JP2005302801A - Cleaning apparatus and method therefor - Google Patents

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隆行 小宮
Misako Saito
美佐子 斉藤
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和也 土橋
Teruyuki Hayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily clean the inside of a processing chamber. <P>SOLUTION: An ion supply unit 21 takes out hydride ions from a minus ion source S by heating the minus ion source S and applying an electric field to the same. The ion supply unit 21 reduces by-products produced in a processing chamber 51 by supplying the hydride ions so taken out into the processing chamber 51 with the aid of carrier gas that is inactive gas. A halogen supply device 22 gasifies the by-products reduced as above by supplying halogen gas into the processing chamber 51. A gas exhaust device 52 exhausts the gasified by-products to the outside of the processing chamber 51. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、処理チャンバ内で発生した副生成物を除去するための装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for removing by-products generated in a processing chamber.

半導体装置の製造では、様々な処理チャンバ内で成膜処理やエッチング処理等の様々な処理が行われる。
成膜処理やエッチング処理等を繰り返し実行すると、SiN、SiO、Ti、TiN、W、Taなどの副生成物が、処理チャンバの内壁等に付着する。
In manufacturing a semiconductor device, various processes such as a film forming process and an etching process are performed in various processing chambers.
When a film formation process, an etching process, or the like is repeatedly performed, by-products such as SiN, SiO 2 , Ti, TiN, W, and Ta 2 O 5 adhere to the inner wall of the processing chamber.

処理チャンバの内壁等に付着した副生成物は、パーティクルの発生原因となったり、エッチング形状の再現性を悪化させたり、処理チャンバに設けられたのぞき窓を曇らせたりする。このため、処理チャンバ内を定期的にクリーニングして、処理チャンバ内の副生成物を除去する必要がある。   By-products attached to the inner wall or the like of the processing chamber may cause generation of particles, deteriorate the reproducibility of the etching shape, or cloud the observation window provided in the processing chamber. Therefore, it is necessary to periodically clean the inside of the processing chamber to remove by-products in the processing chamber.

処理チャンバ内の副生成物を除去するため、従来は、処理チャンバの外部で生成したNFのプラズマ(リモートプラズマ)を用いたり(例えば、特許文献1参照。)、ClFを処理チャンバ内に導入して加熱したりしている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2003−17416号公報(要約、請求項10) 特開2002−93785号公報(段落0018)
In order to remove by-products in the processing chamber, conventionally, plasma of NF 3 (remote plasma) generated outside the processing chamber is used (see, for example, Patent Document 1), or ClF 3 is contained in the processing chamber. It is introduced and heated (see, for example, Patent Document 2).
JP 2003-17416 A (summary, claim 10) JP 2002-93785 A (paragraph 0018)

しかし、リモートプラズマを生成するプラズマ源は高価であるため、上記したNFのリモートプラズマを用いるクリーニング方法では、装置コストがかかるという問題がある。 However, since the plasma source for generating the remote plasma is expensive, the above-described cleaning method using the NF 3 remote plasma has a problem that the apparatus cost is high.

また、ClFは、フッ素などに比べて非常に高い反応性を有し、危険性が高い。このため、ClFの取り扱いは難しく、ClFを用いてクリーニング処理を実行するためには、安全のための高い制御が必要となる。 In addition, ClF 3 has a very high reactivity compared to fluorine and the like and has a high risk. Therefore, handling of the ClF 3 is difficult, in order to perform the cleaning process by using a ClF 3, it is necessary to highly control for safety.

また、ClFは、その高い危険性のため、国によっては、その使用が規制されている。このため、処理チャンバのクリーニングにClFを用いることができない場合がある。 Moreover, the use of ClF 3 is regulated in some countries due to its high risk. For this reason, ClF 3 may not be used for cleaning the processing chamber.

従って、本発明は、処理チャンバ内のクリーニングを容易に実行可能なクリーニング装置およびクリーニング方法を提供することを目的とする。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cleaning device and a cleaning method that can easily perform cleaning in a processing chamber.

また、本発明は、低いコストで処理チャンバ内のクリーニングを実行可能なクリーニング装置およびクリーニング方法を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a cleaning device and a cleaning method capable of performing cleaning inside a processing chamber at a low cost.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点にかかるクリーニング装置は、半導体ウエハに所定の処理を施す処理チャンバ内で発生した副生成物を除去するためのクリーニング処理を実行するクリーニング装置であって、前記処理チャンバ内に水素化物イオンを供給することにより、該処理チャンバ内で発生した前記副生成物を還元するイオン供給手段と、前記イオン供給手段によって還元された前記副生成物をガス化するためのガス化剤を、前記処理チャンバ内に供給するガス化剤供給手段と、前記処理チャンバ内のガスを排気することにより、前記ガス化剤供給手段によってガス化された前記副生成物を該処理チャンバ内から除去する排気手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a cleaning apparatus according to a first aspect of the present invention performs a cleaning process for removing a by-product generated in a processing chamber that performs a predetermined process on a semiconductor wafer. The hydride ions are supplied into the processing chamber to reduce the by-product generated in the processing chamber, and the by-products reduced by the ion supplying unit are reduced. A gasifying agent supplying means for supplying a gasifying agent for gasification into the processing chamber; and the by-product gasified by the gasifying agent supplying means by exhausting the gas in the processing chamber. And evacuation means for removing an object from the processing chamber.

前記イオン供給手段は、前記水素化物イオンを含有するマイナスイオンソースを加熱するソース加熱手段と、前記ソース加熱手段によって加熱された前記マイナスイオンソースに電界を印加することにより、該マイナスイオンソースに含有されている水素化物イオンを取り出して前記処理チャンバ内に供給する電界印加手段と、から構成されていてもよい。   The ion supply means includes a source heating means for heating the negative ion source containing the hydride ions, and an electric field applied to the negative ion source heated by the source heating means, thereby containing the negative ion source. Electric field applying means for taking out the hydride ions that are taken out and supplying the hydride ions into the processing chamber.

前記電界印加手段は、前記マイナスイオンソースに200〜1500V/cmの電界を印加してもよい。   The electric field applying means may apply an electric field of 200 to 1500 V / cm to the negative ion source.

上記電界の強さは、好ましくは200〜600V/cmである。   The strength of the electric field is preferably 200 to 600 V / cm.

前記ソース加熱手段は、前記マイナスイオンソースを250〜1000℃に加熱してもよい。   The source heating means may heat the negative ion source to 250 to 1000 ° C.

上記加熱温度は、好ましくは400〜800℃であり、さらに好ましくは700℃である。   The heating temperature is preferably 400 to 800 ° C, more preferably 700 ° C.

前記ガス化剤供給手段は、前記ガス化剤としてハロゲンガスまたは有機酸を前記処理チャンバ内に供給してもよい。   The gasifying agent supply means may supply a halogen gas or an organic acid as the gasifying agent into the processing chamber.

本発明の第2の観点にかかるクリーニング方法は、半導体ウエハに所定の処理を施す処理チャンバ内で発生した副生成物を除去するためのクリーニング方法であって、前記処理チャンバ内に水素化物イオンを供給することにより、該処理チャンバ内で発生した前記副生成物を還元するイオン供給工程と、前記イオン供給工程で還元された前記副生成物をガス化するためのガス化剤を、前記処理チャンバ内に供給するガス化剤供給工程と、前記処理チャンバ内のガスを排気することにより、前記ガス化剤供給工程でガス化された前記副生成物を該処理チャンバ内から除去する排気工程と、を備えることを特徴とする。   A cleaning method according to a second aspect of the present invention is a cleaning method for removing a by-product generated in a processing chamber for performing a predetermined process on a semiconductor wafer, wherein hydride ions are introduced into the processing chamber. An ion supply step for reducing the by-product generated in the processing chamber by supplying the gas, and a gasifying agent for gasifying the by-product reduced in the ion supply step. A gasifying agent supplying step for supplying the gas into the processing chamber, and an exhausting step for removing the by-product gasified in the gasifying agent supplying step from the processing chamber by exhausting the gas in the processing chamber; It is characterized by providing.

以上の説明から明らかなように、本発明によって、処理チャンバ内のクリーニングを容易に実行することができると共に、低いコストで処理チャンバ内のクリーニングを実行することができる。   As is apparent from the above description, the present invention can easily perform the cleaning of the processing chamber and can perform the cleaning of the processing chamber at a low cost.

次に、本発明の実施の形態にかかるクリーニング方法について説明する。
本実施の形態にかかるクリーニング方法では、マイナスイオン、具体的には水素化物イオン(H)と、ハロゲンガス(または有機酸)と、が用いられる。処理チャンバ内で発生した副生成物(SiN、SiO、Ti、TiN、W、Taなど)は、マイナスイオンにより還元され、ハロゲンガスによりハロゲン化物(または有機酸により金属錯体)となり、ガス状成分として除去される。
Next, the cleaning method according to the embodiment of the present invention will be described.
In the cleaning method according to the present embodiment, negative ions, specifically, hydride ions (H ) and halogen gas (or organic acid) are used. By-products (SiN, SiO 2 , Ti, TiN, W, Ta 2 O 5, etc.) generated in the processing chamber are reduced by negative ions and become halides (or metal complexes by organic acids) by halogen gas, It is removed as a gaseous component.

上記マイナスイオンを放出するマイナスイオンソースを生成するイオンソース生成装置は、例えば窯業等で使用される雰囲気制御が可能な電気炉から構成することが可能である。   The ion source generating apparatus that generates the negative ion source that emits the negative ions can be configured from an electric furnace that can be controlled in atmosphere, for example, used in the ceramic industry.

