JP2001313289A - 半導体ウエーハ処理システムの洗浄方法及び装置 - Google Patents
半導体ウエーハ処理システムの洗浄方法及び装置Info
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- Y10S438/905—Cleaning of reaction chamber
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターボ分子ポンプを備えた半導体ウエーハ処
理システムの洗浄方法と装置 【解決手段】 一実施形態において、本発明は以下のよ
うにして実行してもよい。まず洗浄剤をチャンバに供給
し、洗浄剤をチャンバから排気口を介して排出し、ゲー
ト弁を少なくとも部分的に開き、そして、洗浄剤の少な
くとも一部をゲート弁を介してターボ分子ポンプへ引き
出す。
理システムの洗浄方法と装置 【解決手段】 一実施形態において、本発明は以下のよ
うにして実行してもよい。まず洗浄剤をチャンバに供給
し、洗浄剤をチャンバから排気口を介して排出し、ゲー
ト弁を少なくとも部分的に開き、そして、洗浄剤の少な
くとも一部をゲート弁を介してターボ分子ポンプへ引き
出す。
Description
【０００１】開示内容の背景 発明の分野 本発明は、一般的に半導体処理システムを洗浄する方法
及び装置に関する。本発明は、特に、プロセスチャンバ
に結合されたターボ分子ポンプを備える半導体処理シス
テムを、フッ素化合ガスを用いて洗浄する方法に関す
る。
及び装置に関する。本発明は、特に、プロセスチャンバ
に結合されたターボ分子ポンプを備える半導体処理シス
テムを、フッ素化合ガスを用いて洗浄する方法に関す
る。
【０００２】背景技術の説明 集積回路は、一つのチップ上に数百万ものトランジス
タ、コンデンサ及び抵抗を含むことを可能とした複雑な
装置へと発展してきた。チップ設計の発展により、より
早い回路構成、より高い回路密度、そして向上した機能
性を絶え間なく要求されている。回路密度が向上するに
したがい、回路構造を精密かつ繰り返し精度良くデザイ
ンしてより薄い膜を有効に利用することがますます重要
になってきている。各ウエーハの回路構造における精密
性と繰り返し精度を得るためには、薄膜形成時に使用す
るチャンバ圧力などのパラメータの作業窓をそれに対応
して厳しくして、より制御しなければならない。
タ、コンデンサ及び抵抗を含むことを可能とした複雑な
装置へと発展してきた。チップ設計の発展により、より
早い回路構成、より高い回路密度、そして向上した機能
性を絶え間なく要求されている。回路密度が向上するに
したがい、回路構造を精密かつ繰り返し精度良くデザイ
ンしてより薄い膜を有効に利用することがますます重要
になってきている。各ウエーハの回路構造における精密
性と繰り返し精度を得るためには、薄膜形成時に使用す
るチャンバ圧力などのパラメータの作業窓をそれに対応
して厳しくして、より制御しなければならない。
【０００３】薄膜を利用した回路構造に一般的に使われ
る材料は、リン添加したシリコン酸化物で、通常リン添
加ガラス（PSG）として知られている。リン添加ガラス
は一般的に、パシベーション膜またはプリメタル誘電体
（PMD）として使用される。リン添加ガラスは通常、シ
リコン源(例えば、シランやテトラエチルオルトシリケ
ート（TEOS）)を酸化作用物(例えば、O2 やHO2)と高温
で反応させる、化学気相堆積（CVD）プロセスにより形
成される。リン添加ガラスはまた、その堆積がより低い
温度で行える、プラズマ強化化学気相堆積（PECVD）及
び高密度プラズマ化学気相堆積（HDP-CVD）プロセスに
よっても形成される。
る材料は、リン添加したシリコン酸化物で、通常リン添
加ガラス（PSG）として知られている。リン添加ガラス
は一般的に、パシベーション膜またはプリメタル誘電体
（PMD）として使用される。リン添加ガラスは通常、シ
リコン源(例えば、シランやテトラエチルオルトシリケ
ート（TEOS）)を酸化作用物(例えば、O2 やHO2)と高温
で反応させる、化学気相堆積（CVD）プロセスにより形
成される。リン添加ガラスはまた、その堆積がより低い
温度で行える、プラズマ強化化学気相堆積（PECVD）及
び高密度プラズマ化学気相堆積（HDP-CVD）プロセスに
よっても形成される。
【０００４】PECVD及びHDP-CVDのいずれのプロセス中に
おいても、ウエーハ上のリン添加ガラスの堆積経過にわ
たって、チャンバ圧力が高いほうに変化することがわか
った。このプロセス中の変化は、ウエーハをバッチ処理
する際のマルチプル堆積過程にわたってさらに増大す
る。また、この変化は、バッチにわたる堆積速度の変
動、及び各ウエーハのリン添加レベルが変動する原因と
なる。その結果、プロセスランにわたる品質が一定した
回路構造を生産するのに求められる一致性が損なわれる
ことになる。このような非均一性は、薄膜を備えた回路
構造を利用する時の制限要因となる。
おいても、ウエーハ上のリン添加ガラスの堆積経過にわ
たって、チャンバ圧力が高いほうに変化することがわか
った。このプロセス中の変化は、ウエーハをバッチ処理
する際のマルチプル堆積過程にわたってさらに増大す
る。また、この変化は、バッチにわたる堆積速度の変
