JP2003303777A - プラズマ成膜装置及びクリーニング方法 - Google Patents
プラズマ成膜装置及びクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光を伴わないクリーニングの的確な終点検
出を可能とするプラズマ成膜装置及びクリーニング方法
を提供すること。 【解決手段】 プラズマ成膜装置１には、ガスの種類に
関わらず感度が変化しない第１の真空計（ダイアフラム
真空計）１５と、ガスの種類に応じて感度が変化する第
２の真空計（ピラニ真空計）１６とが設けられ、第１の
真空計１５の測定値が一定となる雰囲気下で、第２の真
空計１６により、クリーニングに伴う処理室１０内のガ
ス組成変化を検出し、このガス組成変化に基づいてクリ
ーニングの終点を特定する。
出を可能とするプラズマ成膜装置及びクリーニング方法
を提供すること。 【解決手段】 プラズマ成膜装置１には、ガスの種類に
関わらず感度が変化しない第１の真空計（ダイアフラム
真空計）１５と、ガスの種類に応じて感度が変化する第
２の真空計（ピラニ真空計）１６とが設けられ、第１の
真空計１５の測定値が一定となる雰囲気下で、第２の真
空計１６により、クリーニングに伴う処理室１０内のガ
ス組成変化を検出し、このガス組成変化に基づいてクリ
ーニングの終点を特定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はラジカル（反応活性
種）を利用したクリーニング機構を有するプラズマ成膜
装置及びクリーニング方法に関し、更に詳しくは、処理
室外で生成されたラジカルを用いた発光を伴わないクリ
ーニングの終点を特定する技術に係るものである。
種）を利用したクリーニング機構を有するプラズマ成膜
装置及びクリーニング方法に関し、更に詳しくは、処理
室外で生成されたラジカルを用いた発光を伴わないクリ
ーニングの終点を特定する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置では、成膜を繰り返
していくと、基板以外の部分（シャワープレートや真空
槽の内壁など）にも膜が付着し堆積していく。そこで、
その膜を除去するクリーニングを行う必要がある。クリ
ーニングの方法としては、クリーニングガスを処理室内
に導入したうえで、そのクリーニングガスを励起して処
理室内でプラズマを発生させてラジカルを生成させ、そ
のラジカルをクリーニング対象物と反応させてエッチン
グする方法がよく行われている。
していくと、基板以外の部分（シャワープレートや真空
槽の内壁など）にも膜が付着し堆積していく。そこで、
その膜を除去するクリーニングを行う必要がある。クリ
ーニングの方法としては、クリーニングガスを処理室内
に導入したうえで、そのクリーニングガスを励起して処
理室内でプラズマを発生させてラジカルを生成させ、そ
のラジカルをクリーニング対象物と反応させてエッチン
グする方法がよく行われている。
【０００３】そのクリーニング時の終点を検出する方法
として発光分光分析法がある。これは、ラジカルとクリ
ーニング対象物との反応により生成された反応生成ガス
のプラズマ中における発光を、分光器を介して取り出
し、受光素子（例えば光電子増倍管、フォトダイオード
など）で検出する方法である。あるいは、分光器を介さ
ずに、生成された反応生成ガスの発光にのみ感度を有す
る光電子増倍管を用いる方法もある。
として発光分光分析法がある。これは、ラジカルとクリ
ーニング対象物との反応により生成された反応生成ガス
のプラズマ中における発光を、分光器を介して取り出
し、受光素子（例えば光電子増倍管、フォトダイオード
など）で検出する方法である。あるいは、分光器を介さ
ずに、生成された反応生成ガスの発光にのみ感度を有す
る光電子増倍管を用いる方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法は
発光を伴わないクリーニングには適用できない。例え
ば、処理室内部の構成部品へのプラズマによるダメージ
を回避するために、処理室外でラジカルを生成してから
処理室内に導入してクリーニングを行う技術がある。こ
れは、クリーニング時、処理室の内部でプラズマを発生
させないため発光現象が起こらず、発光分光分析法によ
るクリーニング終点の検出を行えない。そのため、経験
的なデータからの終点予測に頼らざるを得なく、これで
は的確なクリーニング終点を知ることが困難である。
発光を伴わないクリーニングには適用できない。例え
ば、処理室内部の構成部品へのプラズマによるダメージ
を回避するために、処理室外でラジカルを生成してから
処理室内に導入してクリーニングを行う技術がある。こ
れは、クリーニング時、処理室の内部でプラズマを発生
させないため発光現象が起こらず、発光分光分析法によ
るクリーニング終点の検出を行えない。そのため、経験
的なデータからの終点予測に頼らざるを得なく、これで
は的確なクリーニング終点を知ることが困難である。
【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その
目的とするところは、発光を伴わないクリーニングの的
確な終点検出を可能とするプラズマ成膜装置及びクリー
ニング方法を提供することにある。
目的とするところは、発光を伴わないクリーニングの的
確な終点検出を可能とするプラズマ成膜装置及びクリー
ニング方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
