JP2008121054A - Method for cleaning vacuum treatment apparatus, and vacuum treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置のクリーニング方法及び真空処理装置に関し、特に、ハロゲンあるいは、ハロゲン化合物を含有するクリーニングガスを用いた真空処理装置のクリーニング方法及び当該クリーニング方法を実施する真空処理装置に関する。 The present invention relates to a cleaning method for a substrate processing apparatus and a vacuum processing apparatus, and more particularly to a cleaning method for a vacuum processing apparatus using a cleaning gas containing halogen or a halogen compound and a vacuum processing apparatus for performing the cleaning method.
半導体装置の製造工程では、半導体基板上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やPVD(Physical Vapor Deposition)法等により、絶縁体や導体等からなる材料膜の成膜処理を行うために、真空処理装置が使用されている。このような真空処理装置の一例として、プラズマを利用して成膜処理を行う真空処理装置の構成を図5に示す。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a vacuum treatment is performed on a semiconductor substrate to form a material film made of an insulator, a conductor, or the like by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a PVD (Physical Vapor Deposition) method. The device is in use. As an example of such a vacuum processing apparatus, FIG. 5 shows a configuration of a vacuum processing apparatus that performs plasma deposition using plasma.
図5に示すように、この種の真空処理装置100は、例えば、鉛直軸を有する略円筒状のチャンバ10を備える。チャンバ10の内部には、被処理基板90が略水平に載置されるステージ20が設けられる。チャンバ10の上壁11には、ステージ20の基板載置面と平行な面内に多数のガス導入孔31を備えたシャワープレート30が設けられる。
As shown in FIG. 5, this type of
さらに、上壁11には、ガス供給管51が連通されている。ガス供給管51の他端は、材料膜の成膜を行うための原料ガスや、後述のチャンバクリーニング処理を行うクリーニングガス等のプロセスガスを供給するガス供給部50が設けられている。ガス供給部50は、原料ガスを供給する原料ガス供給部53、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部54、及び、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部55を備え、各供給部53、54、55とガス供給管51との間に、マスフローコントローラ52がそれぞれ介在されている。そして、供給量制御部57が各マスフローコントローラ52に、各供給部53、54、55が供給するガスの流量を指示することにより、当該指示に応じた流量でガス供給部50(53、54、55)からプロセスガスがガス供給管51に導入される。このようにしてガス供給管51に導入されたプロセスガスは、ガス導入孔31からステージ20に向けて均一に噴出される。
Further, a
また、チャンバ10の下壁12には、ガス排気管61が連通されている。ガス排気管61はスロットルバルブ62を備えるとともに、他端が真空ポンプ63に接続される。そして、スロットルバルブ62の開口量(回転角)を所定量とすることで、真空ポンプ63による排気量が制御され、チャンバ10の内部圧力が所定の圧力に維持される。
A
一方、ステージ20は、チャンバ10の下壁12に挿抜可能に設けられたシャフト21の先端に支持されており、チャンバ10の内部を昇降可能に構成されている。例えば、ステージ20は、チャンバ10の側壁13の下部に開閉自在に設けられた基板入出口14を介して被処理基板90の搬入出が行われる搬入出位置、シャワープレート30に近接し、材料膜の成膜等が行われる処理位置、当該処理位置よりもさらにシャワープレート30に近接するクリーニング位置等に移動可能に構成される。
On the other hand, the
また、ステージ20には、ステージ温度(被処理基板の温度)を所定温度とするための発熱手段が設けられている。図5の例では、抵抗加熱ヒータ22が発熱手段としてステージ20に埋設されており、直流電源71が抵抗加熱ヒータ22に供給する電流量を制御することで、ステージ温度が所定温度に維持される。
The
