JP3563565B2 - Exhaust device and exhaust method - Google Patents

Exhaust device and exhaust method Download PDF

Info

Publication number
JP3563565B2
JP3563565B2 JP16487997A JP16487997A JP3563565B2 JP 3563565 B2 JP3563565 B2 JP 3563565B2 JP 16487997 A JP16487997 A JP 16487997A JP 16487997 A JP16487997 A JP 16487997A JP 3563565 B2 JP3563565 B2 JP 3563565B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
trap
line
gas
bypass line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16487997A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH111773A (en
Inventor
輝夫 岩田
雄一郎 藤川
孝 堀内
和一 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP16487997A priority Critical patent/JP3563565B2/en
Priority to US09/080,718 priority patent/US6149729A/en
Priority to TW087107812A priority patent/TW387019B/en
Priority to KR10-1998-0018335A priority patent/KR100365842B1/en
Publication of JPH111773A publication Critical patent/JPH111773A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3563565B2 publication Critical patent/JP3563565B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えばTi膜などの薄膜を成膜する成膜装置に用いられる排気装置に関し、特にクリーニング処理の際に排気系に用いられるトラップのメンテナンスを考慮した排気装置および排気方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスにおいては、金属配線層や、下層のデバイスと上層の配線層との接続部であるコンタクトホール、上下の配線層同士の接続部であるビアホールなどの層間の電気的接続のための埋め込み層、さらには埋め込み層形成に先立って拡散防止のために形成される、Ti(チタン)膜およびTiN(窒化チタン)膜の2層構造のバリア層など金属系の薄膜が用いられる。
【0003】
このような金属系の薄膜は物理的蒸着(PVD)を用いて成膜されていたが、最近のようにデバイスの微細化および高集積化が特に要求され、デザインルールが特に厳しくなって、それにともなって線幅やホールの開口径が一層小さくなり、しかも高アスペクト比化されるにつれ、特に、バリア層を構成するTi膜やTiN膜においてはPVD膜ではホール底に成膜することが困難となってきた。
【0004】
そこで、バリア層を構成するTi膜およびTiN膜を、より良質の膜を形成することが期待できる化学的蒸着(CVD)で成膜することが行われている。そして、CVDによりTi膜を成膜する場合には、反応ガスとしてTiCl(四塩化チタン)およびH(水素)が用いられ、TiN膜を成膜する場合には、反応ガスとしてTiClとNH(アンモニア)またはMMH(モノメチルヒドラジン)とが用いられる。
【0005】
ところで、CVDによって上記のような薄膜を成膜する場合には、被成膜基板である半導体ウエハに膜が堆積するとともに、チャンバー壁にも堆積物が付着する。このため、成膜終了後、次の成膜に先だってチャンバー内をクリーニングする。この際のクリーニングにおいては、近時、チャンバー壁およびサセプターを加熱するとともにClFガスをチャンバー内に導入して堆積物を分解する方法が採用されている。
【0006】
Ti膜成膜後のクリーニングに際しては、ClFガスとTiとが反応してTiFが反応生成物として発生するため、排気系にはこれを捕捉するためのトラップが設けられている。そして、このようなトラップのメンテナンスの際には、従来、排気系を停止させ、排気系全てを大気圧にした後、トラップを取り外している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トラップのメンテナンスの際には排気系を停止するため、成膜装置を停止せざるを得ず、効率が悪い。これに対して、トラップが設けられた2つ排気経路のいずれか一方で排気を行うダブルトラップ方式が開示されているが(例えば特開平8−176829号公報)、装置が大型化して好ましくない。また、メンテナンスの際にトラップを取り外すと、その中が大気圧になるため、トラップ内の反応生成物が化学反応を起こす可能性がある。
【0008】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、クリーニングの際に用いられるトラップのメンテナンスの際に装置を停止する必要がなく、装置も大型化せず、しかもトラップを取り外した際にその中の反応生成物が化学反応を起こすおそれがない排気装置および排気方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第1発明は、チャンバー内に被処理基板を設置し、被処理基板に対して成膜処理行い、その後チャンバー内にクリーニングガスを導入してクリーニング処理を行う成膜装置に用いられる排気装置であって、
前記チャンバーに接続された主排気ラインと、
前記主排気ラインに設けられた排気ポンプと、
前記主排気ラインをバイパスするバイパスラインと、
前記バイパスラインに取り外し可能に設けられたトラップと、
前記トラップ内を真空封入するための真空封入バルブと、
前記バイパスラインの前記トラップの前段部および後段部にガスを封入するためのガス供給手段と、
前記主排気ラインを開閉する第1の開閉バルブと、
前記バイパスラインを開閉する第2の開閉バルブと
を有することを特徴とする排気装置を提供する。
【0010】
第2発明は、第1発明において、前記バイパスラインの前記トラップに至るまでの部分を加熱する加熱装置をさらに具備することを特徴とする排気装置を提供する。
【0011】
第3発明は、第1発明の排気装置を用いて排気を行う排気方法であって、成膜処理の際は、前記第1の開閉バルブを開にして前記主排気ラインを通って排気を行い、クリーニング処理の際は、前記第2の開閉バルブを開にして前記バイパスラインを通って排気を行い、
前記トラップを取り外す際には、トラップ内を減圧した後真空封入バルブを閉じて真空封入し、前記ガス供給手段により前記バイパスラインの前記トラップの前段部および後段部にガスを封入して大気圧にした後に行うことを特徴とする排気方法を提供する。
