JP2002231711A - Cleaning equipment of deposition chamber using remote plasma - Google Patents

Cleaning equipment of deposition chamber using remote plasma

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JP2002231711A
JP2002231711A JP2001028209A JP2001028209A JP2002231711A JP 2002231711 A JP2002231711 A JP 2002231711A JP 2001028209 A JP2001028209 A JP 2001028209A JP 2001028209 A JP2001028209 A JP 2001028209A JP 2002231711 A JP2002231711 A JP 2002231711A
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Japan
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deposition chamber
frequency discharge
remote
cleaning
diameter
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Application number
JP2001028209A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Noda
和利 野田
Hiroaki Sonoda
裕昭 園田
Yoshihiro Masui
義廣 増井
Noboru Saeki
登 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pearl Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Pearl Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease plasma ignition electric power and improve durability of a constituent like an electrode while the whole body is made compact and cost is reduced, and enable proper cleaning inside a deposition chamber by effectively generating plasma. SOLUTION: In this cleaning equipment, reactive excitation species are introduced in the deposition chamber 2 from a remote high frequency discharge tube 1 in which plasma is generated by applying high frequency power, precursor gas is activated and the reactive excitation species can be generated. The remote high frequency discharge tube 1 is constituted of an insulating tubular vessel 5 and an inductive coupling type electrode 7 for high frequency discharge which is wound around the vessel 5 in a spiral coil form. The electrode 7 is constituted of a large diameter conductive metal tube 8 which is wound in a coil form in the state that cooling water can be made to flow inside, and a small diameter high frequency power line 9 which is arranged between spiral pitches of the metal tube 8 and wound in a coil form.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リモートプラズマ
による堆積チャンバーのクリーニング装置に関する。詳
しくは、化学気相堆積(例えばプラズマCVDなど)や
スパッタ装置等のように、各種半導体やフラットディス
プレイの製造プロセスで使用される成膜装置の堆積チャ
ンバーの内部をクリーニングするために用いられるリモ
ートプラズマによる堆積チャンバーのクリーニング装置
に関するものである。
The present invention relates to an apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma. More specifically, a remote plasma used for cleaning the inside of a deposition chamber of a film forming apparatus used in a manufacturing process of various semiconductors and flat displays, such as a chemical vapor deposition (eg, plasma CVD) or a sputtering apparatus. And an apparatus for cleaning a deposition chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、プラズマCVDでは、一対の薄
板平行電極を備えた真空堆積チャンバー内に基板が配置
され、反応ガスを上位電極を通じて堆積チャンバー内に
流し込み、高周波(RF)電圧を一対の平行電極に印加
して反応ガス中にプラズマを生成させることにより、反
応ガスを分解させて基板の表面上に、例えば窒化ケイ素
(SiN)等の材料を堆積させて所定の製品を製造する
ものである。
2. Description of the Related Art In plasma CVD, for example, a substrate is placed in a vacuum deposition chamber provided with a pair of thin plate parallel electrodes, a reaction gas is flowed into the deposition chamber through an upper electrode, and a high frequency (RF) voltage is applied to the pair of parallel electrodes. A predetermined product is manufactured by decomposing the reaction gas and depositing a material such as silicon nitride (SiN) on the surface of the substrate by generating plasma in the reaction gas by applying to the electrode. .

【0003】このような半導体やフラットディスプレイ
の製造プロセスで使用される成膜装置においては、窒化
ケイ素(SiN)等の材料を基板の表面上に優先的に堆
積させるように設計されているものの、堆積チャンバー
内の他の部位、例えばチャンバー内壁面やチャンバー内
に露出している構成要素等にも材料の一部が堆積され
る。したがって、繰り返し使用後は、チャンバー内に増
加している材料堆積層を除去するためのクリーニングが
必要となる。
In a film forming apparatus used in a manufacturing process of such a semiconductor or a flat display, although a material such as silicon nitride (SiN) is designed to be preferentially deposited on a surface of a substrate, it is designed. Part of the material is also deposited on other parts in the deposition chamber, for example, on the inner wall surface of the chamber or on components exposed in the chamber. Therefore, after repeated use, it is necessary to perform cleaning to remove the material deposition layer increasing in the chamber.

【0004】この種の堆積チャンバーのクリーニング手
段として、従来一般には、in-situクリーニング方法
(通称:その場クリーニング方法)が用いられていた。
このin-situ クリーニング方法は、前駆体ガスを堆積チ
ャンバーに直接に導入するとともに、堆積チャンバー内
でグロー放電プラズマを発生させて、このプラズマを前
駆体ガスに局所的に印加することによって反応性の励起
種を生成させ、この反応性励起種がチャンバー内の材料
堆積物と揮発性の化合物を形成することにより、チャン
バー内部の表面をクリーニングする方法である。
Conventionally, an in-situ cleaning method (commonly called an in-situ cleaning method) has been used as a means for cleaning this type of deposition chamber.
In this in-situ cleaning method, a precursor gas is directly introduced into a deposition chamber, and a glow discharge plasma is generated in the deposition chamber. In this method, excited species are generated, and the reactive excited species forms a volatile compound with a material deposit in the chamber, thereby cleaning a surface inside the chamber.