なお、図5の例では、シャワープレート30及びステージ20には、高周波電源72と高周波電源73がそれぞれ接続されている。そして、高周波電源72と高周波電源73との一方、または両方が高周波電力を印加することにより、シャワープレート30とステージ20との間に、プロセスガスのプラズマが生成される。
In the example of FIG. 5, a high
さて、上記構成の真空処理装置100における成膜処理では、原料ガス供給部53からチャンバ10内に導入された原料ガスがプラズマ化され、ステージ20上に載置された被処理基板90が当該プラズマに曝されることにより、被処理基板90上に原料ガスに応じた材料膜が堆積される。このとき、材料膜は、被処理基板90上だけでなく、チャンバ10の内壁やチャンバ10内に配置された部材にも堆積する。チャンバ10の内壁やチャンバ10内の部材に堆積した不要な材料膜(以下、付着物という。)は、材料膜の膜厚均一性の悪化や、パーティクル(微細粒子)発生の要因となるため、通常、当該付着物を除去するクリーニング処理(以下、チャンバクリーニングという。)が定期的に実施される。
In the film forming process in the
例えば、半導体装置において、導体膜と絶縁膜との密着性の向上や、導体膜と導体膜との接触抵抗の低減のために多用されているチタン膜や窒化チタン膜等の金属膜の成膜を行う真空処理装置では、チャンバクリーニングは、金属膜との反応性が高い、Cl2、F2、ClF3、C2F6等、ハロゲンやハロゲン化合物(以下、ハロゲン類という。)を含有するクリーニングガスをチャンバ10内に導入することにより実施される(例えば、特許文献1参照。)。 For example, in a semiconductor device, the formation of a metal film such as a titanium film or a titanium nitride film, which is frequently used for improving the adhesion between the conductor film and the insulating film and reducing the contact resistance between the conductor film and the conductor film. In the vacuum processing apparatus performing the above, the chamber cleaning contains halogen and halogen compounds (hereinafter referred to as halogens) such as Cl 2 , F 2 , ClF 3 , C 2 F 6, etc., which have high reactivity with the metal film. This is implemented by introducing a cleaning gas into the chamber 10 (see, for example, Patent Document 1).
図6は、真空処理装置100において、上述のチタン膜の成膜、及びチャンバクリーニングの過程で実施される一連の処理を示すフロー図である。また、図7は、チャンバクリーニングにおける各処理の処理条件の一例である。なお、図6において、ステップ601からステップ603までの処理が成膜処理であり、ステップ605からステップ608までの処理がチャンバクリーニングである。また、以下では、1枚目の被処理基板90に対する成膜処理の開始時に、チャンバ10内に付着物が存在しないものとする。
FIG. 6 is a flowchart showing a series of processes performed in the
図6に示すように、まず、成膜処理では、ステージ20が搬入出位置に移動され、被処理基板90がステージ20上に載置される(ステップ601)。次に、ステージ20がシャワープレート30に近接する処理位置(例えば、シャワープレート30との間隔が9mm)に移動された後、ガス供給部50の原料ガス供給部53からチタン膜の原料ガスが所定の流量で供給されるとともに、当該原料ガスがプラズマ化される(ステップ602)。このとき、チャンバ10の内部圧力は、スロットルバルブ62の開口量を制御することにより、例えば、5Torrに維持される。そして、当該状態が、チタン膜の目標膜厚に応じた時間の間維持される。上記原料ガスとしては、一般に、TiCl4を含有するガスが使用されることが多い。
As shown in FIG. 6, first, in the film forming process, the
この後、プラズマの生成が停止されるとともに、ステージ20が搬入出位置に移動され、被処理基板90が搬出される(ステップ603)。
Thereafter, the generation of plasma is stopped, the
以上のようにして成膜処理が完了すると、チャンバクリーニングを行うか否かが判定される。当該判定は、例えば、成膜処理の処理枚数や累積処理時間に基づいて行われればよい。 When the film forming process is completed as described above, it is determined whether or not to perform chamber cleaning. The determination may be made based on, for example, the number of film forming processes and the accumulated processing time.