【0012】
第4発明は、第3発明において、前記主排気ラインを通って排気しつつ成膜処理を行うと同時に、前記トラップのメンテナンスを行うことを特徴とする成膜方法を提供する。
【0013】
本発明においては、排気系を主排気ラインとバイパスラインとに分け、バイパスラインにトラップを設け、主排気ラインとバイパスラインとをバルブで開閉可能にしたので、成膜処理の際には排気系の主排気ラインを通って排気を行い、クリーニング処理の際には、トラップが設けられ前記主排気ラインをバイパスするバイパスラインを通って排気を行い、トラップを取り外す際には、トラップ内を減圧した後真空封入し、バイパスラインのトラップの前段部および後段部にガスを封入して大気圧にした後に行うことができる。したがってトラップのメンテナンス時に主排気ラインを使用して成膜処理を行うことができ、しかもトラップ内の反応生成物に化学反応が生じるおそれがない。
【0014】
また、第2発明のように、バイパスラインのトラップに至るまでの部分を加熱装置で加熱することにより、クリーニングの際に発生した反応生成物がバイパスラインに付着することを防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るCVD−Ti成膜装置を示す断面図である。この成膜装置は、気密に構成された略円筒状のチャンバー1を有しており、その中には被処理体である半導体ウエハWを水平に支持するためのサセプター2が円筒状の支持部材3により支持された状態で配置されている。サセプター2の外縁部には半導体ウエハWをガイドするためのガイドリング4が設けられている。また、サセプター2にはヒーター5が埋め込まれており、このヒーター5は電源6から給電されることにより被処理体である半導体ウエハWを所定の温度に加熱する。電源6にはコントローラー7が接続されており、これにより図示しない温度センサーの信号に応じてヒーター5の出力が制御される。
【0016】
チャンバー1の天壁1aには、シャワーヘッド10がサセプター2に支持された半導体ウエハWと対向するように設けられており、そのウエハWと対向する下面には多数のガス吐出孔10aが形成されている。シャワーヘッド10の内部には空間11が形成されており、その中に水平に多数の孔が形成された分散板12が設けられている。チャンバー1の天壁1aの中央にはシャワーヘッド10内部の空間11にガスを導入するガス導入口13が形成されており、このガス導入口13にはガス供給管15が接続されている。
【0017】
ガス供給管15には、H源16、Ar源17、TiCl源18、ClF源19が配管15aを介して接続されており、これらガス源から所望のガスがガス供給管15およびシャワーヘッド10を通ってチャンバー1内に供給される。成膜の際には、H源16、Ar源17およびTiCl源18から、それぞれHガス、ArガスおよびTiClガスが供給され、これらにより半導体ウエハWにTi膜が形成される。さらに、チャンバー1内をクリーニングする場合には、ClF源19からClFガスが供給される。なお、各ガス源からの配管15aには、いずれもバルブ26およびマスフローコントローラー27が設けられている。
【0018】
チャンバー1の天壁1aにはマッチング回路22を介して高周波電源23が接続されており、この高周波電源23から天壁1aに高周波電力が印可され得るようになっている。この高周波電力により、チャンバー1内に成膜ガスのプラズマが形成される。なお、チャンバー1の天壁1aとチャンバー1の側壁との間は、絶縁部材14により電気的に絶縁されており、チャンバー1は接地されている。
【0019】
チャンバー1の底壁1bには、排気ポート8が設けられており、この排気ポート8にはチャンバー1内を排気するための排気系9が接続されている。
この排気系9は、図2に示すように、主排気ライン31を備えており、この主排気ライン31がチャンバー1の排気ポート8に接続されている。そして、この主排気ライン31には排気のための真空ポンプ33が設けられている。
【0020】
主排気ライン31の排気ポート8近傍部分(分岐点A)にはバイパスライン32が分岐して設けられており、このバイパスライン32は主排気ライン31の真空ポンプ33の前段部分(合流点B)に接続されている。このバイパスライン32には反応生成物を捕捉するためのトラップ34が設けられている。トラップ34の上流側および下流側にはバルブ37,38が設けられており、トラップ34内が真空排気された後、これらバルブ37,38を閉じることにより、トラップ34内を真空封入することができるようになっている。バルブ37,38の外側には取り外し部CおよびDが存在し、この取り外し部CおよびDにおいてトラップ34の取り外しが可能となっている。
【0021】
主排気ライン31およびバイパスライン32の分岐点A近傍下流側には、それぞれバルブ35およびバルブ36が設けられており、これらバルブにより、主排気ライン31およびバイパスライン32を開閉するようになっている。また、バイパスライン32の下流側の取り外し部Dのさらに下流側には開閉用のバルブ39が設けられている。
【0022】
一方、バイパスライン32のバルブ36とバルブ37の間、およびバルブ38とバルブ39の間にはガス供給ライン40が接続されている。このガス供給ライン40にはNガスボンベ41が接続されており、バイパスライン32のバルブ36とバルブ37の間、およびバルブ38とバルブ39の間の部分にNガスを供給することができるようになっている。ガス供給ライン40にはバルブ42が設けられており、これによりNガスの供給および停止を行う。なお、この際に使用するガスとしては、Nに限らずArガス等の他の不活性ガスを用いることができる。
なた、各バルブ間には圧力モニター用のセンサーを安全のために設置することが好ましい。
【0023】
このように構成される装置においては、まず、チャンバー1内に半導体ウエハWを装入し、ヒーター5によりウエハWを例えば450〜600℃の温度に加熱しながら、排気系9のバルブ35を開にし、バルブ38および40を閉じて、排気経路を主排気ライン31側にした状態で、真空ポンプ33により真空引きして高真空状態にし、チャンバー1内を例えば0.1〜1Torrにし、Arガス、HガスおよびTiClを所定の流量で5〜20秒間程度プリフローし、引き続き同じ条件でガスをフローさせてTi膜の成膜を所定時間行う。そして、成膜終了後、半導体ウエハWをチャンバー1から搬出する。
【0024】
成膜後のチャンバー1およびサセプター2にはTiが堆積しているため、チャンバー1内のクリーニングを行う。このクリーニングに際しては、成膜用のTiClガスおよびHガスの供給を停止し、チャンバー1内へClFガスを供給する。この際に、サセプター2のヒーター5およびチャンバーの壁部に設けられたヒーター(図示せず)によりサセプター2およびチャンバー壁を例えば300℃程度に加熱する。ClFは反応性が高いため、このように加熱するのみでTiと反応して所定温度以上でガス化する四フッ化チタン(TiF)を生成し、チャンバー外へ排出することができる。すなわちクリーニングガスとしてClFを用いることによりプラズマレスクリーニングが可能であり、極めて簡便にクリーニングを行うことができる。
【0025】
