JPH03126873A - 気相反応装置のチャンバのクリーニング方法 - Google Patents
気相反応装置のチャンバのクリーニング方法Info
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- JPH03126873A JPH03126873A JP26297689A JP26297689A JPH03126873A JP H03126873 A JPH03126873 A JP H03126873A JP 26297689 A JP26297689 A JP 26297689A JP 26297689 A JP26297689 A JP 26297689A JP H03126873 A JPH03126873 A JP H03126873A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は気相反応装置のチャンバのクリーニング方法に
関する。更に詳細には、本発明はチャンバ内の電極にＡ
ｌＦ２を発生させることなくチャンバ内をドライクリー
ニングすることのできる方法に関する。
関する。更に詳細には、本発明はチャンバ内の電極にＡ
ｌＦ２を発生させることなくチャンバ内をドライクリー
ニングすることのできる方法に関する。
［従来技術］
薄膜の形成方法として半導体工業において一般に広く用
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ
１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。
いられているものの一つに化学的気相成長法（ＣＶＤ：
Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓ ｉ ｔ
１ｏｎ）がある。ＣＶＤとは、ガス状物質を化学反応
で固体物質にし、基板上に堆積することをいう。
ＣＶＤの特徴は、成長しようとする薄膜の融点よりかな
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、ＳｉやＳｉ上の熱酸化膜−
Ｌに成長した場合も電気的特姓が安定であることで、広
く半導体表面のバッジベージａン膜として利用されてい
る。
り低い堆積温度で種々の薄膜が得られること、および、
成長した薄膜の純度が高＜、ＳｉやＳｉ上の熱酸化膜−
Ｌに成長した場合も電気的特姓が安定であることで、広
く半導体表面のバッジベージａン膜として利用されてい
る。
最近の超ＬＳＩ技術の急速な進歩により、′超々ＬＳＩ
”という言葉も聞かれはじめた。これに伴い、Ｓｉデバ
イスはますます高集積化、高速度化が進み、６インチか
ら８インチ、更には１２インチ大口径基板が使用される
ようになった。
”という言葉も聞かれはじめた。これに伴い、Ｓｉデバ
イスはますます高集積化、高速度化が進み、６インチか
ら８インチ、更には１２インチ大口径基板が使用される
ようになった。
半導体デバイスの高集積化が進むに伴い、高品質、高精
度な絶縁膜が求められ、常圧ＣＶＤ法では対応が困難に
なってきた。そこで、プラズマ化学を利用したプラズマ
ＣＶＤ法が注［ｌを浴びている。
度な絶縁膜が求められ、常圧ＣＶＤ法では対応が困難に
なってきた。そこで、プラズマ化学を利用したプラズマ
ＣＶＤ法が注［ｌを浴びている。
この方法はＣＶＤの反応の活性化に必要なエネルギーを
、真空中におけるグロー放電のプラズマによって得るも
ので、成長は３００℃前後の低温で起こり、ステップカ
バレージ（まわりこみ、またはパターン段差部被覆姓）
）が良く、膜の強度が強く、更に耐湿性に優れていると
いった特長ををする。また、プラズマＣＶＤ法による成
膜生成速度（デボレート）は、減圧ＣＶＤ法に比べて挿
めて速い。
、真空中におけるグロー放電のプラズマによって得るも
ので、成長は３００℃前後の低温で起こり、ステップカ
バレージ（まわりこみ、またはパターン段差部被覆姓）
）が良く、膜の強度が強く、更に耐湿性に優れていると
いった特長ををする。また、プラズマＣＶＤ法による成