動、及び各ウエーハのリン添加レベルが変動する原因と
なる。その結果、プロセスランにわたる品質が一定した
回路構造を生産するのに求められる一致性が損なわれる
ことになる。このような非均一性は、薄膜を備えた回路
構造を利用する時の制限要因となる。
【０００５】圧力変化の原因の一部は、処理中のチャン
バ圧力維持に使用されるターボ分子ポンプの汚れに起因
する。シリコン酸化物の堆積中に、リンを含有した化合
物がターボ分子ポンプのコンポーネントに付着し、ポン
プ効率と所定のチャンバ圧力を維持する能力を低下させ
る。
バ圧力維持に使用されるターボ分子ポンプの汚れに起因
する。シリコン酸化物の堆積中に、リンを含有した化合
物がターボ分子ポンプのコンポーネントに付着し、ポン
プ効率と所定のチャンバ圧力を維持する能力を低下させ
る。
【０００６】洗浄能力を持った典型的な半導体プロセス
システムは、通常、ターボ分子ポンプを洗浄しない。従
来システムの設計構造は、ポンプコンポーネントへの堆
積を防止するために、高回転速度とターボ分子ポンプ内
の充分な低圧条件に依存している。そのようなものとし
て、チャンバ洗浄プロセスは、通常、粗引ポンプを通
り、ターボ分子ポンプをバイパスする。その結果、ター
ボ分子ポンプ内の堆積物は、従来の洗浄プロセスでは除
去されることはない。この堆積物は時間とともに増加
し、薄膜堆積に使用できなくなるまでターボ分子ポンプ
の圧力特性を低下させて、ポンプを取り替えることにな
る。
システムは、通常、ターボ分子ポンプを洗浄しない。従
来システムの設計構造は、ポンプコンポーネントへの堆
積を防止するために、高回転速度とターボ分子ポンプ内
の充分な低圧条件に依存している。そのようなものとし
て、チャンバ洗浄プロセスは、通常、粗引ポンプを通
り、ターボ分子ポンプをバイパスする。その結果、ター
ボ分子ポンプ内の堆積物は、従来の洗浄プロセスでは除
去されることはない。この堆積物は時間とともに増加
し、薄膜堆積に使用できなくなるまでターボ分子ポンプ
の圧力特性を低下させて、ポンプを取り替えることにな
る。
【０００７】したがって、半導体プロセスシステム技術
において、ターボ分子ポンプから汚染物を除去する必要
がある。
において、ターボ分子ポンプから汚染物を除去する必要
がある。
【０００８】発明の概要 本発明の一態様は、チャンバと、洗浄システムと、結合
されたポンプシステムと、制御システムとを備えた、半
導体ウエーハ処理システムである。洗浄及びポンプシス
テムは、チャンバに結合される。制御システムは、洗浄
及びポンプシステムに結合される。チャンバポンプシス
テムは、粗引ポンプとターボ分子ポンプとを備える。制
御システムは、ターボ分子ポンプとチャンバとの間に配
設されたゲート弁を開き、チャンバから粗引ポンプによ
り引き出される洗浄剤の一部の方向を変えてターボ分子
ポンプに送る。洗浄剤がターボ分子ポンプを通過する
と、ターボ分子ポンプの表面の汚染物が洗浄されて、複
数のウエーハ処理においてチャンバ内でほぼ一定で繰り
返し可能な圧力を維持することができる。
されたポンプシステムと、制御システムとを備えた、半
導体ウエーハ処理システムである。洗浄及びポンプシス
テムは、チャンバに結合される。制御システムは、洗浄
及びポンプシステムに結合される。チャンバポンプシス
テムは、粗引ポンプとターボ分子ポンプとを備える。制
御システムは、ターボ分子ポンプとチャンバとの間に配
設されたゲート弁を開き、チャンバから粗引ポンプによ
り引き出される洗浄剤の一部の方向を変えてターボ分子
ポンプに送る。洗浄剤がターボ分子ポンプを通過する
と、ターボ分子ポンプの表面の汚染物が洗浄されて、複
数のウエーハ処理においてチャンバ内でほぼ一定で繰り
返し可能な圧力を維持することができる。
【０００９】発明の詳細な説明 理解を助けるために、添付の図面において、共通の同一
要素を指定する場合には可能な限り、同一の符号を用い
た。
要素を指定する場合には可能な限り、同一の符号を用い
た。
【００１０】本発明は、半導体ウエーハ処理システムを
洗浄する方法を提供する。本発明は一般的に、例えば物
理気相堆積（PVD）またはスパッタリングチャンバ、化
学気相堆積（CVD）チャンバ及びイオン注入チャンバな
どの半導体ウエーハ処理システムに適用されるが、これ
らに限られるものではない。本発明はまた、プラズマ処
理あるいは洗浄サイクルを備えたチャンバ内の真空を維
持するターボ分子ポンプを使用するものに適用できる。
そのようなチャンバの一例としては、カリフォルニア州
サンタクララ市のApplied Materials, Inc.より入手で
きるアルティマ（Ultima（登録商標））高密度プラズマ
化学気相堆積（HDP-CVD）システムのような、高密度プ
ラズマ化学気相堆積（HDP-CVD）チャンバである。
洗浄する方法を提供する。本発明は一般的に、例えば物
理気相堆積（PVD）またはスパッタリングチャンバ、化
学気相堆積（CVD）チャンバ及びイオン注入チャンバな
どの半導体ウエーハ処理システムに適用されるが、これ
らに限られるものではない。本発明はまた、プラズマ処
理あるいは洗浄サイクルを備えたチャンバ内の真空を維
持するターボ分子ポンプを使用するものに適用できる。
そのようなチャンバの一例としては、カリフォルニア州