チャンバクリーニングが開始されると、まず、図6及び図7に示すように、スロットルバルブ62が全開(TFO:Throttle valve Full Open)の状態、すなわち、チャンバ10の内部圧力の制御が行われない状態で数秒間の排気が行われ、チャンバ10内のガスが排出される(ステップ604Yes→ステップ605)。
When the chamber cleaning is started, first, as shown in FIGS. 6 and 7, the
続いて、ステージ20がクリーニング位置(例えば、シャワープレート30との間隔が7.5mmの位置)に移動された後、TFO状態で、クリーニングガスである塩素ガスがクリーニングガス供給部54からチャンバ10内に所定の流量で、数秒から数十秒の間導入される。図7の事例では、塩素ガスの流量は、400sccmとしている。
Subsequently, after the
このとき、チャンバ10内では、上記成膜処理の際に生成された付着物と導入された塩素ガスとが反応し、金属ハロゲン化物(金属塩化物)が生成される。金属ハロゲン化物は蒸気圧が高いため、生成されると同時に揮発し、未反応の塩素ガスとともにチャンバ10の外部に排出される(ステップ606)。なお、図7では、プラズマを生成することなくチャンバクリーニングを行う事例を説明しているが、チャンバクリーニングは、後掲の特許文献1に開示されているように、チャンバ10の内部圧力が制御された状態で生成された塩素ガスのプラズマにより行われることもある。
At this time, in the
この後、ステージ20が、搬入出位置、あるいは、搬入出位置の近傍の位置まで下降されるとともに、パージガスであるアルゴンガスが、不活性ガス供給部55からチャンバ10内に所定の流量で数秒間導入され、チャンバ10内の塩素ガスがパージされる(ステップ607)。図7の例では、アルゴンガスの流量は7000sccmであり、スロットルバルブ62はTFO状態である。
Thereafter, the
続いて、不活性ガス供給部55からのパージガスの供給が停止されるとともに、チャンバ10内のパージガスを除去するために、TFO状態で排気が行われる(ステップ608)。
Subsequently, the supply of the purge gas from the inert
以上のようにしてチャンバクリーニングが完了すると、続いて処理すべき被処理基板90が存在するときは、上述の成膜処理が実施され(ステップ609Yes→ステップ601からステップ603)、続いて処理すべき被処理基板90が存在しないときは処理が終了する(ステップ609No)。
When chamber cleaning is completed as described above, when there is a
なお、上述のチャンバクリーニングが、複数枚の被処理基板90の成膜処理の度に実施される場合には、図6のステップ601からステップ603までの処理が、当該枚数に応じた回数だけ繰り返される(ステップ604No→ステップ601)。また、上記チャンバクリーニングは、一般に、抵抗加熱ヒータ22によりステージ20が加熱された状態で行われる。図7の例では、抵抗加熱ヒータ22の温度が650℃に維持されている。
しかしながら、上述のような、ハロゲン類含有ガスをクリーニングガスに使用するチャンバクリーニングでは、クリーニングガス中に含まれるハロゲン類が、チャンバ10やチャンバ10内の部材への付着等により、チャンバ10から完全に排出されずに残留することがある。特に、シャワープレート30は、クリーニングガスの導入経路であるため、ハロゲン類が残留しやすい。
However, in the chamber cleaning using the halogen-containing gas as the cleaning gas as described above, the halogens contained in the cleaning gas are completely removed from the
シャワープレート30を始めとするチャンバ10内の部材やチャンバ10の内壁は、通常、ニッケル、鉄、クロム、アルミニウム等の金属やこれらの合金により構成されており、チャンバ10内に残留したハロゲン類は、これらの部材と反応して金属ハロゲン化物を生成する。このようにして生成された金属ハロゲン化物は、チャンバクリーニング後の成膜処理で、被処理基板90上に形成される材料膜に混入することになる。そして、材料膜中に混入した金属ハロゲン化物はイオン化して金属イオンを生じ、当該金属イオンがマイグレーションを生じる等、半導体装置の信頼性を低下させる要因となる。
The members in the
本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、クリーニングガスとして、ハロゲン類を含有するガスを使用するチャンバクリーニングにおいて、チャンバ内にハロゲン類が残留することを抑制し、信頼性の高い材料膜の成膜を安定して行うことができる真空処理装置のクリーニング方法及び真空処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional circumstances, and in the chamber cleaning using a gas containing halogens as a cleaning gas, the halogens are prevented from remaining in the chamber and are reliable. An object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus cleaning method and a vacuum processing apparatus capable of stably forming a highly functional material film.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る真空処理装置のクリーニング方法は、チャンバ内に、ハロゲン、あるいはハロゲン化合物を含有するガスを導入して、チャンバ内に堆積した不要な生成物を除去した後、チャンバ内に還元性物質を含有するガスを導入するとともに、当該ガスのプラズマを生成する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, in the vacuum processing apparatus cleaning method according to the present invention, a gas containing halogen or a halogen compound is introduced into the chamber to remove unnecessary products accumulated in the chamber, and then reduced into the chamber. While introducing the gas containing the active substance, plasma of the gas is generated.
上記還元性物質としては、水素、モノシラン、及びジシランから選択された少なくとも1種を使用することができる。 As the reducing substance, at least one selected from hydrogen, monosilane, and disilane can be used.