【0005】しかし、上記のようなin-situ クリーニン
グ方法の場合は、反応性励起種を生成するために堆積チ
ャンバー内でプラズマを発生して使用するものであるか
ら、製品の生産性から許容されるクリーニング速度を得
るためには、高い出力が必要となり、出力レベルが高く
なればなるほどチャンバー内部のハードウェアにダメー
ジを与えやすく、それだけ堆積チャンバーの耐用年数を
短くする。その結果、堆積チャンバーを用いたシステム
で製造される製品の基板当たりのコストの上昇原因とな
る。また、高い出力が必要なin-situ クリーニング方法
では、他のシステム構成要素や部品に損傷を与えたり、
あるいは、物理的にチャンバー内部をワイピングする以
外には除去することができない残留物や副生成物を発生
しやすいという問題がある。
However, in the case of the in-situ cleaning method as described above, plasma is generated and used in a deposition chamber to generate reactive excited species. In order to obtain a high cleaning rate, a high power is required, and the higher the power level, the more easily the hardware inside the chamber is damaged, and the shorter the service life of the deposition chamber. As a result, the cost per substrate of a product manufactured by the system using the deposition chamber is increased. In addition, high-power in-situ cleaning methods can damage other system components and components,
Alternatively, there is a problem that a residue or a by-product which cannot be removed except by physically wiping the inside of the chamber is easily generated.

【0006】従来一般のin-situ クリーニング方法が有
する問題点を解消するクリーニング手段として、従来、
例えば特開平10−149989号公報や特開平9−6
9504号等に開示されているように、堆積チャンバー
に対して離間する遠隔位置に設置したチャンバー内でプ
ラズマを発生させて反応性励起種を生成し、この反応性
励起種を堆積チャンバー内に導入して堆積チャンバー内
部をクリーニングするリモートプラズマによる堆積チャ
ンバーのクリーニング手段が提案されている。
As cleaning means for solving the problems of the conventional general in-situ cleaning method,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-14989 and 9-6
As disclosed in No. 9504 and the like, a plasma is generated in a chamber located at a remote position apart from the deposition chamber to generate reactive excited species, and the reactive excited species is introduced into the deposition chamber. Means for cleaning the deposition chamber by remote plasma for cleaning the inside of the deposition chamber by using the method has been proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら提案されているリモートプラズマによる堆積チャンバ
ーのクリーニング手段においては、遠隔チャンバー内に
プラズマを効率よく発生させるためには電極に印加する
高周波電力の周波数を高く設定する必要があり、このよ
うに電極への印加電力の周波数を高くすればするほど表
皮効果が著しくなって高周波抵抗が増大し、それだけ電
力損失が大きくなるばかりでなく、電極自体が表皮効果
によって発熱して電極及び遠隔チャンバー、遠隔チャン
バーと堆積チャンバーとを接続する管等を焼損しやす
く、それらの耐久性に悪影響を及ぼすという問題があ
る。
However, in the conventionally proposed means for cleaning a deposition chamber by remote plasma, in order to efficiently generate plasma in the remote chamber, the frequency of the high-frequency power applied to the electrode must be reduced. The higher the frequency of the power applied to the electrode, the more the skin effect becomes significant and the high-frequency resistance increases, which not only increases the power loss but also the electrode itself. As a result, the electrodes and the remote chamber, the pipe connecting the remote chamber and the deposition chamber, and the like are easily burned, thereby adversely affecting their durability.

【0008】また、プラズマ着火後は所定のクリーニン
グ性能を維持するために高周波電力の印加に伴い発生す
る反射電力の増大や熱プラズマによる悪影響を抑制して
プラズマを安定化することが必要であり、そのためには
電極への印加電力を着火時よりも低減する電力自動調整
装置等を付設することが要求され、その結果、装置全体
が大掛かりで高価になるという問題もあった。
In addition, after plasma ignition, it is necessary to stabilize the plasma by suppressing an increase in reflected power generated by application of high-frequency power and an adverse effect due to thermal plasma in order to maintain a predetermined cleaning performance. For this purpose, it is required to provide an automatic power adjusting device or the like for reducing the power applied to the electrodes compared to the time of ignition, and as a result, there has been a problem that the entire device becomes large and expensive.