膜生成速度（デボレート）は、減圧ＣＶＤ法に比べて挿
めて速い。
［発明が解決しようとする課題］
プラズマＣＶ Ｉ）装置でシリコン酸化膜またはシリコ
ン窒化膜を連続して生成すると、チャンバ内壁面や電極
などに反応生成物が付着しくある付着は以りになると剥
離して、プラズマ放電を阻害する。このため、所定枚数
のウェハについて成膜処理が行われたら、プラズマエツ
チングによりチャンバ内部および電極などをクリーニン
グしなければならない。
ン窒化膜を連続して生成すると、チャンバ内壁面や電極
などに反応生成物が付着しくある付着は以りになると剥
離して、プラズマ放電を阻害する。このため、所定枚数
のウェハについて成膜処理が行われたら、プラズマエツ
チングによりチャンバ内部および電極などをクリーニン
グしなければならない。
しかし％ＣＦ４と０２からなる混合ガスを用い、高周波
を印加することによりグロー放電を発生させてエツチン
グを行うと電極中心部にＡｌＦ３が形成される。
を印加することによりグロー放電を発生させてエツチン
グを行うと電極中心部にＡｌＦ３が形成される。
ＡＪｉＦ３が形成されるとチャンバ内のインピーダンス
が変化し、次のＣＶＤ膜形成時に堆積速度が変化したり
、膜厚均一・性が悪化したり、異物が多発するなど、プ
ラズマＣＶＤ装置の性能が棒めて劣化する。その結果、
半導体デバイスの製造歩留りが低下していた。
が変化し、次のＣＶＤ膜形成時に堆積速度が変化したり
、膜厚均一・性が悪化したり、異物が多発するなど、プ
ラズマＣＶＤ装置の性能が棒めて劣化する。その結果、
半導体デバイスの製造歩留りが低下していた。
従って、本発明の目的はＡＪ２Ｆ３を発生させることな
く気相反応装置のチャンバをクリーニングすることので
きる方法を提供することである。
く気相反応装置のチャンバをクリーニングすることので
きる方法を提供することである。
［課題を解決するための手段］
ｆｌｆｆ記の問題点を解決し、あわせて本発明の［１的
を達成するための手段として、この発明は、気相反応装
置のチャンバ内にＣＦ ４ 、Ｎ２ＯおよびＳｉＨ４か
らなる混合ガスを導入し、該混合ガスの雰囲気下で高周
波を印加することによりグロー放電を発生させることか
らなる気相反応装置のチャンバのクリーニング方法を提
供する。
を達成するための手段として、この発明は、気相反応装
置のチャンバ内にＣＦ ４ 、Ｎ２ＯおよびＳｉＨ４か
らなる混合ガスを導入し、該混合ガスの雰囲気下で高周
波を印加することによりグロー放電を発生させることか
らなる気相反応装置のチャンバのクリーニング方法を提
供する。
気相反応装置は例えば、プラズマＣＶＤ装置である。
［作用コ
前記のように、本発明の方法によれば、従来のエツチン
グガスのＣＦ４１０２に代えて、ＣＦ ４／ＮｚＯ／Ｓ
ｉＨ＋を使用するので、グロー放電をかけても電極にＡ
ｌＦ３は発生しない。
グガスのＣＦ４１０２に代えて、ＣＦ ４／ＮｚＯ／Ｓ
ｉＨ＋を使用するので、グロー放電をかけても電極にＡ
ｌＦ３は発生しない。
エツチングガスとしてＣＦ４１０２に代えて、ＣＦ４
／Ｎ２Ｏ／ Ｓ ｉ Ｈ４を使用すると、ＡｌＦ３の発
生が抑制される正確なメカニズムは未だ正確に解明され
ていないので推測の域を出ないが、０２により電極のＡ
Ｊｌが酸化され、この酸化物がＦラジカルまたはＦイオ
ンと反応し、ＡＪ７Ｆ３が形成されるものと思われる。
／Ｎ２Ｏ／ Ｓ ｉ Ｈ４を使用すると、ＡｌＦ３の発
生が抑制される正確なメカニズムは未だ正確に解明され
ていないので推測の域を出ないが、０２により電極のＡ
Ｊｌが酸化され、この酸化物がＦラジカルまたはＦイオ
ンと反応し、ＡＪ７Ｆ３が形成されるものと思われる。
本発明のエツチングガスはＳｉＨ４を含んでいるので、
余分なＯラジカル、ＯイオンおよびＦイオンはＳｉＨ４
と反応、し、ＳｉＯ２やＳｉＦ４を形成するため、ＡＪ
２は酸化されず、ＡｌＦ３も形成されないものと思われ
る。
余分なＯラジカル、ＯイオンおよびＦイオンはＳｉＨ４
と反応、し、ＳｉＯ２やＳｉＦ４を形成するため、ＡＪ
２は酸化されず、ＡｌＦ３も形成されないものと思われ
る。