本構成によれば、チャンバ内、特に、クリーニングガスの導入経路であるシャワープレートに残留したハロゲン類を効率的にチャンバの外部に排出することができ、信頼性の高い材料膜の成膜を安定して行うことが可能となる。 According to this configuration, halogens remaining in the chamber, in particular, the shower plate, which is a cleaning gas introduction path, can be efficiently discharged to the outside of the chamber, so that reliable deposition of a material film is stable. Can be performed.
一方、他の観点では、本発明は、上述のクリーニング方法の実施に好適な真空処理装置を提供することができる。すなわち、本発明に係る真空処理装置は、被処理基板が載置されるステージを備える。当該ステージと対向する位置には、複数のガス導入孔を備えるとともに、当該ガス導入孔から供給されるプロセスガスからプラズマを生成する電極が配設される。さらに、上記真空処理装置は、上記ガス導入孔を介してハロゲン、あるいはハロゲン化合物を含有するクリーニング用プロセスガスを供給する第1のガス供給手段と、上記ガス導入孔を介して還元性物質を含有するプロセスガスを供給する第2のガス供給手段とを備える。そして、上記第1のガス供給手段が供給するプロセスガスを使用した処理が終了した後、前記第2のガス供給手段がプロセスガスを供給するとともに、上記電極が当該プロセスガスのプラズマを生成する。 On the other hand, in another aspect, the present invention can provide a vacuum processing apparatus suitable for carrying out the above-described cleaning method. That is, the vacuum processing apparatus according to the present invention includes a stage on which a substrate to be processed is placed. At a position facing the stage, there are provided a plurality of gas introduction holes and an electrode for generating plasma from the process gas supplied from the gas introduction holes. Further, the vacuum processing apparatus includes a first gas supply means for supplying a cleaning process gas containing halogen or a halogen compound through the gas introduction hole, and a reducing substance through the gas introduction hole. Second gas supply means for supplying a process gas to be supplied. Then, after the processing using the process gas supplied by the first gas supply means is completed, the second gas supply means supplies the process gas, and the electrode generates plasma of the process gas.
本発明によれば、チャンバ内にハロゲン類が残留することを抑制することができる。この結果、チャンバクリーニング後の成膜処理において形成される材料膜への金属元素の混入を低減することができ、信頼性の高い材料膜の形成を安定して行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent halogens from remaining in the chamber. As a result, it is possible to reduce the mixing of the metal element into the material film formed in the film forming process after the chamber cleaning, and it is possible to stably form the highly reliable material film.
以下、本発明を、チタン膜を成膜する真空処理装置に適用した事例に基づいて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明を適用した真空処理装置の概略構成図であり、図2は、当該真空処理装置における成膜、及びチャンバクリーニングにおいて実施される一連の処理を示すフロー図である。また、図3は、図2に示すチャンバクリーニングにおける各処理の処理条件の一例を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on a case where the present invention is applied to a vacuum processing apparatus for forming a titanium film. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vacuum processing apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a flowchart showing a series of processes performed in film formation and chamber cleaning in the vacuum processing apparatus. FIG. 3 shows an example of processing conditions for each process in the chamber cleaning shown in FIG.
図1に示すように、本発明に係る真空処理装置1は、ガス供給部50が、チャンバクリーニングの際に、水素、シラン、ジシラン等の還元性物質を含有する還元性ガスを供給する還元性ガス供給部56を備えている。他の構造は、従来の真空処理装置100と同一であるため、真空処理装置1において、従来の真空処理装置100と同一の機能を有する部位に同一の符号を付すとともに、以下での説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the vacuum processing apparatus 1 according to the present invention has a reducing property in which a