この場合に、バルブ36を開にし、バルブ35を閉じて、排気経路をバイパスライン32側にした状態で、真空ポンプ33によりバイパスライン32を通って排気を行う。バイパスライン32に導かれた排ガス中のTiFはトラップ35で捕捉される。
【0026】
トラップ34のメンテナンスを行う場合には、バルブ35,36,37を閉にし、バルブ38,39を開にした状態で、真空ポンプ33を作動させ、トラップ34内を排気して減圧状態とし、その後バルブ38,39を閉じてトラップ34内を真空封入する。そして、バルブ42を開にしてNガスボンベ41からバイパスライン32のバルブ36とバルブ37の間、およびバルブ38とバルブ39の間の部分にNガスを供給して、これらの部分を大気圧にし、取り外し部CおよびDからトラップ34を取り外す。
一方、上記のようにバルブ38,39を閉じた時点でバルブ35を開にすることにより、主排気ライン31による排気動作が可能となり、成膜処理を行うことができる。
【0027】
したがって、トラップ34のメンテナンスの際に、それと同時に成膜処理を行うことができ、トラップ34を取り外した状態でも成膜処理を続行することができる。このように、トラップのメンテナンス時においても成膜プロセスを実行することができるので極めて効率が高い。
【0028】
また、上述のようにして取り外されたトラップ34は、真空封入されているので、その中の反応生成物に化学反応が生じるおそれがない。この状態のトラップ34は、メンテナンス場所まで搬送され、そこでNパージされ、洗浄される。
【0029】
なお、クリーニングガスを排気する際には、反応生成物であるTiFが排気ラインに付着するおそれがあるため、図3に示すように、バイパスライン32のトラップ34に至るまでの部分および主排気ラインの分岐点Aに至る部分に加熱装置43を設け、これらの部分をTiFのガス化温度以上に加熱する。これにより、TiFが付着することによる悪影響が回避される。
【0030】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば上記実施の形態では、CVDによってTi膜を成膜し、ClFガスでクリーニングする例を示したが、これに限るものではなく、特に、成膜の際には排気系への付着が問題にならないが、クリーニングの際に排気系に付着する反応生成物を生成する場合に有効である。
【0031】
また、上記実施の形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について説明したが、これに限らずLCD基板等他のものであってもよく、また、基板上に他の層を形成したものであってもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、排気系を主排気ラインとバイパスラインとに分け、バイパスラインにトラップを設け、主排気ラインとバイパスラインとをバルブで開閉可能にしたので、成膜処理の際には排気系の主排気ラインを通って排気を行い、クリーニング処理の際には、トラップが設けられ主排気ラインをバイパスするバイパスラインを通って排気を行い、トラップを取り外す際には、トラップ内を減圧した後真空封入し、バイパスラインのトラップの前段部および後段部にガスを封入して大気圧にした後に行うことができる。したがって、トラップのメンテナンス時に主排気ラインを使用して成膜処理を行うことができ、ダブルトラップのように装置を大型化することなく効率を高めることができると共に、トラップ内の反応生成物に化学反応が生じるおそれを回避することができる。
【0033】
また、第2発明によれば、バイパスラインのトラップに至るまでの部分を加熱装置で加熱するので、クリーニングの際に発生した反応生成物がバイパスラインに付着することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る成膜装置を示す断面図。
【図2】図1の成膜装置の排気系を示す図。
【図3】排気系の他の例を示す図。
【符号の説明】
1……チャンバー
2……サセプター
8……排気ポート
9……排気系
10……シャワーヘッド
10a……ガス吐出孔
16……H
17……Ar源
18……TiCl
19……ClF
31……主排気ライン
32……バイパスライン
33……真空ポンプ
34……トラップ
35,36,37,38,39,42……バルブ
40……ガス供給ライン
41……Nガスボンベ
43……加熱装置
W……半導体ウエハ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust device used for a film forming apparatus for forming a thin film such as a Ti film, and more particularly to an exhaust device and an exhaust method in which maintenance of a trap used in an exhaust system is considered in a cleaning process.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device, a buried layer for electrical connection between layers such as a metal wiring layer, a contact hole which is a connection portion between a lower device and an upper wiring layer, and a via hole which is a connection portion between upper and lower wiring layers. Further, a metal-based thin film such as a barrier layer having a two-layer structure of a Ti (titanium) film and a TiN (titanium nitride) film, which is formed to prevent diffusion before forming the buried layer, is used.
[0003]
Such metal-based thin films have been formed using physical vapor deposition (PVD). However, recently, miniaturization and high integration of devices have been particularly required, and design rules have become particularly strict. As the line width and the opening diameter of the hole are further reduced and the aspect ratio is increased, it is particularly difficult to form the PVD film at the bottom of the hole in the Ti film and the TiN film constituting the barrier layer. It has become.