【0009】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、全体をコンパクトかつ低コストに構成しながらも、
プラズマ着火電力の低下及び電極等の構成要素の耐久性
向上を図り得るとともに、プラズマを安定よくかつ効率
よく発生させて残留物や副生成物を生じることなく堆積
チャンバー内を適正にクリーニングすることができるリ
モートプラズマによる堆積チャンバーのクリーニング装
置を提供することを目的としている。
[0009] The present invention has been made in view of the above circumstances, and while the whole is compact and low cost,
In addition to reducing the plasma ignition power and improving the durability of components such as electrodes, it is possible to generate plasma stably and efficiently to properly clean the inside of the deposition chamber without generating residues and by-products. It is an object of the present invention to provide a device for cleaning a deposition chamber by means of a remote plasma.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るリモートプラズマによる堆積チャンバ
ーのクリーニング装置は、絶縁性管状容器の外周に誘導
結合方式の高周波放電用電極を螺旋コイル状に巻回させ
て構成される遠隔高周波放電管の管状容器内に前駆体ガ
スを供給するとともに、コイル状高周波放電用電極に高
周波電力を印加して上記管状容器内にプラズマを発生さ
せることにより上記前駆体ガスを活性化して反応性励起
種を生成し、この反応性励起種を堆積チャンバー内に導
入してチャンバー内部をクリーニングするリモートプラ
ズマによる堆積チャンバーのクリーニング装置であっ
て、上記高周波放電用電極が、内部に冷却水を流通可能
な状態で絶縁性管状容器の外周に螺旋コイル状に巻回さ
れた大径導電性金属管と、この大径導電性金属管の螺旋
ピッチ間に配置されて上記絶縁性管状容器の外周に螺旋
コイル状に巻回された小径高周波電力線とから構成さ
れ、上記大径導電性金属管の排ガス導出口側の端部と小
径高周波電力線の排ガス導入口側の端部とは電気的に接
続されていることを特徴とするものである。
To achieve the above object, a remote plasma cleaning apparatus for a deposition chamber according to the present invention is provided with an inductively coupled high-frequency discharge electrode on the outer periphery of an insulating tubular container in a spiral coil shape. The precursor gas is supplied into the tubular container of the remote high-frequency discharge tube configured by being wound around, and high-frequency power is applied to the coiled high-frequency discharge electrode to generate plasma in the tubular container. A cleaning apparatus for a deposition chamber by remote plasma for activating a precursor gas to generate a reactive excited species and introducing the reactive excited species into a deposition chamber to clean the inside of the chamber, wherein the high-frequency discharge electrode Is a large-diameter conductive metal wound in a spiral coil shape around the outer periphery of an insulating tubular container so that cooling water can flow through it. And a small-diameter high-frequency power line arranged between the spiral pitches of the large-diameter conductive metal tube and wound around the outer periphery of the insulating tubular container in a spiral coil shape. The end on the outlet side and the end on the exhaust gas inlet side of the small-diameter high-frequency power line are electrically connected.

【0011】上記のような特徴構成を有する本発明によ
れば、高周波放電用電極を構成する大径導電性金属管の
内部に冷却水を流通させることにより、電極への印加電
力の周波数を高く設定したとしても、表皮効果による発
熱を抑制して電力損失の低減が図れるとともに、電極、
遠隔チャンバーとなる遠隔高周波放電管及びこの遠隔高
周波放電管と堆積チャンバーとを接続する管等を焼損す
ることがなくなり、それらの耐久性の向上が図れる。そ
の上、大径導電性金属管の螺旋ピッチ間というデッドス
ペースに小径高周波電力線を配置することにより、小径
高周波電力線に対する冷却作用を保ち、かつ、高周波放
電管の全長を短くしてコンパクト化を図りながらも、高
周波放電用電極全体の巻数の増大化して、プラズマ着火
電力の低下を図り、誘導結合プラズマを効率よく発生さ
せることが可能である。
According to the present invention having the above-described characteristic configuration, the frequency of the power applied to the electrode can be increased by flowing the cooling water inside the large-diameter conductive metal tube constituting the high-frequency discharge electrode. Even if it is set, the heat loss due to the skin effect can be suppressed to reduce power loss,
The remote high-frequency discharge tube serving as the remote chamber and the tube connecting the remote high-frequency discharge tube and the deposition chamber are not burned, and their durability can be improved. Furthermore, by placing the small-diameter high-frequency power line in the dead space between the helical pitches of the large-diameter conductive metal tubes, the cooling effect on the small-diameter high-frequency power line is maintained, and the overall length of the high-frequency discharge tube is shortened for compactness. However, it is possible to increase the number of turns of the entire high-frequency discharge electrode, reduce the plasma ignition power, and efficiently generate inductively coupled plasma.

【0012】また、プラズマ着火後はコイル状両電極の
冷却作用によって反射電力の増大及び熱プラズマによる
悪影響が抑制されるので、特別な電力自動調整装置等を
付設することが不要で装置全体のコストを低減しつつ、
プラズマを安定よく発生させて前駆体ガスをほぼ完全に
活性化し、前駆体ガスが分解されないままで堆積チャン
バー内に導入されることを無くすることが可能であり、
その結果、堆積チャンバー内に反応性の高い励起種を導
入して残留物や副生成物を生じることのない確実かつ適
正なクリーニングを行なうことができるとともに、環境
に悪影響を与える前駆体ガスの排出量を非常に軽減する
ことができる。
Further, after plasma ignition, an increase in reflected power and an adverse effect due to thermal plasma are suppressed by the cooling action of the two coil-shaped electrodes, so that it is not necessary to provide a special automatic power adjusting device or the like, and the cost of the entire device is reduced. While reducing
It is possible to generate plasma stably and activate the precursor gas almost completely, and to prevent the precursor gas from being introduced into the deposition chamber without being decomposed,
As a result, highly reactive excited species can be introduced into the deposition chamber to perform reliable and proper cleaning without generating residues and by-products, and discharge of precursor gases that have an adverse effect on the environment. The amount can be greatly reduced.