あたり、本発明のプラズマ成膜装置は、ガスの種類に関
わらず感度が変化しない第１の真空計と、ガスの種類に
応じて感度が変化する第２の真空計が設けられており、
第１の真空計の測定値が一定となる雰囲気下で、第２の
真空計により、クリーニングに伴う処理室内のガス組成
変化を検出し、このガス組成変化に基づいてクリーニン
グの終点を特定する。
あたり、本発明のプラズマ成膜装置は、ガスの種類に関
わらず感度が変化しない第１の真空計と、ガスの種類に
応じて感度が変化する第２の真空計が設けられており、
第１の真空計の測定値が一定となる雰囲気下で、第２の
真空計により、クリーニングに伴う処理室内のガス組成
変化を検出し、このガス組成変化に基づいてクリーニン
グの終点を特定する。
【０００７】または、以上の課題を解決するにあたり、
本発明のクリーニング方法では、処理室内の全圧が一定
の雰囲気下で、クリーニングに伴う処理室内のガス組成
変化を検出して、このガス組成変化に基づいてクリーニ
ングの終点を特定する。
本発明のクリーニング方法では、処理室内の全圧が一定
の雰囲気下で、クリーニングに伴う処理室内のガス組成
変化を検出して、このガス組成変化に基づいてクリーニ
ングの終点を特定する。
【０００８】ガスの種類に応じて感度が変化する第２の
真空計としては、例えばピラニ真空計、熱電対真空計、
サーミスタ真空計などの熱伝導型真空計が挙げられる。
例えば、ピラニ真空計の測定原理について説明すると、
被測定雰囲気にさらされるフィラメント（例えば白金で
なる）に電流を流すとフィラメントは自身の抵抗によっ
て発熱する。その発熱量を一定に保つように制御した場
合、周囲の圧力が高いと気体が奪う熱量が多く、フィラ
メントの温度は低くなる。圧力が低いとフィラメントの
温度は高くなる。フィラメントの温度が変化するとフィ
ラメントの電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化を
例えばブリッジ回路で測定する。このようなピラニ真空
計は、測定空間（処理室）内の全圧が一定であっても、
ガス組成の変化により指示値が変化する特性を有する。
これは、気体分子の分子量や大きさ等に起因する熱輸送
量を測定するというピラニ真空計の測定原理に基づく特
性である。従って、ピラニ真空計は、クリーニングに伴
って処理室内のガス組成が変化すると、その変化に追従
した測定結果（指示値）を示す。本発明は、このような
特性を利用して、発光を伴わないクリーニングの終点を
特定するものである。すなわち、クリーニングが開始さ
れると、ラジカルとクリーニング対象物との反応により
生成された反応生成ガスの量が増大していき第２の真空
計の指示値は上昇していく。クリーニングが終了すれば
反応生成ガスはなくなり、第２の真空計の指示値も一定
値に落ち着く。このような第２の真空計の指示値の変化
を検出すれば、クリーニングの終点を知ることができ
る。
真空計としては、例えばピラニ真空計、熱電対真空計、
サーミスタ真空計などの熱伝導型真空計が挙げられる。
例えば、ピラニ真空計の測定原理について説明すると、
被測定雰囲気にさらされるフィラメント（例えば白金で
なる）に電流を流すとフィラメントは自身の抵抗によっ
て発熱する。その発熱量を一定に保つように制御した場
合、周囲の圧力が高いと気体が奪う熱量が多く、フィラ
メントの温度は低くなる。圧力が低いとフィラメントの
温度は高くなる。フィラメントの温度が変化するとフィ
ラメントの電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化を
例えばブリッジ回路で測定する。このようなピラニ真空
計は、測定空間（処理室）内の全圧が一定であっても、
ガス組成の変化により指示値が変化する特性を有する。
これは、気体分子の分子量や大きさ等に起因する熱輸送
量を測定するというピラニ真空計の測定原理に基づく特
性である。従って、ピラニ真空計は、クリーニングに伴
って処理室内のガス組成が変化すると、その変化に追従
した測定結果（指示値）を示す。本発明は、このような
特性を利用して、発光を伴わないクリーニングの終点を
特定するものである。すなわち、クリーニングが開始さ
れると、ラジカルとクリーニング対象物との反応により
生成された反応生成ガスの量が増大していき第２の真空
計の指示値は上昇していく。クリーニングが終了すれば
反応生成ガスはなくなり、第２の真空計の指示値も一定
値に落ち着く。このような第２の真空計の指示値の変化
を検出すれば、クリーニングの終点を知ることができ
る。
【０００９】例えば、第２の真空計の指示値が所定時間
変化しないことから、クリーニングが終了したことを特
定できる。別の特定方法としては、過去の実績データに
基づいて、あるいは仮のクリーニングを行って、ある特
定の条件下における第２の真空計の指示値の経時変化の
データを得ておき、そのデータからクリーニング終点の
目安となる指標を得ておく方法もある。そして、実際の
クリーニング時には、その指標に基づいてクリーニング
終点を特定する。
変化しないことから、クリーニングが終了したことを特
定できる。別の特定方法としては、過去の実績データに
基づいて、あるいは仮のクリーニングを行って、ある特
定の条件下における第２の真空計の指示値の経時変化の
データを得ておき、そのデータからクリーニング終点の
目安となる指標を得ておく方法もある。そして、実際の
クリーニング時には、その指標に基づいてクリーニング
終点を特定する。
【００１０】第２の真空計の他の例としては、熱電対真
空計やサーミスタ真空計などが挙げられる。ピラニ真空
