JP2003017416A - 処理システム及び処理方法 - Google Patents
処理システム及び処理方法Info
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- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体製造装置等の処理装置のクリーニング
において、クリーニングガスの利用効率の高い処理シス
テム及び処理方法を提供する。 【解決手段】 処理装置のチャンバ１０１の外部に備え
られたラジカル発生装置１１０によりプラズマ化された
クリーニングガスをチャンバ１０１内に導入して、クリ
ーニングを行う。チャンバ１０１から排気されるガスを
循環させる循環ライン１２８を設け、ガスを再利用す
る。上記循環ライン１２８にはトラップ１１５を設け
て、クリーニング後のガス中に存在する反応生成物をト
ラップする。
において、クリーニングガスの利用効率の高い処理シス
テム及び処理方法を提供する。 【解決手段】 処理装置のチャンバ１０１の外部に備え
られたラジカル発生装置１１０によりプラズマ化された
クリーニングガスをチャンバ１０１内に導入して、クリ
ーニングを行う。チャンバ１０１から排気されるガスを
循環させる循環ライン１２８を設け、ガスを再利用す
る。上記循環ライン１２８にはトラップ１１５を設け
て、クリーニング後のガス中に存在する反応生成物をト
ラップする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理システム及び
処理方法に関し、特に、クリーニングガスの利用効率の
高い処理システム及び処理方法に関する。
処理方法に関し、特に、クリーニングガスの利用効率の
高い処理システム及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板等に対し、チャンバ内で種々
のプロセスガスを用いて所望の処理を施し、薄膜形成、
エッチング等を行うことが知られている。このような処
理では、複数回の処理を繰り返した後には、チャンバ内
をクリーニングする必要が生じる。
のプロセスガスを用いて所望の処理を施し、薄膜形成、
エッチング等を行うことが知られている。このような処
理では、複数回の処理を繰り返した後には、チャンバ内
をクリーニングする必要が生じる。
【０００３】例えば、半導体基板に対する薄膜形成処理
では、プラズマを用いた化学的気相成長法（Chemical V
apor Deposition：ＣＶＤ）、物理的気相成長法（Physi
calVapor Deposition：ＰＶＤ）等が用いられる。この
プラズマを用いた気相成長法の処理でも、基板上だけで
なく処理チャンバ内のいたるところに膜堆積が起こるた
め、基板上以外に堆積した膜が剥がれて、基板上に堆積
された膜中に取り込まれたり、基板表面に付着したりす
る。これは、この基板が構成するデバイスの欠陥につな
がり、デバイスの歩留まりの低下、デバイス特性の悪化
といった問題を生じる。
では、プラズマを用いた化学的気相成長法（Chemical V
apor Deposition：ＣＶＤ）、物理的気相成長法（Physi
calVapor Deposition：ＰＶＤ）等が用いられる。この
プラズマを用いた気相成長法の処理でも、基板上だけで
なく処理チャンバ内のいたるところに膜堆積が起こるた
め、基板上以外に堆積した膜が剥がれて、基板上に堆積
された膜中に取り込まれたり、基板表面に付着したりす
る。これは、この基板が構成するデバイスの欠陥につな
がり、デバイスの歩留まりの低下、デバイス特性の悪化
といった問題を生じる。
【０００４】また、上記のように薄膜形成された基板等
に対してエッチングを行う場合には、エッチングガスを
処理チャンバ内に導入し、導入したガスをプラズマ化し
てラジカル種を発生させてエッチングを行うドライエッ
チング等が行われる。このプラズマドライエッチングで
は、エッチングにともなって発生する生成物がチャンバ
内のいたるところに付着、堆積する。これらの生成物
は、エッチングにより生成される副生成物や、ラジカル
化したエッチングガス物質同士の反応による反応生成物
であり、これらがチャンバ内に堆積或いは付着膜を形成
する。
に対してエッチングを行う場合には、エッチングガスを
処理チャンバ内に導入し、導入したガスをプラズマ化し
てラジカル種を発生させてエッチングを行うドライエッ
チング等が行われる。このプラズマドライエッチングで
は、エッチングにともなって発生する生成物がチャンバ
内のいたるところに付着、堆積する。これらの生成物
は、エッチングにより生成される副生成物や、ラジカル
化したエッチングガス物質同士の反応による反応生成物
であり、これらがチャンバ内に堆積或いは付着膜を形成
する。
【０００５】この堆積或いは付着膜は、エッチングを繰
り返すに従い、チャンバ内壁及びチャンバ内の各部品表
面で徐々に成長し、膜厚が厚くなる。この厚くなった膜
はやがて剥離してパーティクルの原因となり、また、エ
ッチング形状の再現性を悪化させたり、チャンバの終点
検出用の覗き窓を曇らせて終点検出器の感度を低下させ
たりする。
り返すに従い、チャンバ内壁及びチャンバ内の各部品表
面で徐々に成長し、膜厚が厚くなる。この厚くなった膜
はやがて剥離してパーティクルの原因となり、また、エ
ッチング形状の再現性を悪化させたり、チャンバの終点
検出用の覗き窓を曇らせて終点検出器の感度を低下させ
たりする。
【０００６】従って、プロセスガス、特に、プラズマ化
されたプロセスガスを用いた薄膜形成、エッチング等の
処理では、処理チャンバ内の、被処理体以外の不必要な
部分に付着或いは堆積した膜を除去することが必要とな
る。
されたプロセスガスを用いた薄膜形成、エッチング等の
処理では、処理チャンバ内の、被処理体以外の不必要な
部分に付着或いは堆積した膜を除去することが必要とな
る。
【０００７】従来、このような堆積膜を除去する方法と
しては、アルコールや純水等の溶媒を用いて拭き取るウ
ェットクリーニングと、クリーニング用のガスを用いて
行うドライクリーニングが知られている。しかし、ウェ
ットクリーニングでは処理装置を一旦停止し、大気開放
した後で処理を行う必要がある。
しては、アルコールや純水等の溶媒を用いて拭き取るウ
ェットクリーニングと、クリーニング用のガスを用いて
行うドライクリーニングが知られている。しかし、ウェ
