4-hexafluoro-1,3-butadiene, and (b) is 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butyne. , (C) is hexafluoro-cyclobutene, (d) is 1,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-butyne, (e) is 1-difluoromethylene, tetrafluoro-
Cyclopropane, (f) is 1-trifluoromethyl 1-2,
2,3-trifluorocyclopropane, (g) is 1,1,3,4,
4,4-Hexafluoro-1,2-butadiene, (h) is hexafluoro-bicyclo-butane, each of which has different properties. Among these C 4 F 6 , those having a structure of (a) to (g) having a double C—F bond or a triple C—F bond are used from the viewpoint of easy dissociation of fluorine F. Is preferred.
【0028】このようなC4F6ガスを用いてクリーニン
グプロセスを行う場合、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、C4F6ガ
ス供給源15のC4F6ガスを所定の流量でフッ素生成部
19に供給する。そして、マイクロ波照射装置18をオ
ンにして、C4F6ガスにマイクロ波を照射する。このと
き、マイクロ波の照射により生成される電子eがC4F6
に対して次のように反応し、C4F6のC−F結合がマイ
クロ波のエネルギーで解離してフッ素Fが生成される。[0028] When performing cleaning process using such a C 4 F 6 gas, first, while continuing evacuation of the process chamber 2 by the pump 9, C 4 F of C 4 F 6 gas supply source 15 Six gases are supplied to the fluorine generation unit 19 at a predetermined flow rate. Then, the microwave irradiation device 18 is turned on, and the C 4 F 6 gas is irradiated with the microwave. At this time, the electrons e generated by the microwave irradiation are C 4 F 6
And the C—F bond of C 4 F 6 is dissociated by microwave energy to generate fluorine F.
【0029】C4F6+e → nC+mFこのようにフ
ッ素生成部19で生成されたフッ素Fは、ガス分配プレ
ート5を介してプロセスチャンバー2内に導入される。
すると、プロセスチャンバー2の内壁等に付着したSi
膜やSiO2膜に対してフッ素Fが次のように反応し、
Si膜及びSiO2膜が分解除去される。C 4 F 6 + e → nC + mF The fluorine F thus generated in the fluorine generation section 19 is introduced into the process chamber 2 through the gas distribution plate 5.
Then, the Si adhered to the inner wall and the like of the process chamber 2
Fluorine F reacts with the film or SiO 2 film as follows,
The Si film and the SiO 2 film are decomposed and removed.
【0030】Si+4F → SiF4 SiO2+4F → SiF4+O2 そして、上記化学反応により生成されるSiF4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。Si + 4F → SiF 4 SiO 2 + 4F → SiF 4 + O 2 Then, the SiF 4 generated by the above chemical reaction is discharged outside the process chamber 2 as exhaust gas.
【0031】ここで、C4F6ガス、CF4ガス、C2F6
ガス、SF6ガス、CHF3ガス、CCl2F2ガス、NF
3ガスの各ガスを加熱したときの破壊効率の一例を図3
に示す。この図において、加熱温度が600℃以上で
は、C4F6の解離率はほぼ100%に近く、C4F6がN
F3と比較して解離しやすい特性を有していることが分
かる。Here, C 4 F 6 gas, CF 4 gas, C 2 F 6
Gas, SF 6 gas, CHF 3 gas, CCl 2 F 2 gas, NF
Fig. 3 shows an example of the destruction efficiency when each of the three gases is heated.
Shown in In this figure, when the heating temperature is 600 ° C. or higher, the dissociation rate of C 4 F 6 is nearly 100%, and C 4 F 6 is N
It can be seen that as compared to the F 3 has dissociated sensitive characteristics.
【0032】したがって、上記のようにC4F6ガスにマ
イクロ波を照射した場合には、NF 3ガスにマイクロ波
を照射した場合と比較してフッ素Fの生成が促進され
る。このため、フッ素Fがプロセスチャンバー2内に導
入されたときに、上記化学反応によるSi膜やSiO2
膜の分解除去が効率よく行われる。Therefore, as described above, CFourF6Gas to gas
When irradiating the microwave, NF ThreeMicrowave on gas
Irradiation promotes the production of fluorine F
You. For this reason, fluorine F is introduced into the process chamber 2.
When introduced, the Si film or SiOTwo
The film is efficiently decomposed and removed.
【0033】このように本実施形態にあっては、C4F6
ガスにマイクロ波を照射してフッ素Fの生成し、このフ
ッ素Fをプロセスチャンバー2内に導入して、チャンバ
ー内壁等に付着したSiO2膜等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、且つこれらのガスを使用したときより
も効率良く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、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, C 4 F 6
Gas is irradiated with microwaves to generate fluorine F, and introducing the fluorine F in the process chamber 2, since the SiO 2 film or the like adhering to the inner wall of the chamber or the like were to be decomposed and removed, the NF 3 gas Without using expensive gases such as C 2 F 6 gas, CF 4 gas, etc., which affect global warming, and more efficiently than in the case of using these gases. Cleaning can be performed. Also, since NF 3 gas is not used,
The problem of mutagenicity as described for NF 3 gas is also eliminated.