計が、圧力の変化によって変わるフィラメントの温度変
化を電気抵抗の変化で測定するのに対して、熱電対真空
計やサーミスタ真空計はフィラメントの温度変化を直接
測定する真空計である。熱電対真空計はフィラメントの
温度変化を熱電対で測定し、サーミスタ真空計はフィラ
メントの温度変化をサーミスタで測定する。もちろん、
上記で挙げた以外にも、クリーニングに伴うガス組成の
変化を検出することができるものであれば、本発明に係
る第２の真空計として用いることができる。中でも、他
に比べて安価で感度が高く汎用性に優れたピラニ真空計
が好適である。
空計やサーミスタ真空計などが挙げられる。ピラニ真空
計が、圧力の変化によって変わるフィラメントの温度変
化を電気抵抗の変化で測定するのに対して、熱電対真空
計やサーミスタ真空計はフィラメントの温度変化を直接
測定する真空計である。熱電対真空計はフィラメントの
温度変化を熱電対で測定し、サーミスタ真空計はフィラ
メントの温度変化をサーミスタで測定する。もちろん、
上記で挙げた以外にも、クリーニングに伴うガス組成の
変化を検出することができるものであれば、本発明に係
る第２の真空計として用いることができる。中でも、他
に比べて安価で感度が高く汎用性に優れたピラニ真空計
が好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１２】（第１の実施の形態）図１は、第１の実施
の形態によるプラズマＣＶＤ装置１を示し、その主たる
機能はプラズマＣＶＤ法による基板９への成膜である
が、その処理室１０の内部をクリーニングするクリーニ
ング機構も兼ね備えている。
の形態によるプラズマＣＶＤ装置１を示し、その主たる
機能はプラズマＣＶＤ法による基板９への成膜である
が、その処理室１０の内部をクリーニングするクリーニ
ング機構も兼ね備えている。
【００１３】真空槽２の上部にはカソード電極４が設け
られ、このカソード電極４と対向して処理室１０内にア
ノード電極３が配設されている。カソード電極４は高周
波電源８と接続され、アノード電極３は接地されてい
る。アノード電極３は、基板９を支持するためのサセプ
タも兼ねている。
られ、このカソード電極４と対向して処理室１０内にア
ノード電極３が配設されている。カソード電極４は高周
波電源８と接続され、アノード電極３は接地されてい
る。アノード電極３は、基板９を支持するためのサセプ
タも兼ねている。
【００１４】カソード電極４には、成膜ガス導入管６が
接続されていると共に、多数の小孔が形成されたシャワ
ープレート５が、アノード電極３（基板９）と対向して
取り付けられている。成膜ガス導入管６は、バルブ１７
を介して、図示しない成膜ガス供給源と接続されてい
る。
接続されていると共に、多数の小孔が形成されたシャワ
ープレート５が、アノード電極３（基板９）と対向して
取り付けられている。成膜ガス導入管６は、バルブ１７
を介して、図示しない成膜ガス供給源と接続されてい
る。
【００１５】真空槽２の外部には、ラジカル生成手段と
して、例えばマイクロ波発生装置１１が設けられ、ラジ
カル生成手段１１の一端側は配管１２を介して、図示し
ないクリーニングガス供給源と接続されている。ラジカ
ル生成手段１１の他端側はバルブ１８、配管１３を介し
て処理室１０内と接続されている。バルブ１８及び配管
１３はラジカル導入手段を構成する。配管１３は、シャ
ワープレート５とアノード電極３との間の空間に、真空
槽２の側部側から連通している。
して、例えばマイクロ波発生装置１１が設けられ、ラジ
カル生成手段１１の一端側は配管１２を介して、図示し
ないクリーニングガス供給源と接続されている。ラジカ
ル生成手段１１の他端側はバルブ１８、配管１３を介し
て処理室１０内と接続されている。バルブ１８及び配管
１３はラジカル導入手段を構成する。配管１３は、シャ
ワープレート５とアノード電極３との間の空間に、真空
槽２の側部側から連通している。
【００１６】更に、プラズマＣＶＤ装置１には、第１の
真空計としてダイアフラム真空計１５がシャワープレー
ト５とアノード電極３との間の空間に臨んで設けられ、
第２の真空計としてピラニ真空計１６がアノード電極３
の下方の空間に臨んで設けられている。
真空計としてダイアフラム真空計１５がシャワープレー
ト５とアノード電極３との間の空間に臨んで設けられ、
第２の真空計としてピラニ真空計１６がアノード電極３
の下方の空間に臨んで設けられている。
【００１７】圧力を力として検知するダイアフラム真空
計１５は、ガスの種類に関わらず感度が変化しないため
安定した全圧を測定することができる。熱の輸送量が圧
力に依存することを利用するピラニ真空計１６は、ガス
の種類に応じて感度が変化するためガスの組成によって
指示値が変動し、この特性を利用して、後述するように
クリーニング時の終点の検出に用いる。
計１５は、ガスの種類に関わらず感度が変化しないため
安定した全圧を測定することができる。熱の輸送量が圧
力に依存することを利用するピラニ真空計１６は、ガス
の種類に応じて感度が変化するためガスの組成によって
指示値が変動し、この特性を利用して、後述するように
クリーニング時の終点の検出に用いる。
【００１８】以上のように構成されるプラズマＣＶＤ装
置１について、次にその作用について説明する。
置１について、次にその作用について説明する。
【００１９】先ず、基板９への成膜時の作用について説
明する。処理室１０内のガス（空気）を排気口７を介し
て排気して減圧した後、成膜ガスとして、例えばＳｉＨ
