JP3208959B2 - 装置の洗浄方法 - Google Patents
装置の洗浄方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置の洗浄方
法に関する。半導体装置の高集積化, 高速化に伴い, 製
造工程中に発生する微粒子がデバイス特性や製造歩留に
与える影響は大きくなってきた。特に，プラズマ気相成
長(CVD) 装置やプラズマエッチング装置等の装置内に付
着した反応生成物の剥離による微粒子が問題となり，そ
の対策が必要である。
法に関する。半導体装置の高集積化, 高速化に伴い, 製
造工程中に発生する微粒子がデバイス特性や製造歩留に
与える影響は大きくなってきた。特に，プラズマ気相成
長(CVD) 装置やプラズマエッチング装置等の装置内に付
着した反応生成物の剥離による微粒子が問題となり，そ
の対策が必要である。
【０００２】
【従来の技術】プラズマを用いた製造装置におけるチャ
ンバの内壁等に付着した反応生成物は, そのまま放置し
ていると剥離して微粒子塵となる。そこで，反応生成物
がチャンバ内に付着している状態にあるときに, クリー
ニングしなければならない。
ンバの内壁等に付着した反応生成物は, そのまま放置し
ていると剥離して微粒子塵となる。そこで，反応生成物
がチャンバ内に付着している状態にあるときに, クリー
ニングしなければならない。
【０００３】従来のクリーニング方法としては, チャン
バ内を大気に曝して薬品で洗浄する方法と, このウエッ
ト方法とプラズマを用いてドライの状態でクリーニング
する方法とを組み合わせている。
バ内を大気に曝して薬品で洗浄する方法と, このウエッ
ト方法とプラズマを用いてドライの状態でクリーニング
する方法とを組み合わせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】薬品を用いるウエット
洗浄の場合は, 時間と労力がかかり，装置の稼働率は落
ちる。これに対して, ドライクリーニングは大気に曝さ
ずに行えるので，比較的容易に行えるが, これだけでは
洗浄効率が悪く時間がかかるため, 通常ウエット洗浄と
併用する場合が多い。
洗浄の場合は, 時間と労力がかかり，装置の稼働率は落
ちる。これに対して, ドライクリーニングは大気に曝さ
ずに行えるので，比較的容易に行えるが, これだけでは
洗浄効率が悪く時間がかかるため, 通常ウエット洗浄と
併用する場合が多い。
【０００５】本発明は, ドライクリーニングのみで洗浄
できるように洗浄効率を上げ，装置内の微粒子発生を抑
えてデバイスの信頼性と処理装置の稼働率の向上を目的
とする。
できるように洗浄効率を上げ，装置内の微粒子発生を抑
えてデバイスの信頼性と処理装置の稼働率の向上を目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）酸素を含むガスのプラズマを用いて装置のチャンバ
内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象箇所以外の
箇所の温度を洗浄対象箇所の温度以下にに冷却する装置
の洗浄方法，あるいは ２）酸素を含むガスのプラズマを用いて装置のチャンバ
内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象箇所以外の
箇所の温度を10℃以下に冷却する装置の洗浄方法，ある
いは ３）前記装置はプラズマ処理装置であり，前記洗浄対象
箇所がウエハ処理室であり, 前記洗浄対象箇所以外の箇
所がプラズマ発生室である装置の洗浄方法により達成さ
れる。
内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象箇所以外の
箇所の温度を洗浄対象箇所の温度以下にに冷却する装置
の洗浄方法，あるいは ２）酸素を含むガスのプラズマを用いて装置のチャンバ
内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象箇所以外の
箇所の温度を10℃以下に冷却する装置の洗浄方法，ある
いは ３）前記装置はプラズマ処理装置であり，前記洗浄対象
箇所がウエハ処理室であり, 前記洗浄対象箇所以外の箇
所がプラズマ発生室である装置の洗浄方法により達成さ
れる。
【０００７】
【作用】ドライクリーニングに用いる主反応ガスは酸素
(O2)であるが，酸素の解離効率（酸素分子が解離して酸
素ラジカルになる効率）が悪いと当然洗浄効率が低下す
る。酸素プラズマ中の酸素ラジカル O* は時間の経過と
ともに酸素ラジカルどうしが再結合して再び酸素分子O2
に戻る。
(O2)であるが，酸素の解離効率（酸素分子が解離して酸
素ラジカルになる効率）が悪いと当然洗浄効率が低下す
る。酸素プラズマ中の酸素ラジカル O* は時間の経過と
ともに酸素ラジカルどうしが再結合して再び酸素分子O2
に戻る。
【０００８】図４(A),(B) は本発明の原理を説明する模
式図である。図４(A) は酸素ラジカルが気相中で衝突す
る場合と，固相に吸着した酸素ラジカルどうしが固相よ
りエネルギーを受けて再結合して酸素分子に戻る様子を
模式的に示す。
式図である。図４(A) は酸素ラジカルが気相中で衝突す
る場合と，固相に吸着した酸素ラジカルどうしが固相よ
りエネルギーを受けて再結合して酸素分子に戻る様子を
模式的に示す。
【０００９】酸素ラジカルがクリーニング対象物に届く
前にこの再結合が頻繁に起こると，洗浄効率が低下す
る。再結合は気相中，あるいは気相と固相の界面で起こ
るが，気相と固相の界面で起こる方が８割程度と多い。
また，界面での再結合反応は界面に吸着した酸素原子が
固相側から再結合できるだけのエネルギーを受けないと
起きることはできない。従って，固相側の温度を高くす
ると再結合の確率は増加する。
前にこの再結合が頻繁に起こると，洗浄効率が低下す
る。再結合は気相中，あるいは気相と固相の界面で起こ
るが，気相と固相の界面で起こる方が８割程度と多い。
また，界面での再結合反応は界面に吸着した酸素原子が
固相側から再結合できるだけのエネルギーを受けないと
起きることはできない。従って，固相側の温度を高くす
ると再結合の確率は増加する。
【００１０】図４(B) は酸素ラジカルが固相に吸着して
酸素分子に戻る過程を，エネルギーを縦軸にとって模式
的に示した図である。この図で, 壁に衝突した酸素原子
が再結合可能なエネルギーを得ても, 活性化エネルギー
に比べて十分小さいので, 酸素ラジカルに戻ることはな
く再結合する方向のみに進む。
酸素分子に戻る過程を，エネルギーを縦軸にとって模式
的に示した図である。この図で, 壁に衝突した酸素原子
が再結合可能なエネルギーを得ても, 活性化エネルギー
に比べて十分小さいので, 酸素ラジカルに戻ることはな
く再結合する方向のみに進む。
【００１１】本発明はクリーニング対象箇所以外の固相
側を冷却することにより再結合エネルギーを減らして酸
素ラジカルの再結合を抑えて，クリーニング対象箇所に
届くようにして洗浄効率を上げている。
側を冷却することにより再結合エネルギーを減らして酸
素ラジカルの再結合を抑えて，クリーニング対象箇所に
届くようにして洗浄効率を上げている。
【００１２】図３(A),(B) は本発明の発想の基礎となる
実験結果を説明する図である。この実験は，装置の洗浄
に用いるのと同じ酸素プラズマを用いたレジストアッシ
ングによるアナロジである。
実験結果を説明する図である。この実験は，装置の洗浄
に用いるのと同じ酸素プラズマを用いたレジストアッシ
ングによるアナロジである。
【００１３】図３(A) はμ波プラズマ処理装置を用い，
プラズマ発生室 1内に酸素プラズマを発生させ，このプ
ラズマをダウンフローさせて下側のウエハ処理室 2内に
置かれたウエハ上に被着されたレジストをアッシングす
る。
プラズマ発生室 1内に酸素プラズマを発生させ，このプ
ラズマをダウンフローさせて下側のウエハ処理室 2内に
置かれたウエハ上に被着されたレジストをアッシングす
る。
【００１４】この際，ダウンフローの途中に置かれた整
流治具Ａの温度を−10℃から30℃まで変化させてアッシ
ングレート (nm/min）を測定した結果を図３(B) に示
す。図より，整流治具Ａの温度が10℃を越えるとアッシ
ングレートが急激に落ちることがわかる。
流治具Ａの温度を−10℃から30℃まで変化させてアッシ
ングレート (nm/min）を測定した結果を図３(B) に示
す。図より，整流治具Ａの温度が10℃を越えるとアッシ
ングレートが急激に落ちることがわかる。
【００１５】これは，整流治具Ａの温度が高くなると,
整流治具Ａに衝突した酸素ラジカルは再結合して酸素に
戻ることにより, ウエハに到達する酸素ラジカルの数が
減るためである。
整流治具Ａに衝突した酸素ラジカルは再結合して酸素に
戻ることにより, ウエハに到達する酸素ラジカルの数が
減るためである。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の実施例の説明図である。図は
μ波によるプラズマ処理装置で，プラズマ発生部 1とウ
エハ処理室 2とからなる。
μ波によるプラズマ処理装置で，プラズマ発生部 1とウ
エハ処理室 2とからなる。
【００１７】いま, 酸素プラズマを用いて, この装置の
クリーニングを行う。プラズマ発生室 1は絶えずプラズ
マに触れているため反応生成物の堆積は起こらず, 従っ
てここはクリーニング対象以外の箇所である。
クリーニングを行う。プラズマ発生室 1は絶えずプラズ
マに触れているため反応生成物の堆積は起こらず, 従っ
てここはクリーニング対象以外の箇所である。
【００１８】ウエハ処理室 2は, プラズマ発生室 1で発
生したプラズマがダウンフローして来る箇所で, ここの
内壁はプラズマに直接触れないため反応生成物の堆積は
起こりやすく, 従ってここをクリーニング対象箇所とす
る。
生したプラズマがダウンフローして来る箇所で, ここの
内壁はプラズマに直接触れないため反応生成物の堆積は
起こりやすく, 従ってここをクリーニング対象箇所とす
る。
【００１９】ここで，実施例では，クリーニング対象以
外の箇所であるプラズマ発生室 1の内壁に冷却水を流し
て 5℃に保った。この結果, プラズマ発生室 1で発生し
た酸素プラズマはプラズマ発生室の内壁に衝突して再結
合する確率は減り，大部分の酸素ラジカルがウエハ処理
室 2に到着して, その内壁を効率よく洗浄する。
外の箇所であるプラズマ発生室 1の内壁に冷却水を流し
て 5℃に保った。この結果, プラズマ発生室 1で発生し
た酸素プラズマはプラズマ発生室の内壁に衝突して再結
合する確率は減り，大部分の酸素ラジカルがウエハ処理
室 2に到着して, その内壁を効率よく洗浄する。
【００２０】この例の洗浄条件の一例を示す。 洗浄ガス： O2 , NF3 ガス圧力： 0.01 Torr ガス流量： O2 900 SCCM, NF3 100 SCCM μ波電力： 1.5 kW μ波周波数： 2.45 GHz 図２は実施例の洗浄効果を示す図である。
【００２１】図はプラズマ発生室 1の冷却水温度に対す
る洗浄時間の関係を示す。ここで，洗浄時間は反応生成
物が完全に除去される時間を表す。図より，冷却水温度
が10℃以下のときは洗浄時間は顕著に低減されることが
わかる。この結果は図３の実験結果に一致する。
る洗浄時間の関係を示す。ここで，洗浄時間は反応生成
物が完全に除去される時間を表す。図より，冷却水温度
が10℃以下のときは洗浄時間は顕著に低減されることが
わかる。この結果は図３の実験結果に一致する。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば, 酸素ラジカルの再結合
を抑制して洗浄効率を上げ，ウエットクリーニングを併
用することなしにドライクリーニングのみで洗浄できる
ようになった。
を抑制して洗浄効率を上げ，ウエットクリーニングを併
用することなしにドライクリーニングのみで洗浄できる
ようになった。
【００２３】この結果，装置内の微粒子発生を抑え, デ
バイスの信頼性と処理装置の稼働率を向上することがで
きた。
バイスの信頼性と処理装置の稼働率を向上することがで
きた。
【図１】 本発明の実施例の説明図
【図２】 実施例の洗浄効果を示す図
【図３】 本発明の発想の基礎となる実験結果を説明す
る図
る図
【図４】 本発明の原理説明図
1 プラズマ発生部 2 ウエハ処理室
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−275353（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−275385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253629（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−45634（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−75034（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 645 H01L 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 酸素を含むガスのプラズマを用いて装置
のチャンバ内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象
箇所以外の箇所の温度を洗浄対象箇所の温度以下に冷却
することを特徴とする装置の洗浄方法。 - 【請求項２】 酸素を含むガスのプラズマを用いて装置
のチャンバ内を洗浄する際に，該チャンバ内の洗浄対象
箇所以外の箇所の温度を10℃以下に冷却することを特徴
とする装置の洗浄方法。 - 【請求項３】 前記装置はプラズマ処理装置であり，前
記洗浄対象箇所がウエハ処理室であり, 前記洗浄対象箇
所以外の箇所がプラズマ発生室であることを特徴とする
装置の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25878293A JP3208959B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 装置の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25878293A JP3208959B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 装置の洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115076A JPH07115076A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3208959B2 true JP3208959B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=17325008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25878293A Expired - Fee Related JP3208959B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 装置の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208959B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3332915B1 (ja) * | 2001-02-22 | 2002-10-07 | 株式会社三幸 | セラミックス部材の洗浄方法及び洗浄装置 |
| US7892357B2 (en) * | 2004-01-12 | 2011-02-22 | Axcelis Technologies, Inc. | Gas distribution plate assembly for plasma reactors |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP25878293A patent/JP3208959B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07115076A (ja) | 1995-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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