[0004]
Therefore, a Ti film and a TiN film constituting a barrier layer are formed by chemical vapor deposition (CVD), which can be expected to form a higher quality film. When a Ti film is formed by CVD, TiCl 4 (titanium tetrachloride) and H 2 (hydrogen) are used as reaction gases. When a TiN film is formed, TiCl 4 is used as a reaction gas. NH 3 (ammonia) or MMH (monomethylhydrazine) is used.
[0005]
By the way, when the above-mentioned thin film is formed by CVD, the film is deposited on a semiconductor wafer which is a substrate on which a film is to be formed, and the deposit also adheres to a chamber wall. For this reason, after the film formation is completed, the inside of the chamber is cleaned prior to the next film formation. In the cleaning at this time, a method has recently been adopted in which a chamber wall and a susceptor are heated, and a deposit is decomposed by introducing ClF 3 gas into the chamber.
[0006]
At the time of cleaning after forming the Ti film, ClF 3 gas and Ti react with each other to generate TiF 4 as a reaction product. Therefore, the exhaust system is provided with a trap for trapping the TiF 4 . In the maintenance of such a trap, the exhaust system is conventionally stopped, the exhaust system is brought to atmospheric pressure, and then the trap is removed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the exhaust system is stopped during maintenance of the trap, the film forming apparatus must be stopped, which is inefficient. On the other hand, a double trap system in which exhaust is performed in one of two exhaust paths provided with a trap is disclosed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-176829). In addition, when the trap is removed during maintenance, the inside of the trap becomes atmospheric pressure, and the reaction products in the trap may cause a chemical reaction.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, there is no need to stop the device at the time of maintenance of the trap used for cleaning, without increasing the size of the device, and when removing the trap It is an object of the present invention to provide an exhaust device and an exhaust method in which a reaction product therein does not cause a chemical reaction.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a film formation method in which a substrate to be processed is installed in a chamber, a film formation process is performed on the substrate to be processed, and then a cleaning gas is introduced into the chamber to perform a cleaning process. An exhaust device used for the device,
A main exhaust line connected to the chamber,
An exhaust pump provided in the main exhaust line,
A bypass line that bypasses the main exhaust line;
A trap detachably provided on the bypass line,
A vacuum sealing valve for vacuum sealing the inside of the trap,
Gas supply means for filling gas in the former part and the latter part of the trap of the bypass line,
A first on-off valve for opening and closing the main exhaust line;
A second opening / closing valve for opening / closing the bypass line.