4 ガスを処理室１０内に導入する。具体的には、バルブ
１７を開にして（バルブ１８は閉）、成膜ガス導入管６
及びシャワープレート５を介して導入する。成膜ガスが
シャワープレート５に至るとシャワープレート５の多数
の小孔を通って、基板９に対して均一に噴出される。
明する。処理室１０内のガス（空気）を排気口７を介し
て排気して減圧した後、成膜ガスとして、例えばＳｉＨ
4 ガスを処理室１０内に導入する。具体的には、バルブ
１７を開にして（バルブ１８は閉）、成膜ガス導入管６
及びシャワープレート５を介して導入する。成膜ガスが
シャワープレート５に至るとシャワープレート５の多数
の小孔を通って、基板９に対して均一に噴出される。
【００２０】次に、高周波電源８よりカソード電極４に
高周波（例えばマイクロ波や４００ｋＨｚ）の電力を印
加して、処理室１０内に導入された成膜ガス（ＳｉＨ4
ガス）を分解・反応させて、基板９上にＳｉ膜を堆積さ
せる。なお、この成膜時、処理室１０内及び基板９は、
アノード電極３に内蔵されたヒータ（図示せず）や処理
室１０の内壁に設けられたヒータ（図示せず）によっ
て、５０℃〜５５０℃の温度に加熱されている。
高周波（例えばマイクロ波や４００ｋＨｚ）の電力を印
加して、処理室１０内に導入された成膜ガス（ＳｉＨ4
ガス）を分解・反応させて、基板９上にＳｉ膜を堆積さ
せる。なお、この成膜時、処理室１０内及び基板９は、
アノード電極３に内蔵されたヒータ（図示せず）や処理
室１０の内壁に設けられたヒータ（図示せず）によっ
て、５０℃〜５５０℃の温度に加熱されている。
【００２１】次に、クリーニング時の作用について説明
する。成膜時と同様に排気口７を介して、（基板９が配
設されていない）処理室１０内を減圧した後、バルブ１
８を開にして（バルブ１７は閉）、配管１３を介して処
理室１０内にラジカルを導入する。具体的には、配管１
２からクリーニングガス（例えばＮＦ3 ガス）がラジカ
ル生成手段１１に供給され、ここでＮＦ3 ガスにマイク
ロ波を印加して、フッ素ラジカル（Ｆ* ）を生成する。
そのフッ素ラジカルを含んだＮＦ3 ガスは、配管１３を
通り、シャワープレート５とアノード３との間の空間に
直接導入される。
する。成膜時と同様に排気口７を介して、（基板９が配
設されていない）処理室１０内を減圧した後、バルブ１
８を開にして（バルブ１７は閉）、配管１３を介して処
理室１０内にラジカルを導入する。具体的には、配管１
２からクリーニングガス（例えばＮＦ3 ガス）がラジカ
ル生成手段１１に供給され、ここでＮＦ3 ガスにマイク
ロ波を印加して、フッ素ラジカル（Ｆ* ）を生成する。
そのフッ素ラジカルを含んだＮＦ3 ガスは、配管１３を
通り、シャワープレート５とアノード３との間の空間に
直接導入される。
【００２２】クリーニングガスとしては、ＮＦ3 ガスに
加えて、ＡｒガスやＮ2 ガス等を混合してもよい。処理
室１０内に導入される各ガスの流量は、例えば以下に示
す範囲内で制御される。 ＮＦ3 ：１０００〜１００００sccm Ａｒ：０〜１００００sccm Ｎ2 ：０〜１００００sccm また、クリーニング時の処理室１０内の温度は５０℃〜
５００℃とされる。
加えて、ＡｒガスやＮ2 ガス等を混合してもよい。処理
室１０内に導入される各ガスの流量は、例えば以下に示
す範囲内で制御される。 ＮＦ3 ：１０００〜１００００sccm Ａｒ：０〜１００００sccm Ｎ2 ：０〜１００００sccm また、クリーニング時の処理室１０内の温度は５０℃〜
５００℃とされる。
【００２３】以上のようにして処理室１０内に導入され
たフッ素ラジカルが、真空槽２の内壁面などに付着した
クリーニング対象物（この場合Ｓｉ）と化学反応するこ
とによって、Ｓｉがエッチングされ、反応生成ガスとし
てＳｉＦ4 ガスが生成される。すなわち、クリーニング
中は、Ｓｉ＋Ｆ* →ＳｉＦ4 ↑の反応が起こり、この反
応により生じたＳｉＦ4 ガスは、クリーニングガス（Ｎ
Ｆ3 ガス）と共に排気口７より排気される。エッチング
されるべきクリーニング対象物（Ｓｉ）が全て消失した
場合には、フッ素ラジカルはそのまま排気されるか、あ
るいは真空槽２の内壁に衝突してエネルギーを失ってフ
ッ素原子やフッ素分子に戻ってから処理室１０外に排気
される。
たフッ素ラジカルが、真空槽２の内壁面などに付着した
クリーニング対象物（この場合Ｓｉ）と化学反応するこ
とによって、Ｓｉがエッチングされ、反応生成ガスとし
てＳｉＦ4 ガスが生成される。すなわち、クリーニング
中は、Ｓｉ＋Ｆ* →ＳｉＦ4 ↑の反応が起こり、この反
応により生じたＳｉＦ4 ガスは、クリーニングガス（Ｎ
Ｆ3 ガス）と共に排気口７より排気される。エッチング
されるべきクリーニング対象物（Ｓｉ）が全て消失した
場合には、フッ素ラジカルはそのまま排気されるか、あ
るいは真空槽２の内壁に衝突してエネルギーを失ってフ
ッ素原子やフッ素分子に戻ってから処理室１０外に排気
される。
【００２４】次に、図３を参照して、ダイアフラム真空
計１５とピラニ真空計１６それぞれの指示値のクリーニ
ング開始時からの経時変化について説明する。図３にお
いて、横軸は時間を、縦軸はダイアフラム真空計１５の
指示値（一点鎖線）とピラニ真空計１６の指示値（実
線）を示す。
計１５とピラニ真空計１６それぞれの指示値のクリーニ
ング開始時からの経時変化について説明する。図３にお
いて、横軸は時間を、縦軸はダイアフラム真空計１５の
指示値（一点鎖線）とピラニ真空計１６の指示値（実
線）を示す。
【００２５】処理室１０内が所望の圧力まで減圧された