ットクリーニングでは処理装置を一旦停止し、大気開放
した後で処理を行う必要がある。
【０００８】ドライクリーニングに用いるクリーニング
ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、ＮＦ３等の
フッ素系物質やＣｌ２、ＢＣｌ４等の塩素系物質を含む
ガスが挙げられる。例えば、ＣＶＤ処理後にチャンバ内
に付着したＳｉＯ２を、ＮＦ ３を含むクリーニングガス
で除去する場合、ＮＦ３ガスはプラズマ化され、これに
より発生した活性ラジカル種であるフッ素ラジカルＦ＊
がＳｉＯ２と反応してＳｉＦ４となる（化１、化２）。
気体であるＳｉＦ４がガス流とともにチャンバ外部に排
気されるにつれてチャンバ内のＳｉＯ２は除去され、チ
ャンバのクリーニングが進行する。
ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、ＮＦ３等の
フッ素系物質やＣｌ２、ＢＣｌ４等の塩素系物質を含む
ガスが挙げられる。例えば、ＣＶＤ処理後にチャンバ内
に付着したＳｉＯ２を、ＮＦ ３を含むクリーニングガス
で除去する場合、ＮＦ３ガスはプラズマ化され、これに
より発生した活性ラジカル種であるフッ素ラジカルＦ＊
がＳｉＯ２と反応してＳｉＦ４となる（化１、化２）。
気体であるＳｉＦ４がガス流とともにチャンバ外部に排
気されるにつれてチャンバ内のＳｉＯ２は除去され、チ
ャンバのクリーニングが進行する。
【化１】ＮＦ３→Ｎ＋３Ｆ＊
【化２】ＳｉＯ２＋４Ｆ＊→ＳｉＦ４↑＋Ｏ２
【０００９】このようなプラズマ化ガスを用いたドライ
クリーニング方法には、クリーニングガスを処理チャン
バ内でプラズマ化する方法と、処理チャンバ外部でプラ
ズマ化する方法がある。これらの方法のうち、チャンバ
外部でプラズマ化されたプラズマ（リモートプラズマ）
を用いる方法が好ましく用いられる。これは、リモート
プラズマを用いたクリーニングガスの活性は、チャンバ
内部で発生させたプラズマガスに比べ穏やかであり、プ
ラズマ化により生成した活性ラジカル種による基板、チ
ャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃は抑えられ、基板
の劣化、装置の消耗を防ぐことができるからである。な
お、リモートプラズマに関しては、特開平１０−１７８
００４号公報にその一例が記載されている。
クリーニング方法には、クリーニングガスを処理チャン
バ内でプラズマ化する方法と、処理チャンバ外部でプラ
ズマ化する方法がある。これらの方法のうち、チャンバ
外部でプラズマ化されたプラズマ（リモートプラズマ）
を用いる方法が好ましく用いられる。これは、リモート
プラズマを用いたクリーニングガスの活性は、チャンバ
内部で発生させたプラズマガスに比べ穏やかであり、プ
ラズマ化により生成した活性ラジカル種による基板、チ
ャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃は抑えられ、基板
の劣化、装置の消耗を防ぐことができるからである。な
お、リモートプラズマに関しては、特開平１０−１７８
００４号公報にその一例が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記処理装置のチャン
バは、排気装置を備え、内部が一定の真空度に維持され
るように減圧排気されている。従って、チャンバ内に導
入されたクリーニングガスの、チャンバ内の汚染物質に
対する反応率は、通常、１０％前後と低い。このため、
クリーニングガスを構成する高価なＮＦ３等のガスの大
半は、排気装置により利用されないまま排出されること
になる。このため、クリーニングガスによる処理装置の
チャンバのドライクリーニングには、クリーニングガス
の利用効率が低いという問題があった。
バは、排気装置を備え、内部が一定の真空度に維持され
るように減圧排気されている。従って、チャンバ内に導
入されたクリーニングガスの、チャンバ内の汚染物質に
対する反応率は、通常、１０％前後と低い。このため、
クリーニングガスを構成する高価なＮＦ３等のガスの大
半は、排気装置により利用されないまま排出されること
になる。このため、クリーニングガスによる処理装置の
チャンバのドライクリーニングには、クリーニングガス
の利用効率が低いという問題があった。
【００１１】上記問題を解決するため、本発明は、クリ
ーニングガスの利用効率の高い処理システム及び処理方
法の提供を目的とする。
ーニングガスの利用効率の高い処理システム及び処理方
法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る処理システムは、被処理体に所定の処理を施す処理装
置と、前記所定の処理によって生成した前記処理装置内
の残留物を除去するためのクリーニングガスを、前記処
理装置内に導入するクリーニングガス導入機構と、前記
処理装置内の雰囲気を排気する排気機構と、前記排気機
構によって排気された前記クリーニングガスを、前記処
理装置内へ循環して供給する循環ラインと、から構成さ
れる、ことを特徴とする。
る処理システムは、被処理体に所定の処理を施す処理装
置と、前記所定の処理によって生成した前記処理装置内
の残留物を除去するためのクリーニングガスを、前記処
理装置内に導入するクリーニングガス導入機構と、前記
処理装置内の雰囲気を排気する排気機構と、前記排気機
構によって排気された前記クリーニングガスを、前記処
理装置内へ循環して供給する循環ラインと、から構成さ
れる、ことを特徴とする。
【００１３】上記構成によれば、半導体製造装置等の処
理装置のドライクリーニングを行う際、クリーニングガ
スを再循環させて使用することができる。このため、一
般に高価なクリーニングガスを一回の使用で無駄に捨て
ること無く、高い利用効率で使用することができる。従
って、半導体デバイス等の生産コストの低減が可能とな
る。
理装置のドライクリーニングを行う際、クリーニングガ
スを再循環させて使用することができる。このため、一
般に高価なクリーニングガスを一回の使用で無駄に捨て
ること無く、高い利用効率で使用することができる。従
って、半導体デバイス等の生産コストの低減が可能とな
る。
【００１４】上記構成の処理システムにおいて、前記循
環ラインは、排気された前記クリーニングガスに含まれ
る、前記処理装置内で生成した反応生成物をトラップす