図1に示す真空処理装置1においても、図2に示すように、チタン膜の成膜処理(ステップ201からステップ203)が実施された後、チャンバクリーニング(ステップ205からステップ213)が行われる。当該成膜処理の各ステップ201、202、203は、図6に示した従来の成膜処理の各ステップ601、602、603のそれぞれと同一であるため、ここでの説明は省略する。
Also in the vacuum processing apparatus 1 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the chamber cleaning (step 205 to step 213) is performed after the titanium film forming process (step 201 to step 203) is performed. Since the
図2のステップ201からステップ203に示すチタン膜の成膜処理が完了すると、従来技術と同様に、例えば、成膜処理の処理枚数が所定枚数に到達した場合、あるいは累積処理時間が所定時間に到達した場合に、チャンバクリーニングが実施される。本実施形態では、上記所定枚数を1枚とし、被処理基板90の成膜処理が完了する度にチャンバクリーニングが実施されるものとする(ステップ204Yes)。
When the titanium film formation process shown in
本発明に係るチャンバクリーニングでは、まず、図3に示すように、スロットルバルブ62をTFOとした状態で、チャンバ10内の排気が数秒間行われる(ステップ205)。
In the chamber cleaning according to the present invention, first, as shown in FIG. 3, the
次に、ステージ20が上述したクリーニング位置に移動された後、TFO状態で、クリーニングガスであるハロゲン類を含有するガスが、クリーニングガス供給部54からチャンバ10内に、数秒から数十秒の間導入される。当該ハロゲン類含有ガスの導入により、成膜処理の際に生成されたチャンバ10内の付着物とハロゲン類とが反応し、チャンバ10内の付着物が除去される(ステップ206)。図3に示すように、本実施の形態では、クリーニングガスとしてチタン膜の除去に好適な塩素ガスを使用しているが、特に限定されるものではない。クリーニングガスとしては、チャンバ10内の付着物(ここではチタン膜)が除去可能であれば、任意のハロゲン類含有ガスを採用することができる。また、当該クリーニングガスの流量は、チャンバ10の容積等に基づいて設定されるため一概にいえないが、図3の事例では、塩素ガスの流量を400sccmとしている。
Next, after the
チャンバ10内の付着物の除去が完了すると、ステージ20が、搬入出位置、あるいは、その近傍まで下降されるとともに、TFO状態で、パージガスである不活性ガスが不活性ガス供給部55からチャンバ10内に数秒間導入される(ステップ207)。これにより、チャンバ10内のクリーニングガスはパージガスに置換される。図3の例では、パージガスとしてアルゴンガスを採用しているが、他の希ガスや窒素ガス等を使用することもできる。また、図3の例では、パージガスの流量を7000sccmとしているが、当該流量は、スロットルバルブ62がTFO状態でチャンバ10内をパージ可能な流量であればよい。
When the removal of the deposits in the
続いて、不活性ガス供給部55からのパージガスの供給が停止されるとともに、TFO状態で排気が行われ、チャンバ10内のパージガスが排出される(ステップ208)。
Subsequently, the supply of the purge gas from the inert
さて、本発明では、パージガスの排出が完了すると、ステージ20が、再度、クリーニング位置に移動されるとともに、還元性物質を含有する還元性ガスが還元性ガス供給部56からチャンバ10内に導入される(ステップ209)。このとき、チャンバ10の内部圧力は、後述のプラズマ生成が可能な圧力に設定される。本実施の形態では、図3に示すように、チャンバ10の内部圧力を5Torrとし、還元性ガス供給部56から水素ガスを3000sccmの流量で供給すると同時に、希釈ガスとして不活性ガス供給部55からアルゴンガスを5000sccmの流量で供給している。なお、当該ステップ209は、チャンバ10の内部圧力、及び、プロセスガスの流量が安定するまで、数秒から数十秒の間継続される。
In the present invention, when the discharge of the purge gas is completed, the
チャンバ10の内部圧力及びプロセスガスの流量が安定すると、高周波電源72がシャワープレート30に約600Wの高周波電力を印加する(ステップ210)。当該高周波電力の印加により、シャワープレート30の直下には、還元性物質を含有するガスのプラズマが生成される。このとき、プラズマを生成するための電極であるシャワープレート30の表面近傍では、プラズマ中に生成された電子とイオンとの移動度の違いにより、イオンシースが形成されている。
When the internal pressure of the
イオンシースが形成された状態では、シャワープレート30は負に帯電しているため、シャワープレート30には、プラズマ中の還元性を有するイオン(ここでは、水素イオン)が積極的に衝突する。このため、シャワープレート30に付着残留しているハロゲン類と、還元性物質とを非常に効率良く反応させることができ、シャワープレート30から除去することができる。また、プラズマ中に固形物が存在する場合、当該固形物の表面にはイオンシースが形成される。このため、チャンバ10内の他の部材に付着残留したハロゲン類も、シャワープレート30に付着残留するハロゲン類と同様に除去される。
In the state where the ion sheath is formed, the
この結果、チャンバ10内に残留したハロゲン類とチャンバ10内の金属部材とが反応して金属ハロゲン化物が生成されることが抑制され、以降に実施される成膜処理において成膜される材料膜に混入する金属元素を低減することができる。なお、上記還元性ガスのプラズマによる処理時間は10秒程度でよい。
As a result, it is suppressed that the halogens remaining in the
この後、高周波電源72が印加する高周波電力を低下させてプラズマパージを行った後、プラズマの生成を停止し、TFO状態での排気により、チャンバ10内のガスを排出する(ステップ211→ステップ212)。そして、続いて処理すべき被処理基板90が存在するときは、上述の成膜処理が実施され(ステップ213Yes→ステップ201からステップ203)、続いて処理すべき被処理基板90が存在しないときは処理が終了する(ステップ213No)。なお、上述したチャンバクリーニングは、従来同様、抵抗加熱ヒータ22によりステージ20が加熱された状態で行われる。図3の例では、抵抗加熱ヒータ22の温度が650℃に維持されている。
Thereafter, the high frequency power applied by the high