【0013】上記構成のリモートプラズマによる堆積チ
ャンバーのクリーニング装置において、上記高周波放電
用電極としては、大径導電性金属管の複数の螺旋ピッチ
毎に小径高周波電力線の一本または複数本を配置して螺
旋コイル状に巻回されたものであってもよいが、プラズ
マ着火性能、冷却作用による耐久性の向上及び前駆体ガ
スの活性化性能の維持などを考えると、大径導電性金属
管の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力線の少
なくとも一本づつを配置して螺旋コイル状に巻回されて
いる構成が最も望ましい。
In the apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma having the above-described structure, one or a plurality of small-diameter high-frequency power lines are arranged as the high-frequency discharge electrodes for each of a plurality of spiral pitches of a large-diameter conductive metal tube. It may be wound in a spiral coil shape. However, in consideration of plasma ignition performance, improvement of durability by cooling action, and maintenance of precursor gas activation performance, a plurality of large-diameter conductive metal tubes are required. It is most desirable that at least one of the small-diameter high-frequency power lines is arranged in the entire spiral pitch and wound in a spiral coil shape.

【0014】また、上記構成のリモートプラズマによる
堆積チャンバーのクリーニング装置における遠隔高周波
放電管の管状容器内に供給される前駆体ガスとして、C
4,C2 6 ,C3 8 ,C6 14等の過フッ素化炭
素ガス、NF3 等のフッ素化窒素ガス、SF6 等のフッ
素化硫黄ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの混合ガス
の中から選ばれたものを用いればよいが、特に、NF3
等のフッ素化窒素ガスを用いることにより、シリコン
(Si)、ドープされたシリコン、窒化シリコン(Si
3 4 )及び酸化シリコン(SiO2 )が堆積したチャ
ンバーをクリーニングすることができ、アクティブマト
リックス液晶ディスプレイ(AMLCD)製造に用いら
れる複数プロセスチャンバーを備えたシステムにも有効
に活用することができる。
The precursor gas supplied into the tubular vessel of the remote high-frequency discharge tube in the apparatus for cleaning a deposition chamber by the remote plasma having the above-mentioned structure is C
Fluorinated gases such as perfluorinated carbon gas such as F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 6 F 14 , fluorinated nitrogen gas such as NF 3 , and fluorinated sulfur gas such as SF 6 and the like; the may be used one selected from among a mixed gas. in particular, NF 3
By using a fluorinated nitrogen gas such as silicon (Si), doped silicon, silicon nitride (Si
The chamber on which 3N 4 ) and silicon oxide (SiO 2 ) are deposited can be cleaned, and can be effectively used in a system having a plurality of process chambers used for manufacturing an active matrix liquid crystal display (AMLCD).

【0015】さらに、上記構成のリモートプラズマによ
る堆積チャンバーのクリーニング装置において、反応性
励起種が堆積チャンバー内に導入される前に、その反応
性励起種から不要な材料を除去するフィルターを備えさ
せることによって、前駆体ガスの活性化の間に生成され
る可能性がある粒状物質や反応の副生成物として遠隔高
周波放電管内に生成される可能性のある望ましくない材
料を除去して、堆積チャンバー内のクリーニング性能を
一層向上することができる。なお、このフィルターとし
ては、ミクロン単位のポアサイズを有するセラミック材
料から作製されたものでも、テフロン(登録商標)など
他の材料から作製されたものでもよい。
Further, in the apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma having the above structure, a filter is provided for removing unnecessary materials from the reactive excited species before the reactive excited species is introduced into the deposition chamber. By removing particulate matter that may be generated during activation of the precursor gas and undesired materials that may be produced in the remote RF discharge tube as a by-product of the reaction, Cleaning performance can be further improved. The filter may be made of a ceramic material having a micron-unit pore size, or may be made of another material such as Teflon (registered trademark).

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明に係るリモートプラ
ズマによる堆積チャンバーのクリーニング装置全体の概
略構成図であり、前駆体ガスG、例えばCF4 ,C2
6 ,C3 8,C6 14等のPCF(過フッ素化炭素)
ガス、NF3 等のフッ素化窒素ガス、SF6 等のフッ素
化硫黄ガスなどのフッ素系ガス及びそれらの混合ガスの
中から選ばれた前駆体ガスGが供給可能で、この前駆体
ガスをプラズマ発生に伴い活性化して反応性励起種を生
成することが可能な高周波放電管1が各種半導体やフラ
ットディスプレイの製造プロセスで使用される成膜装置
の堆積チャンバー2に対して適当な距離をおいた遠隔位
置に設置されており、この遠隔高周波放電管1と堆積チ
ャンバー2とが配管3を介して接続されているととも
に、この配管3の途中には堆積チャンバー2内に導入さ
れる前の反応性励起種から不必要な材料を除去するフィ
ルター4が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma according to the present invention, and shows a precursor gas G, for example, CF 4 , C 2 F.
6, C 3 F 8, C 6 F 14 or the like of the PCF (perfluorinated carbons)
Gas, fluorinated nitrogen gas such as NF 3, precursor gases G selected from among fluorine-based gas and a mixed gas thereof, such as fluorinated sulfur gases such as SF 6 is capable of supplying a plasma the precursor gas A high-frequency discharge tube 1 that can be activated as it is generated to generate reactive excited species is placed at an appropriate distance from a deposition chamber 2 of a film forming apparatus used in a manufacturing process of various semiconductors and flat displays. The remote high-frequency discharge tube 1 and the deposition chamber 2 are connected via a pipe 3 at a remote position, and the reactive gas before being introduced into the deposition chamber 2 is located in the middle of the pipe 3. A filter 4 for removing unnecessary materials from the excited species is provided.