るトラップ手段を備えてもよい。これにより、装置のク
リーニング後のガスに含まれる反応生成物を除去してガ
スを再利用することができるので、循環させたクリーニ
ングガスによるチャンバの汚染を防ぐことができる。
環ラインは、排気された前記クリーニングガスに含まれ
る、前記処理装置内で生成した反応生成物をトラップす
るトラップ手段を備えてもよい。これにより、装置のク
リーニング後のガスに含まれる反応生成物を除去してガ
スを再利用することができるので、循環させたクリーニ
ングガスによるチャンバの汚染を防ぐことができる。
【００１５】上記構成の処理システムにおいて、前記処
理装置は、前記クリーニングガスを活性化する活性化手
段を備えてもよい。これにより、処理装置のチャンバ内
に導入されたクリーニングガスをチャンバ内で活性化し
て、活性種を発生させ、処理装置のドライクリーニング
を行うことができる。
理装置は、前記クリーニングガスを活性化する活性化手
段を備えてもよい。これにより、処理装置のチャンバ内
に導入されたクリーニングガスをチャンバ内で活性化し
て、活性種を発生させ、処理装置のドライクリーニング
を行うことができる。
【００１６】上記構成の処理システムにおいて、前記循
環ラインは、前記クリーニングガスを活性化する活性化
手段を備えてもよい。これにより、処理装置のチャンバ
の外部でクリーニングガスを活性化することにより、チ
ャンバのドライクリーニングを行うことができる。ま
た、この場合、チャンバの内部で活性化を行った場合よ
りも穏やかな活性種が得られる。従って、活性種による
基板、チャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃は抑えら
れ、基板の劣化、装置の消耗を防ぐことができる。
環ラインは、前記クリーニングガスを活性化する活性化
手段を備えてもよい。これにより、処理装置のチャンバ
の外部でクリーニングガスを活性化することにより、チ
ャンバのドライクリーニングを行うことができる。ま
た、この場合、チャンバの内部で活性化を行った場合よ
りも穏やかな活性種が得られる。従って、活性種による
基板、チャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃は抑えら
れ、基板の劣化、装置の消耗を防ぐことができる。
【００１７】上記構成の処理システムにおいて、前記ク
リーニングガスは、例えば、三フッ化窒素から構成され
る。
リーニングガスは、例えば、三フッ化窒素から構成され
る。
【００１８】本発明の第２の観点に係る処理方法は、被
処理体に所定の処理を施す処理装置を含んで構成された
処理システムを用いて行う処理方法であって、前記被処
理体に所定の処理を施した後、クリーニングガスを導入
して前記処理装置内をクリーニングする工程と、前記ク
リーニングの際、前記処理装置内の雰囲気を排気する工
程と、前記排気の際、排気されたクリーニングガスを、
前記処理装置内へ循環して供給する工程と、からなる、
ことを特徴とする。
処理体に所定の処理を施す処理装置を含んで構成された
処理システムを用いて行う処理方法であって、前記被処
理体に所定の処理を施した後、クリーニングガスを導入
して前記処理装置内をクリーニングする工程と、前記ク
リーニングの際、前記処理装置内の雰囲気を排気する工
程と、前記排気の際、排気されたクリーニングガスを、
前記処理装置内へ循環して供給する工程と、からなる、
ことを特徴とする。
【００１９】上記方法によれば、半導体製造装置等の処
理装置のドライクリーニングを行う際、クリーニングガ
スを再循環させて使用することができる。このため、一
般に高価なクリーニングガスを一回の使用で無駄に捨て
ること無く、高い利用効率で使用することができる。従
って、半導体デバイス等の生産コストの低減が可能とな
る。
理装置のドライクリーニングを行う際、クリーニングガ
スを再循環させて使用することができる。このため、一
般に高価なクリーニングガスを一回の使用で無駄に捨て
ること無く、高い利用効率で使用することができる。従
って、半導体デバイス等の生産コストの低減が可能とな
る。
【００２０】上記構成の処理方法において、前記処理方
法は、排気された前記クリーニングガス中の、前記処理
装置内で生成した反応生成物をトラップする工程を含ん
でもよい。これにより、装置のクリーニング後のガスに
含まれる反応生成物を除去してガスを再利用することが
できるので、循環させたクリーニングガスによるチャン
バの汚染を防ぐことができる。
法は、排気された前記クリーニングガス中の、前記処理
装置内で生成した反応生成物をトラップする工程を含ん
でもよい。これにより、装置のクリーニング後のガスに
含まれる反応生成物を除去してガスを再利用することが
できるので、循環させたクリーニングガスによるチャン
バの汚染を防ぐことができる。
【００２１】上記構成の処理方法において、前記処理方
法は、前記処理装置の内部で、前記クリーニングガスを
活性化する工程を含んでもよい。これにより、処理装置
のチャンバ内に導入されたクリーニングガスをチャンバ
内で活性化して、活性種を発生させ、処理装置のドライ
クリーニングを行うことができる。
法は、前記処理装置の内部で、前記クリーニングガスを
活性化する工程を含んでもよい。これにより、処理装置
のチャンバ内に導入されたクリーニングガスをチャンバ
内で活性化して、活性種を発生させ、処理装置のドライ
クリーニングを行うことができる。
【００２２】上記構成の処理方法において、前記処理方
法は、前記処理装置の外部で、前記クリーニングガスを
活性化する工程を含んでもよい。これにより、処理装置
のチャンバの外部でクリーニングガスを活性化すること
により、チャンバのドライクリーニングを行うことがで
きる。また、この場合、チャンバの内部で活性化を行っ
た場合よりも穏やかな活性種が得られる。従って、活性
種による基板、チャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃
は抑えられ、基板の劣化、装置の消耗を防ぐことができ
る。
法は、前記処理装置の外部で、前記クリーニングガスを
活性化する工程を含んでもよい。これにより、処理装置
のチャンバの外部でクリーニングガスを活性化すること
により、チャンバのドライクリーニングを行うことがで
きる。また、この場合、チャンバの内部で活性化を行っ