サンタクララ市のApplied Materials, Inc.より入手で
きるアルティマ（Ultima（登録商標））高密度プラズマ
化学気相堆積（HDP-CVD）システムのような、高密度プ
ラズマ化学気相堆積（HDP-CVD）チャンバである。
【００１１】図１は、本発明の洗浄方法を実行可能なよ
うに変形したHDP-CVDシステム（システム）１００を表
す。システム１００は、通常、ガスパネル１７０、制御
部１０２、洗浄システム１５０及びポンピングシステム
１０４を含む、各種のソースやシステムと結合した真空
にすることのできる容器（チャンバ）１４０を備える。
基板処理が行われるチャンバ１４０は、チャンバ本体１
１２と蓋組立部１１４とにより画成させる。
うに変形したHDP-CVDシステム（システム）１００を表
す。システム１００は、通常、ガスパネル１７０、制御
部１０２、洗浄システム１５０及びポンピングシステム
１０４を含む、各種のソースやシステムと結合した真空
にすることのできる容器（チャンバ）１４０を備える。
基板処理が行われるチャンバ１４０は、チャンバ本体１
１２と蓋組立部１１４とにより画成させる。
【００１２】チャンバ本体１１２は、内部環状処理領域
１２０を画成し、下方端に向かって細くなり同心排気路
１２２を画成する側壁１１８を有する、一体成形で加工
された構造であるのが好ましい。チャンバ本体１１２
は、少なくとも、スリット弁１４４により選択的に密閉
される基板導入口１２４を含む、複数のポートを画成す
る。
１２０を画成し、下方端に向かって細くなり同心排気路
１２２を画成する側壁１１８を有する、一体成形で加工
された構造であるのが好ましい。チャンバ本体１１２
は、少なくとも、スリット弁１４４により選択的に密閉
される基板導入口１２４を含む、複数のポートを画成す
る。
【００１３】チャンバ側壁１１８の上部表面は、蓋組立
部１１４を保持するほぼ平坦なランディング領域を画成
する。一つ以上のOリング溝が側壁の上部表面に形成さ
れ、一つ以上のOリングを受けてチャンバ本体１１２と
蓋組立部１１４間の気密シールを作り出す。
部１１４を保持するほぼ平坦なランディング領域を画成
する。一つ以上のOリング溝が側壁の上部表面に形成さ
れ、一つ以上のOリングを受けてチャンバ本体１１２と
蓋組立部１１４間の気密シールを作り出す。
【００１４】蓋組立体１１４は通常、ガス分配リング１
３８上に搭載されたエネルギー伝導ドーム１３２を備え
る。Oリング溝は、ガス分配リング１３８の上に形成さ
れ、Oリングを受けてドーム１３２とガス分配リング１
３８の上部を密閉する。蓋組立部１１４は、処理を駆動
させるためのエネルギー送出システムを提供すると共
に、プラズマ処理領域１２０の物理的な容器となってい
る。
３８上に搭載されたエネルギー伝導ドーム１３２を備え
る。Oリング溝は、ガス分配リング１３８の上に形成さ
れ、Oリングを受けてドーム１３２とガス分配リング１
３８の上部を密閉する。蓋組立部１１４は、処理を駆動
させるためのエネルギー送出システムを提供すると共
に、プラズマ処理領域１２０の物理的な容器となってい
る。
【００１５】ガス分配リング１３８は複数のガス入口ポ
ート１３６を備える。ポート１３６は、処理ガスや他の
ガスをチャンバ１４０に供給するガスパネル１７０に結
合される。
ート１３６を備える。ポート１３６は、処理ガスや他の
ガスをチャンバ１４０に供給するガスパネル１７０に結
合される。
【００１６】ドーム１３２は通常、RFエネルギーを伝達
可能な誘電体材料により作られ、その一例としては酸化
アルミニウム（Al2O3）などのセラミックがある。２つ
の独立して電力供給されるRFコイル（トップコイル１７
２及びサイドコイル１７４）が誘電体のドーム１３２外
部に巻かれている。RFコイル（１７２，１７４）はそれ
ぞれ第１可変周波数RF電源１７６と第２可変周波数RF電
源１７８により電力供給される。
可能な誘電体材料により作られ、その一例としては酸化
アルミニウム（Al2O3）などのセラミックがある。２つ
の独立して電力供給されるRFコイル（トップコイル１７
２及びサイドコイル１７４）が誘電体のドーム１３２外
部に巻かれている。RFコイル（１７２，１７４）はそれ
ぞれ第１可変周波数RF電源１７６と第２可変周波数RF電
源１７８により電力供給される。
【００１７】第１RF整合回路１７７は、第１電源１７６
とサイドコイル１７４間に結合され、通常、電力をチャ
ンバ１４０内に形成されたプラズマに伝達するのに使わ
れる。同様に、第２RF整合回路１７９は、第２電源１７
８とトップコイル１７２間に結合される。
とサイドコイル１７４間に結合され、通常、電力をチャ
ンバ１４０内に形成されたプラズマに伝達するのに使わ
れる。同様に、第２RF整合回路１７９は、第２電源１７
８とトップコイル１７２間に結合される。
【００１８】基板保持部材１１６は、チャンバ１４０内
でチャンバ側壁１１８から片持ち梁のように配設され
る。本発明の一実施形態において、基板保持部材１１６
は、一つ以上の電導性素子（あるいは電極）１２６を部
材自身に埋め込まれている。電極１２６は、金属素子、
グリーンプリンテッドメタライゼーション、メッシュス
クリーンなどを含んでよい。電圧、例えば約７００V、
がDC電圧電源（図示せず）により基板保持部材１１６に