図4に、本発明のクリーニング方法によるチャンバクリーニング(図3に示す処理条件)の実施後に成膜したチタン膜と、従来のクリーニング方法によるチャンバクリーニング(図7に示す処理条件)の実施後に成膜したチタン膜とのそれぞれにおいて、膜表面に存在する混入元素を蛍光X線分析装置を用いて定量した結果を示す。図4において、左縦軸がNiとClの原子数に対応し、右縦軸がFeの原子数に対応する。また、当該定量は、2台の真空処理装置のそれぞれにおいて、各チャンバクリーニングを実施後に成膜したチタン膜に対して行っており、装置別の定量結果を上段と下段に分けて示している。なお、成膜に用いた真空処理装置のシャワープレートの材質はNiである。 FIG. 4 shows a titanium film formed after the chamber cleaning (processing conditions shown in FIG. 3) by the cleaning method of the present invention and a film forming after the chamber cleaning (processing conditions shown in FIG. 7) by the conventional cleaning method. The result of having quantified the contaminating element which exists in the film | membrane surface using a fluorescent X-ray-analysis apparatus in each with the made titanium film | membrane is shown. In FIG. 4, the left vertical axis corresponds to the number of Ni and Cl atoms, and the right vertical axis corresponds to the number of Fe atoms. Further, the quantification is performed on the titanium film formed after each chamber cleaning in each of the two vacuum processing apparatuses, and the quantification results for each apparatus are shown separately in an upper stage and a lower stage. Note that the material of the shower plate of the vacuum processing apparatus used for film formation is Ni.
図4から理解できるように、従来のクリーニング方法の場合、いずれの装置において成膜したチタン膜においても、500×1010 atoms/cm2を越える多量のNiが混入している。これに対し、本発明のクリーニング方法の場合、Niの混入量は、いずれの装置において成膜したチタン膜においても、0.01×1010 atoms/cm2未満であり、大幅に低減している。また、本発明のクリーニング方法によれば、チタン膜中のClの混入量も、従来のクリーニング方法に比べて大幅に低減されている。また、チャンバ10内の他の部材を構成するFeは、従来のクリーニング方法においても、混入量が0.1×1010 atoms/cm2程度ではあるが、本発明のクリーニング方法によれば、Feの混入量がさらに低減されている。
As can be understood from FIG. 4, in the case of the conventional cleaning method, a large amount of Ni exceeding 500 × 10 10 atoms / cm 2 is mixed in the titanium film formed in any apparatus. On the other hand, in the cleaning method of the present invention, the amount of Ni mixed is less than 0.01 × 10 10 atoms / cm 2 in any of the titanium films formed by any apparatus, which is greatly reduced. . Further, according to the cleaning method of the present invention, the amount of Cl mixed in the titanium film is greatly reduced as compared with the conventional cleaning method. In addition, Fe constituting other members in the
すなわち、本発明のクリーニング方法によれば、チャンバ10内に残留するハロゲン類を効率良く排出でき、この結果、クリーニング後に成膜された膜中に不要な元素が混入することを抑制できることが確認できる。
That is, according to the cleaning method of the present invention, it is possible to efficiently discharge the halogens remaining in the
以上説明したように、本発明によれば、ハロゲン類含有ガスをクリーニングガスとしたチャンバクリーニングの際に、チャンバ内にハロゲン類が残留することを抑制することができる。この結果、チャンバ内に残留したハロゲン類と、チャンバ内の金属部材とが反応して、金属ハロゲン化物が生成されることが抑制され、以降の成膜処理において、材料膜中への金属元素の混入を低減することができる。したがって、信頼性の高い材料膜の形成を安定して行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the halogens from remaining in the chamber during the chamber cleaning using the halogen-containing gas as a cleaning gas. As a result, the halogens remaining in the chamber react with the metal member in the chamber to suppress the formation of metal halides. In the subsequent film formation process, the metal element in the material film is prevented from being generated. Mixing can be reduced. Therefore, it is possible to stably form a highly reliable material film.