た場合よりも穏やかな活性種が得られる。従って、活性
種による基板、チャンバ壁、フォーカスリング等の攻撃
は抑えられ、基板の劣化、装置の消耗を防ぐことができ
る。
【００２３】上記構成の処理方法において、前記クリー
ニングガスは、例えば、三フッ化窒素から構成される。
ニングガスは、例えば、三フッ化窒素から構成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態にかかる処理
システムについて、以下図面を参照して説明する。
システムについて、以下図面を参照して説明する。
【００２５】図１は、本発明の実施の形態に係る処理シ
ステムの構成を示す。以下、この処理システムの構成を
説明する。この処理システムは、処理チャンバ１０１
と、ターボモレキュラーポンプ１０４と、ドライポンプ
１０５と、除外装置１０６と、ラジカル発生装置１１０
と、クリーニングガス供給ライン１１１と、循環ライン
１２８とから構成される。
ステムの構成を示す。以下、この処理システムの構成を
説明する。この処理システムは、処理チャンバ１０１
と、ターボモレキュラーポンプ１０４と、ドライポンプ
１０５と、除外装置１０６と、ラジカル発生装置１１０
と、クリーニングガス供給ライン１１１と、循環ライン
１２８とから構成される。
【００２６】処理チャンバ１０１では、処理チャンバ１
０１に接続されたプロセスガス導入ライン１１２から供
給されるプロセスガスにより、被処理体に対してプラズ
マＣＶＤ等の所定の処理が行われる。
０１に接続されたプロセスガス導入ライン１１２から供
給されるプロセスガスにより、被処理体に対してプラズ
マＣＶＤ等の所定の処理が行われる。
【００２７】処理チャンバ１０１の排気側には、ゲート
バルブ１０２と圧力調整弁１０３を介してターボモレキ
ュラーポンプ１０４が接続されている。さらに、ターボ
モレキュラーポンプ１０４の排気側には、バルブ１２４
と圧力計１２６を介してドライポンプ１０５が接続され
ている。ドライポンプ１０５の排気側には除外装置１０
６が接続されている。
バルブ１０２と圧力調整弁１０３を介してターボモレキ
ュラーポンプ１０４が接続されている。さらに、ターボ
モレキュラーポンプ１０４の排気側には、バルブ１２４
と圧力計１２６を介してドライポンプ１０５が接続され
ている。ドライポンプ１０５の排気側には除外装置１０
６が接続されている。
【００２８】ターボモレキュラーポンプ１０４は、処理
チャンバ１０１内を排気し、圧力調整弁１０３により、
処理チャンバ１０１内の真空度を、被処理体に所定の処
理が行われる間一定に保つ働きを有する。ドライポンプ
１０５は、あらびきポンプであり、系内をターボモレキ
ュラーポンプ１０４、モレキュラードラッグポンプ１０
９が機能可能な真空度とする。ここで、ターボモレキュ
ラーポンプ１０４及びドライポンプ１０５はオイルフリ
ーなポンプであり、系内に油分子が混入することは防止
される。
チャンバ１０１内を排気し、圧力調整弁１０３により、
処理チャンバ１０１内の真空度を、被処理体に所定の処
理が行われる間一定に保つ働きを有する。ドライポンプ
１０５は、あらびきポンプであり、系内をターボモレキ
ュラーポンプ１０４、モレキュラードラッグポンプ１０
９が機能可能な真空度とする。ここで、ターボモレキュ
ラーポンプ１０４及びドライポンプ１０５はオイルフリ
ーなポンプであり、系内に油分子が混入することは防止
される。
【００２９】除外装置１０６は、処理チャンバ１０１を
通過し、ドライポンプ１０５により排気されるプロセス
ガス、及び、ドライポンプ１２５により排気される、ク
ライオトラップ１１５においてトラップされたクリーニ
ングガス中の不純物を無害化して排出する。
通過し、ドライポンプ１０５により排気されるプロセス
ガス、及び、ドライポンプ１２５により排気される、ク
ライオトラップ１１５においてトラップされたクリーニ
ングガス中の不純物を無害化して排出する。
【００３０】処理チャンバ１０１には、バルブ１１７を
介してクリーニングガス供給ライン１１３が接続され、
処理チャンバ１０１とバルブ１１７との間にはラジカル
発生装置１１０が配置されている。
介してクリーニングガス供給ライン１１３が接続され、
処理チャンバ１０１とバルブ１１７との間にはラジカル
発生装置１１０が配置されている。
【００３１】ラジカル発生装置１１０は、ＥＣＲ（Elec
tron Cyclotron Resonance）プラズマ、誘導結合型プラ
ズマ（Inductive Coupled Plasma：ＩＣＰ）等のプラズ
マ密度の高い高密度プラズマを発生させる。例えば、Ｅ
ＣＲプラズマを発生させる場合、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波を印加して、真空の放電室内に８７５ガウスのＥ
ＣＲ条件を満たす領域を発生させてこの領域内の気体分
子を高エネルギー化する。
tron Cyclotron Resonance）プラズマ、誘導結合型プラ
ズマ（Inductive Coupled Plasma：ＩＣＰ）等のプラズ
マ密度の高い高密度プラズマを発生させる。例えば、Ｅ
ＣＲプラズマを発生させる場合、２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波を印加して、真空の放電室内に８７５ガウスのＥ
ＣＲ条件を満たす領域を発生させてこの領域内の気体分
子を高エネルギー化する。
【００３２】循環ライン１２８は、モレキュラードラッ
グポンプ１０９と、クライオトラップ１１５から構成さ
れる。循環ライン１２８は、処理チャンバ１０１の、タ
ーボモレキュラーポンプ１０４へと接続されるラインと
は別の排気側から始まり、クリーニングガスが循環する
よう、ラジカル発生装置１１０の吸気側に接続されてい
る。
グポンプ１０９と、クライオトラップ１１５から構成さ
れる。循環ライン１２８は、処理チャンバ１０１の、タ
ーボモレキュラーポンプ１０４へと接続されるラインと
は別の排気側から始まり、クリーニングガスが循環する
よう、ラジカル発生装置１１０の吸気側に接続されてい
る。
【００３３】モレキュラードラッグポンプ１０９は、タ
ーボモレキュラーポンプ１０４と比較して、吸気限界圧
力が高く、さらに、臨界背圧が高いので循環系に十分な
圧力を与えることができる。ここで、臨界背圧とは、ポ
ンプの最大の排気口圧力をいう。また、モレキュラード