後、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは処理室１
０内に導入され、クリーニングが開始される。クリーニ
ング中は、ダイアフラム真空計１５からの圧力信号を受
けて、クリーニングガスの導入量や排気口７からの排気
量が制御され、ダイアフラム真空計１５の指示値、すな
わち、処理室１０内の圧力（全圧）が一定（例えば２０
０Ｐａ）となるように保持される。
後、フッ素ラジカルを含むクリーニングガスは処理室１
０内に導入され、クリーニングが開始される。クリーニ
ング中は、ダイアフラム真空計１５からの圧力信号を受
けて、クリーニングガスの導入量や排気口７からの排気
量が制御され、ダイアフラム真空計１５の指示値、すな
わち、処理室１０内の圧力（全圧）が一定（例えば２０
０Ｐａ）となるように保持される。
【００２６】一方、ピラニ真空計１６は、図３中実線で
示すように、その指示値は処理室１０内のガス組成変化
に追従する。すなわち、クリーニングが開始されＳｉＦ
4 ガスが増加し出すと、その指示値も上昇し、クリーニ
ング対象物であるＳｉがなくなりＳｉＦ4 ガスが発生し
なくなると、ピラニ真空計１６の指示値は一定値に落ち
着いて変動しなくなる。
示すように、その指示値は処理室１０内のガス組成変化
に追従する。すなわち、クリーニングが開始されＳｉＦ
4 ガスが増加し出すと、その指示値も上昇し、クリーニ
ング対象物であるＳｉがなくなりＳｉＦ4 ガスが発生し
なくなると、ピラニ真空計１６の指示値は一定値に落ち
着いて変動しなくなる。
【００２７】従って、以上のようなピラニ真空計１６の
指示値の経時変化からクリーニング終点ｔを特定するこ
とができる。具体的な特定の方法としては、一つには、
ピラニ真空計１６の指示値が一定値を示す状態が所定時
間続いたことから特定できる。
指示値の経時変化からクリーニング終点ｔを特定するこ
とができる。具体的な特定の方法としては、一つには、
ピラニ真空計１６の指示値が一定値を示す状態が所定時
間続いたことから特定できる。
【００２８】別の方法としては、過去の実績データや仮
のクリーニングを行ったりして、予めピラニ真空計１６
の指示値の経時変化のデータを得ておき、そのデータか
らクリーニング終点ｔを特定することもできる。これ
は、ある特定の条件ごと（例えば成膜時間や反応生成ガ
スの種別ごと）に、ピラニ真空計１６の指示値の経時変
化データを取得しておく。例えば、クリーニング開始か
ら何秒でクリーニング終点ｔに至るかというデータや、
そのクリーニング終点ｔのときの指示値のデータを得て
おく。そして、実際のクリーニング時には、そのデータ
からクリーニング終点ｔを特定できる。例えば、図３の
例では、クリーニング開始から１２６秒後を、あるい
は、一旦指示値が９０Ｐａを越えた後、減少に転じて再
び９０Ｐａに戻った時点をクリーニング終点ｔと特定で
きる。
のクリーニングを行ったりして、予めピラニ真空計１６
の指示値の経時変化のデータを得ておき、そのデータか
らクリーニング終点ｔを特定することもできる。これ
は、ある特定の条件ごと（例えば成膜時間や反応生成ガ
スの種別ごと）に、ピラニ真空計１６の指示値の経時変
化データを取得しておく。例えば、クリーニング開始か
ら何秒でクリーニング終点ｔに至るかというデータや、
そのクリーニング終点ｔのときの指示値のデータを得て
おく。そして、実際のクリーニング時には、そのデータ
からクリーニング終点ｔを特定できる。例えば、図３の
例では、クリーニング開始から１２６秒後を、あるい
は、一旦指示値が９０Ｐａを越えた後、減少に転じて再
び９０Ｐａに戻った時点をクリーニング終点ｔと特定で
きる。
【００２９】クリーニング終点ｔが特定されると、バル
ブ１８が閉じられ処理室１０内へのクリーニングガス及
びラジカルの導入が停止される。これは、人がピラニ真
空計１６の指示値を見て行ってもよいし、あるいはピラ
ニ真空計１６の測定信号を受けて自動的にクリーニング
終点ｔを検知する制御装置を設け、その制御装置の信号
によりバルブ１８を自動的に閉じる構成としてもよい。
ブ１８が閉じられ処理室１０内へのクリーニングガス及
びラジカルの導入が停止される。これは、人がピラニ真
空計１６の指示値を見て行ってもよいし、あるいはピラ
ニ真空計１６の測定信号を受けて自動的にクリーニング
終点ｔを検知する制御装置を設け、その制御装置の信号
によりバルブ１８を自動的に閉じる構成としてもよい。
【００３０】以上のようにして本実施の形態では、処理
室１０内でプラズマを発生させないために発光現象が起
こらないクリーニングにおいても、そのクリーニングの
終点を的確に知ることができる。なお、本実施の形態で
は、ピラニ真空計１６のフィラメントの損傷を考えて、
ピラニ真空計１６の取付位置を、（成膜時の）プラズマ
生成空間を避けて、アノード電極３の下方に位置させて
いる。しかし、この場合でも、ピラニ真空計１６の、反
応生成ガスに対する検出感度は十分得られ、クリーニン
グ終点の特定を問題なく行えた。
室１０内でプラズマを発生させないために発光現象が起
こらないクリーニングにおいても、そのクリーニングの
終点を的確に知ることができる。なお、本実施の形態で
は、ピラニ真空計１６のフィラメントの損傷を考えて、
ピラニ真空計１６の取付位置を、（成膜時の）プラズマ
生成空間を避けて、アノード電極３の下方に位置させて
いる。しかし、この場合でも、ピラニ真空計１６の、反
応生成ガスに対する検出感度は十分得られ、クリーニン
グ終点の特定を問題なく行えた。
【００３１】（第２の実施の形態）次に、図２を参照し