前記のように、本発明の方法によればエツチングクリー
ニングを行ってもＡＪ Ｆ３が形成されないので、チャ
ンバ内のインピーダンスの変化を抑制することができる
。
ニングを行ってもＡＪ Ｆ３が形成されないので、チャ
ンバ内のインピーダンスの変化を抑制することができる
。
その結果、堆積速度の変化、膜厚均一・性の悪化、異物
の多発といった不都合な事態の発生を防ＩＬでき、半導
体デバイスの製造歩留りを向ヒさせることができる。
の多発といった不都合な事態の発生を防ＩＬでき、半導
体デバイスの製造歩留りを向ヒさせることができる。
［実施例コ
以−ド、図面を参照しながら本発明の具体例について史
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
第１図は本発明のクリーニング方法が実施されるプラズ
マＣＶＤ装置の一例を示す模式的断面図である。
マＣＶＤ装置の一例を示す模式的断面図である。
第１図に示されるように、本発明のプラズマＣＶＤ装置
ｌは反応室（チャンバ）１０を有する。
ｌは反応室（チャンバ）１０を有する。
反応室１０の一部に反応室内部の状況を観察するための
石英ガラス製のぞき窓１２を配設し、史にウェハを反応
室へ搬入したり、搬出したりするためのＹ・備室１４が
固設されている。反応室１０と予備室１４とはゲート１
６により遮断・連通可能に構成できる。予備室は別の側
思部にも固設し、合計２室とすることもできる。反応室
の下部には真空排気ダクト１８が配設されている。
石英ガラス製のぞき窓１２を配設し、史にウェハを反応
室へ搬入したり、搬出したりするためのＹ・備室１４が
固設されている。反応室１０と予備室１４とはゲート１
６により遮断・連通可能に構成できる。予備室は別の側
思部にも固設し、合計２室とすることもできる。反応室
の下部には真空排気ダクト１８が配設されている。
反応室の天井には高周波電極機構２Ｏが取付られている
。高周波電極機構２Ｏは下部に、サセプタの直径より大
きな、円盤状で、多数の貫通孔が穿設された金屑製シャ
ワー電極２２を有する。この金属製シャワー電極２２は
、内部に反応ガス導路２４を有する金属導体２６と接触
されている。
。高周波電極機構２Ｏは下部に、サセプタの直径より大
きな、円盤状で、多数の貫通孔が穿設された金屑製シャ
ワー電極２２を有する。この金属製シャワー電極２２は
、内部に反応ガス導路２４を有する金属導体２６と接触
されている。
また、この金属導体２６は高周波電源２８に接続されて
いる。金属製シャワー電極２２および金属導体２６は絶
縁リング３０により保持されている。
いる。金属製シャワー電極２２および金属導体２６は絶
縁リング３０により保持されている。
金属製シャワー電極２２に対峙して、この直下に、サセ
プタ３２が配設されている。サセプタの中心には金属製
の均熱板３４があり、その周囲に炭化ケイ素の絶縁カバ
ー３６が配設されている。
プタ３２が配設されている。サセプタの中心には金属製
の均熱板３４があり、その周囲に炭化ケイ素の絶縁カバ
ー３６が配設されている。
均熱板を加熱するためのヒータ３８が炉壁を介して配設
されている。均熱板３４のヒにはウェハ３５が載置され
る。
されている。均熱板３４のヒにはウェハ３５が載置され
る。
前記反応ガス導路２４には反応ガス供給メインバイブ４
０が接続されている。このメインパイプニハ例えば、Ｎ
２Ｏガスを供給するための分枝パイプ４２と％ ＣＦ
４ガスを供給するための分枝バイブ４４を接続すること
ができる。これにより、エツチングに必要なガスをチャ
ンバ内に供給することができる。各パイプの途中には流
量を制御するためのバルブ４６．４８および５０をそれ
ぞれ配設することが好ましい。図示されていないが、こ
れらのバルブは全てマスフローコントローラに接続され
ていて、各ガスの流量が正確に制御されている。
０が接続されている。このメインパイプニハ例えば、Ｎ
２Ｏガスを供給するための分枝パイプ４２と％ ＣＦ
４ガスを供給するための分枝バイブ４４を接続すること
ができる。これにより、エツチングに必要なガスをチャ
ンバ内に供給することができる。各パイプの途中には流