【0034】なお、本実施形態は、SiO2膜の成膜に
係るものであるが、Si3N4膜の成膜の場合には、フッ
素Fがプロセスチャンバー2内に付着したSi3N4膜に
対して次のように反応し、Si3N4膜が分解除去され
る。Although the present embodiment relates to the formation of a SiO 2 film, in the case of forming a Si 3 N 4 film, the fluorine F adheres to the Si 3 N 4 film in the process chamber 2. The film reacts as follows, and the Si 3 N 4 film is decomposed and removed.
【0035】 Si3N4+12F → 3SiF4+2N2 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他の実施形態を図4により説明す
る。図中、前述した実施形態と同一または同等の部材に
は同じ符号を付し、その説明を省略する。Si 3 N 4 + 12F → 3SiF 4 + 2N 2 Another embodiment of the method for cleaning the inside of the process chamber and the substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the drawing, the same or equivalent members as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0036】図4において、本実施形態のプラズマCV
D装置1Aは、図1に示すマイクロ波照射装置18及び
フッ素生成部19が無い点でクリーニングガス供給部1
1と異なるクリーニングガス供給部11Aを備えてい
る。In FIG. 4, the plasma CV of this embodiment is shown.
The D device 1A is different from the cleaning gas supply unit 1 in that the microwave irradiation device 18 and the fluorine generation unit 19 shown in FIG.
The cleaning gas supply unit 11A is different from the cleaning gas supply unit 11A.
【0037】このようなCVD装置1Aにおいてクリー
ニングプロセスを行う場合、ポンプ9によりプロセスチ
ャンバー2内を減圧排気した状態で、C4F6ガス供給源
15のC4F6ガスを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をオンにし、プロセスチャン
バー2内にプラズマを発生させる。すると、プロセスチ
ャンバー2の内壁等に付着しているSi膜やSiO2膜
がスパッタ作用及び化学反応作用により分解除去され、
プロセスチャンバー2から排出される。[0037] When performing a cleaning process in such a CVD apparatus 1A, by a pump 9 to the process chamber 2 while evacuating, C 4 F 6 gas supply source 15 C 4 F 6 gas into the process chamber 2 Introduce. Then, the high frequency power supply 8 is turned on to generate plasma in the process chamber 2. Then, the Si film and the SiO 2 film adhering to the inner wall of the process chamber 2 are decomposed and removed by the sputtering action and the chemical reaction action,
It is discharged from the process chamber 2.
【0038】このように本実施形態においても、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、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、本実施形態では、マイクロ波照射装置
が不要となるので、設備コストを削減できる。As described above, also in this embodiment, NF 3
The inside of the process chamber 2 can be cleaned without using an expensive gas such as a gas or a gas that affects global warming such as a C 2 F 6 gas or a CF 4 gas. In addition, in the present embodiment, since a microwave irradiation device is not required, equipment costs can be reduced.
【0039】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、上記実施形態では、クリ
ーニングガスとしてC4F6ガスを使用したが、このよう
なC4F6ガスの他に、CF3OCHFCF3ガス、CF3
CF=CF2ガス、CF3CFCF2Oガス、CF3COC
F3ガス、CF2CF2OCH2ガス、(CF3)2CHOH
ガス、CF3OCF=CF2ガス、CF3CH2OCHF2
ガス、CHF2OCH2CF2CF3ガス、CH3OCF2C
F3ガス、CF3CH2OCF2CF2Hガス、CHF2OC
HFCF3ガス等も使用できる。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, C 4 F 6 gas was used as the cleaning gas, but in addition to such C 4 F 6 gas, CF 3 OCHFCF 3 gas, CF 3
CF = CF 2 gas, CF 3 CFCF 2 O gas, CF 3 COC
F 3 gas, CF 2 CF 2 OCH 2 gas, (CF 3 ) 2 CHOH
Gas, CF 3 OCF = CF 2 gas, CF 3 CH 2 OCHF 2
Gas, CHF 2 OCH 2 CF 2 CF 3 gas, CH 3 OCF 2 C
F 3 gas, CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H gas, CHF 2 OC
HFCF 3 gas or the like can also be used.
【0040】さらに、上記実施形態は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, the above embodiment relates to a CVD apparatus, but the present invention can be applied to a substrate processing apparatus such as another film forming apparatus.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、C4F6ガスよりフッ素
を解離、生成し、このフッ素をプロセスチャンバー内に
導入して、Si系付着物を除去するか、あるいは、C4
F6ガスをプロセスチャンバー内に導入してプラズマを
生成し、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。According to the present invention, C 4 F 6 dissociated fluorine from the gas to produce, by introducing the fluorine in the process chamber, or remove deposits Si system or, C 4
Since F 6 gas was introduced into the process chamber to generate plasma and remove Si-based deposits, without using expensive gas or gas affecting global warming,
Cleaning in the process chamber can be performed.
【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装置の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a plasma CVD apparatus which is one of the 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C4F6ガスのC 4F6構造式である。FIG. 2 shows a cleaner in a process chamber according to the present invention.