【0017】上記高周波放電管1は、図2に示されてい
るように、上記前駆体ガスGの供給口5aと配管3に接
続される反応性励起種の排出口5bを有する、例えば耐
熱セラミックあるいは石英ガラス等の絶縁性管状容器5
と、この管状容器5の外周に螺旋コイル状に巻回されて
高周波電源6から2MHzの高周波電力を印加すること
により管状容器5内にプラズマを発生させることが可能
な誘導結合方式の高周波放電用電極7とにより構成され
ている。なお、高周波放電管4内でのプラズマ処理にお
ける圧力条件は133〜665Pa(1〜5torr)
程度に設定されている。
As shown in FIG. 2, the high-frequency discharge tube 1 has a supply port 5a for the precursor gas G and a discharge port 5b for the reactive excitation species connected to the pipe 3, for example, a heat-resistant ceramic. Alternatively, an insulating tubular container 5 of quartz glass or the like
And an inductively coupled high-frequency discharge, which is wound in a spiral coil shape around the outer periphery of the tubular container 5 and can generate plasma in the tubular container 5 by applying a high-frequency power of 2 MHz from a high-frequency power source 6. And an electrode 7. The pressure condition in the plasma processing in the high-frequency discharge tube 4 is 133 to 665 Pa (1 to 5 torr).
Set to about.

【0018】上記高周波放電用電極7は、図3に明示の
ように、内部に冷却水CWを流通可能な状態で絶縁性管
状容器5の外周に螺旋コイル状に巻回された、例えば銅
管等の大径導電性金属管8と、この大径導電性金属管8
の螺旋ピッチ間のデッドスペースの全てに一本づつ配置
されて上記絶縁性管状容器5の外周に螺旋コイル状に巻
回された、例えばリッツ線等の小径高周波電力線9とか
ら構成されている。これら高周波放電用電極7を構成す
るところの大径導電性金属管8の排出口5b側の端部8
bと小径高周波電力線9の供給口5a側の端部9aとは
リード線10を介して電気的に接続されているととも
に、大径導電性金属管8の供給口5a側の端部8a及び
小径高周波電力線9の排出口5b側の端部9bは高周波
電源6に接続され、これによって、高周波放電用電極7
全体のコイル巻数を大径導電性金属管8のコイル巻数の
2倍に構成している。
As shown in FIG. 3, the high-frequency discharge electrode 7 is spirally wound around the outer periphery of the insulating tubular container 5 so that the cooling water CW can flow therethrough. And the like, and a large-diameter conductive metal tube 8.
And a small-diameter high-frequency power line 9 such as a litz wire wound around the outer periphery of the insulating tubular container 5 in a spiral coil shape. The end 8 of the large-diameter conductive metal tube 8 that constitutes the high-frequency discharge electrode 7 on the discharge port 5b side.
b and the end 9a on the supply port 5a side of the small-diameter high-frequency power line 9 are electrically connected via a lead wire 10, and the end 8a of the large-diameter conductive metal tube 8 on the supply port 5a side and the small diameter. The end 9b of the high-frequency power line 9 on the side of the outlet 5b is connected to the high-frequency power source 6, and thereby the high-frequency discharge electrode 7
The total number of coil turns is twice as large as the number of coil turns of the large-diameter conductive metal tube 8.

【0019】上記のように構成されたリモートプラズマ
による堆積チャンバーのクリーニング装置によれば、前
駆体ガスGを遠隔高周波放電管1の絶縁性管状容器5内
に供給するとともに、高周波電源6から高周波放電用電
極7に2MHz程度の高周波電力を印加して管状容器5
内に誘導結合によってプラズマを発生させることによ
り、上記前駆体ガスGが活性化されて管状容器5内にイ
オンやラジカルなどの反応性の高い励起種が生成され
る。この反応性励起種は配管3を経て堆積チャンバー2
内に導入されるが、その導入前に、反応性励起種をフィ
ルター4に通すことにより、この励起種中に含まれてい
る粒状物質や反応の副生成物などの不必要な材料が除去
される。
According to the apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma configured as described above, the precursor gas G is supplied into the insulating tubular container 5 of the remote high-frequency discharge tube 1 and the high-frequency power supply 6 High frequency power of about 2 MHz is applied to the
By generating plasma by inductive coupling inside, the precursor gas G is activated, and highly reactive excited species such as ions and radicals are generated in the tubular container 5. This reactive excited species passes through the pipe 3 to the deposition chamber 2
Before the introduction, the reactive excited species is passed through the filter 4 to remove unnecessary materials such as particulate matter and reaction by-products contained in the excited species. You.

【0020】フィルター4により不必要な材料が除去さ
れた後の反応性励起種は堆積チャンバー2内に導入さ
れ、そのエッチング作用によって、チャンバー2の内壁
面やチャンバー2内に露出している構成要素等に付着し
ている材料堆積層を除去し所定のクリーニングが行なわ
れることになる。
The reactive excited species after unnecessary materials have been removed by the filter 4 are introduced into the deposition chamber 2, and the components exposed on the inner wall surface of the chamber 2 and inside the chamber 2 by the etching action. Thus, a predetermined cleaning is performed by removing the material deposition layer adhering to the substrate.