[0010]
A second invention provides the exhaust device according to the first invention, further comprising a heating device for heating a portion of the bypass line up to the trap.
[0011]
A third invention is an exhaust method for performing exhaust using the exhaust device of the first invention. In the film forming process, the first opening / closing valve is opened to exhaust air through the main exhaust line. During the cleaning process, the second open / close valve is opened to exhaust air through the bypass line,
When the trap is removed, the inside of the trap is depressurized, the vacuum sealing valve is closed and the chamber is vacuum-sealed, and the gas is supplied to the front and rear parts of the bypass line by the gas supply means to reach atmospheric pressure. And an evacuation method which is performed after the evacuation.
[0012]
A fourth aspect of the present invention provides the film forming method according to the third aspect, wherein the trap is maintained while performing the film forming process while exhausting the gas through the main exhaust line.
[0013]
In the present invention, the exhaust system is divided into a main exhaust line and a bypass line, a trap is provided in the bypass line, and the main exhaust line and the bypass line can be opened and closed by a valve. The exhaust was performed through the main exhaust line, and during the cleaning process, a trap was provided and the exhaust was performed through a bypass line that bypassed the main exhaust line. When the trap was removed, the pressure inside the trap was reduced. It can be carried out after vacuum sealing and gas filling at the front and rear portions of the trap of the bypass line to make it atmospheric pressure. Therefore, the film can be formed using the main exhaust line during the maintenance of the trap, and there is no possibility that a chemical reaction occurs in the reaction product in the trap.
[0014]
Further, as in the second invention, by heating the portion of the bypass line up to the trap with the heating device, it is possible to prevent the reaction product generated during cleaning from adhering to the bypass line.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a CVD-Ti film forming apparatus according to one embodiment of the present invention. This film forming apparatus has a substantially cylindrical chamber 1 which is airtightly arranged, and in which a susceptor 2 for horizontally supporting a semiconductor wafer W to be processed is a cylindrical supporting member. 3 and is supported. A guide ring 4 for guiding the semiconductor wafer W is provided at an outer edge of the susceptor 2. Further, a heater 5 is embedded in the susceptor 2, and the heater 5 is heated by a power source 6 to heat the semiconductor wafer W, which is an object to be processed, to a predetermined temperature. A controller 7 is connected to the power supply 6, whereby the output of the heater 5 is controlled in accordance with a signal from a temperature sensor (not shown).
[0016]
On the top wall 1a of the chamber 1, a shower head 10 is provided so as to face the semiconductor wafer W supported by the susceptor 2, and a large number of gas discharge holes 10a are formed on the lower surface facing the wafer W. ing. A space 11 is formed inside the shower head 10, and a dispersion plate 12 having a large number of holes formed therein is provided therein. A gas inlet 13 for introducing gas into the space 11 inside the shower head 10 is formed at the center of the top wall 1 a of the chamber 1, and a gas supply pipe 15 is connected to the gas inlet 13.
[0017]
An H 2 source 16, an Ar source 17, a TiCl 4 source 18, and a ClF 3 source 19 are connected to the gas supply pipe 15 via a pipe 15a, and a desired gas is supplied from the gas source to the gas supply pipe 15 and the shower. It is supplied into the chamber 1 through the head 10. At the time of film formation, an H 2 gas, an Ar gas, and a TiCl 4 gas are supplied from an H 2 source 16, an Ar source 17, and a TiCl 4 source 18, respectively, and thereby a Ti film is formed on the semiconductor wafer W. Further, when cleaning the inside of the chamber 1, the ClF 3 gas is supplied from the ClF 3 source 19. Note that a pipe 26a from each gas source is provided with a valve 26 and a mass flow controller 27.
[0018]
A high frequency power supply 23 is connected to the top wall 1a of the chamber 1 via a matching circuit 22, and high frequency power can be applied from the high frequency power supply 23 to the top wall 1a. With this high frequency power, a plasma of a film forming gas is formed in the chamber 1. The space between the top wall 1a of the chamber 1 and the side wall of the chamber 1 is electrically insulated by the insulating member 14, and the chamber 1 is grounded.