C used forFourF6Gas C FourF6It is a structural formula.
【図3】C4F6ガスと他のガスの温度―解離率特性を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing temperature-dissociation rate characteristics of C 4 F 6 gas and another gas.
【図4】本発明に係るプラズマCVD装置の他の実施形
態を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the plasma CVD apparatus according to the present invention.
1,1A…プラズマCVD装置(基板処理装置)、2…
プロセスチャンバー、7…整合器(プラズマ生成手
段)、8…高周波電源(プラズマ生成手段)、9…ポン
プ、10…プロセスガス供給部、11,11A…クリー
ニングガス供給部(C4F6ガス供給部)、18…マイク
ロ波照射装置(フッ素生成手段)、W…半導体ウェハ
(基板)。1, 1A: Plasma CVD apparatus (substrate processing apparatus), 2:
Process chamber, 7: Matching device (plasma generating means), 8: High-frequency power supply (plasma generating means), 9: Pump, 10: Process gas supply unit, 11, 11A: Cleaning gas supply unit (C 4 F 6 gas supply unit) ), 18: microwave irradiation device (fluorine generating 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) 4K030 DA06 5F045 AA06 AC02 EB06 EE06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Kosuge F-term (reference) 4K030 DA06 5F045 AA06 AC02 EB06 EE06 in Nogedaira Industrial Park, 14-3 Shinizumi, Narita-shi, Chiba Pref.
Claims (9)
て、このフッ素をプロセスチャンバー内に導入し、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 method for cleaning a process chamber, wherein fluorine is dissociated and generated from a C 4 F 6 gas, the fluorine is introduced into the process chamber, and Si-based deposits attached to the process chamber are removed.
ことによって前記フッ素を生成する請求項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 the fluorine is generated by irradiating the C 4 F 6 gas with a microwave.
をもったC4F6構造のものを使用する請求項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. A gas having a C 4 F 6 structure having multiple C—F bonds as the C 4 F 6 gas.
The method for cleaning the inside of the process chamber as described above.
入して当該プロセスチャンバー内にプラズマを生成し、
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。4. Introducing a C 4 F 6 gas into the process chamber to generate a plasma in the process chamber;
A method for cleaning the inside of the process chamber for removing Si-based deposits attached to the inside of the process chamber.
CF3CF=CF2ガス、CF3CFCF2Oガス、CF3
COCF3ガス、CF2CF2OCH2ガス、(CF3)2C
HOHガス、CF3OCF=CF2ガス、CF3CH2OC
HF2ガス、CHF2OCH2CF2CF3ガス、CH3OC
F2CF3ガス、CF3CH2OCF2CF2Hガス、CHF
2OCHFCF3ガスのいずれかよりフッ素を解離、生成
して、このフッ素をプロセスチャンバー内に導入し、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。5. C 4 F 6 gas, CF 3 OCHFCF 3 gas,
CF 3 CF = CF 2 gas, CF 3 CFCF 2 O gas, CF 3
COCF 3 gas, CF 2 CF 2 OCH 2 gas, (CF 3 ) 2 C
HOH gas, CF 3 OCF = CF 2 gas, CF 3 CH 2 OC
HF 2 gas, CHF 2 OCH 2 CF 2 CF 3 gas, CH 3 OC
F 2 CF 3 gas, CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H gas, CHF
A method for cleaning the inside of a process chamber, wherein fluorine is dissociated and generated from one of the 2 OCHFCF 3 gases, the fluorine is introduced into the process chamber, and Si-based deposits attached to the process chamber are removed.
と、 前記プロセスチャンバーに接続され、C4F6ガスを前記
プロセスチャンバーに向けて供給するためのC4F6ガス
供給部と、 前記C4F6ガス供給部において前記C4F6ガスよりフッ
素を解離、生成するフッ素生成手段とを備える基板処理
装置。And process chamber 6. The substrate processing is performed, is connected to said process chamber, and C 4 F 6 gas supply unit for supplying toward the C 4 F 6 gas into the process chamber, wherein the C 4 F A substrate processing apparatus comprising: a fluorine generating means for dissociating and generating fluorine from the C 4 F 6 gas in a 6 gas supply unit.
にマイクロ波を照射する手段である請求項6記載の基板
処理装置。7. The substrate processing apparatus according to claim 6 , wherein said fluorine generating means is means for irradiating said C 4 F 6 gas with microwaves.
と、 C4F6ガスを前記プロセスチャンバー内に供給するため
のC4F6ガス供給部と、 前記プロセスチャンバー内にプラズマを生成するプラズ
マ生成手段とを備える基板処理装置。And process chamber 8. The substrate processing is performed, C 4 F 6 and C 4 F 6 gas supply unit for supplying gas into the process chamber, a plasma generation means for generating a plasma in the process chamber A substrate processing apparatus comprising:
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ためのプロセスガス供給部とを更に
備える請求項6〜8のいずれか一項記載の基板処理装
置。9. The method according to claim 6, further comprising a pump for depressurizing and evacuating the inside of the process chamber, and a process gas supply unit for supplying a process gas for performing a substrate process into the process chamber. The substrate processing apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
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