かけられて、基板１３０を基板保持部材１１６の上部表
面に近接して支える静電引力を生成する。
でチャンバ側壁１１８から片持ち梁のように配設され
る。本発明の一実施形態において、基板保持部材１１６
は、一つ以上の電導性素子（あるいは電極）１２６を部
材自身に埋め込まれている。電極１２６は、金属素子、
グリーンプリンテッドメタライゼーション、メッシュス
クリーンなどを含んでよい。電圧、例えば約７００V、
がDC電圧電源（図示せず）により基板保持部材１１６に
かけられて、基板１３０を基板保持部材１１６の上部表
面に近接して支える静電引力を生成する。
【００１９】基板保持部材１１６はまた、処理中の基板
温度を維持する温度制御システム（図示せず）を含む。
温度制御システムは、基板保持部材１１６内に熱流体源
（図示せず）に接続された流体経路を備えるのが好まし
い。制御部１０２は、基板１３０の温度を感知しそれに
応じて熱流体の温度を変化させ、所定の値を維持する。
あるいは、抵抗型加熱のような他の加熱冷却方法を利用
して、処理中の基板１３０の温度を制御してもよい。
温度を維持する温度制御システム（図示せず）を含む。
温度制御システムは、基板保持部材１１６内に熱流体源
（図示せず）に接続された流体経路を備えるのが好まし
い。制御部１０２は、基板１３０の温度を感知しそれに
応じて熱流体の温度を変化させ、所定の値を維持する。
あるいは、抵抗型加熱のような他の加熱冷却方法を利用
して、処理中の基板１３０の温度を制御してもよい。
【００２０】保持部材１１６の下方には、基板保持部材
１１６の上部表面とほぼ同心のポンピング口１５４があ
る。ポンピング口１５４は、基板保持部材１１６の基板
受け部下方のほぼ中央に配設され、排気路１２２を介し
てチャンバ１４０からガスを均一に引き出す。これによ
り、基板全体の周囲すべてに、そして放射状に下方外部
へ向かってチャンバ１４０からチャンバ１４０基部中央
にあるポンピング口１５４を介して、より均一なガスを
流すことができる。排気路１２２は、基板位置のポンピ
ング口１５４に対する近接度が異なる従来のプロセスチ
ャンバに欠けている、圧力と滞留時間の均一性を維持し
た膜層の均一な形成を促進する。
１１６の上部表面とほぼ同心のポンピング口１５４があ
る。ポンピング口１５４は、基板保持部材１１６の基板
受け部下方のほぼ中央に配設され、排気路１２２を介し
てチャンバ１４０からガスを均一に引き出す。これによ
り、基板全体の周囲すべてに、そして放射状に下方外部
へ向かってチャンバ１４０からチャンバ１４０基部中央
にあるポンピング口１５４を介して、より均一なガスを
流すことができる。排気路１２２は、基板位置のポンピ
ング口１５４に対する近接度が異なる従来のプロセスチ
ャンバに欠けている、圧力と滞留時間の均一性を維持し
た膜層の均一な形成を促進する。
【００２１】ポンピングシステム１０４は、ポンピング
口１５４に結合される。ポンピングシステム１０４は通
常、処理ガス、反応副生成物、汚染物、その他のガスを
チャンバ１４０から除去すると共に、チャンバ１４０内
の真空を確立及び維持する。ポンピングシステム１０４
は、チャンバ本体１１２のテーパ状下部のポンピング口
１５４に取り付けられた粗引ポンプ１６０とターボ分子
ポンプ１６２とを備える。ゲート弁１５８はポンピング
口１５４とターボ分子ポンプ１６２との間に取り付けら
れ、ターボ分子ポンプを使用しない時にターボ分子を分
離する。ゲート弁１５８が閉じている時は、ポンピング
口１５４から出るガス流は方向を変えてフォアライン１
６８を通り粗引ポンプ１６０へ流れる。スロットル弁１
５６は、ゲート弁１５８とポンピング口１５４間に取り
付けられ、ターボ分子ポンプ１６２の使用時に圧力制御
を行う。
口１５４に結合される。ポンピングシステム１０４は通
常、処理ガス、反応副生成物、汚染物、その他のガスを
チャンバ１４０から除去すると共に、チャンバ１４０内
の真空を確立及び維持する。ポンピングシステム１０４
は、チャンバ本体１１２のテーパ状下部のポンピング口
１５４に取り付けられた粗引ポンプ１６０とターボ分子
ポンプ１６２とを備える。ゲート弁１５８はポンピング
口１５４とターボ分子ポンプ１６２との間に取り付けら
れ、ターボ分子ポンプを使用しない時にターボ分子を分
離する。ゲート弁１５８が閉じている時は、ポンピング
口１５４から出るガス流は方向を変えてフォアライン１
６８を通り粗引ポンプ１６０へ流れる。スロットル弁１
５６は、ゲート弁１５８とポンピング口１５４間に取り
付けられ、ターボ分子ポンプ１６２の使用時に圧力制御
を行う。
【００２２】洗浄システム１５０は、RF発生器１５２及
び整合回路１５１を備える。RF発生器１５２は整合回路
１５１に結合され、整合回路１５１は基板保持部材１１
６内部の電極１２６に結合される。洗浄システム１５０
は、一般的に、保守プログラムの一部として汚染物（例
えば酸化物）をチャンバ１４０から定期的に除去するの
に利用される。洗浄システム１５０は、RF電力を電極１
２６にかけることにより作動し、ガスパネル１７０から
プロセスチャンバ１４０に供給された洗浄剤のプラズマ
を衝撃する。洗浄剤は、例えば、アルゴンまたはその他
の不活性ガスあるいは、元素状態のフッ素又は解離フッ
素を含有するガスでもよい。洗浄剤は、チャンバ１４０
内に堆積する可能性がある酸化物をイオン化し、次いで