図1(a)および1(b)は、上記イオンソース生成装置の構成を示している。なお、図1(b)は、図1(a)に示すイオン生成装置をA−A’線で切断した場合の断面を示している。   1 (a) and 1 (b) show the configuration of the ion source generator. FIG. 1B shows a cross section of the ion generator shown in FIG. 1A taken along the line A-A ′.

図1に示すように、イオンソース生成装置は、処理容器11と、原料ガス供給装置12と、ガス排気装置13と、断熱容器14と、ヒータ15と、ヒータ制御装置16と、制御装置17と、から構成される。   As shown in FIG. 1, the ion source generation apparatus includes a processing vessel 11, a raw material gas supply device 12, a gas exhaust device 13, a heat insulation vessel 14, a heater 15, a heater control device 16, and a control device 17. Is composed of.

処理容器11は、耐熱性を有する金属または高い耐還元性を有するセラミックから形成された耐熱容器である。例えば、処理容器11は、高純度のアルミナから形成された円筒状の容器である。   The processing container 11 is a heat-resistant container formed from a metal having heat resistance or a ceramic having high reduction resistance. For example, the processing container 11 is a cylindrical container formed from high-purity alumina.

処理容器11内には、マイナスイオンソースとなる被処理体Tを載置するための、アルミナなどから形成される載置台11aが設置されている。なお、被処理体Tの形状は、図2(a)に示すような円盤状でもよく、図2(b)に示すようなシャーレ状(縁付き円盤状)であってもよい。被処理体Tは、処理容器11の蓋11bを取り外して搬入出される。   In the processing container 11, a mounting table 11a made of alumina or the like for mounting the object to be processed T serving as a negative ion source is installed. In addition, the shape of the to-be-processed object T may be a disk shape as shown to Fig.2 (a), and may be petri dish shape (disk shape with an edge) as shown in FIG.2 (b). The object to be processed T is carried in and out after the lid 11b of the processing container 11 is removed.

また、処理容器11の壁には、マイナスイオンソースを生成するための原料ガスを供給するためのガス供給管11cと、処理容器11内のガスを排気するためのガス排気管11dが、設置されている。   Further, a gas supply pipe 11 c for supplying a source gas for generating a negative ion source and a gas exhaust pipe 11 d for exhausting the gas in the processing container 11 are installed on the wall of the processing container 11. ing.

原料ガス供給装置12は、ガス供給管11cを介して処理容器11に接続され、マイナスイオンソースの生成に必要な原料ガス(水素を含むガス)を処理容器11内に供給する。   The raw material gas supply device 12 is connected to the processing container 11 through a gas supply pipe 11 c and supplies a raw material gas (a gas containing hydrogen) necessary for generating a negative ion source into the processing container 11.

ガス排気装置13は、排気ポンプ等を備え、ガス排気管11dを介して処理容器11に接続され、処理容器11内のガスを排気する。
断熱容器14は、断熱材から構成された容器であり、その内壁上には、パイプ型のヒータ15が設置されている。処理容器11は、断熱容器14内に収納され、ヒータ15によって加熱される。
The gas exhaust device 13 includes an exhaust pump or the like, is connected to the processing container 11 via the gas exhaust pipe 11d, and exhausts the gas in the processing container 11.
The heat insulating container 14 is a container made of a heat insulating material, and a pipe-type heater 15 is installed on the inner wall thereof. The processing container 11 is accommodated in the heat insulating container 14 and heated by the heater 15.

ヒータ制御装置16は、断熱容器14内に設置されたヒータ15に接続され、ヒータ15に所定の大きさの電流を流すことによりヒータ15を発熱させ、断熱容器14内に収納される処理容器11の内部を所定温度に加熱する。   The heater control device 16 is connected to a heater 15 installed in the heat insulating container 14, and causes the heater 15 to generate heat by flowing a current of a predetermined magnitude through the heater 15, so that the processing container 11 stored in the heat insulating container 14. Is heated to a predetermined temperature.

制御装置17は、マイクロコンピュータ等から構成され、マイナスイオンソースを生成するためのプログラムを記憶している。制御装置17は、記憶しているプログラムに従ってイオンソース生成装置全体の動作を制御し、マイナスイオンソースを生成する。   The control device 17 is composed of a microcomputer or the like and stores a program for generating a negative ion source. The control device 17 controls the operation of the entire ion source generation device according to the stored program, and generates a negative ion source.

例えば、制御装置17は、原料ガス供給装置12を制御して、処理容器11内に原料ガスを供給する。また、制御装置17は、ガス排気装置13を制御して、処理容器11内の圧力を所定圧力に設定する。また、制御装置17は、ヒータ制御装置16を制御して、処理容器11の内部を所定温度に加熱する。   For example, the control device 17 controls the raw material gas supply device 12 to supply the raw material gas into the processing container 11. The control device 17 controls the gas exhaust device 13 to set the pressure in the processing container 11 to a predetermined pressure. The control device 17 controls the heater control device 16 to heat the inside of the processing container 11 to a predetermined temperature.

次に、イオンソース生成装置の動作について説明する。
被処理体Tが載置台11a上に載置され、蓋11bが閉鎖されて処理容器11内が密閉される。被処理体Tは、例えば12CaO・7Al2O3から形成されている。
Next, the operation of the ion source generator will be described.
The object to be processed T is placed on the placing table 11a, the lid 11b is closed, and the inside of the processing container 11 is sealed. The object to be processed T is made of, for example, 12CaO · 7Al 2 O 3 .

被処理体Tが処理容器11内に搬入された後、イオンソース生成装置は、例えばオペレータ等の指示に応答して、以下の動作を行う。なお、以下に示す動作は、制御装置17の制御下で行われる。   After the workpiece T is carried into the processing container 11, the ion source generation device performs the following operation in response to an instruction from an operator, for example. The following operation is performed under the control of the control device 17.

初めに、原料ガス供給装置12は、水素20%、窒素80%の混合ガスを原料ガスとして処理容器11内に供給する。
続いて、ガス排気装置13は、処理容器11内のガスを排気して、処理容器11内の圧力を所定圧力に設定する。具体的には、ガス排気装置13は、処理容器11内の圧力を大気圧(例えば9×10〜11×10Pa)に設定する。
First, the source gas supply device 12 supplies a mixed gas of 20% hydrogen and 80% nitrogen into the processing container 11 as a source gas.
Subsequently, the gas exhaust device 13 exhausts the gas in the processing container 11 and sets the pressure in the processing container 11 to a predetermined pressure. Specifically, the gas exhaust device 13 sets the pressure in the processing container 11 to atmospheric pressure (for example, 9 × 10 4 to 11 × 10 4 Pa).

また、ヒータ制御装置16は、ヒータ15に所定の大きさの電流を流すことによりヒータ15を発熱させ、処理容器11の内部を所定温度(約1300℃)に加熱する。   Further, the heater control device 16 causes the heater 15 to generate heat by flowing a current of a predetermined magnitude through the heater 15 and heats the inside of the processing container 11 to a predetermined temperature (about 1300 ° C.).

制御装置17は、以上の状態を約2時間保持する。これにより、被処理体Tは、マイナスイオン(水素化物イオン;H)を放出するマイナスイオンソース(水素置換C12A7)となる。 The control device 17 holds the above state for about 2 hours. Thereby, the to-be-processed object T becomes a negative ion source (hydrogen substitution C12A7) which discharge | releases a negative ion (hydride ion; H < - >).

以上のようにして生成されるマイナスイオンソースは、AlO4四面体が重合して形成するケージ内に水素化物イオン(水素化物イオン;H)が閉じこめられたものである。 The negative ion source generated as described above is a hydride ion (hydride ion; H ) confined in a cage formed by polymerization of the AlO 4 tetrahedron.

マイナスイオンソース内のマイナスイオンは、後述するように、マイナスイオンソースを所定温度に加熱して所定の強さの電界を印加することによって取り出され、処理チャンバ内のクリーニングに用いられる。   As will be described later, the negative ions in the negative ion source are taken out by heating the negative ion source to a predetermined temperature and applying an electric field having a predetermined strength, and are used for cleaning the processing chamber.

次に、処理チャンバ内のクリーニング方法について説明する。
図3は、処理チャンバ内のクリーニング処理を実行するための装置の構成を示している。
Next, a cleaning method in the processing chamber will be described.
FIG. 3 shows a configuration of an apparatus for performing a cleaning process in the processing chamber.

なお、以下ではハロゲンガスを用いてクリーニング処理を行う場合について説明する。また、図3は、理解を容易にするために、クリーニング処理に必要な構成を主に示しており、半導体装置の製造に必要な処理ガスを供給する装置等は省略している。   Hereinafter, a case where the cleaning process is performed using a halogen gas will be described. FIG. 3 mainly shows a configuration necessary for the cleaning process for easy understanding, and an apparatus for supplying a processing gas necessary for manufacturing the semiconductor device is omitted.

クリーニング処理を行うための装置は、図3に示すように、処理チャンバ51にマイナスイオンを供給するイオン供給ユニット21と、処理チャンバ51にハロゲンガスを供給するハロゲン供給装置22と、処理チャンバ51を備え、半導体ウエハに所定の処理を施す半導体処理ユニット23と、イオン供給ユニット21、ハロゲン供給装置22、および、半導体処理ユニット23を制御する制御装置24と、から構成される。   As shown in FIG. 3, the apparatus for performing the cleaning process includes an ion supply unit 21 that supplies negative ions to the processing chamber 51, a halogen supply device 22 that supplies halogen gas to the processing chamber 51, and the processing chamber 51. And a semiconductor processing unit 23 that performs a predetermined process on the semiconductor wafer, an ion supply unit 21, a halogen supply device 22, and a control device 24 that controls the semiconductor processing unit 23.