【0021】このような誘導結合リモートプラズマによ
る堆積チャンバー2内のクリーニング時において、高周
波放電用電極7を構成する大径導電性金属管8の内部に
冷却水CWを流通させることによって、電極7への印加
電力の周波数を2MHz程度に高く設定したとしても、
表皮効果による発熱を抑制して電力損失の低減が図れる
とともに、電極7、遠隔チャンバーとなる遠隔高周波放
電管1及びこの遠隔高周波放電管1と堆積チャンバー2
とを接続する配管3等の焼損を防いでそれらの耐久性の
向上が図れる。また、大径導電性金属管8の螺旋ピッチ
間というデッドスペースに小径高周波電力線9を配置す
ることにより、小径高周波電力線9に対する冷却作用も
良好に保ち、かつ、遠隔高周波放電管1の全長Lを短く
して装置全体のコンパクト化を可能としながらも、高周
波放電用電極1全体のコイル巻数を増大化して、プラズ
マ着火電力の低下が図れ、誘導結合プラズマを効率よく
発生させることができる。
When cleaning the inside of the deposition chamber 2 by such inductively coupled remote plasma, the cooling water CW is allowed to flow through the inside of the large-diameter conductive metal tube 8 constituting the high-frequency discharge electrode 7 so that the electrode 7 is Even if the frequency of the applied power is set as high as about 2 MHz,
In addition to suppressing heat generation due to the skin effect to reduce power loss, the electrode 7, the remote high-frequency discharge tube 1 serving as a remote chamber, and the remote high-frequency discharge tube 1 and the deposition chamber 2
Thus, the durability of the pipes 3 and the like connecting them can be prevented by preventing burnout. Further, by arranging the small-diameter high-frequency power line 9 in a dead space between the helical pitches of the large-diameter conductive metal tube 8, the cooling effect on the small-diameter high-frequency power line 9 is also kept good, and the total length L of the remote high-frequency discharge tube 1 is reduced. While shortening the length of the apparatus to make the whole apparatus compact, the number of coil turns of the entire high-frequency discharge electrode 1 is increased, the plasma ignition power is reduced, and inductively coupled plasma can be efficiently generated.

【0022】また、プラズマ着火後はコイル状両電極
8,9の冷却作用によって反射電力の増大及び過熱プラ
ズマによる悪影響が抑制されるので、特別な電力自動調
整装置等を付設せず装置全体のコストを低減しつつ、プ
ラズマを安定よく発生させて前駆体ガスGをほぼ完全に
活性化し、前駆体ガスGが分解されないままで堆積チャ
ンバー2内に導入されることを無くすることが可能であ
り、その結果、堆積チャンバー2内に反応性の高い励起
種を確実に導入して残留物や副生成物を生じることのな
い確実かつ適正なクリーニングを行なうことができると
ともに、前駆体ガスGの排出量を軽減して環境への悪影
響を非常に少なくすることができる。
Further, after plasma ignition, an increase in reflected power and an adverse effect due to overheated plasma are suppressed by the cooling action of the coiled electrodes 8, 9, so that a special automatic power adjusting device or the like is not provided and the cost of the entire device is reduced. It is possible to generate plasma stably and almost completely activate the precursor gas G while preventing the precursor gas G from being introduced into the deposition chamber 2 without being decomposed, As a result, a highly reactive excited species can be reliably introduced into the deposition chamber 2 to perform reliable and proper cleaning without generation of residues and by-products. And adverse effects on the environment can be greatly reduced.