エッチングして除去する。このような洗浄システムの一
例が、譲受人が同一である米国特許第5,861,086号（ク
ラナ他、1999年1月19日交付）に記載されており、ここ
にその全てを援用する。
び整合回路１５１を備える。RF発生器１５２は整合回路
１５１に結合され、整合回路１５１は基板保持部材１１
６内部の電極１２６に結合される。洗浄システム１５０
は、一般的に、保守プログラムの一部として汚染物（例
えば酸化物）をチャンバ１４０から定期的に除去するの
に利用される。洗浄システム１５０は、RF電力を電極１
２６にかけることにより作動し、ガスパネル１７０から
プロセスチャンバ１４０に供給された洗浄剤のプラズマ
を衝撃する。洗浄剤は、例えば、アルゴンまたはその他
の不活性ガスあるいは、元素状態のフッ素又は解離フッ
素を含有するガスでもよい。洗浄剤は、チャンバ１４０
内に堆積する可能性がある酸化物をイオン化し、次いで
エッチングして除去する。このような洗浄システムの一
例が、譲受人が同一である米国特許第5,861,086号（ク
ラナ他、1999年1月19日交付）に記載されており、ここ
にその全てを援用する。
【００２３】あるいは、洗浄システム１５０は遠隔プラ
ズマ源１５０Aを備える。遠隔プラズマ源１５０Aは、基
板保持部材１１６の上部表面とほぼ同じ高さで側壁１１
８を貫通して設けられた追加サイドポート（図示せず）
を介して、チャンバ１４０に結合される。解離フッ素を
含有するガスなどの洗浄ガスは、遠隔プラズマ源１５０
Aからサイドポートを通してチャンバ１４０へ導入され
る。
ズマ源１５０Aを備える。遠隔プラズマ源１５０Aは、基
板保持部材１１６の上部表面とほぼ同じ高さで側壁１１
８を貫通して設けられた追加サイドポート（図示せず）
を介して、チャンバ１４０に結合される。解離フッ素を
含有するガスなどの洗浄ガスは、遠隔プラズマ源１５０
Aからサイドポートを通してチャンバ１４０へ導入され
る。
【００２４】システム１００は、中央演算装置（CPU）１
０６と、メモリ１０８と、補助回路１１０とを備える制
御部１０２に結合される。制御部１０２は、HDP−CVDシ
ステム１００の他の構成部品と共に、ポンピングシステ
ム１０４と洗浄システム１５０とに結合され、堆積と洗
浄プロセスを容易にする。
０６と、メモリ１０８と、補助回路１１０とを備える制
御部１０２に結合される。制御部１０２は、HDP−CVDシ
ステム１００の他の構成部品と共に、ポンピングシステ
ム１０４と洗浄システム１５０とに結合され、堆積と洗
浄プロセスを容易にする。
【００２５】動作においては、図１に表す半導体基板１
３０が基板保持部材１１６上に置かれる。その後、チャ
ンバ１４０を粗引ポンプ１６０を使って真空にし、初期
真空レベルを達成してからターボ分子ポンプ１６２を起
動し、ゲート弁１５８を開いて真空レベルをさらに所望
の真空レベルへ上げる。ガス成分が、ガスパネル１７０
から基板導入口１２４を通りチャンバ１４０へ供給さ
れ、ガス混合物を形成する。ガス混合物は、RF電源から
RF電力をそれぞれトップコイル１７２、サイドコイル１
７４、基板保持部材１１６にかけることにより、処理領
域１２０で点火されてプラズマ化する。あるいは、ガス
混合物は他の方法で点火されても、また全く点火されな
くてもよい。チャンバ１４０の内部圧力は、ポンピング
口１５４とターボ分子ポンプ１６２との間に据えられた
スロットル弁１６４を使って制御される。チャンバ壁１
１８の表面温度は、プロセスチャンバ１４０の壁１１８
内に配置された液体を含んだ導管（図示せず）を使って
制御される。
３０が基板保持部材１１６上に置かれる。その後、チャ
ンバ１４０を粗引ポンプ１６０を使って真空にし、初期
真空レベルを達成してからターボ分子ポンプ１６２を起
動し、ゲート弁１５８を開いて真空レベルをさらに所望
の真空レベルへ上げる。ガス成分が、ガスパネル１７０
から基板導入口１２４を通りチャンバ１４０へ供給さ
れ、ガス混合物を形成する。ガス混合物は、RF電源から
RF電力をそれぞれトップコイル１７２、サイドコイル１
７４、基板保持部材１１６にかけることにより、処理領
域１２０で点火されてプラズマ化する。あるいは、ガス
混合物は他の方法で点火されても、また全く点火されな
くてもよい。チャンバ１４０の内部圧力は、ポンピング
口１５４とターボ分子ポンプ１６２との間に据えられた
スロットル弁１６４を使って制御される。チャンバ壁１
１８の表面温度は、プロセスチャンバ１４０の壁１１８
内に配置された液体を含んだ導管（図示せず）を使って
制御される。
【００２６】上述のようにシステム１００の制御を容易
にするには、CPU１０６は、各種チャンバやサブプロセ
ッサを制御する産業環境で使用可能な汎用コンピュータ
プロセッサであればいかなるものでもよい。メモリ１０
８はCPU１０６に結合される。メモリ１０８（またはコ
ンピュータ可読媒体）は、ランダムアクセスメモリ（RA
M）、読み出し専用メモリ（ROM）、フロッピー（登録商
標）ディスク、ハードディスク、またはあらゆる形態の
（構内または遠隔にある）デジタル記憶装置などの容易
に入手可能なメモリの一つ以上でよい。補助回路１１０
は、CPU１０６を従来の方式で補助するために結合され
る。補助回路１１０は、キャッシュ、電源、クロック回