て、本発明の第２の実施の形態について説明する。な
お、第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
て、本発明の第２の実施の形態について説明する。な
お、第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】この第２の実施の形態では、ピラニ真空計
１６を設ける位置が第１の実施の形態と異なる。すなわ
ち、プラズマ生成空間（シャワープレート５とアノード
電極３との間の空間）に設けている。そして、フィラメ
ントが内在されるゲージポート１９にバルブ１４を設
け、そのバルブ１４の開閉によって、フィラメントとプ
ラズマ生成空間との間の連通／遮断を自在に行えるよう
にしている。成膜時にはバルブ１４を閉じて、フィラメ
ントがプラズマや成膜ガスにさらされないようにして損
傷を防ぐことができる。クリーニング時には、バルブ１
４を開にして、フィラメントと反応生成ガスとの接触を
可能にして、反応生成ガスの増減に応じたピラニ真空計
１６の指示値の変動からクリーニング終点の特定を行え
るようにしている。もちろん、フィラメントの損傷や寿
命に関して問題がなければバルブ１４はなくても良い。
また、この第２の実施の形態では、ピラニ真空計１６
は、処理室１０内のなかでも比較的広く一様な空間のガ
ス圧力を検出することになるので、ガスのコンダクタン
スなどに左右されずに、実際の反応生成ガスの変動を忠
実に反映した測定を行える。
１６を設ける位置が第１の実施の形態と異なる。すなわ
ち、プラズマ生成空間（シャワープレート５とアノード
電極３との間の空間）に設けている。そして、フィラメ
ントが内在されるゲージポート１９にバルブ１４を設
け、そのバルブ１４の開閉によって、フィラメントとプ
ラズマ生成空間との間の連通／遮断を自在に行えるよう
にしている。成膜時にはバルブ１４を閉じて、フィラメ
ントがプラズマや成膜ガスにさらされないようにして損
傷を防ぐことができる。クリーニング時には、バルブ１
４を開にして、フィラメントと反応生成ガスとの接触を
可能にして、反応生成ガスの増減に応じたピラニ真空計
１６の指示値の変動からクリーニング終点の特定を行え
るようにしている。もちろん、フィラメントの損傷や寿
命に関して問題がなければバルブ１４はなくても良い。
また、この第２の実施の形態では、ピラニ真空計１６
は、処理室１０内のなかでも比較的広く一様な空間のガ
ス圧力を検出することになるので、ガスのコンダクタン
スなどに左右されずに、実際の反応生成ガスの変動を忠
実に反映した測定を行える。
【００３３】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能であ
る。
【００３４】クリーニングガスとしては、ＮＦ3 以外に
も、ＣＦ4 、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ3、ＣＨＦ3 、ＳＦ6 などが
挙げられる。ラジカルとしては、フッ素ラジカル
（Ｆ* ）以外にも、Ｃｌラジカル（Ｃｌ*）、Ｂｒラジ
カル（Ｂｒ* ）などのハロゲンラジカルが挙げられる。
もちろんハロゲンラジカル以外を用いてもよい。エッチ
ングされるべきクリーニング対象物としては、Ｓｉ以外
にも、ＳｉＮX、ＳｉＯ2 、アモルファスシリコン、Ａ
ｌなどが挙げられる。反応生成ガスとしては、ラジカル
とクリーニング対象物との組み合わせに応じて種々考え
られ、ＳｉＦ4 以外にも、ＳｉＦ3 、ＳｉＦ2 、ＳｉＣ
ｌ4 などが挙げられる。例えば、Ｃｌ* を用いてＡｌを
エッチングする場合には、Ａｌ＋Ｃｌ* →ＡｌＣｌ3 ↑
で示される反応により、反応生成ガスとしてＡｌＣｌ3
ガスが生じる。従って、この場合には、クリーニング中
におけるＡｌＣｌ3 ガスの変動（増減）が第２の真空計
によって検出される。
も、ＣＦ4 、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ3、ＣＨＦ3 、ＳＦ6 などが
挙げられる。ラジカルとしては、フッ素ラジカル
（Ｆ* ）以外にも、Ｃｌラジカル（Ｃｌ*）、Ｂｒラジ
カル（Ｂｒ* ）などのハロゲンラジカルが挙げられる。
もちろんハロゲンラジカル以外を用いてもよい。エッチ
ングされるべきクリーニング対象物としては、Ｓｉ以外
にも、ＳｉＮX、ＳｉＯ2 、アモルファスシリコン、Ａ
ｌなどが挙げられる。反応生成ガスとしては、ラジカル
とクリーニング対象物との組み合わせに応じて種々考え
られ、ＳｉＦ4 以外にも、ＳｉＦ3 、ＳｉＦ2 、ＳｉＣ
ｌ4 などが挙げられる。例えば、Ｃｌ* を用いてＡｌを
エッチングする場合には、Ａｌ＋Ｃｌ* →ＡｌＣｌ3 ↑
で示される反応により、反応生成ガスとしてＡｌＣｌ3
ガスが生じる。従って、この場合には、クリーニング中
におけるＡｌＣｌ3 ガスの変動（増減）が第２の真空計
によって検出される。
【００３５】また、ガスの種類に関わらず感度が変化し
ない第１の真空計としては、ダイアフラム真空計１５に
限らず、マノメータやマクラウド真空計などを用いても
よい。
ない第１の真空計としては、ダイアフラム真空計１５に
限らず、マノメータやマクラウド真空計などを用いても
よい。
【００３６】また、ラジカルを直接、処理室１０内に導
入するのではなく、成膜ガスと同様に、シャワープレー
ト５を介して処理室１０内に導入してもよい。
入するのではなく、成膜ガスと同様に、シャワープレー
ト５を介して処理室１０内に導入してもよい。
【００３７】更に、本発明は、プラズマＣＶＤ装置のク