【0023】なお、上記実施の形態では、大径導電性金
属管8の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力線
9を一本づつを配置して螺旋コイル状に巻回してなる高
周波放電用電極7を用い、冷却水CWの流通に伴う冷却
作用によって高周波放電用電極7全体の耐久性及びプラ
ズマ着火性能の向上及び前駆体ガスの活性化性能の維持
に優れた効果を発揮させることができるが、これ以外
に、たとえば図4に示すように、大径導電性金属管8の
複数(図面上では2つで示すが、3つ以上でもよい。)
の螺旋ピッチ毎に小径高周波電力線9の一本または複数
本を配置して螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用
電極7や、図5に示すように、大径導電性金属管8の複
数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力線9を二本づ
つを配置して螺旋コイル状に巻回してなる高周波放電用
電極7等を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the small-diameter high-frequency power lines 9 are arranged one by one at all intervals between the plurality of spiral pitches of the large-diameter conductive metal tube 8 and are wound in a spiral coil shape. By using the electrode 7, the cooling effect accompanying the circulation of the cooling water CW can exert an excellent effect on improving the durability and plasma ignition performance of the entire high-frequency discharge electrode 7 and maintaining the activation performance of the precursor gas. However, as shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of large-diameter conductive metal tubes 8 are shown (two in the drawing, but may be three or more).
One or more small-diameter high-frequency power lines 9 are arranged for each helical pitch, and a high-frequency discharge electrode 7 formed by winding a spiral coil, and a plurality of large-diameter conductive metal tubes 8 as shown in FIG. The high-frequency discharge electrode 7 or the like formed by arranging two small-diameter high-frequency power lines 9 every two turns and spirally winding them in a spiral coil shape may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高周波
放電用電極を構成する大径導電性金属管の内部に冷却水
を流通させるという冷却作用により、印加電力の周波数
を高く設定したとしても、表皮効果による発熱を抑制し
て電力損失の低減が図れるとともに、電極、遠隔チャン
バーとなる遠隔高周波放電管及びこの遠隔高周波放電管
と堆積チャンバーとを接続する管等の焼損をなくしてそ
れらの耐久性の向上を図ることができる。その上、大径
導電性金属管の螺旋ピッチ間というデッドスペースに小
径高周波電力線を配置することにより、小径高周波電力
線に対する冷却作用を保ち、かつ、高周波放電管の全長
を短くしてコンパクト化を図りながらも、高周波放電用
電極全体の巻数の増大化して、プラズマ着火電力の低下
を図り、誘導結合プラズマを効率よく発生させることが
できる。
As described above, according to the present invention, the frequency of the applied power is set high by the cooling action of flowing the cooling water inside the large-diameter conductive metal tube constituting the high-frequency discharge electrode. In addition, it is possible to reduce power loss by suppressing heat generation due to the skin effect, and to eliminate burnout of electrodes, a remote high-frequency discharge tube serving as a remote chamber, and a tube connecting the remote high-frequency discharge tube and the deposition chamber. Can be improved in durability. Furthermore, by placing the small-diameter high-frequency power line in the dead space between the helical pitches of the large-diameter conductive metal tubes, the cooling effect on the small-diameter high-frequency power line is maintained, and the overall length of the high-frequency discharge tube is shortened for compactness. However, it is possible to increase the number of turns of the entire high-frequency discharge electrode, reduce the plasma ignition power, and efficiently generate inductively coupled plasma.

【0025】しかも、コイル状両電極の冷却作用によっ
て反射電力の増大及び過熱プラズマによる悪影響を抑制
することが可能で、特別な電力自動調整装置等を付設す
ることなく装置全体のコスト低減を図りつつ、プラズマ
を安定よく発生させて前駆体ガスのほぼ完全な活性化に
より、前駆体ガスが分解されないままで堆積チャンバー
内に導入されることを無くすることができ、したがっ
て、堆積チャンバー内に反応性の高い励起種を確実に導
入して残留物や副生成物を生じることのない適正なクリ
ーニングを行なうことができるとともに、前駆体ガスの
排出量を軽減して環境への悪影響を抑制することができ
るという効果を奏する。
In addition, it is possible to suppress the increase in the reflected power and the adverse effect of the overheated plasma by the cooling action of the two coil-shaped electrodes, and to reduce the cost of the entire apparatus without providing a special automatic power adjusting apparatus or the like. The plasma is generated stably and the precursor gas is almost completely activated, so that the precursor gas is not introduced into the deposition chamber without being decomposed. High-excitation species can be reliably introduced to perform proper cleaning without generating residues and by-products, and the amount of precursor gas emitted can be reduced to suppress adverse effects on the environment. It has the effect of being able to.

【0026】特に、大径導電性金属管の複数の螺旋ピッ
チ間の全てに小径高周波電力線の少なくとも一本づつを
配置して螺旋コイル状に巻回されている構成の高周波放
電用電極を用いることによって、冷却水の流通に伴う冷
却作用によって高周波放電用電極全体の耐久性及びプラ
ズマ着火性能の向上及び前駆体ガスの活性化性能の維持
に優れた効果を発揮させることができる。
In particular, using a high-frequency discharge electrode having a configuration in which at least one small-diameter high-frequency power line is arranged and wound in a spiral coil shape between all of the plurality of spiral pitches of the large-diameter conductive metal tube. Thereby, the cooling effect accompanying the flow of the cooling water can exert excellent effects on the durability of the entire high-frequency discharge electrode, the improvement of the plasma ignition performance, and the maintenance of the activation performance of the precursor gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るリモートプラズマによる堆積チャ
ンバーのクリーニング装置全体の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration view of an entire apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma according to the present invention.

【図2】同上装置における高周波放電管の構成を示す正
面図である。
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a high-frequency discharge tube in the same device.

【図3】図2の要部の拡大正面図である。FIG. 3 is an enlarged front view of a main part of FIG. 2;

【図4】同上装置における高周波放電管の他の実施形態
を示す要部の拡大縦断正面図である。
FIG. 4 is an enlarged vertical sectional front view of a main part showing another embodiment of the high-frequency discharge tube in the above device.