量を制御するためのバルブ４６．４８および５０をそれ
ぞれ配設することが好ましい。図示されていないが、こ
れらのバルブは全てマスフローコントローラに接続され
ていて、各ガスの流量が正確に制御されている。
成膜反応自体に不必要なガス（例えば、ＣＦ４）のライ
ンは成膜反応中は閉じられている。そして、エツチング
クリーニングを行う場合にだけ全てのバルブを開いて所
定の混合比の反応ガスを形成してチャンバ内に供給する
。−例として、ＳｉＨ４の流量はＯ〜６、好ましくは１
〜２ ＳＣＣＭの範囲内で変化させることができる。ま
た、ＣＦ４の流量はＯ〜１０００１好ましくは３００〜
８００５ＣＣＭの範囲内で変化させることができる。更
に、Ｎ２Ｏの流量は０〜１０００、好ましくは３００〜
８ｏ ＯＳＣＣＭの範囲内で変化させることができる。
ンは成膜反応中は閉じられている。そして、エツチング
クリーニングを行う場合にだけ全てのバルブを開いて所
定の混合比の反応ガスを形成してチャンバ内に供給する
。−例として、ＳｉＨ４の流量はＯ〜６、好ましくは１
〜２ ＳＣＣＭの範囲内で変化させることができる。ま
た、ＣＦ４の流量はＯ〜１０００１好ましくは３００〜
８００５ＣＣＭの範囲内で変化させることができる。更
に、Ｎ２Ｏの流量は０〜１０００、好ましくは３００〜
８ｏ ＯＳＣＣＭの範囲内で変化させることができる。
本発明によりプラズマエツチングクリーニングを行う場
合の炉内圧力は０．２〜５ Ｔｏｒｒの範囲内で自動制
御することができる。また、重積間隔は１０〜２Ｏ．、
、奸ましくは、１５〜２Ｏ．、の範囲内で変化させるこ
とができ、高周波出力はＯ〜１ｋＷ。
合の炉内圧力は０．２〜５ Ｔｏｒｒの範囲内で自動制
御することができる。また、重積間隔は１０〜２Ｏ．、
、奸ましくは、１５〜２Ｏ．、の範囲内で変化させるこ
とができ、高周波出力はＯ〜１ｋＷ。
奸ましくは５００〜８００ Ｗの範囲内で変化させるこ
とができ、ヒータの温度も２５℃〜４００℃の範囲内で
変化させることができる。
とができ、ヒータの温度も２５℃〜４００℃の範囲内で
変化させることができる。
前記のようなファクターは炉内の汚れ具合などを考慮し
て適宜組み合わせて使用することができる。最適なファ
クターの組み合わせは実験を繰り返すことにより当業者
ならば決定することができる。
て適宜組み合わせて使用することができる。最適なファ
クターの組み合わせは実験を繰り返すことにより当業者
ならば決定することができる。
以上、本発明の方法をプラズマＣＶＤ装置について説明
してきたが、この装置の他、チャンバを使用し、該チャ
ンバ内に成膜反応生成物などの異物が生成、付着する傾
向のある装置類、例えば、？Ｉｔ＝Ｊ’サイクロトロン
共鳴装置やドライエツチング装置などのクリーニングに
も本発明の方法を適用することができる。
してきたが、この装置の他、チャンバを使用し、該チャ
ンバ内に成膜反応生成物などの異物が生成、付着する傾
向のある装置類、例えば、？Ｉｔ＝Ｊ’サイクロトロン
共鳴装置やドライエツチング装置などのクリーニングに
も本発明の方法を適用することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の方法によれば、従来のエ
ツチングガスのＣＦ４１０２に代えて、ＣＦ４／Ｎ２Ｏ
／Ｓ ｉ Ｈ４を使用するので、グロー放電をかけても
電極にＡＪ！ Ｆ３は発生しない。
ツチングガスのＣＦ４１０２に代えて、ＣＦ４／Ｎ２Ｏ
／Ｓ ｉ Ｈ４を使用するので、グロー放電をかけても
電極にＡＪ！ Ｆ３は発生しない。
Ｎ２Ｏおよび５ｆＨ４は本来、プラズマＣＶＤ膜の生成
に使用されるものであり、これらのガスを従来の酸素ガ
スに代えてＣＦ４と併用することにより電極にＡＪＦ３
を生成することなくチャンバ内および電極をエツチング
クリーニングできることは極めて画期的である。
に使用されるものであり、これらのガスを従来の酸素ガ
スに代えてＣＦ４と併用することにより電極にＡＪＦ３
を生成することなくチャンバ内および電極をエツチング
クリーニングできることは極めて画期的である。