[0019]
An exhaust port 8 is provided on the bottom wall 1 b of the chamber 1, and an exhaust system 9 for exhausting the inside of the chamber 1 is connected to the exhaust port 8.
As shown in FIG. 2, the exhaust system 9 includes a main exhaust line 31, and the main exhaust line 31 is connected to the exhaust port 8 of the chamber 1. The main exhaust line 31 is provided with a vacuum pump 33 for exhaust.
[0020]
A bypass line 32 is provided in the vicinity of the exhaust port 8 of the main exhaust line 31 (branch point A), and the bypass line 32 is provided before the vacuum pump 33 of the main exhaust line 31 (joining point B). It is connected to the. The bypass line 32 is provided with a trap 34 for capturing a reaction product. Valves 37 and 38 are provided on the upstream side and the downstream side of the trap 34. After the inside of the trap 34 is evacuated, the inside of the trap 34 can be vacuum-sealed by closing the valves 37 and 38. It has become. Removal parts C and D exist outside the valves 37 and 38, and the trap 34 can be removed at the removal parts C and D.
[0021]
A valve 35 and a valve 36 are provided downstream of the branch point A of the main exhaust line 31 and the bypass line 32, respectively. The valves open and close the main exhaust line 31 and the bypass line 32, respectively. . Further, an opening / closing valve 39 is provided further downstream of the removal portion D on the downstream side of the bypass line 32.
[0022]
On the other hand, a gas supply line 40 is connected between the valve 36 and the valve 37 and between the valve 38 and the valve 39 of the bypass line 32. This gas supply line 40 is connected to N 2 gas cylinder 41, between the valve 36 and the valve 37 of the bypass line 32, and to be able to supply N 2 gas into the portion between the valve 38 and the valve 39 It has become. The gas supply line 40 is provided with a valve 42 for supplying and stopping the N 2 gas. As the gas used in this, it is possible to use other inert gases Ar gas or the like is not limited to N 2.
In addition, it is preferable to install a sensor for pressure monitoring between each valve for safety.
[0023]
In the apparatus configured as described above, first, the semiconductor wafer W is charged into the chamber 1 and the valve 35 of the exhaust system 9 is opened while heating the wafer W to a temperature of, for example, 450 to 600 ° C. by the heater 5. With the valves 38 and 40 closed and the exhaust path on the side of the main exhaust line 31, the vacuum pump 33 is evacuated to a high vacuum state, the inside of the chamber 1 is set to, for example, 0.1 to 1 Torr, , H 2 gas and TiCl 4 are pre-flowed at a predetermined flow rate for about 5 to 20 seconds, and then the gas is flowed under the same conditions to form a Ti film for a predetermined time. After the film formation, the semiconductor wafer W is carried out of the chamber 1.
[0024]
Since Ti is deposited on the chamber 1 and the susceptor 2 after the film formation, the inside of the chamber 1 is cleaned. In this cleaning, the supply of the TiCl 4 gas and the H 2 gas for film formation is stopped, and the ClF 3 gas is supplied into the chamber 1. At this time, the susceptor 2 and the chamber wall are heated to, for example, about 300 ° C. by the heater 5 of the susceptor 2 and a heater (not shown) provided on the chamber wall. Since ClF 3 has high reactivity, it is possible to generate titanium tetrafluoride (TiF 4 ) that reacts with Ti and gasifies at a predetermined temperature or more by merely heating in such a manner, and discharges it to the outside of the chamber. That is, plasma rescreening is possible by using ClF 3 as a cleaning gas, and cleaning can be performed extremely easily.
[0025]
In this case, the exhaust is performed through the bypass line 32 by the vacuum pump 33 in a state where the valve 36 is opened, the valve 35 is closed, and the exhaust path is on the bypass line 32 side. TiF 4 in the exhaust gas led to the bypass line 32 is captured by the trap 35.
[0026]
When maintenance of the trap 34 is performed, the vacuum pump 33 is operated with the valves 35, 36, and 37 closed and the valves 38 and 39 open, and the inside of the trap 34 is evacuated to a reduced pressure state. The valves 38 and 39 are closed to vacuum-enclose the trap 34. Then, the valve 42 is opened to supply N 2 gas from the N 2 gas cylinder 41 to the portion between the valve 36 and the valve 37 and the portion between the valve 38 and the valve 39 of the bypass line 32, and these portions are set to the atmospheric pressure. Then, the trap 34 is removed from the removal parts C and D.
On the other hand, by opening the valve 35 when the valves 38 and 39 are closed as described above, the exhaust operation by the main exhaust line 31 becomes possible, and the film forming process can be performed.