ラッグポンプ１０９は、オイルフリーなポンプであり、
系内に油分子が混入することは防止される。
ーボモレキュラーポンプ１０４と比較して、吸気限界圧
力が高く、さらに、臨界背圧が高いので循環系に十分な
圧力を与えることができる。ここで、臨界背圧とは、ポ
ンプの最大の排気口圧力をいう。また、モレキュラード
ラッグポンプ１０９は、オイルフリーなポンプであり、
系内に油分子が混入することは防止される。
【００３４】モレキュラードラッグポンプ１０９は、バ
ルブ１１３と圧力調整弁１１４を介して処理チャンバ１
０１に接続されている。圧力調整弁１１４により、処理
チャンバ１０１の圧力が調整される。モレキュラードラ
ッグポンプ１０９の排気側には、バルブ１０８が設けら
れ、圧力調整弁１０７を介してドライポンプ１０５に接
続されている。圧力調整弁１０７により、循環ライン１
２８内の圧力が調整される。バルブ１０８の排気側は、
圧力調整弁１０７へつながるラインとは別に、クライオ
トラップ１１５の吸気側とバルブ１２０を介して接続さ
れている。
ルブ１１３と圧力調整弁１１４を介して処理チャンバ１
０１に接続されている。圧力調整弁１１４により、処理
チャンバ１０１の圧力が調整される。モレキュラードラ
ッグポンプ１０９の排気側には、バルブ１０８が設けら
れ、圧力調整弁１０７を介してドライポンプ１０５に接
続されている。圧力調整弁１０７により、循環ライン１
２８内の圧力が調整される。バルブ１０８の排気側は、
圧力調整弁１０７へつながるラインとは別に、クライオ
トラップ１１５の吸気側とバルブ１２０を介して接続さ
れている。
【００３５】クライオトラップ１１５は、温度が可変の
ガストラップであり、内部を通過するガス成分の、温度
による蒸気圧の違いにより、クリーニングガス中に含ま
れるガス状の不純物をトラップする。すなわち、所定の
圧力下で、クリーニングガスが気体であり、ガスに含ま
れる不純物が液化するような温度にクライオトラップ１
１５を設定することにより、ガス中の不純物だけを液体
としてトラップするものである。
ガストラップであり、内部を通過するガス成分の、温度
による蒸気圧の違いにより、クリーニングガス中に含ま
れるガス状の不純物をトラップする。すなわち、所定の
圧力下で、クリーニングガスが気体であり、ガスに含ま
れる不純物が液化するような温度にクライオトラップ１
１５を設定することにより、ガス中の不純物だけを液体
としてトラップするものである。
【００３６】例えば、半導体基板にシリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ２膜あるいはＳｉＯＦ膜）を形成した後、処理チャ
ンバ１０１内に付着、堆積したＳｉＯ２膜あるいはＳｉ
ＯＦ膜をプラズマクリーニングガス（ＮＦ３／Ａｒ）で
除去する場合、処理チャンバ１０１を通過したクリーニ
ングガス中にはＡｒ、ＮＦ３の他に、反応生成物である
ＣＯ２、Ｆ２、ＨＦ、ＳｉＦ４等が含まれる。この場
合、クリーニングガス中の各成分の蒸気圧曲線は図２に
示すようなものである。循環ライン１２８の圧力が１０
〜１００Ｔｏｒｒであれば、図２に示すように、クライ
オトラップ１１５、１１６内の温度を、例えば、−１４
０℃前後（図２の斜線部）とすることにより、反応生成
物であるＨＦ、ＳｉＦ４を液化してトラップすることが
でき、トラップされないＮＦ３、Ｆ２はクリーニングガ
スとして再使用することができる。
ｉＯ２膜あるいはＳｉＯＦ膜）を形成した後、処理チャ
ンバ１０１内に付着、堆積したＳｉＯ２膜あるいはＳｉ
ＯＦ膜をプラズマクリーニングガス（ＮＦ３／Ａｒ）で
除去する場合、処理チャンバ１０１を通過したクリーニ
ングガス中にはＡｒ、ＮＦ３の他に、反応生成物である
ＣＯ２、Ｆ２、ＨＦ、ＳｉＦ４等が含まれる。この場
合、クリーニングガス中の各成分の蒸気圧曲線は図２に
示すようなものである。循環ライン１２８の圧力が１０
〜１００Ｔｏｒｒであれば、図２に示すように、クライ
オトラップ１１５、１１６内の温度を、例えば、−１４
０℃前後（図２の斜線部）とすることにより、反応生成
物であるＨＦ、ＳｉＦ４を液化してトラップすることが
でき、トラップされないＮＦ３、Ｆ２はクリーニングガ
スとして再使用することができる。
【００３７】クライオトラップ１１５は、バルブ１１８
を介してラジカル発生装置１１０の吸気側に接続されて
いる。クリーニングガスを再使用する状態では、バルブ
１１８及び１２０は開放状態にあり、また、このときバ
ルブ１２１は閉鎖されている。クライオトラップ１１５
内には、クリーニングガスの通過に従って、ＳｉＦ４等
のトラップ物が蓄積されてゆくので、クライオトラップ
１１５は定期的に再生する必要がある。ここで、トラッ
プの再生とは、トラップ内の温度を上げて、液化してト
ラップされたＳｉＦ４等を再びガス化してトラップ内か
ら除去することをいう。クライオトラップ１１５の再生
時、バルブ１１８及び１２０は閉鎖され、バルブ１２１
が開放される。クライオトラップ１１５はバルブ１２１
を介してドライポンプ１２５と接続される。トラップさ
れる不純物は可燃性ガスであるので、プロセスガスとの
混合を避けるため、ドライポンプ１２５に接続された除
外装置１０６により除外される。
を介してラジカル発生装置１１０の吸気側に接続されて
いる。クリーニングガスを再使用する状態では、バルブ
１１８及び１２０は開放状態にあり、また、このときバ
ルブ１２１は閉鎖されている。クライオトラップ１１５
内には、クリーニングガスの通過に従って、ＳｉＦ４等
のトラップ物が蓄積されてゆくので、クライオトラップ
１１５は定期的に再生する必要がある。ここで、トラッ
プの再生とは、トラップ内の温度を上げて、液化してト
ラップされたＳｉＦ４等を再びガス化してトラップ内か
ら除去することをいう。クライオトラップ１１５の再生
時、バルブ１１８及び１２０は閉鎖され、バルブ１２１
が開放される。クライオトラップ１１５はバルブ１２１
を介してドライポンプ１２５と接続される。トラップさ
れる不純物は可燃性ガスであるので、プロセスガスとの
混合を避けるため、ドライポンプ１２５に接続された除
外装置１０６により除外される。
【００３８】以下、本実施の形態に係る半導体装置のク
リーニング動作を説明する。ここで、クリーニングガス
は、ＮＦ３とＡｒの混合ガスとする。プロセスガス導入
ライン１１２から導入されたプロセスガスによる処理チ