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲において、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記では、材料膜がチタン膜である事例について説明したが、上述の材料膜は、他の金属膜や導体膜、あるいは、絶縁膜であってもよいことは勿論である。また、上記では、材料膜の成膜時にチャンバ内に生成された付着物を除去する事例について説明したが、エッチング時にチャンバ内に生成された付着物を除去する場合にも、当然、適用可能である。すなわち、本発明は、真空処理装置において、ハロゲン類を含有するガスによりチャンバクリーニングを行う、いかなる場合にも適用することができる。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and applications are possible within the scope of the effects of the present invention. For example, in the above description, the case where the material film is a titanium film has been described, but the above material film may be another metal film, a conductor film, or an insulating film. In the above description, the example of removing the deposits generated in the chamber at the time of forming the material film has been described. However, the present invention can naturally be applied to the case of removing deposits generated in the chamber at the time of etching. is there. That is, the present invention can be applied to any case where chamber cleaning is performed with a gas containing halogens in a vacuum processing apparatus.
本発明は、チャンバ内にハロゲン類が残留することを抑制することができるという効果を有し、ハロゲンあるいはハロゲン化合物を導入してチャンバのクリーニング処理を行う真空処理装置に適用可能である。 The present invention has an effect that halogens can be prevented from remaining in the chamber, and can be applied to a vacuum processing apparatus that introduces a halogen or a halogen compound to perform a chamber cleaning process.
1、100 真空処理装置
10 チャンバ
20 ステージ
30 シャワープレート
31 ガス導入孔
50 ガス供給部
51 ガス供給管
53 原料ガス供給部
54 クリーニングガス供給部(第1のガス供給手段)
55 不活性ガス供給部
56 還元性ガス供給部(第2のガス供給手段)
61 ガス排気管
71 直流電源
72、73 高周波電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
55 Inert gas supply unit 56 Reducing gas supply unit (second gas supply means)
61
Claims (4)
前記チャンバ内に、ハロゲン、あるいは、ハロゲン化合物を含有するガスを導入して、チャンバ内に堆積した不要な生成物を除去するステップと、
前記チャンバ内に、還元性物質を含有するガスを導入するとともに、当該ガスのプラズマを生成するステップと、
を有することを特徴とする真空処理装置のクリーニング方法。 In a cleaning method of a vacuum processing apparatus for performing plasma processing on a substrate to be processed accommodated in a chamber,
Introducing a gas containing halogen or a halogen compound into the chamber to remove unnecessary products deposited in the chamber;
Introducing a gas containing a reducing substance into the chamber and generating a plasma of the gas;
A method for cleaning a vacuum processing apparatus, comprising:
被処理基板が載置されるステージと、
前記ステージと対向する位置に設けられ、前記チャンバ内にプロセスガスを供給する複数のガス導入孔を備えるとともに、当該プロセスガスからプラズマを生成する電極と、
前記ガス導入孔を介して、ハロゲン、あるいは、ハロゲン化合物を含有するクリーニング用プロセスガスを供給する第1のガス供給手段と、
前記ガス導入孔を介して、還元性物質を含有するプロセスガスを供給する第2のガス供給手段と、
を備え、
前記第1のガス供給手段が供給するクリーニング用プロセスガスを用いた処理が終了した後、前記第2のガス供給手段がプロセスガスを供給するとともに、前記電極により当該プロセスガスのプラズマを生成することを特徴とする真空処理装置。 In a vacuum processing apparatus that performs plasma processing on a substrate to be processed contained in a chamber,
A stage on which a substrate to be processed is placed;
An electrode that is provided at a position facing the stage, includes a plurality of gas introduction holes for supplying a process gas into the chamber, and generates plasma from the process gas;
First gas supply means for supplying a cleaning process gas containing halogen or a halogen compound through the gas introduction hole;
A second gas supply means for supplying a process gas containing a reducing substance via the gas introduction hole;
With
After the processing using the cleaning process gas supplied by the first gas supply unit is completed, the second gas supply unit supplies a process gas and generates plasma of the process gas by the electrode. A vacuum processing apparatus.
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