【図5】同上装置における高周波放電管のもう一つの実
施形態を示す要部の拡大縦断正面図である。
FIG. 5 is an enlarged vertical sectional front view of a main part showing another embodiment of the high-frequency discharge tube in the above device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 遠隔高周波放電管 2 堆積チャンバー 3 配管 4 フィルター 5 絶縁性管状容器 7 高周波放電用電極 8 大径導電性金属管 9 小径高周波電力線 G 前駆体ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Remote high frequency discharge tube 2 Deposition chamber 3 Piping 4 Filter 5 Insulating tubular container 7 High frequency discharge electrode 8 Large diameter conductive metal tube 9 Small diameter high frequency power line G Precursor gas

フロントページの続き (72)発明者 増井 義廣 大阪府大阪市住之江区南加賀屋3丁目8番 13号 パール工業株式会社内 (72)発明者 佐伯 登 大阪府大阪市住之江区南加賀屋3丁目8番 13号 パール工業株式会社内 Fターム(参考) 4K030 DA06 KA08 KA30 5F004 AA15 BA03 BA20 DA00 DA01 DA02 DA03 DA18 5F045 AA08 AE21 BB08 BB14 EB06 EE10 EH12 EH18 EJ05 EJ09Continued on the front page (72) Inventor Yoshihiro Masui 3-8-13 Minamikagaya, Suminoe-ku, Osaka-shi Pearl Industry Co., Ltd. (72) Inventor Noboru Saeki 3-8-13 Minamikagaya, Suminoe-ku, Osaka-shi, Osaka No. Pearl Industry Co., Ltd. F term (reference) 4K030 DA06 KA08 KA30 5F004 AA15 BA03 BA20 DA00 DA01 DA02 DA03 DA18 5F045 AA08 AE21 BB08 BB14 EB06 EE10 EH12 EH18 EJ05 EJ09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性管状容器の外周に誘導結合方式の
高周波放電用電極を螺旋コイル状に巻回させて構成され
る遠隔高周波放電管の管状容器内に前駆体ガスを供給す
るとともに、コイル状高周波放電用電極に高周波電力を
印加して上記管状容器内にプラズマを発生させることに
より上記前駆体ガスを活性化して反応性励起種を生成
し、この反応性励起種を堆積チャンバー内に導入してチ
ャンバー内部をクリーニングするリモートプラズマによ
る堆積チャンバーのクリーニング装置であって、 上記高周波放電用電極が、内部に冷却水を流通可能な状
態で絶縁性管状容器の外周に螺旋コイル状に巻回された
大径導電性金属管と、この大径導電性金属管の螺旋ピッ
チ間に配置されて上記絶縁性管状容器の外周に螺旋コイ
ル状に巻回された小径高周波電力線とから構成され、上
記大径導電性金属管の排ガス導出口側の端部と小径高周
波電力線の排ガス導入口側の端部とは電気的に接続され
ていることを特徴とするリモートプラズマによる堆積チ
ャンバーのクリーニング装置。
1. A precursor gas is supplied into a tubular container of a remote high-frequency discharge tube formed by winding an inductively coupled electrode for high-frequency discharge around an outer periphery of an insulative tubular container in a helical coil shape. The precursor gas is activated by applying high-frequency power to the electrode for high-frequency discharge to generate plasma in the tubular container, thereby generating reactive excited species, and introducing the reactive excited species into the deposition chamber. A high-frequency discharge electrode is wound in a spiral coil shape around the outer periphery of the insulating tubular container in a state in which cooling water can flow therein. A large-diameter conductive metal tube, and a small-diameter high-perimeter disposed between the helical pitches of the large-diameter conductive metal tube and spirally wound around the outer periphery of the insulating tubular container. A power line, and an end of the large-diameter conductive metal tube on the exhaust gas outlet side and an end of the small-diameter high-frequency power line on the exhaust gas inlet side are electrically connected to each other by remote plasma. Cleaning equipment for the deposition chamber.
【請求項2】 上記高周波放電用電極が、大径導電性金
属管の複数の螺旋ピッチ間の全てに小径高周波電力線の
少なくとも一本づつを配置し螺旋コイル状に巻回して構
成されている請求項1に記載のリモートプラズマによる
堆積チャンバーのクリーニング装置。
2. The high-frequency discharge electrode according to claim 1, wherein at least one small-diameter high-frequency power line is disposed between all of the plurality of helical pitches of the large-diameter conductive metal tube and wound into a spiral coil. Item 2. A cleaning apparatus for a deposition chamber by remote plasma according to item 1.
【請求項3】 上記遠隔高周波放電管の管状容器内に供
給される前駆体ガスが、CF4 ,C2 6 ,C3 8
6 14等の過フッ素化炭素ガス、NF3 等のフッ素化
窒素ガス、SF6 等のフッ素化硫黄ガスなどのフッ素系
ガス及びそれらの混合ガスの中から選ばれたものである
請求項1または2に記載のリモートプラズマによる堆積
チャンバーのクリーニング装置。
3. The precursor gas supplied into the tubular vessel of the remote high-frequency discharge tube is CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 ,
C 6 F 14 perfluorinated carbon gas such claim is a member selected from among fluorine-based gas and a mixed gas thereof, such as fluorinated nitrogen gas, fluorinated sulfur gases such as SF 6, such as NF 3 3. The apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma according to 1 or 2.
【請求項4】 上記反応性励起種が堆積チャンバー内に
導入される前に、その反応性励起種から不必要な材料を
除去するフィルターが備えられている請求項1ないし3
のいずれかに記載のリモートプラズマによる堆積チャン
バーのクリーニング装置。
4. A filter for removing unnecessary materials from the reactive excited species before the reactive excited species is introduced into the deposition chamber.
The apparatus for cleaning a deposition chamber by remote plasma according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243635A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Landmark Technology Co Ltd Remote cleaning method for deposition chamber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011243635A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Landmark Technology Co Ltd Remote cleaning method for deposition chamber

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