ャンバ１０１内での所定の処理が完了した後、プロセス
ガス導入ライン１１２からのプロセスガスの流入は止ま
り、ゲートバルブ１０２及びバルブ１２４は閉じる。
リーニング動作を説明する。ここで、クリーニングガス
は、ＮＦ３とＡｒの混合ガスとする。プロセスガス導入
ライン１１２から導入されたプロセスガスによる処理チ
ャンバ１０１内での所定の処理が完了した後、プロセス
ガス導入ライン１１２からのプロセスガスの流入は止ま
り、ゲートバルブ１０２及びバルブ１２４は閉じる。
【００３９】この後、バルブ１０８及び１１３が開放さ
れ、モレキュラードラッグポンプ１０９により、系内は
所定の真空度とされる。続いて、バルブ１１７が開き、
クリーニングガス供給ライン１１３からクリーニングガ
スが流れ始める。このとき、圧力調整弁１１４、１０７
により、処理チャンバ１０１内の圧力は、循環ライン１
２８内の圧力よりも低いようにされ、クリーニングガス
が循環ライン１２８に流れ始める。
れ、モレキュラードラッグポンプ１０９により、系内は
所定の真空度とされる。続いて、バルブ１１７が開き、
クリーニングガス供給ライン１１３からクリーニングガ
スが流れ始める。このとき、圧力調整弁１１４、１０７
により、処理チャンバ１０１内の圧力は、循環ライン１
２８内の圧力よりも低いようにされ、クリーニングガス
が循環ライン１２８に流れ始める。
【００４０】ラジカル発生装置１１０に入ったクリーニ
ングガスは、活性化されて処理チャンバ１０１内に導入
される。処理チャンバ１０１内に導入されたガス中の活
性種、例えば、Ｆ＊が、処理チャンバ１０１の内部に付
着、堆積した膜（ＳｉＯ２）と反応して、この膜を気体
（ＳｉＦ４）へと変化させて除去する。
ングガスは、活性化されて処理チャンバ１０１内に導入
される。処理チャンバ１０１内に導入されたガス中の活
性種、例えば、Ｆ＊が、処理チャンバ１０１の内部に付
着、堆積した膜（ＳｉＯ２）と反応して、この膜を気体
（ＳｉＦ４）へと変化させて除去する。
【００４１】処理チャンバ１０１を出たクリーニングガ
ス中にはＳｉＦ４等の反応生成物が含まれている。バル
ブ１１３を通って循環ライン１２８に入ったクリーニン
グガスは、クライオトラップ１１５に入り、ここでガス
中のＳｉＦ４等の反応生成物はトラップされる。クライ
オトラップ１１５を通過した循環クリーニングガスは、
クリーニングガス供給ライン１１３から流れる新しいク
リーニングガスと混合されてラジカル発生装置１１０に
入り、再度処理チャンバ１０１のクリーニングを行う。
ス中にはＳｉＦ４等の反応生成物が含まれている。バル
ブ１１３を通って循環ライン１２８に入ったクリーニン
グガスは、クライオトラップ１１５に入り、ここでガス
中のＳｉＦ４等の反応生成物はトラップされる。クライ
オトラップ１１５を通過した循環クリーニングガスは、
クリーニングガス供給ライン１１３から流れる新しいク
リーニングガスと混合されてラジカル発生装置１１０に
入り、再度処理チャンバ１０１のクリーニングを行う。
【００４２】以上説明したように、本発明の処理システ
ムによれば、半導体製造装置等の処理装置のドライクリ
ーニングを行う際、クリーニングガスを再循環させて使
用することができる。このため、一般に高価なクリーニ
ングガスを一回の使用で無駄に捨てること無く、高い利
用効率で使用することができる。また、再利用されるク
リーニングガスはトラップにより不純物を除去されてか
ら使用されるので、クリーニング効率を下げることはな
い。
ムによれば、半導体製造装置等の処理装置のドライクリ
ーニングを行う際、クリーニングガスを再循環させて使
用することができる。このため、一般に高価なクリーニ
ングガスを一回の使用で無駄に捨てること無く、高い利
用効率で使用することができる。また、再利用されるク
リーニングガスはトラップにより不純物を除去されてか
ら使用されるので、クリーニング効率を下げることはな
い。
【００４３】上記実施の形態では、クライオトラップ１
１５は、クリーニングガス成分とガス中の不純物とを、
それぞれの蒸気圧の差から分ける温度トラップである。
しかし、用いられるトラップとしては、不純物をトラッ
プ可能なものであればどのような構成のトラップでもよ
い。
１５は、クリーニングガス成分とガス中の不純物とを、
それぞれの蒸気圧の差から分ける温度トラップである。
しかし、用いられるトラップとしては、不純物をトラッ
プ可能なものであればどのような構成のトラップでもよ
い。
【００４４】上記実施の形態では、処理チャンバ１０１
の外部にクリーニングガスをプラズマ化してラジカルを
発生するラジカル発生装置１０６を備えた構成とした。
しかし、基板にプラズマＣＶＤ処理を行うチャンバなど
のように、チャンバの内部にプラズマ発生機構を有する
構成であれば、ラジカル発生装置１０６によらず、この
チャンバ内部のプラズマ発生機構によりクリーニングガ
スをプラズマ化して、ガスを活性化するようしてもよ
い。
の外部にクリーニングガスをプラズマ化してラジカルを
発生するラジカル発生装置１０６を備えた構成とした。
しかし、基板にプラズマＣＶＤ処理を行うチャンバなど
のように、チャンバの内部にプラズマ発生機構を有する
構成であれば、ラジカル発生装置１０６によらず、この
チャンバ内部のプラズマ発生機構によりクリーニングガ
スをプラズマ化して、ガスを活性化するようしてもよ
い。
【００４５】
【発明の効果】上述したように、本発明の処理システム
によれば、半導体製造装置等の処理装置のクリーニング
を行う際、クリーニングガスを再循環させて使用するこ
とができる。このため、クリーニングガスを一回の使用
で無駄に捨てること無く、高い利用効率で使用すること
ができる。従って、各種半導体デバイスの生産コストの
低減が可能となる。
によれば、半導体製造装置等の処理装置のクリーニング
を行う際、クリーニングガスを再循環させて使用するこ
とができる。このため、クリーニングガスを一回の使用
で無駄に捨てること無く、高い利用効率で使用すること
ができる。従って、各種半導体デバイスの生産コストの
低減が可能となる。
【図１】本発明の処理システムの実施の形態を示す図で
ある。
ある。
【図２】クリーニング後のガス中に含まれる反応生成物
の各蒸気圧曲線を示す図である。
の各蒸気圧曲線を示す図である。
１０１ 処理チャンバ
１０２ ゲートバルブ
１０３、１０７、１１４ 圧力調整弁
１０４ ターボモレキュラーポンプ