リーニングに限らず、スパッタリング装置のクリーニン
グにも適用可能である。
リーニングに限らず、スパッタリング装置のクリーニン
グにも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、発光
を伴わなくても、クリーニング終点を的確に知ることが
できるため、必要以上にクリーニングを行ったり、クリ
ーニングが不十分となることを防げ、生産性の向上を図
ることができると共に、確実にクリーニング対象物を除
去することができるので信頼性も向上する。
を伴わなくても、クリーニング終点を的確に知ることが
できるため、必要以上にクリーニングを行ったり、クリ
ーニングが不十分となることを防げ、生産性の向上を図
ることができると共に、確実にクリーニング対象物を除
去することができるので信頼性も向上する。
【図１】本発明の第１の実施の形態による、プラズマＣ
ＶＤ装置の概略断面図である。
ＶＤ装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による、プラズマＣ
ＶＤ装置の概略断面図である。
ＶＤ装置の概略断面図である。
【図３】クリーニング開始からの、ダイアフラム真空計
とピラニ真空計それぞれの指示値の経時変化を示すグラ
フである。
とピラニ真空計それぞれの指示値の経時変化を示すグラ
フである。
１……プラズマＣＶＤ装置、２……真空槽、３……アノ
ード電極（サセプタ）、４……カソード電極、５……シ
ャワープレート、９……基板、１０……処理室、１１…
…ラジカル生成手段、１４……バルブ、１５……第１の
真空計（ダイアフラム真空計）、１６……第２の真空計
（ピラニ真空計）、１９……ゲージポート、２１……プ
ラズマＣＶＤ装置。
ード電極（サセプタ）、４……カソード電極、５……シ
ャワープレート、９……基板、１０……処理室、１１…
…ラジカル生成手段、１４……バルブ、１５……第１の
真空計（ダイアフラム真空計）、１６……第２の真空計
（ピラニ真空計）、１９……ゲージポート、２１……プ
ラズマＣＶＤ装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F055 AA11 BB08 CC43 DD20 EE40
FF07 GG11
4K030 DA06 JA06 JA09 KA39
5F004 AA15 BA03 BA04 BB11 BB18
BB28 CA02 CB03 DA00 DA01
DA02 DA13 DA16 DA17 DA18
DA23 DA25 DB02 DB03 DB07
DB09
5F045 AA08 BB15 DP03 DQ10 EB06
EF05 EH05 EH18 GB06
Claims (6)
- 【請求項１】 処理室と、 前記処理室外でラジカルを生成するラジカル生成手段
と、 前記ラジカルを前記処理室内に導入するラジカル導入手
段とを備え、 前記処理室内のクリーニング対象物を前記ラジカルと反
応させてエッチングするクリーニング機構を有するプラ
ズマ成膜装置において、 ガスの種類に関わらず感度が変化しない第１の真空計
と、 ガスの種類に応じて感度が変化する第２の真空計を設
け、 前記第１の真空計の測定値が一定となる雰囲気下で、 前記第２の真空計により、クリーニングに伴う前記処理
室内のガス組成変化を検出し、該ガス組成変化に基づい
てクリーニングの終点を特定することを特徴とするプラ
ズマ成膜装置。 - 【請求項２】 前記第２の真空計は熱伝導型真空計であ
ることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ成膜装
置。 - 【請求項３】 前記ラジカルはハロゲンラジカルであ
り、該ハロゲンラジカルと前記クリーニング対象物との
反応によりハロゲン化合物ガスが生成されることを特徴
とする請求項１に記載のプラズマ成膜装置。 - 【請求項４】 処理室外で生成されたラジカルを前記処
理室内に導入して、前記処理室内のクリーニング対象物
と前記ラジカルを反応させて、前記クリーニング対象物
をエッチングするクリーニング方法において、 前記処理室内の全圧が一定の雰囲気下で、クリーニング
に伴う前記処理室内のガス組成変化を検出して、該ガス
組成変化に基づいてクリーニングの終点を特定すること
を特徴とするクリーニング方法。 - 【請求項５】 前記ガス組成変化を熱伝導型真空計の測
定値より得ることを特徴とする請求項４に記載のクリー
ニング方法。 - 【請求項６】 前記ラジカルはハロゲンラジカルであ
り、該ハロゲンラジカルと前記クリーニング対象物との
反応によりハロゲン化合物ガスが生成されることを特徴
とする請求項４に記載のクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107389A JP2003303777A (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | プラズマ成膜装置及びクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002107389A JP2003303777A (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | プラズマ成膜装置及びクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003303777A true JP2003303777A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29391417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002107389A Pending JP2003303777A (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | プラズマ成膜装置及びクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003303777A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007150138A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相エピタキシャル成長装置 |
| WO2009138072A1 (de) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Vakuum-druckmessvorrichtung für einen rtp-vakuumofen |
| JP2010165954A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Ulvac Japan Ltd | 真空処理装置及び真空処理方法 |
| WO2014123028A1 (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | 株式会社日立国際電気 | クリーニング方法 |
| CN107680916A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-02-09 | 株式会社荏原制作所 | 清洗装置、具有该清洗装置的镀覆装置及清洗方法 |
| CN113631753A (zh) * | 2018-11-26 | 2021-11-09 | Khs有限责任公司 | 用于容器的等离子体处理的设备和方法 |
| JP7189310B1 (ja) | 2021-12-03 | 2022-12-13 | 株式会社アルバック | 真空処理装置のクリーニング方法 |
| JP2023015220A (ja) * | 2020-06-25 | 2023-01-31 | 株式会社日立ハイテク | 真空処理方法 |
-
2002
- 2002-04-10 JP JP2002107389A patent/JP2003303777A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007150138A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相エピタキシャル成長装置 |
| WO2009138072A1 (de) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Vakuum-druckmessvorrichtung für einen rtp-vakuumofen |
| JP2010165954A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Ulvac Japan Ltd | 真空処理装置及び真空処理方法 |
| WO2014123028A1 (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | 株式会社日立国際電気 | クリーニング方法 |
| US10724137B2 (en) | 2013-02-05 | 2020-07-28 | Kokusai Eletric Corporation | Cleaning method, method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, recording medium, and cleaning completion determining method |
| CN107680916A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-02-09 | 株式会社荏原制作所 | 清洗装置、具有该清洗装置的镀覆装置及清洗方法 |
| CN113631753A (zh) * | 2018-11-26 | 2021-11-09 | Khs有限责任公司 | 用于容器的等离子体处理的设备和方法 |
| JP2023015220A (ja) * | 2020-06-25 | 2023-01-31 | 株式会社日立ハイテク | 真空処理方法 |
| JP7356562B2 (ja) | 2020-06-25 | 2023-10-04 | 株式会社日立ハイテク | 真空処理方法 |
| JP7189310B1 (ja) | 2021-12-03 | 2022-12-13 | 株式会社アルバック | 真空処理装置のクリーニング方法 |
| JP2023083023A (ja) * | 2021-12-03 | 2023-06-15 | 株式会社アルバック | 真空処理装置のクリーニング方法 |
| TWI814640B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-09-01 | 日商愛發科股份有限公司 | 真空處理裝置之清淨方法 |
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