何れにしろ、本発明の方法によればエツチングクリーニ
ングを行ってもＡＪ２Ｆ３が形成されないので、チャン
バ内のインピーダンスの変化を抑制することができる。
ングを行ってもＡＪ２Ｆ３が形成されないので、チャン
バ内のインピーダンスの変化を抑制することができる。
その結果、堆積速度の変化、膜厚均一性の悪化、異物の
多発といった不都合な°１「態の発生を防１１−でき、
半導体デバイスの製造歩留りを向上させることができる
。
多発といった不都合な°１「態の発生を防１１−でき、
半導体デバイスの製造歩留りを向上させることができる
。
第１図は本発明のクリーニング方法が実施されるプラズ
マＣＶＤ装置の一例を示す模式的断面図である。 ｌ・・・プラズマＣＶＤ装置、１０・・・反応室。 １２・・・のぞき窓、１４・・・予備室、１６・・・ゲ
ート。 １８・・・排気ダクト、２Ｏ・・・高周波電極機構。 ２２・・・シャワー電極、２４・・・反応ガス導路。 ２６・・・金属導体、２８・・・高周波電源。 ３０・・・絶縁リング、３２・・・サセプタ。 ３４・・・均熱板、３５・・・ウェハ、３６・・・絶縁
カバー３８・・・ヒータ、４０・・・反応ガス供給メイ
ンパイプ、４２および４４・・・分枝パイプ、４８．４
８および５０・・・バルブ
マＣＶＤ装置の一例を示す模式的断面図である。 ｌ・・・プラズマＣＶＤ装置、１０・・・反応室。 １２・・・のぞき窓、１４・・・予備室、１６・・・ゲ
ート。 １８・・・排気ダクト、２Ｏ・・・高周波電極機構。 ２２・・・シャワー電極、２４・・・反応ガス導路。 ２６・・・金属導体、２８・・・高周波電源。 ３０・・・絶縁リング、３２・・・サセプタ。 ３４・・・均熱板、３５・・・ウェハ、３６・・・絶縁
カバー３８・・・ヒータ、４０・・・反応ガス供給メイ
ンパイプ、４２および４４・・・分枝パイプ、４８．４
８および５０・・・バルブ
Claims (2)
- （１）気相反応装置のチャンバ内にＣＦ＿４、Ｎ＿２Ｏ
およびＳｉＨ＿４からなる混合ガスを導入し、該混合ガ
スの雰囲気下で高周波を印加することによりグロー放電
を発生させることからなる気相反応装置のチャンバのク
リーニング方法。 - （２）気相反応装置はプラズマＣＶＤ装置であることを
特徴とする請求項１記載の気相反応装置のチャンバのク
リーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26297689A JPH03126873A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 気相反応装置のチャンバのクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26297689A JPH03126873A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 気相反応装置のチャンバのクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126873A true JPH03126873A (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=17383166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26297689A Pending JPH03126873A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 気相反応装置のチャンバのクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03126873A (ja) |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP26297689A patent/JPH03126873A/ja active Pending
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