１０５、１２５ ドライポンプ
１０６ 除外装置
１０８、１１３、１１７、１１８、１２０、１２１、１
２４ バルブ １０９ モレキュラードラッグポンプ １１０ ラジカル発生装置 １１１ クリーニングガス供給ライン １１２ プロセスガス導入ライン １１５ クライオトラップ １２６、１２７ 圧力計
２４ バルブ １０９ モレキュラードラッグポンプ １１０ ラジカル発生装置 １１１ クリーニングガス供給ライン １１２ プロセスガス導入ライン １１５ クライオトラップ １２６、１２７ 圧力計
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中瀬 りさ
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
Ｆターム(参考） 4K030 DA06 EA14 KA49 LA15
5F004 AA15 BA03 BC04 BC08 DA17
DA23
5F045 AC02 BB08 EB06 EC07 EG03
EG08 EG09 EH18
Claims (10)
- 【請求項１】被処理体に所定の処理を施す処理装置と、 前記所定の処理によって生成した前記処理装置内の残留
物を除去するためのクリーニングガスを、前記処理装置
内に導入するクリーニングガス導入機構と、 前記処理装置内の雰囲気を排気する排気機構と、 前記排気機構によって排気された前記クリーニングガス
を、前記処理装置内へ循環して供給する循環ラインと、 から構成される、ことを特徴とする処理システム。 - 【請求項２】前記循環ラインは、排気された前記クリー
ニングガスに含まれる、前記処理装置内で生成した反応
生成物をトラップするトラップ手段を備える、ことを特
徴とする請求項１に記載の処理システム。 - 【請求項３】前記処理装置は、前記クリーニングガスを
活性化する活性化手段を備える、ことを特徴とする請求
項１又は２に記載の処理システム。 - 【請求項４】前記循環ラインは、前記クリーニングガス
を活性化可能な活性化手段を備える、ことを特徴とする
請求項１又は２に記載の処理システム。 - 【請求項５】前記クリーニングガスは三フッ化窒素から
構成される、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
か１項に記載の処理システム。 - 【請求項６】被処理体に所定の処理を施す処理装置を含
んで構成された処理システムを用いて行う処理方法であ
って、 前記被処理体に所定の処理を施した後、クリーニングガ
スを導入して前記処理装置内をクリーニングする工程
と、 前記クリーニングの際、前記処理装置内の雰囲気を排気
する工程と、 前記排気の際、排気されたクリーニングガスを、前記処
理装置内へ循環して供給する工程と、 からなる、ことを特徴とする処理方法。 - 【請求項７】前記処理方法は、排気された前記クリーニ
ングガスに含まれる、前記処理装置内で生成した反応生
成物をトラップする工程を含む、ことを特徴とする請求
項６に記載の処理方法。 - 【請求項８】前記処理方法は、前記処理装置の内部で、
前記クリーニングガスを活性化する工程を含む、ことを
特徴とする請求項６又は７に記載の処理方法。 - 【請求項９】前記処理方法は、前記処理装置の外部で、
前記クリーニングガスを活性化する工程を含む、ことを
特徴とする請求項６又は７に記載の処理方法。 - 【請求項１０】前記クリーニングガスは三フッ化窒素か
ら構成される、ことを特徴とする請求項６乃至９のいず
れか１項に記載の処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201946A JP2003017416A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 処理システム及び処理方法 |
| PCT/JP2002/006734 WO2003005427A1 (fr) | 2001-07-03 | 2002-07-03 | Systeme de traitement et procede de nettoyage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201946A JP2003017416A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 処理システム及び処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017416A true JP2003017416A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19038834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001201946A Pending JP2003017416A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 処理システム及び処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017416A (ja) |
| WO (1) | WO2003005427A1 (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| WO2003081652A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Dispositif cvd et procede de nettoyage d'un dispositif cvd |
| WO2003081651A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Dispositif cvd et procede de nettoyage d'un dispositif cvd |
| FR2863404A1 (fr) * | 2003-12-09 | 2005-06-10 | Cit Alcatel | Dispositif pour la generation et la commande du flux d'agents de nettoyage dans une chambre de procedes |