イオン供給ユニット21は、処理室31と、高圧電源32と、原料ガス供給装置33と、ガス排気装置34と、キャリアガス供給装置35と、から構成され、マイナスイオンソースSからマイナスイオンを取り出し、半導体処理ユニット23に供給する。
処理室31は、例えばアルミニウム等から形成された処理チャンバである。処理室31の壁には、様々なガスを流通させるための配管が設置されている。
The ion supply unit 21 includes a processing chamber 31, a high voltage power source 32, a source gas supply device 33, a gas exhaust device 34, and a carrier gas supply device 35, and takes out negative ions from the negative ion source S. This is supplied to the semiconductor processing unit 23.
The processing chamber 31 is a processing chamber formed from, for example, aluminum. On the wall of the processing chamber 31, piping for circulating various gases is installed.

具体的には、処理室31内に原料ガスを導入するための原料ガス供給管31aと、処理室31内にキャリアガスを導入するためのキャリアガス供給管31bと、処理室31内のガスを排気するためのガス排気管31cと、取り出されたマイナスイオンをキャリアガスによって半導体処理ユニット23に搬送するためのイオン供給管31dと、が設置されている。   Specifically, a raw material gas supply pipe 31 a for introducing a raw material gas into the processing chamber 31, a carrier gas supply pipe 31 b for introducing a carrier gas into the processing chamber 31, and a gas in the processing chamber 31 are used. A gas exhaust pipe 31c for exhausting and an ion supply pipe 31d for transporting the extracted negative ions to the semiconductor processing unit 23 using a carrier gas are installed.

なお、キャリアガス供給管31bとイオン供給管31dとは、処理室31内に導入されたキャリアガスによるマイナスイオンの搬送がスムーズに行われるように、互いに対向するように設置されている。   The carrier gas supply pipe 31b and the ion supply pipe 31d are installed so as to face each other so that negative ions are smoothly transferred by the carrier gas introduced into the processing chamber 31.

また、マイナスイオンは、壁にぶつかったり、他の化学種と結びついたりして、その活性を失っていく。このため、イオン供給管31dの内径はできるだけ大きく、長さはできるだけ短く設定される。また、イオン供給管31dの内壁は、マイナスイオンと反応しにくいフルオロカーボン(特にPTFE;四フッ化エチレン樹脂)、または、テフロン(登録商標)等から形成される。さらに、イオン供給管31dは、マイナスイオンを引きつけないように、処理中は、接地されている、または、マイナスの電位に保持されている。   Negative ions collide with walls or bind to other chemical species and lose their activity. For this reason, the inner diameter of the ion supply tube 31d is set as large as possible, and the length is set as short as possible. Further, the inner wall of the ion supply pipe 31d is formed of fluorocarbon (particularly PTFE; tetrafluoroethylene resin), Teflon (registered trademark), or the like that does not easily react with negative ions. Further, the ion supply pipe 31d is grounded or held at a negative potential during the processing so as not to attract negative ions.

さらに、イオン発生から処理室までの、酸素を低減した雰囲気を保つため、キャリアガスには、不活性ガス、好ましくは原料(水素ガス)を含有する不活性ガスを用いる。原料ガスを含有することで、マイナスイオンの活性を保つ(再結合を低減する)効果がある。   Further, an inert gas, preferably an inert gas containing a raw material (hydrogen gas) is used as the carrier gas in order to maintain an oxygen-reduced atmosphere from the generation of ions to the treatment chamber. By containing the source gas, there is an effect of maintaining the activity of negative ions (reducing recombination).

また、キャリアガスの流速を高く維持するために、キャリアガスが供給される領域(処理室31内の後述する引出電極46よりも上の領域)は、マイナスイオンが壁等に衝突しない範囲で、できるだけ狭く設定されることが好ましい。   Further, in order to keep the flow rate of the carrier gas high, the region to which the carrier gas is supplied (the region above the extraction electrode 46 described later in the processing chamber 31) is a range in which negative ions do not collide with the wall or the like. It is preferable to set as narrow as possible.

また、処理室31の壁には、処理室31内の温度を測定する温度計41と、処理室31内の圧力を測定する圧力計42と、が設置されている。
処理室31の内部には、ヒータ43と、接触電極44と、電極支持部材45と、引出電極46と、が設置されている。
A thermometer 41 that measures the temperature in the processing chamber 31 and a pressure gauge 42 that measures the pressure in the processing chamber 31 are installed on the wall of the processing chamber 31.
Inside the processing chamber 31, a heater 43, a contact electrode 44, an electrode support member 45, and an extraction electrode 46 are installed.

ヒータ43は、処理室31内の略中央に設置され、処理室31内に配置されるマイナスイオンソースSを後述する所定温度に加熱する。ヒータ43の内部には、原料ガス供給管31aに接続され、原料ガス供給管31aを介して導入される原料ガスをヒータ43の表面から噴出させるためのガス流路43aが形成されている。   The heater 43 is installed at substantially the center in the processing chamber 31 and heats the negative ion source S disposed in the processing chamber 31 to a predetermined temperature described later. Inside the heater 43, a gas flow path 43a is formed which is connected to the source gas supply pipe 31a and jets the source gas introduced through the source gas supply pipe 31a from the surface of the heater 43.

接触電極44は、マイナスイオンソースSに貼り付けた状態で製造される。接触電極44は、原料ガスを通す大きさの貫通した空隙のある多孔質とし、原料ガスとマイナスイオンソースSと接触電極44の三相界面を有するように製造する。接触電極44の製造方法としては、例えば、微粉末を膜状に成型し焼結させたもの、もしくはスパッタリングや蒸着によって膜を堆積させる方法がある。原料ガスとの接触面積を増やすため、接触電極44は、例えば図4に示すように、複数の開口44aを有する網状に形成してもよい。   The contact electrode 44 is manufactured in a state of being attached to the negative ion source S. The contact electrode 44 is made porous so as to have a through-hole having a size through which the source gas passes, and is manufactured to have a three-phase interface of the source gas, the negative ion source S, and the contact electrode 44. As a manufacturing method of the contact electrode 44, for example, there is a method in which fine powder is molded into a film shape and sintered, or a method of depositing a film by sputtering or vapor deposition. In order to increase the contact area with the source gas, the contact electrode 44 may be formed in a net shape having a plurality of openings 44a as shown in FIG.

また、接触電極44は、電界を印加するための高圧電源32の陰極と電気的に接続されている。原料ガスが接触電極44とヒータ43の隙間から大量に流れ出ることを防ぐため、この間を突起部材43bで保持し、気密を保つ。   The contact electrode 44 is electrically connected to the cathode of the high-voltage power supply 32 for applying an electric field. In order to prevent a large amount of source gas from flowing out from the gap between the contact electrode 44 and the heater 43, the gap between the source gas 44 and the heater 43 is held by the protruding member 43b to maintain airtightness.

接触電極44に使用可能な物質としては、(1)プロトン伝導性を有するペロブスカイト型(ABO3)複酸化物にドープしたもの、(2)水素化物イオンを含有する物質、(3)セリア系の物質、または、(4)還元雰囲気で安定な金属などのイオン伝導性の高い物質がある。 Substances that can be used for the contact electrode 44 include: (1) a perovskite type proton-conductive (ABO 3 ) double oxide doped, (2) a substance containing hydride ions, and (3) a ceria-based substance. There are substances, or (4) substances with high ion conductivity such as metals that are stable in a reducing atmosphere.

上記(1)に該当する物質としては、例えば、Sr(Ce,In)O3:セリウム酸ストロンチウム、セリウム酸バリウム−インジウムドープ、Ca(Zr,In)O3:ジルコン酸カルシウム−インジウムドープ、LaAlO3:アルミン酸ランタン、ランタンアルミネートなどが挙げられる。 Examples of the substance corresponding to the above (1) include Sr (Ce, In) O 3 : strontium cerate, barium cerate-indium dope, Ca (Zr, In) O 3 : calcium zirconate-indium dope, LaAlO 3 : Examples include lanthanum aluminate and lanthanum aluminate.

上記(2)に該当する物質としては、MgO:H(マグネシアMgOを水素中で還元したもの)、および、LaSrCoO3H0.7(K2NiF4型(ペロブスカイト関連構造)を有するコバルト酸ランタンストロンチウムのトポ化学的(構造を維持した)水素置換物)などが挙げられる。 Substances corresponding to the above (2) include MgO: H (magnesia MgO reduced in hydrogen) and LaSrCoO 3 H 0.7 (K 2 NiF 4 type (perovskite related structure) lanthanum strontium cobaltate). Topochemical (maintaining structure) hydrogen substitution).

上記(3)に該当する物質としては、GDC(20mol%GdO1.5-CeO2):ガドリニウム含有セリア、および、SDC(20mol%SmO1.5-CeO2):サマリウム含有セリアなどが挙げられる。 Examples of the substance corresponding to the above (3) include GDC (20 mol% GdO 1.5 -CeO 2 ): gadolinium-containing ceria and SDC (20 mol% SmO 1.5 -CeO 2 ): samarium-containing ceria.

上記(4)に該当する物質としては、Pt、AuおよびAgなどが挙げられる。なお、処理温度が比較的低い場合には、他の金属を接触電極44として使用することもできる。   Examples of the substance corresponding to the above (4) include Pt, Au, and Ag. When the processing temperature is relatively low, another metal can be used as the contact electrode 44.

電極支持部材45は、その一端が処理室31の壁に固定されている。電極支持部材45は、引出電極46を、接触電極44に対向するように支持する。なお、処理室31内の上部には、マイナスイオンを搬送するためのキャリアガスが供給されるので、引出電極46は、キャリアガス供給管31bおよびイオン供給管31dの設置位置よりも低い位置に配置される。   One end of the electrode support member 45 is fixed to the wall of the processing chamber 31. The electrode support member 45 supports the extraction electrode 46 so as to face the contact electrode 44. Since the carrier gas for carrying negative ions is supplied to the upper part in the processing chamber 31, the extraction electrode 46 is disposed at a position lower than the installation positions of the carrier gas supply pipe 31b and the ion supply pipe 31d. Is done.