路、入出力の回路及びサブシステムなどを含む。本発明
の洗浄プロセス２００は一般にCPU１０６により実行さ
れ、通常、ソフトウェアルーチンの一部としてメモリ１
０８に記憶される。ソフトウェアルーチンについては、
図２を参照して以下に論ずる。ソフトウェアルーチンは
また、CPU１０６により制御されるハードウェアから離
れて置かれた第２CPU（図示せず）によって記憶／実行
される。
にするには、CPU１０６は、各種チャンバやサブプロセ
ッサを制御する産業環境で使用可能な汎用コンピュータ
プロセッサであればいかなるものでもよい。メモリ１０
８はCPU１０６に結合される。メモリ１０８（またはコ
ンピュータ可読媒体）は、ランダムアクセスメモリ（RA
M）、読み出し専用メモリ（ROM）、フロッピー（登録商
標）ディスク、ハードディスク、またはあらゆる形態の
（構内または遠隔にある）デジタル記憶装置などの容易
に入手可能なメモリの一つ以上でよい。補助回路１１０
は、CPU１０６を従来の方式で補助するために結合され
る。補助回路１１０は、キャッシュ、電源、クロック回
路、入出力の回路及びサブシステムなどを含む。本発明
の洗浄プロセス２００は一般にCPU１０６により実行さ
れ、通常、ソフトウェアルーチンの一部としてメモリ１
０８に記憶される。ソフトウェアルーチンについては、
図２を参照して以下に論ずる。ソフトウェアルーチンは
また、CPU１０６により制御されるハードウェアから離
れて置かれた第２CPU（図示せず）によって記憶／実行
される。
【００２７】洗浄プロセス２００は図２でより詳細に表
される。洗浄プロセス２００は、以下の各ステップを備
える：洗浄剤をチャンバ１４０に供給する(ステップ２
０６)、ポンピング口１５４を介して洗浄剤をチャンバ
１４０から送り出す（ステップ２０８）、ターボ分子ポ
ンプ１６２を起動する（ステップ２１０）、ゲート弁１
５８を少なくとも部分的に開く（ステップ２１２）、お
よび、洗浄剤の少なくとも一部をターボ分子ポンプ１６
２を通して引き出す（ステップ２１４）。
される。洗浄プロセス２００は、以下の各ステップを備
える：洗浄剤をチャンバ１４０に供給する(ステップ２
０６)、ポンピング口１５４を介して洗浄剤をチャンバ
１４０から送り出す（ステップ２０８）、ターボ分子ポ
ンプ１６２を起動する（ステップ２１０）、ゲート弁１
５８を少なくとも部分的に開く（ステップ２１２）、お
よび、洗浄剤の少なくとも一部をターボ分子ポンプ１６
２を通して引き出す（ステップ２１４）。
【００２８】図１と図２を同時に参照すると、このソフ
トウェアルーチンがCPU１０６により実行されると、汎
用コンピュータはチャンバ動作を制御して堆積プロセス
を行わせるような特殊用途コンピュータ（制御部）１０
２に変わる。本発明のプロセスがソフトウェアルーチン
として実現されるものとして論じてきたが、開示された
方法ステップの幾つかは、ソフトウェア制御部によって
だけでなくハードウェア内で行われてもよい。そのよう
なものとして、本発明は、コンピュータシステム上で実
行されるソフトウェアにより、あるいは特定用途向け集
積回路または他の種類のハードウェア実装などのハード
ウェアにより、あるいはソフトウェアとハードウェアの
組み合わせによって実現できる。
トウェアルーチンがCPU１０６により実行されると、汎
用コンピュータはチャンバ動作を制御して堆積プロセス
を行わせるような特殊用途コンピュータ（制御部）１０
２に変わる。本発明のプロセスがソフトウェアルーチン
として実現されるものとして論じてきたが、開示された
方法ステップの幾つかは、ソフトウェア制御部によって
だけでなくハードウェア内で行われてもよい。そのよう
なものとして、本発明は、コンピュータシステム上で実
行されるソフトウェアにより、あるいは特定用途向け集
積回路または他の種類のハードウェア実装などのハード
ウェアにより、あるいはソフトウェアとハードウェアの
組み合わせによって実現できる。
【００２９】より具体的には、例えば、ステップ２０６
において、まず元素状態のフッ素または解離フッ素を含
有した洗浄剤を洗浄システム１５０からチャンバ１４０
に供給して、半導体処理システム１００を洗浄する。そ
の後ステップ２０８において、洗浄剤は粗引ポンプ１６
０によりポンピング口１５４からポンピングされる。ス
テップ２１０において、ターボ分子ポンプ１６２が起動
される。ステップ２１２と２１４において、ゲート弁１
５８が少なくとも部分的に開き、洗浄剤の少なくとも一
部がターボ分子ポンプ１６２を通して引き出される。
において、まず元素状態のフッ素または解離フッ素を含
有した洗浄剤を洗浄システム１５０からチャンバ１４０
に供給して、半導体処理システム１００を洗浄する。そ
の後ステップ２０８において、洗浄剤は粗引ポンプ１６
０によりポンピング口１５４からポンピングされる。ス
テップ２１０において、ターボ分子ポンプ１６２が起動
される。ステップ２１２と２１４において、ゲート弁１
５８が少なくとも部分的に開き、洗浄剤の少なくとも一
部がターボ分子ポンプ１６２を通して引き出される。
【００３０】洗浄剤は汚染物と反応しターボ分子ポンプ
１６２から汚染物を除去する。洗浄されたターボ分子ポ
ンプ１６２は、その後、ターボ分子ポンプ１６２内に新
たに汚染物が形成され洗浄サイクルが必要となるまで、
ほぼ一定で繰り返し可能な真空レベルを維持することが
できる。
１６２から汚染物を除去する。洗浄されたターボ分子ポ
ンプ１６２は、その後、ターボ分子ポンプ１６２内に新
たに汚染物が形成され洗浄サイクルが必要となるまで、
ほぼ一定で繰り返し可能な真空レベルを維持することが
できる。
【００３１】本発明の内容を詳細に解説してきたが、当
業者は本発明の内容を含みかつ発明の趣旨を逸脱しない
範囲で、他の変形実施形態を容易に考案可能である。
業者は本発明の内容を含みかつ発明の趣旨を逸脱しない
範囲で、他の変形実施形態を容易に考案可能である。
【図１】本発明の堆積プロセスを行う際に使用するプラ
ズマ処理装置の概略図を表す。
ズマ処理装置の概略図を表す。
【図２】本発明のプロセスのフローチャートを表す。
１００…システム（高密度プラズマCVDシステム）、１
０２…制御部、１０４…ポンピングシステム、１０６…
中央演算装置（CPU）、１１０…補助回路、１１２…チ
ャンバ本体、１１４…蓋組立部、１１６…基板保持部
材、１１８…側壁、１２０…環状処理領域、１２２…排
気路、１２６…電導性素子（電極）、１３０…基板、１
３２…エネルギー伝導ドーム、１３６…ガス入口ポー
ト、１３８…ガス分配リング、１４０…チャンバ、１４
４…スリット弁、１５０…洗浄システム、１５０A…遠
隔プラズマ源、１５１…整合回路、１５２…RF発生器、
１５４…ポンピング口、１５８…ゲート弁、１６０…粗
引ポンプ、１６２…ターボ分子ポンプ、１６４…スロッ
トル弁、１６８…フォアライン、１７０…ガスパネル、
１７２…トップコイル、１７４…サイドコイル、１７６
…第１可変周波数RF電源、１７７…第１RF整合回路、１
７８…第２可変周波数RF電源、１７９…第２RF整合回
路。
０２…制御部、１０４…ポンピングシステム、１０６…
中央演算装置（CPU）、１１０…補助回路、１１２…チ
ャンバ本体、１１４…蓋組立部、１１６…基板保持部
材、１１８…側壁、１２０…環状処理領域、１２２…排
気路、１２６…電導性素子（電極）、１３０…基板、１
３２…エネルギー伝導ドーム、１３６…ガス入口ポー
ト、１３８…ガス分配リング、１４０…チャンバ、１４
４…スリット弁、１５０…洗浄システム、１５０A…遠
隔プラズマ源、１５１…整合回路、１５２…RF発生器、
１５４…ポンピング口、１５８…ゲート弁、１６０…粗
引ポンプ、１６２…ターボ分子ポンプ、１６４…スロッ
トル弁、１６８…フォアライン、１７０…ガスパネル、
１７２…トップコイル、１７４…サイドコイル、１７６
…第１可変周波数RF電源、１７７…第１RF整合回路、１
７８…第２可変周波数RF電源、１７９…第２RF整合回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル チウ クワン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， レッドウッド シティ， タッドリー コ ート 307 (72)発明者 アラン ダブリュー． コリンズ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン フランシスコ， ヴァーモント ス トリート 735 (72)発明者 ジャレル ハミラ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， エラン ヴィレッジ レー ン 371 ナンバー308 (72)発明者 パドマナバーン クリシュナラージ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ダイアモンド ストリート 2734 (72)発明者 チュンチュアン タン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， クパティノ， クリフデン ウェイ 20306
Claims (15)
- 【請求項１】チャンバと、 前記チャンバに結合した洗浄剤源と、 前記チャンバに結合したターボ分子ポンプと、 前記ターボ分子ポンプと前記チャンバ間に結合されたゲ
ート弁と、 前記洗浄剤源と前記ゲート弁と前記ターボ分子ポンプに
結合した制御部とを備える半導体ウエーハ処理システム
であって、前記制御部は前記ゲート弁を少なくとも部分
的に開けて洗浄剤の少なくとも一部を前記洗浄剤源から
前記ターボ分子ポンプを介して引き出す、半導体ウエー
ハ処理システム。 - 【請求項２】前記制御部がさらに前記ターボ分子ポンプ
を起動させる請求項1の半導体ウエーハ処理システム。 - 【請求項３】前記洗浄剤が元素状態のフッ素または解離
フッ素を有する請求項1の半導体ウエーハ処理システ
ム。 - 【請求項４】前記洗浄剤源が遠隔プラズマ源である請求
項1の半導体ウエーハ処理システム。 - 【請求項５】前記洗浄剤源がガスパネルである請求項1
の半導体ウエーハ処理システム。 - 【請求項６】複数の命令を記憶したコンピュータ可読媒
体であって、該複数の命令は、プロセッサにより実行さ
れると、プロセッサが半導体ウエーハ処理システムを制
御して、 洗浄剤をチャンバに供給するステップと、 前記洗浄剤を該チャンバから送り出すステップと、 前記チャンバとターボ分子ポンプとの間に結合したゲー
ト弁を少なくとも部分的に開くステップと前記洗浄剤の
少なくとも一部を前記ターボ分子ポンプを介して引き出
すステップとを行うようにする命令を含む、コンピュー
タ可読媒体。 - 【請求項７】前記洗浄剤を引き出すステップは、 ターボ分子ポンプを起動するステップを備える請求項6
のコンピュータ可読媒体。 - 【請求項８】前記洗浄剤は元素状態のフッ素または解離
フッ素を有する請求項6のコンピュータ可読媒体。 - 【請求項９】前記洗浄剤を供給するステップは、 前記洗浄剤を遠隔プラズマ源から供給するステップを備
える請求項6のコンピュータ可読媒体。 - 【請求項１０】前記洗浄剤を供給するステップは、 前記洗浄剤をガスパネルから供給するステップを備える
請求項6のコンピュータ可読媒体。 - 【請求項１１】半導体プロセスチャンバの洗浄方法であ
って、 洗浄剤を前記チャンバに供給するステップと、 前記洗浄剤を上記チャンバから送り出す(pumping)ステ
ップと、 前記チャンバとターボ分子ポンプとの間に結合したゲー
ト弁を少なくとも部分的に開くステップと、 洗浄剤の少なくとも一部を前記ターボ分子ポンプを介し
て引き出すステップとを備える、半導体プロセスチャン
バの洗浄方法。 - 【請求項１２】前記洗浄剤を引き出すステップが、 ターボ分子ポンプを起動するステップを備える請求項１
１の洗浄方法。 - 【請求項１３】前記洗浄剤が元素状態のフッ素または解
離フッ素を有する請求項１１の洗浄方法。 - 【請求項１４】前記洗浄剤を供給するステップが、 前記洗浄剤を遠隔プラズマ源から供給するステップを備
える請求項１１の洗浄方法。 - 【請求項１５】前記洗浄剤を供給するステップが、 前記洗浄剤をガスパネルから供給するステップを備える
請求項１１の洗浄方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/494327 | 2000-01-28 | ||
| US09/494,327 US6596123B1 (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Method and apparatus for cleaning a semiconductor wafer processing system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001313289A true JP2001313289A (ja) | 2001-11-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1120814A3 (ja) |
| JP (1) | JP4845269B2 (ja) |
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| SG (1) | SG116411A1 (ja) |
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| WO2007102464A1 (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Tokyo Electron Limited | 処理装置 |
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| GB0224709D0 (en) | 2002-10-24 | 2002-12-04 | Boc Group Plc | Improvements in dry pumps |
| US6997197B2 (en) * | 2002-12-13 | 2006-02-14 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for rapid thermal control of a workpiece in liquid or dense phase fluid |
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| KR100706792B1 (ko) * | 2005-08-01 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | 펌프 유닛을 가지는 반도체 소자 제조 장치 및 상기 펌프유닛을 세정하는 방법 |
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2000
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2001
- 2001-01-27 KR KR1020010003893A patent/KR100671596B1/ko not_active IP Right Cessation
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-
2003
- 2003-04-03 US US10/407,525 patent/US6715496B2/en not_active Expired - Fee Related
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