| JP2013524526A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-06-17 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 精製されたフッ素を使用する電子デバイスの製造方法 |
| JP2019140238A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20040265172A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Pugia Michael J. | Method and apparatus for entry and storage of specimens into a microfluidic device |
| CN114360997B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-06-21 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 多腔室清洗方法和半导体工艺设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3206185B2 (ja) * | 1993-02-23 | 2001-09-04 | 株式会社日立製作所 | エッチング方法 |
| JPH0929002A (ja) * | 1995-07-17 | 1997-02-04 | Teisan Kk | ガス回収装置 |
| JPH09251981A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Toshiba Corp | 半導体製造装置 |
| TW516076B (en) * | 2000-06-13 | 2003-01-01 | Applied Materials Inc | Method and apparatus for increasing the utilization efficiency of gases during semiconductor processing |
| JP2002033315A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Seiko Epson Corp | 成膜装置のクリーニング方法および装置 |
| US6689699B2 (en) * | 2000-09-21 | 2004-02-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a semiconductor device using recirculation of a process gas |
| JP2002203792A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Toshiba Corp | ガス循環処理装置 |
-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001201946A patent/JP2003017416A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-03 WO PCT/JP2002/006734 patent/WO2003005427A1/ja active Application Filing
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|---|---|---|---|---|
| WO2003081652A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Dispositif cvd et procede de nettoyage d'un dispositif cvd |
| WO2003081651A1 (fr) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Dispositif cvd et procede de nettoyage d'un dispositif cvd |
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| EP1541709A1 (fr) * | 2003-12-09 | 2005-06-15 | Alcatel | Arrangement pour le contrôle du flux d'agents de nettoyage dans un dispositif de recirculation |
| JP2013524526A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-06-17 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 精製されたフッ素を使用する電子デバイスの製造方法 |
| KR20130092393A (ko) * | 2010-04-08 | 2013-08-20 | 솔베이(소시에떼아노님) | 정제된 불소를 이용한 전자장치의 제조 방법 |
| KR101866580B1 (ko) * | 2010-04-08 | 2018-06-11 | 솔베이(소시에떼아노님) | 정제된 불소를 이용한 전자장치의 제조 방법 |
| JP2019140238A (ja) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法 |
| JP7020951B2 (ja) | 2018-02-09 | 2022-02-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法 |
| US11699573B2 (en) | 2018-02-09 | 2023-07-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003005427A1 (fr) | 2003-01-16 |
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