[0027]
Therefore, the film forming process can be performed simultaneously with the maintenance of the trap 34, and the film forming process can be continued even when the trap 34 is removed. As described above, the film formation process can be performed even during the maintenance of the trap, so that the efficiency is extremely high.
[0028]
Further, since the trap 34 removed as described above is sealed in a vacuum, there is no possibility that a chemical reaction occurs in a reaction product therein. The trap 34 in this state is transported to the maintenance place, where it is purged with N 2 and washed.
[0029]
When exhausting the cleaning gas, there is a possibility that TiF 4 as a reaction product may adhere to the exhaust line. Therefore, as shown in FIG. A heating device 43 is provided at a portion reaching the branch point A of the line, and these portions are heated to a temperature equal to or higher than the gasification temperature of TiF 4 . This avoids the adverse effects of TiF 4 adhesion.
[0030]
Note that the present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, an example in which a Ti film is formed by CVD and cleaning is performed using a ClF 3 gas has been described. However, the present invention is not limited to this. However, it is effective in producing a reaction product adhered to the exhaust system during cleaning.
[0031]
In the above embodiment, the case where a semiconductor wafer is used as a substrate to be processed has been described. However, the present invention is not limited to this, and another substrate such as an LCD substrate may be used. Alternatively, another substrate may be formed on the substrate. It may be.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the exhaust system is divided into a main exhaust line and a bypass line, a trap is provided in the bypass line, and the main exhaust line and the bypass line can be opened and closed by a valve. During processing, exhaust is performed through the main exhaust line of the exhaust system, during cleaning, exhaust is performed through a bypass line that is provided with a trap and bypasses the main exhaust line, and when removing the trap, After the pressure in the trap is reduced, the air is vacuum-sealed, and the gas is sealed in the front and rear parts of the bypass line trap to bring the pressure to atmospheric pressure. Therefore, the film can be formed using the main exhaust line at the time of maintenance of the trap, and the efficiency can be increased without increasing the size of the device as in the case of a double trap. The possibility that a reaction occurs can be avoided.
[0033]
Further, according to the second aspect, the portion of the bypass line up to the trap is heated by the heating device, so that reaction products generated during cleaning can be prevented from adhering to the bypass line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an exhaust system of the film forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing another example of the exhaust system.
[Explanation of symbols]
1 ...... chamber 2 ...... susceptor 8 ...... exhaust port 9 ...... exhaust system 10 ...... showerhead 10a ...... gas discharge holes 16 ...... H 2 source 17 ...... Ar source 18 ...... TiCl 4 source 19 ...... ClF 3 source 31 ...... main exhaust line 32 ...... bypass line 33 ...... vacuum pump 34 ...... trap 35,36,37,38,39,42 ...... valve 40 ...... gas supply line 41 ...... N 2 gas cylinder 43 ... ... Heating device W ... Semiconductor wafer

Claims (4)

チャンバー内に被処理基板を設置し、被処理基板に対して成膜処理行い、その後チャンバー内にクリーニングガスを導入してクリーニング処理を行う成膜装置に用いられる排気装置であって、
前記チャンバーに接続された主排気ラインと、
前記主排気ラインに設けられた排気ポンプと、
前記主排気ラインをバイパスするバイパスラインと、
前記バイパスラインに取り外し可能に設けられたトラップと、
前記トラップ内を真空封入するための真空封入バルブと、
前記バイパスラインの前記トラップの前段部および後段部にガスを封入するためのガス供給手段と、
前記主排気ラインを開閉する第1の開閉バルブと、
前記バイパスラインを開閉する第2の開閉バルブと
を有することを特徴とする排気装置。
An exhaust device used for a film forming apparatus that installs a substrate to be processed in a chamber, performs a film forming process on the substrate to be processed, and then performs a cleaning process by introducing a cleaning gas into the chamber,
A main exhaust line connected to the chamber,
An exhaust pump provided in the main exhaust line,
A bypass line that bypasses the main exhaust line;
A trap detachably provided on the bypass line,
A vacuum sealing valve for vacuum sealing the inside of the trap,
Gas supply means for filling gas in the former part and the latter part of the trap of the bypass line,
A first on-off valve for opening and closing the main exhaust line;
A second opening / closing valve for opening and closing the bypass line.