引出電極46は、マイナスイオンソースSから取り出されたマイナスイオンが通過可能な形状に形成された電極である。例えば、引出電極46は、網状に形成された金属電極またはセラミック電極等あるいはそれらの複合材料で構成される。また、例えば、円板状で中心部に穴を持つ形状でも良い。なお、引出電極46に使用可能な金属としては、耐還元性(耐水素化性)を有するPtやAuなどがある。   The extraction electrode 46 is an electrode formed in a shape through which negative ions extracted from the negative ion source S can pass. For example, the extraction electrode 46 is composed of a metal electrode or a ceramic electrode formed in a net shape or a composite material thereof. Further, for example, a disk shape having a hole at the center may be used. Examples of the metal that can be used for the extraction electrode 46 include Pt and Au having reduction resistance (hydrogenation resistance).

高圧電源32は、その陰極がヒータ43内を通る配線を介して接触電極44に接続され、その陽極が電極支持部材45内を通る配線を介して引出電極46に接続されている。高圧電源32は、接触電極44と引出電極46との間に所定の大きさの電圧を印加することにより、マイナスイオンソースSに、後述する強さの電界を印加する。これにより、所定温度に加熱されたマイナスイオンソースSからマイナスイオンが取り出される。   The high-voltage power supply 32 has a cathode connected to the contact electrode 44 via a wiring passing through the heater 43 and an anode connected to the extraction electrode 46 via a wiring passing through the electrode support member 45. The high voltage power supply 32 applies an electric field having a strength described later to the negative ion source S by applying a voltage having a predetermined magnitude between the contact electrode 44 and the extraction electrode 46. Thereby, negative ions are extracted from the negative ion source S heated to a predetermined temperature.

原料ガス供給装置33は、原料ガス供給管31aを介して処理室31に接続される。原料ガス供給装置33は、マイナスイオンが取り出されたマイナスイオンソースSに新たなマイナスイオンを補充するための原料ガス(水素ガスまたは水素ガスと不活性ガスとの混合ガス)を、原料ガス供給管31aを介して処理室31内に供給する。   The source gas supply device 33 is connected to the processing chamber 31 via a source gas supply pipe 31a. The raw material gas supply device 33 supplies a raw material gas (hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and inert gas) for replenishing a negative ion source S from which negative ions have been extracted, to a raw material gas supply pipe. It supplies in the processing chamber 31 via 31a.

原料ガス供給装置33によって供給される原料ガスは、原料ガス供給管31aを介してヒータ43の内部に形成されたガス流路43aを通ってヒータ43の表面から噴出される。そして、噴出された原料ガスは、接触電極44を介して、マイナスイオンソースSと接触電極44と原料ガスとの三相界面に供給される。   The source gas supplied by the source gas supply device 33 is ejected from the surface of the heater 43 through the gas channel 43a formed in the heater 43 through the source gas supply pipe 31a. The ejected source gas is supplied to the three-phase interface of the negative ion source S, the contact electrode 44 and the source gas via the contact electrode 44.

また、原料ガス供給装置33は、接触電極44の背面側におけるガスの全圧および原料の分圧が、マイナスイオンソースSの引出電極46側におけるガスの全圧および原料の分圧と等しいかまたは少し高くなるように、原料ガスを供給する。例えば、マイナスイオンソースSの引出電極46側の圧力が原料ガス10%を含む不活性ガスにより全圧4000Pa、原料の分圧400Paに設定されている場合、接触電極44の背面側の全圧が1.3×10Pa、原料の分圧1300Paとなるように、原料ガス10%を含む不活性ガスを供給する。このような分圧差を設けることにより、マイナスイオンソースS中の目的イオンの濃度勾配を作り、マイナスイオンを引き出しやすくなる。 Further, the source gas supply device 33 is configured such that the total gas pressure and the raw material partial pressure on the back surface side of the contact electrode 44 are equal to the total gas pressure and the raw material partial pressure on the extraction electrode 46 side of the negative ion source S or The source gas is supplied so that it is slightly higher. For example, when the pressure on the extraction electrode 46 side of the negative ion source S is set to 4000 Pa and the partial pressure of the raw material 400 Pa by an inert gas containing 10% of the raw material gas, the total pressure on the back side of the contact electrode 44 is An inert gas containing 10% of the raw material gas is supplied so that 1.3 × 10 4 Pa and the partial pressure of the raw material are 1300 Pa. By providing such a partial pressure difference, a concentration gradient of target ions in the negative ion source S is created, and negative ions can be easily extracted.

ガス排気装置34は、排気ポンプ等を備え、ガス排気管31cを介して処理室31に接続される。ガス排気装置34は、処理室31内のガスを排気し、処理室31内の圧力を後述する圧力に設定する。   The gas exhaust device 34 includes an exhaust pump and the like, and is connected to the processing chamber 31 via a gas exhaust pipe 31c. The gas exhaust device 34 exhausts the gas in the processing chamber 31 and sets the pressure in the processing chamber 31 to a pressure described later.

キャリアガス供給装置35は、キャリアガス供給管31bを介して処理室31に接続される。キャリアガス供給装置35は、アルゴン、ヘリウムまたは窒素などの不活性ガス、水素ガス、または、これらの混合ガスを、マイナスイオンソースSから取り出されたマイナスイオンを搬送するキャリアガスとして処理室31内に供給する。この際、キャリアガス供給装置35は、マイナスイオンが、壁にぶつかったり、他の化学種と結びついたりして、その活性を失うのを抑制するために、比較的高い流速(例えば50cm/s)でキャリアガスを処理室31内に供給する。   The carrier gas supply device 35 is connected to the processing chamber 31 via a carrier gas supply pipe 31b. The carrier gas supply device 35 uses an inert gas such as argon, helium or nitrogen, hydrogen gas, or a mixed gas thereof as a carrier gas for transporting negative ions extracted from the negative ion source S in the processing chamber 31. Supply. At this time, the carrier gas supply device 35 uses a relatively high flow rate (for example, 50 cm / s) in order to prevent negative ions from losing their activity due to collision with walls or other chemical species. Then, the carrier gas is supplied into the processing chamber 31.

ハロゲン供給装置22は、イオン供給管31dを介して半導体処理ユニット23の処理チャンバ51に接続され、後述する量のハロゲンガス(F2、Cl2、Br2、I2など)を処理チャンバ51内に供給する。 The halogen supply device 22 is connected to the processing chamber 51 of the semiconductor processing unit 23 through the ion supply pipe 31d, and the halogen gas (F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2, etc.) described later is supplied into the processing chamber 51. To supply.

半導体処理ユニット23は、処理チャンバ51と、ガス排気装置52と、から構成され、供給されるマイナスイオンおよびハロゲンガスを用いて、処理チャンバ51の内壁等に付着している副生成物を除去する。   The semiconductor processing unit 23 includes a processing chamber 51 and a gas exhaust device 52, and removes by-products attached to the inner wall and the like of the processing chamber 51 using supplied negative ions and halogen gas. .

処理チャンバ51は、例えばアルミニウム等から構成され、上記したイオン供給管31dを介して、イオン供給ユニット21の処理室31およびハロゲン供給装置22に接続される。処理チャンバ51は、成膜処理やエッチング処理などの半導体装置の製造に関わる所定の処理を半導体ウエハに施すために設けられている。   The processing chamber 51 is made of, for example, aluminum, and is connected to the processing chamber 31 of the ion supply unit 21 and the halogen supply device 22 through the above-described ion supply pipe 31d. The processing chamber 51 is provided for performing a predetermined process related to the manufacture of a semiconductor device such as a film forming process or an etching process on the semiconductor wafer.

処理チャンバ51には、半導体ウエハを載置するためのサセプタ51aと、処理チャンバ51を加熱するためのヒータ51bと、処理チャンバ51内の温度を測定するための温度計51cと、処理チャンバ51内の圧力を測定するための圧力計51dと、が設置される。   The processing chamber 51 includes a susceptor 51 a for placing a semiconductor wafer, a heater 51 b for heating the processing chamber 51, a thermometer 51 c for measuring the temperature in the processing chamber 51, and the inside of the processing chamber 51. A pressure gauge 51d is installed for measuring the pressure.

なお、ヒータ51bによって加熱される処理チャンバ51内の温度は、副生成物を、マイナスイオンによって還元し、ハロゲンガスによってガス化するのに適した温度に設定される。   Note that the temperature in the processing chamber 51 heated by the heater 51b is set to a temperature suitable for reducing by-products by negative ions and gasifying them by halogen gas.

例えば処理チャンバ51内の温度が高すぎると、副生成物以外のもの(処理チャンバ51自体やサセプタ51aなど)とマイナスイオンやハロゲンガスとの反応が起こりやすくなる場合がある。一方、処理チャンバ51内の温度が低すぎると、副生成物とマイナスイオンおよびハロゲンガスとの反応が進行しにくくなる場合がある。   For example, if the temperature in the processing chamber 51 is too high, there may be a case where a reaction other than by-products (such as the processing chamber 51 itself or the susceptor 51a) with negative ions or halogen gas tends to occur. On the other hand, when the temperature in the processing chamber 51 is too low, the reaction between the by-product, the negative ions, and the halogen gas may not easily proceed.

従って、副生成物を除去する際の処理チャンバ51内の温度は、100〜400℃、好ましくは200〜300℃に設定される。これにより、実質的に副生成物のみを適切に除去することができる。   Therefore, the temperature in the processing chamber 51 when removing the by-product is set to 100 to 400 ° C., preferably 200 to 300 ° C. Thereby, substantially only a by-product can be removed appropriately.

ガス排気装置52は、ガス排気管54を介して処理チャンバ51に接続される。ガス排気装置52は、排気ポンプ等を備え、処理チャンバ51内のガスを排気し、処理チャンバ51内の圧力を所定の圧力(例えば133〜667Pa(1〜5Torr))に設定する。   The gas exhaust device 52 is connected to the processing chamber 51 via a gas exhaust pipe 54. The gas exhaust device 52 includes an exhaust pump or the like, exhausts the gas in the processing chamber 51, and sets the pressure in the processing chamber 51 to a predetermined pressure (for example, 133 to 667 Pa (1 to 5 Torr)).

制御装置24は、マイクロコンピュータ等から構成され、半導体処理ユニット23の処理チャンバ51内で発生した副生成物を除去するためのプログラムを記憶している。制御装置24は、記憶しているプログラムに従って、イオン供給ユニット21、ハロゲン供給装置22、および、半導体処理ユニット23の動作を制御し、処理チャンバ51内の副生成物を除去する。   The control device 24 is composed of a microcomputer or the like, and stores a program for removing by-products generated in the processing chamber 51 of the semiconductor processing unit 23. The control device 24 controls operations of the ion supply unit 21, the halogen supply device 22, and the semiconductor processing unit 23 according to the stored program, and removes by-products in the processing chamber 51.

例えば、制御装置24は、ヒータ43を制御し、温度計41の測定結果を用いて、処理室31内の温度を所定温度に設定する。また、制御装置24は、ガス排気装置34を制御し、圧力計42の測定結果を用いて、処理室31内を所定の圧力に設定する。また、制御装置24は、高圧電源32を制御し、マイナスイオンソースSに所定強さの電界を印加する。また、制御装置24は、キャリアガス供給装置35を制御してキャリアガスを供給し、マイナスイオンを半導体処理ユニット23に供給する。また、制御装置24は、ハロゲン供給装置22を制御し、半導体処理ユニット23にハロゲンガスを供給する。また、制御装置24は、ヒータ51bを制御し、温度計51cの測定結果を用いて、処理チャンバ51内を所定温度に加熱する。また、制御装置24は、ガス排気装置52を制御し、圧力計51dの測定結果を用いて、処理チャンバ51内を所定の圧力に設定する。   For example, the control device 24 controls the heater 43 and sets the temperature in the processing chamber 31 to a predetermined temperature using the measurement result of the thermometer 41. Further, the control device 24 controls the gas exhaust device 34 and uses the measurement result of the pressure gauge 42 to set the inside of the processing chamber 31 to a predetermined pressure. In addition, the control device 24 controls the high voltage power supply 32 and applies an electric field having a predetermined strength to the negative ion source S. The control device 24 controls the carrier gas supply device 35 to supply the carrier gas and supply negative ions to the semiconductor processing unit 23. Further, the control device 24 controls the halogen supply device 22 to supply halogen gas to the semiconductor processing unit 23. The control device 24 controls the heater 51b and heats the inside of the processing chamber 51 to a predetermined temperature using the measurement result of the thermometer 51c. In addition, the control device 24 controls the gas exhaust device 52 and sets the inside of the processing chamber 51 to a predetermined pressure using the measurement result of the pressure gauge 51d.

次に、ヒータ43が加熱するマイナスイオンソースSの温度、高圧電源32が印加する電圧の大きさ、ガス排気装置34が設定する処理室31内の圧力の大きさ、および、ハロゲン供給装置22が供給するハロゲンガスの量について説明する。   Next, the temperature of the negative ion source S heated by the heater 43, the voltage applied by the high voltage power source 32, the pressure in the processing chamber 31 set by the gas exhaust device 34, and the halogen supply device 22 The amount of halogen gas to be supplied will be described.

マイナスイオンソースS内のマイナスイオンは、マイナスイオンソースSを加熱して電界を印加することにより取り出される。この際、マイナスイオンソースSの温度が低すぎると、マイナスイオンソースS中のマイナスイオンが活性化しないため、マイナスイオンを取り出すのが困難になる。一方、マイナスイオンソースSの温度が高すぎると、活性化されたマイナスイオンが異常発生し、マイナスイオンソースSが変性するおそれがある。さらに、加熱温度が高すぎると、処理室31内に設置されるヒータ43や電極などに、高い耐熱性を有する特殊なセラミックや金属等を用いなければならなくなる。   Negative ions in the negative ion source S are taken out by heating the negative ion source S and applying an electric field. At this time, if the temperature of the negative ion source S is too low, the negative ions in the negative ion source S are not activated, making it difficult to extract the negative ions. On the other hand, if the temperature of the negative ion source S is too high, activated negative ions may be abnormally generated and the negative ion source S may be denatured. Furthermore, if the heating temperature is too high, a special ceramic or metal having high heat resistance must be used for the heater 43 and the electrode installed in the processing chamber 31.

このため、ヒータ43が加熱するマイナスイオンソースSの温度は、マイナスイオンソースSからマイナスイオンを容易に取り出すことが可能であり、一般的な金属などの材質を使用可能な温度、250〜1000℃、好ましくは400〜800℃、さらに好ましくは700℃に設定される。   For this reason, the temperature of the negative ion source S heated by the heater 43 can easily extract negative ions from the negative ion source S, and can be used with a material such as a general metal, 250 to 1000 ° C. The temperature is preferably set to 400 to 800 ° C, more preferably 700 ° C.

以上のような好適な温度に加熱されたマイナスイオンソースSに電界を印加することにより、マイナスイオンソースSに含有されているマイナスイオンを取り出すことができる。   By applying an electric field to the negative ion source S heated to a suitable temperature as described above, negative ions contained in the negative ion source S can be taken out.

高圧電源32が印加する電圧の大きさは、クリーニング対象となる処理チャンバ51の大きさ(またはクリーニング面積等)に応じて設定される。言い換えると、電圧の大きさは、マイナスイオンソースSに印加される電界の強さが、副生成物の還元に必要な量のマイナスイオンを取り出すことができる強さとなるように設定される。   The magnitude of the voltage applied by the high-voltage power supply 32 is set according to the size (or cleaning area, etc.) of the processing chamber 51 to be cleaned. In other words, the magnitude of the voltage is set so that the strength of the electric field applied to the negative ion source S is strong enough to extract the amount of negative ions necessary for reduction of the by-product.

一般的に、処理チャンバ内の下面に半導体ウエハが配置される場合、副生成物は処理チャンバ内の上部及び側面に主に付着する。例えば、300mmウエハ用の円柱状の処理チャンバにおいて、上部及び側面の1570cm2(φ400mm、高さ25mm)範囲に付着した厚さ1μmのTa2O5を仮定すると、全てのTa2O5を還元するためには、3.0×10−2molの水素化物イオンが必要である。マイナスイオン電流を10〜100μAとし、キャリアガス中に水素ガスを100sccm相当混合し、水素化物イオンの活性を保つ(再結合を低減する)ことで、処理時間約4分で対象となるTa2O5を還元できる。 Generally, when a semiconductor wafer is disposed on the lower surface in the processing chamber, the by-product mainly adheres to the upper and side surfaces in the processing chamber. For example, in a cylindrical processing chamber for a 300 mm wafer, assuming that Ta 2 O 5 with a thickness of 1 μm attached to the upper and side 1570 cm 2 (φ400 mm, height 25 mm) ranges, all Ta 2 O 5 is reduced. In order to do this, 3.0 × 10 −2 mol of hydride ions are required. The negative ion current and 10~100Myuei, hydrogen gas was 100sccm corresponds mixed in a carrier gas, maintain the activity of the hydride ions (reducing recombination) that is, the subject in about 4 minutes treatment time Ta 2 O 5 can be reduced.

また、還元されたTaを更に除去するために、フッ素F2などのハロゲンガスを用いて揮発性の化合物を形成し除去することも可能である。ハロゲンガスは、水素化物イオンに等しいないし2倍程度の供給が適している。例えば、上記例の大きさの処理チャンバの場合、133Pa、200℃の条件でマイナスイオンを供給すると同時に、200sccm相当のフッ素ガスを注入することで、反応物を揮発成分として除去できる。 In order to further remove the reduced Ta, a volatile compound can be formed and removed using a halogen gas such as fluorine F 2 . The halogen gas is suitable to be supplied in an amount equal to or twice that of hydride ions. For example, in the case of the processing chamber of the above-mentioned size, the reactant can be removed as a volatile component by supplying negative ions under the conditions of 133 Pa and 200 ° C. and injecting fluorine gas equivalent to 200 sccm.

また、上記例の処理チャンバ内の上部及び側面の1570cm2範囲に、厚さ1μmのAl2O3が付着したと仮定すると、全てのAl2O3を還元するためには5.6×10−2molの水素化物イオンが必要である。マイナスイオン電流を10〜100μAとし、キャリアガス中に水素ガスを100sccm相当混合し、水素化物イオンの活性を保つ(再結合を低減する)ことで、処理時間約6分で対象となるAl2O3を還元できる。 Assuming that Al 2 O 3 having a thickness of 1 μm adheres to the upper and side surfaces of 1570 cm 2 in the processing chamber of the above example, in order to reduce all Al 2 O 3 , it is 5.6 × 10 6. -2 mol of hydride ion is required. The negative ion current and 10~100Myuei, hydrogen gas was 100sccm corresponds mixed in a carrier gas, maintain the activity of the hydride ions (reducing recombination) that is, the subject in about 6 minutes processing time Al 2 O 3 can be reduced.

また、還元されたAlをさらに除去するために、ヘキサフルオロアセチルアセトンなどの有機酸を用いて揮発性の化合物を形成し除去することも可能である。例えば、上記例の大きさの処理チャンバの場合、133Pa、300℃の条件で、ヘキサフルオロアセチルアセトン400sccm、N2ガス200sccmを供給することで、約10分で反応物を揮発成分として除去できる。 It is also possible to form and remove volatile compounds using an organic acid such as hexafluoroacetylacetone in order to further remove the reduced Al. For example, in the case of the processing chamber of the above-mentioned size, the reactant can be removed as a volatile component in about 10 minutes by supplying 400 sccm of hexafluoroacetylacetone and 200 sccm of N 2 gas under the conditions of 133 Pa and 300 ° C.

マイナスイオンソースSから得られる電流量は、マイナスイオンソースSのサイズ(イオンが取り出される面の面積)が大きくなるほど大きく、また、印加する電界を強くするほど大きくなる。   The amount of current obtained from the negative ion source S increases as the size of the negative ion source S (area of the surface from which ions are extracted) increases and increases as the applied electric field increases.

例えば、マイナスイオンソースSとして水素置換C12A7を用い、マイナスイオンソースSを700℃に加熱した場合、400V/cmの電界を印加することにより約0.1μA/cm2の電流量を得ることができる。 For example, when hydrogen-substituted C12A7 is used as the negative ion source S and the negative ion source S is heated to 700 ° C., a current amount of about 0.1 μA / cm 2 can be obtained by applying an electric field of 400 V / cm. .

従って、マイナスイオンソースSに印加される電界の強さ(即ち、高圧電源32が印加する電圧の大きさ)は、マイナスイオンソースSのサイズに応じて、上記した電流量(10〜100μA)が得られるように設定される。   Therefore, the intensity of the electric field applied to the negative ion source S (that is, the magnitude of the voltage applied by the high-voltage power supply 32) depends on the size of the negative ion source S and the above-described current amount (10 to 100 μA). It is set to be obtained.

半導体処理ユニット23の処理チャンバ51にマイナスイオンを供給するため、マイナスイオンソースSからマイナスイオンを取り出す際の処理室(マイナスイオン生成室)31の雰囲気および圧力は、不活性ガスもしくは不活性ガスと原料ガスを含み、酸素を低減した雰囲気で処理チャンバ51より高い圧力に設定される。   In order to supply negative ions to the processing chamber 51 of the semiconductor processing unit 23, the atmosphere and pressure of the processing chamber (negative ion generation chamber) 31 when taking out negative ions from the negative ion source S are the same as the inert gas or the inert gas. A pressure higher than that of the processing chamber 51 is set in an atmosphere containing the source gas and reducing oxygen.

例えば、半導体処理ユニット23の処理チャンバ51内が133〜667Pa(1〜5Torr)に設定される場合、処理室31内の圧力は原料(水素ガス)を10%含有する不活性ガスを用いて、1000〜1.01×10Pa(7.5〜760Torr)に、好ましくは1000〜10000Pa(7.5〜75Torr)に、設定することができる。 For example, when the inside of the processing chamber 51 of the semiconductor processing unit 23 is set to 133 to 667 Pa (1 to 5 Torr), the pressure in the processing chamber 31 uses an inert gas containing 10% of a raw material (hydrogen gas), It can be set to 1000 to 1.01 × 10 5 Pa (7.5 to 760 Torr), preferably 1000 to 10000 Pa (7.5 to 75 Torr).

この圧力範囲のうち、大気圧では、処理室31内で放電を生じない、使用可能な印加電界範囲は200〜1500V/cm、好ましい圧力範囲では200〜600V/cmとなる。このとき、生成できるイオン電流の範囲は0.05〜0.15μA/cm2となる。より好ましい印加電界は400V/cmであり、このときのイオン電流は0.1μA/cm2となる。 Among these pressure ranges, at atmospheric pressure, a usable electric field range that does not cause discharge in the processing chamber 31 is 200 to 1500 V / cm, and a preferable pressure range is 200 to 600 V / cm. At this time, the range of ion currents that can be generated is 0.05 to 0.15 μA / cm 2 . A more preferable applied electric field is 400 V / cm, and the ion current at this time is 0.1 μA / cm 2 .

例えば、上記した300mmウエハ用の処理チャンバ内に付着したTa2O5を還元するのに必要なイオン電流10〜100μAを引き出すのに対応する面積としては、上記の好ましい電界範囲より、200〜1000cm2の電極に対向するマイナスイオンソースSの面積があればよい。具体的には、例えば直径が16〜36cmの円板状とすれば、印加電界400V/cmで、イオン電流20〜100μAを引き出すことができる。 For example, as an area corresponding to drawing out an ion current of 10 to 100 μA necessary for reducing Ta 2 O 5 adhering in the processing chamber for the 300 mm wafer described above, 200 to 1000 cm from the above preferred electric field range. It suffices if there is an area of the negative ion source S facing the two electrodes. Specifically, for example, if the shape is a disk having a diameter of 16 to 36 cm, an ion current of 20 to 100 μA can be extracted with an applied electric field of 400 V / cm.

ハロゲンガスの供給量は、多すぎると、副生成物以外のものがハロゲンガスと反応しやすくなり、一方、少なすぎると、副生成物を十分に除去することができなくなる。   If the supply amount of the halogen gas is too large, things other than the by-products are likely to react with the halogen gas, whereas if it is too small, the by-products cannot be sufficiently removed.

従って、ハロゲンガスの供給量は、クリーニング対象となる処理チャンバ51の大きさ(またはクリーニング面積等)に応じて設定される。言い換えると、ハロゲンガスの供給量は、副生成物を十分に除去可能な量に設定される。   Therefore, the supply amount of the halogen gas is set according to the size (or cleaning area, etc.) of the processing chamber 51 to be cleaned. In other words, the supply amount of the halogen gas is set to an amount that can sufficiently remove the by-product.

例えば、半導体ウエハを処理する枚葉式の処理チャンバに対しては、ハロゲンガスの供給量は、マイナスイオンの量(または水素化物イオンと水素ガスとの合計量)と等量から2倍となるように設定される。   For example, for a single wafer processing chamber for processing a semiconductor wafer, the supply amount of halogen gas is doubled from the amount equal to the amount of negative ions (or the total amount of hydride ions and hydrogen gas). Is set as follows.

具体的には、例えば上記した300mmウエハ用の処理チャンバに付着したTa2O5を除去する場合、マイナスイオン電流100μA、キャリアガスに含まれる水素ガス流量100sccmの時には、ハロゲンガスの流量は50〜500sccm、好ましくは100〜200sccmに設定される。 Specifically, for example, when removing Ta 2 O 5 adhering to the processing chamber for 300 mm wafer described above, when the negative ion current is 100 μA and the flow rate of hydrogen gas contained in the carrier gas is 100 sccm, the flow rate of the halogen gas is 50˜50. It is set to 500 sccm, preferably 100 to 200 sccm.

また、副生成物を揮発性の物質に変化させるための有機酸ガスの具体例としては、上記した300mmウエハ用の処理チャンバに付着したAl2O3を除去する場合、マイナスイオン電流100μA、キャリアガスに含まれる水素ガス100sccmの時には、例えば、ヘキサフルオロアセチルアセトン400sccm、窒素ガス200sccmに設定することができる。 Further, as a specific example of the organic acid gas for changing the by-product into a volatile substance, when removing Al 2 O 3 adhering to the processing chamber for the 300 mm wafer, a negative ion current of 100 μA, a carrier When the hydrogen gas contained in the gas is 100 sccm, it can be set to, for example, hexafluoroacetylacetone 400 sccm and nitrogen gas 200 sccm.

次に、上記した装置が行うクリーニング動作について説明する。
マイナスイオンソースSは、処理室(マイナスイオン生成室)31に予めセットされる。
Next, a cleaning operation performed by the above-described apparatus will be described.
The negative ion source S is set in the processing chamber (negative ion generation chamber) 31 in advance.

制御装置24は、オペレータのクリーニング開始指示に応答して、または、記憶しているプログラムに設定された枚数の半導体ウエハの処理が終了すると、以下に示すクリーニング処理を実行する。   In response to the operator's instruction to start cleaning, or when the processing of the number of semiconductor wafers set in the stored program is completed, the control device 24 executes the following cleaning process.

初めに、制御装置24は、ガス排気装置52を制御して、処理チャンバ51内に残っているガス等を排気する。
そして、制御装置24は、原料ガス供給装置33を制御して、水素ガス(または水素ガスと不活性ガスとの混合ガス)を処理室31内に供給する。
First, the control device 24 controls the gas exhaust device 52 to exhaust the gas remaining in the processing chamber 51.
Then, the control device 24 controls the source gas supply device 33 to supply hydrogen gas (or a mixed gas of hydrogen gas and inert gas) into the processing chamber 31.

続いて、制御装置24は、ガス排気装置34を制御し、圧力計42の測定結果を用いて、処理室31内を上記した圧力に設定する。
そして、制御装置24は、ヒータ43を制御し、温度計41の測定結果を用いて、接触電極44上にセットされたマイナスイオンソースSを約700℃に加熱する。
Subsequently, the control device 24 controls the gas exhaust device 34 and sets the inside of the processing chamber 31 to the pressure described above using the measurement result of the pressure gauge 42.
Then, the control device 24 controls the heater 43 and heats the negative ion source S set on the contact electrode 44 to about 700 ° C. using the measurement result of the thermometer 41.

続いて、制御装置24は、キャリアガス供給装置35を制御し、処理室31内に所定の流量(例えば10%H2-Arを500sccm)でキャリアガスを供給する。
その後、制御装置24は、高圧電源32を制御して、接触電極44と引出電極46との間に電圧を印加することにより、上記した強さの電界をマイナスイオンソースSに印加する。
Subsequently, the control device 24 controls the carrier gas supply device 35 to supply the carrier gas into the processing chamber 31 at a predetermined flow rate (for example, 10% H 2 —Ar is 500 sccm).
Thereafter, the control device 24 controls the high voltage power supply 32 to apply a voltage between the contact electrode 44 and the extraction electrode 46, thereby applying the above-described electric field to the negative ion source S.

これにより、マイナスイオンソースS内のマイナスイオンが印加された電界によって取り出される。取り出されたマイナスイオンは、引出電極46を通過し、処理室31内の上部を流通するキャリアガスによって、半導体処理ユニット23に搬送される。   Thereby, the negative ions in the negative ion source S are taken out by the applied electric field. The extracted negative ions pass through the extraction electrode 46 and are transferred to the semiconductor processing unit 23 by the carrier gas flowing through the upper portion of the processing chamber 31.

また、制御装置24は、マイナスイオンを半導体処理ユニット23に供給するのに続いて、ハロゲン供給装置22を制御して、ハロゲンガス(例えばF2)を所定の流量で半導体処理ユニット23の処理チャンバ51内に供給する。 In addition, after supplying negative ions to the semiconductor processing unit 23, the control device 24 controls the halogen supply device 22 to supply halogen gas (for example, F 2 ) at a predetermined flow rate to the processing chamber of the semiconductor processing unit 23. 51 is supplied.

また、制御装置24は、マイナスイオンおよびハロゲンガスの供給を行うと共に、ガス排気装置52を制御し、圧力計51dの測定結果を用いて、処理チャンバ51内を所定の圧力(例えば133Pa(1Torr))に設定する。   The control device 24 supplies negative ions and halogen gas, controls the gas exhaust device 52, and uses a measurement result of the pressure gauge 51d to set a predetermined pressure (for example, 133 Pa (1 Torr) in the processing chamber 51. ).

そして、制御装置24は、ヒータ51bを制御し、温度計51cの測定結果を用いて、処理チャンバ51内を所定の温度(例えば200℃)に設定する。
これにより 処理チャンバ51の内壁等に付着している副生成物は、供給されるマイナスイオンによって還元され、供給されるハロゲンガスによってガス化される。具体的には、処理チャンバ51の内壁等において、例えば化学式1、2に示す反応が生じ、副生成物がガス化される。
(化学式1)
Ta+10H→2Ta+5HO↑
(化学式2)
2Ta+5F→2TaF
And the control apparatus 24 controls the heater 51b, and sets the inside of the process chamber 51 to predetermined | prescribed temperature (for example, 200 degreeC) using the measurement result of the thermometer 51c.
Thereby, the by-product adhering to the inner wall or the like of the processing chamber 51 is reduced by the supplied negative ions and gasified by the supplied halogen gas. Specifically, for example, the reactions shown in Chemical Formulas 1 and 2 occur on the inner wall of the processing chamber 51 and the by-products are gasified.
(Chemical formula 1)
Ta 2 O 5 + 10H → 2Ta + 5H 2 O ↑
(Chemical formula 2)
2Ta + 5F 2 → 2TaF 5

以上のようにして、処理チャンバ51の内壁等に付着している副生成物が、供給されたマイナスイオンによって還元され、供給されたハロゲンガスによってガス化されて、ガス排気装置52によって処理チャンバ51外へ排出される。   As described above, the by-product adhering to the inner wall or the like of the processing chamber 51 is reduced by the supplied negative ions, gasified by the supplied halogen gas, and processed by the gas exhaust device 52 by the gas exhaust device 52. It is discharged outside.

制御装置24は、以上の状態を所定時間維持した後、マイナスイオンおよびハロゲンガスの供給を停止し、処理チャンバ51のクリーニング処理を終了する。   After maintaining the above state for a predetermined time, the control device 24 stops the supply of negative ions and halogen gas, and ends the cleaning process of the processing chamber 51.

以上のように、マイナスイオンは、マイナスイオンソースSを加熱して電界を印加するという簡単な方法で得ることができる。言い換えると、イオン供給ユニット21を簡単な構成とすることができる。これにより、高価なプラズマ源を用いる場合に比べて、低いコストでクリーニング処理を行うことができる。   As described above, negative ions can be obtained by a simple method of heating the negative ion source S and applying an electric field. In other words, the ion supply unit 21 can have a simple configuration. As a result, the cleaning process can be performed at a lower cost than when an expensive plasma source is used.

また、水素のマイナスイオンやハロゲンガスは、ClFに比べて反応性が低いので、より安全により容易にクリーニング処理を行うことができる。 Further, since negative ions of hydrogen and halogen gas are less reactive than ClF 3 , the cleaning process can be performed more safely and easily.

なお、上記実施の形態では、マイナスイオンおよびハロゲンガスが1つの処理チャンバ51に供給される例を示した。しかし、イオン供給ユニット21およびハロゲン供給装置22は、複数の処理チャンバ51に接続され、複数の処理チャンバ51にマイナスイオンおよびハロゲンガスを供給してもよい。   In the above embodiment, an example in which negative ions and halogen gas are supplied to one processing chamber 51 has been described. However, the ion supply unit 21 and the halogen supply device 22 may be connected to the plurality of processing chambers 51 and supply negative ions and halogen gas to the plurality of processing chambers 51.

また、図3では、半導体処理ユニット23の処理チャンバ51におけるマイナスイオンの吹出口としてシャワーヘッド型のものを示したが、処理チャンバ51の容積や装置の設定等に応じて、ノズル型など他のものを用いてもよい。   Further, in FIG. 3, a shower head type is shown as the negative ion outlet in the processing chamber 51 of the semiconductor processing unit 23. However, depending on the volume of the processing chamber 51 and the setting of the apparatus, other types such as a nozzle type are shown. A thing may be used.

また、イオン供給ユニット21の構成は、図3に示した構成に限らず、例えば図5(a)〜5(c)に示すような構成であってもよい。
具体的には、マイナスイオンソースSが図2(a)に示したような円盤状である場合、クランプ61によってマイナスイオンソースSを固定してもよい。この場合は、例えば図5(a)に示すように、マイナスイオンソースSを垂直に設置することも可能である。
In addition, the configuration of the ion supply unit 21 is not limited to the configuration illustrated in FIG. 3, and may be configured as illustrated in FIGS. 5A to 5C, for example.
Specifically, when the negative ion source S has a disk shape as shown in FIG. 2A, the negative ion source S may be fixed by the clamp 61. In this case, for example, as shown in FIG. 5A, the negative ion source S can be installed vertically.

また、図5(a)に示すように、ヒータ43の代わりに、被覆ヒータ62aを内包する、TaまたはMoから形成される孔開き金属ホットプレート62bが用いられてもよく、温度差を吸収する、中空の金属管63上にホットプレート62bが設置されてもよい。   In addition, as shown in FIG. 5A, a perforated metal hot plate 62b formed of Ta or Mo that includes a covered heater 62a may be used instead of the heater 43, and absorbs a temperature difference. The hot plate 62b may be installed on the hollow metal tube 63.

また、図5(b)に示すように、ヒータ43の代わりに、複数のランプ64を設置し、ランプ64の輻射熱によってマイナスイオンソースSを加熱するようにしてもよい。この場合、接触電極44とランプ64との間には、光を透過する石英窓65が設置される。また、輻射熱をマイナスイオンソースSに集中させるために、ランプ64の光を反射する反射板66等が設置されてもよい。   As shown in FIG. 5B, a plurality of lamps 64 may be installed instead of the heater 43, and the negative ion source S may be heated by the radiant heat of the lamps 64. In this case, a quartz window 65 that transmits light is provided between the contact electrode 44 and the lamp 64. Further, in order to concentrate the radiant heat on the negative ion source S, a reflector 66 or the like that reflects the light of the lamp 64 may be installed.

また、図5(c)に示すように、マイクロ波を発生させるマイクロ波電源67と、マイクロ波を伝搬させる導波管68aおよび円錐石英ガラス(導波管)68bと、を設置し、マイクロ波によってマイナスイオンソースSを加熱するようにしてもよい。この場合、円錐石英ガラス68bと接触電極44との間には、マイナスイオンソースSの全面を均一に加熱するために、高いマイクロ波吸収率と高い熱伝導性を有するSiCやムライト(3Al2O3・2SiO2)等から形成される均熱板69を設置しても良い。 Further, as shown in FIG. 5C, a microwave power source 67 for generating a microwave, a waveguide 68a for propagating the microwave, and a conical quartz glass (waveguide) 68b are installed, and the microwave is installed. The negative ion source S may be heated by In this case, in order to uniformly heat the entire surface of the negative ion source S between the conical quartz glass 68b and the contact electrode 44, SiC or mullite (3Al 2 O having a high microwave absorption rate and high thermal conductivity is provided. A soaking plate 69 formed of 3 · 2SiO 2 ) or the like may be provided.

以上のようにイオン供給ユニット21を構成しても、上記した実施の形態と同様に、マイナスイオンをマイナスイオンソースSから取り出し、処理チャンバ51の内壁等に付着した副生成物の還元を行うことができる。   Even if the ion supply unit 21 is configured as described above, the negative ions are taken out from the negative ion source S and the by-products attached to the inner wall of the processing chamber 51 are reduced as in the above-described embodiment. Can do.

また、上記したイオン供給ユニット21は、例えば図5(a)に示すように構成され、図6に示すように、処理チャンバ51に直接接続されても良い。この場合、イオン供給ユニット21のイオン生成室31と処理チャンバ51との間に、引出電極46が設置される。この場合の引出電極46は、イオン生成室31と処理チャンバ51との間の圧力差を調整するコンダクタンス板としても機能する。このようにすれば、キャリアガスによる搬送距離が短く、水素化物イオンの失活を最小限に抑えることができる。   Further, the above-described ion supply unit 21 is configured as shown in FIG. 5A, for example, and may be directly connected to the processing chamber 51 as shown in FIG. In this case, an extraction electrode 46 is installed between the ion generation chamber 31 of the ion supply unit 21 and the processing chamber 51. In this case, the extraction electrode 46 also functions as a conductance plate that adjusts the pressure difference between the ion generation chamber 31 and the processing chamber 51. In this way, the transport distance by the carrier gas is short, and the deactivation of hydride ions can be minimized.

また、上記したイオン供給ユニット21およびハロゲン供給装置22を、バッチ式の処理チャンバに接続して、上記と同様のクリーニング処理を実行してもよい。   Alternatively, the ion supply unit 21 and the halogen supply device 22 described above may be connected to a batch-type processing chamber to perform the same cleaning process as described above.

また、上記実施の形態では、水素化物イオンを含有するマイナスイオンソースSの例として水素置換C12A7を示したが、水素化物イオンを放出するマイナスイオンソースSとしてこれ以外のものが用いられてもよい。   In the above embodiment, hydrogen substitution C12A7 is shown as an example of the negative ion source S containing hydride ions, but other types of negative ion source S for releasing hydride ions may be used. .

水素化物イオンを放出するマイナスイオンソースSとして使用可能なものには、例えば、水素置換マイエナイトや、上記した接触電極44に使用可能な(1)プロトン伝導性を有するペロブスカイト型(ABO3)複酸化物にドープしたもの、および、(2)水素化物イオンを含有する物質などがある。 Examples of the negative ion source S that emits hydride ions include hydrogen-substituted mayenite and (1) perovskite-type (ABO 3 ) double oxide having proton conductivity that can be used for the contact electrode 44 described above. A material doped with a material, and (2) a material containing hydride ions.

また、以上では、ハロゲンガスを用いて処理チャンバ51内の副生成物を除去する場合を示したが、ハロゲンガスの代わりに有機酸が用いられてもよい。この場合、ハロゲン供給装置22の代わりに有機酸供給装置が設けられ、上記したハロゲンガスの代わりに、例えば霧状の有機酸が処理チャンバ51内に供給される。このようにしても、上記と同様に、クリーニング処理を行うことができる。   In the above, the case where the by-product in the processing chamber 51 is removed using the halogen gas has been described, but an organic acid may be used instead of the halogen gas. In this case, an organic acid supply device is provided instead of the halogen supply device 22, and, for example, a mist-like organic acid is supplied into the processing chamber 51 instead of the halogen gas described above. Even in this case, the cleaning process can be performed in the same manner as described above.

また、数Torrオーダ〜大気圧の圧力では難しいが、もし可能であれば、マイナスイオンをキャリアガスにより処理チャンバ51内に供給せず、偏向コイル等から構成される偏向装置を処理チャンバ51に接続して、取り出されたマイナスイオンのビームを、処理チャンバ51の側壁等に直接照射するようにしてもよい。   Further, although it is difficult at a pressure of several Torr order to atmospheric pressure, if possible, negative ions are not supplied into the processing chamber 51 by the carrier gas, and a deflecting device composed of a deflection coil or the like is connected to the processing chamber 51. Then, the extracted negative ion beam may be directly applied to the sidewall of the processing chamber 51 or the like.

本発明の実施の形態にかかるイオンソース生成装置の構成図である。It is a block diagram of the ion source production | generation apparatus concerning embodiment of this invention. 図1のイオンソース生成装置で用いられる被処理体を示す図である。It is a figure which shows the to-be-processed object used with the ion source production | generation apparatus of FIG. 本発明の実施の形態にかかるクリーニング処理を実行するための装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus for performing the cleaning process concerning embodiment of this invention. 図3に示す装置を構成するマイナス電極の構成図である。It is a block diagram of the minus electrode which comprises the apparatus shown in FIG. 図3のクリーニング装置を構成するイオン供給装置の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the ion supply apparatus which comprises the cleaning apparatus of FIG. クリーニング装置の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a cleaning apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11 処理容器
11a 載置台
11b 蓋
11c ガス供給管
11d ガス排気管
12 原料ガス供給装置
13 ガス排気装置
14 断熱容器
15 ヒータ
16 ヒータ制御装置
17 制御装置
21 イオン供給ユニット
22 ハロゲン供給装置
23 半導体処理ユニット
24 制御装置
31 処理室
31a 原料ガス供給管
31b キャリアガス供給管
31c ガス排気管
31d イオン供給管
32 高圧電源
33 原料ガス供給装置
34 ガス排気装置
35 キャリアガス供給装置
41 温度計
42 圧力計
43 ヒータ
43a ガス流路
43b 突起部材
44 接触電極
44a 開口
45 電極支持部材
46 引出電極
51 処理チャンバ
51a サセプタ
51b ヒータ
51c 温度計
51d 圧力計
52 ガス排気装置
54 ガス排気管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Processing container 11a Mounting base 11b Cover 11c Gas supply pipe 11d Gas exhaust pipe 12 Raw material gas supply apparatus 13 Gas exhaust apparatus 14 Heat insulation container 15 Heater 16 Heater control apparatus 17 Control apparatus 21 Ion supply unit 22 Halogen supply apparatus 23 Semiconductor processing unit 24 Control device 31 Processing chamber 31a Source gas supply pipe 31b Carrier gas supply pipe 31c Gas exhaust pipe 31d Ion supply pipe 32 High pressure power source 33 Source gas supply apparatus 34 Gas exhaust apparatus 35 Carrier gas supply apparatus 41 Thermometer 42 Pressure gauge 43 Heater 43a Gas Flow path 43b Projection member 44 Contact electrode 44a Opening 45 Electrode support member 46 Extraction electrode 51 Processing chamber 51a Susceptor 51b Heater 51c Thermometer 51d Pressure gauge 52 Gas exhaust device 54 Gas exhaust pipe

Claims (6)

半導体ウエハに所定の処理を施す処理チャンバ内で発生した副生成物を除去するためのクリーニング処理を実行するクリーニング装置であって、
前記処理チャンバ内に水素化物イオンを供給することにより、該処理チャンバ内で発生した前記副生成物を還元するイオン供給手段と、
前記イオン供給手段によって還元された前記副生成物をガス化するためのガス化剤を、前記処理チャンバ内に供給するガス化剤供給手段と、
前記処理チャンバ内のガスを排気することにより、前記ガス化剤供給手段によってガス化された前記副生成物を該処理チャンバ内から除去する排気手段と、
を備えることを特徴とするクリーニング装置。
A cleaning device for performing a cleaning process for removing a by-product generated in a processing chamber for performing a predetermined process on a semiconductor wafer,
Ion supply means for reducing the by-product generated in the processing chamber by supplying hydride ions into the processing chamber;
A gasifying agent supplying means for supplying a gasifying agent for gasifying the by-product reduced by the ion supplying means into the processing chamber;
An exhaust means for removing the by-product gasified by the gasifying agent supply means from the process chamber by exhausting the gas in the process chamber;
A cleaning device comprising:
前記イオン供給手段は、
前記水素化物イオンを含有するマイナスイオンソースを加熱するソース加熱手段と、
前記ソース加熱手段によって加熱された前記マイナスイオンソースに電界を印加することにより、該マイナスイオンソースに含有されている水素化物イオンを取り出して前記処理チャンバ内に供給する電界印加手段と、
から構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。
The ion supply means includes
Source heating means for heating the negative ion source containing the hydride ions;
An electric field applying means for taking out hydride ions contained in the negative ion source by supplying an electric field to the negative ion source heated by the source heating means, and supplying the hydride ions into the processing chamber;
The cleaning apparatus according to claim 1, comprising:
前記電界印加手段は、前記マイナスイオンソースに200〜1500V/cmの電界を印加する、ことを特徴とする請求項2に記載のクリーニング装置。   The cleaning apparatus according to claim 2, wherein the electric field applying unit applies an electric field of 200 to 1500 V / cm to the negative ion source. 前記ソース加熱手段は、前記マイナスイオンソースを250〜1000℃に加熱する、ことを特徴とする請求項2または3に記載のクリーニング装置。   The cleaning apparatus according to claim 2, wherein the source heating unit heats the negative ion source to 250 to 1000 ° C. 前記ガス化剤供給手段は、前記ガス化剤としてハロゲンガスまたは有機酸を前記処理チャンバ内に供給する、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のクリーニング装置。   The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the gasifying agent supply means supplies a halogen gas or an organic acid as the gasifying agent into the processing chamber. 半導体ウエハに所定の処理を施す処理チャンバ内で発生した副生成物を除去するためのクリーニング方法であって、
前記処理チャンバ内に水素化物イオンを供給することにより、該処理チャンバ内で発生した前記副生成物を還元するイオン供給工程と、
前記イオン供給工程で還元された前記副生成物をガス化するためのガス化剤を、前記処理チャンバ内に供給するガス化剤供給工程と、
前記処理チャンバ内のガスを排気することにより、前記ガス化剤供給工程でガス化された前記副生成物を該処理チャンバ内から除去する排気工程と、
を備えることを特徴とするクリーニング方法。
A cleaning method for removing by-products generated in a processing chamber for performing a predetermined process on a semiconductor wafer,
An ion supply step of reducing the by-product generated in the processing chamber by supplying hydride ions into the processing chamber;
A gasifying agent supplying step of supplying a gasifying agent for gasifying the by-product reduced in the ion supplying step into the processing chamber;
An exhaust step of removing the by-product gasified in the gasifying agent supplying step from the inside of the processing chamber by exhausting the gas in the processing chamber;
A cleaning method comprising:
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