前記バイパスラインの前記トラップに至るまでの部分を加熱する加熱装置をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の排気装置。The exhaust device according to claim 1, further comprising a heating device configured to heat a portion of the bypass line up to the trap. 請求項1の排気装置を用いて排気を行う排気方法であって、成膜処理の際は、前記第1の開閉バルブを開にして前記主排気ラインを通って排気を行い、クリーニング処理の際は、前記第2の開閉バルブを開にして前記バイパスラインを通って排気を行い、
前記トラップを取り外す際には、トラップ内を減圧した後真空封入バルブを閉じて真空封入し、前記ガス供給手段により前記バイパスラインの前記トラップの前段部および後段部にガスを封入して大気圧にした後に行うことを特徴とする排気方法。
An exhaust method for exhausting by using the exhaust device according to claim 1, wherein in the film forming process, the first opening / closing valve is opened and the exhaust is performed through the main exhaust line to perform the exhaust process. Open the second on-off valve and exhaust through the bypass line,
When the trap is removed, the inside of the trap is depressurized, the vacuum sealing valve is closed and the chamber is vacuum-sealed, and the gas is supplied to the front and rear parts of the bypass line by the gas supply means to reach atmospheric pressure. Exhaust method, which is performed after the exhaust.
前記主排気ラインを通って排気しつつ成膜処理を行うと同時に、前記トラップを取り外すことを特徴とする請求項3に記載の排気方法。4. The exhaust method according to claim 3, wherein the trap is removed at the same time as performing the film forming process while exhausting the gas through the main exhaust line.
JP16487997A 1997-05-22 1997-06-09 Exhaust device and exhaust method Expired - Fee Related JP3563565B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16487997A JP3563565B2 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Exhaust device and exhaust method
US09/080,718 US6149729A (en) 1997-05-22 1998-05-19 Film forming apparatus and method
TW087107812A TW387019B (en) 1997-05-22 1998-05-20 Film forming apparatus and method
KR10-1998-0018335A KR100365842B1 (en) 1997-05-22 1998-05-21 Film forming apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16487997A JP3563565B2 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Exhaust device and exhaust method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH111773A JPH111773A (en) 1999-01-06
JP3563565B2 true JP3563565B2 (en) 2004-09-08

Family

ID=15801653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16487997A Expired - Fee Related JP3563565B2 (en) 1997-05-22 1997-06-09 Exhaust device and exhaust method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3563565B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6773687B1 (en) 1999-11-24 2004-08-10 Tokyo Electron Limited Exhaust apparatus for process apparatus and method of removing impurity gas
JP4529261B2 (en) * 2000-09-13 2010-08-25 東京エレクトロン株式会社 Removal method, cleaning method and etching method of composite metal oxide film
KR100439948B1 (en) * 2002-04-19 2004-07-12 주식회사 아이피에스 Apparatus and method for depositing thin film on wafer using remote plasma
JP2008227013A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processor
JP5501807B2 (en) * 2009-03-31 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 Processing equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2773078B2 (en) * 1988-03-11 1998-07-09 東京エレクトロン株式会社 Processing apparatus and cleaning method thereof
JP2717170B2 (en) * 1988-12-27 1998-02-18 東京エレクトロン株式会社 Vertical heat treatment apparatus and heat treatment method
TW241375B (en) * 1993-07-26 1995-02-21 Air Prod & Chem
JP3390517B2 (en) * 1994-03-28 2003-03-24 三菱電機株式会社 Liquid source CVD equipment
JP3107275B2 (en) * 1994-08-22 2000-11-06 東京エレクトロン株式会社 Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus cleaning method
JP3539446B2 (en) * 1994-12-16 2004-07-07 株式会社荏原製作所 By-product trap device and cleaning method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH111773A (en) 1999-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3476638B2 (en) CVD film forming method
US5326723A (en) Method for improving stability of tungsten chemical vapor deposition
JP3925566B2 (en) Thin film forming equipment
US20020185067A1 (en) Apparatus and method for in-situ cleaning of a throttle valve in a CVD system
JP3403181B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JPH11195648A (en) Thermal treatment device
US6149729A (en) Film forming apparatus and method
JPH03166373A (en) In-line cvd device
JPH10321558A (en) Film deposition method and film deposition device
JP3085364B2 (en) Cleaning method for CVD equipment
JP3563565B2 (en) Exhaust device and exhaust method
EP1154036A1 (en) Gas reactions to eliminate contaminates in a CVD chamber
KR100393751B1 (en) How to make a film
JP3626833B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
US6606802B2 (en) Cleaning efficiency improvement in a high density plasma process chamber using thermally hot gas
JP2002167673A (en) Cvd film deposition method and method for removing deposition
JP3098093B2 (en) Chemical vapor deposition equipment
EP1154038A1 (en) Method of conditioning a chamber for chemical vapor deposition
EP1154037A1 (en) Methods for improving chemical vapor deposition processing
JPH02106927A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH07115064A (en) Device and method for forming film, and cleaning method for film forming device
JP4312291B2 (en) Film formation method by plasma CVD
JPH09186149A (en) Cleaning method of semiconductor producing apparatus and manufacturing method of semiconductor device
JPH08104975A (en) Sputtering device and its cleaning method
JPS6128371B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees