JPH06224163A - Self-cleaning method for vacuum chamber - Google Patents

Self-cleaning method for vacuum chamber

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JPH06224163A
JPH06224163A JP1052493A JP1052493A JPH06224163A JP H06224163 A JPH06224163 A JP H06224163A JP 1052493 A JP1052493 A JP 1052493A JP 1052493 A JP1052493 A JP 1052493A JP H06224163 A JPH06224163 A JP H06224163A
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JP
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cleaning
self
vacuum chamber
end point
method
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JP1052493A
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Japanese (ja)
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Masaki Shimamura
Masahiro Tanaka
Satoru Todoroki
Kunihiko Watanabe
昌期 島村
邦彦 渡邉
政博 田中
悟 轟
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Abstract

PURPOSE: To enable the self-cleaning end point of a plasma deposit apparatus to be stably and accurately detected by a method wherein the self-cleaning end point of a vacuum chamber provided inside the plasma deposit apparatus is detected through a measurement of pressure taken by a mass spectrometer or a vacuum gauge or a pressure gauge.
CONSTITUTION: An end point detecting method, wherein process parameters reflecting from data throughout all vacuum chamber of a plasma deposit apparatus are measured, is adopted. That is, strong process parameters comparatively small in space dependency such as emission spectrum change and the film thickness change of a specific part with time are measured, whereby the end point of self-cleaning is detected. For instance, the mass spectrometric analysis of processing gas inside the vacuum chamber 1 is executed by the use of a quadrupole mass spectrometer 5. Or, the change of pressure is measured by a diaphragm gauge, whereby the end point of self-cleaning is detected. Thus, the end point of self-cleaning can be stably and accurately detected without taking the size of the vacuum chamber and the spatial distribution state of works into consideration.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はLSI,薄膜トランジスタ等製造に用いるプラズマ堆積装置に係り、特に装置稼働率の向上、プロセスのクリーン化等に有効なプラズマ堆積装置に関するものである。 The present invention relates to a LSI, it relates to a plasma deposition apparatus for use in a thin film transistor or the like production, in particular the improvement of equipment utilization, it relates to effective plasma deposition apparatus cleaning, etc. of the process.

【0002】 [0002]

【従来の技術】LSIや薄膜トランジスタ等の製造に用いるプラズマ堆積装置は、従来からラジオ波帯域の1 The plasma deposition apparatus for use in the Related Art Manufacture of LSI and thin film transistors, the first radio wave band conventionally
3.56MHz高周波グロー放電を利用したプラズマC Plasma C using 3.56MHz frequency glow discharge
VD装置が用いられることが多い。 VD device is often used. これらの装置ではプロセスの安定化と異物低減のために、一定期間毎の大気開放、清掃を余儀なくされているが、これがプラズマC In order to stabilize the process and foreign matter reduced in these devices, the atmosphere opening of predetermined time intervals have been forced to clean, which is a plasma C
VD装置の低い稼働率の原因となっている。 It has become a cause of low utilization rate of VD apparatus. この課題を解決するため、近年真空容器内を一定期間毎に真空を破ることなくクリーニングする機能、所謂セルフクリーニング機能を備えた装置も発表されている。 To solve this problem, the ability to clean without recent breaking the vacuum of the vacuum vessel at regular intervals, is also presented apparatus having a so-called self-cleaning function. このセルフクリーニング法はあらかじめクリーニング速度を測定しておき、時間管理を行なうことで終点を判定している。 The self-cleaning method in advance by measuring the advance cleaning speed, and determines the end point by performing time management. しかしこの方法はセルフクリーニング終点を直接測定していないため、クリーニング残渣や過剰クリーニングによる真空容器内壁の劣化といった問題が生じた。 However, this method because it does not measure the self-cleaning endpoint directly, a problem such as deterioration of the inner wall of the vacuum vessel due to cleaning residues and excess cleaning arises. そこでクリーニング終点を直接測定する方法として、特開昭63 So as a method of measuring the cleaning endpoint directly, JP 63
−35778号公報等に記載されている方法が提案されている。 Method described in -35778 JP like have been proposed. この方法は、あらかじめ真空容器内と接続して設置され、プラズマCVD法で基板と同量または同程度の厚さの膜が形成された水晶発振子を用いて、クリーニングの終点を膜厚の減少量(膜厚0となった点でクリーニング終了)として検出するものである。 This method is installed in connection with pre-vacuum vessel, using a crystal oscillator substrate in the same amount or comparable thickness of film formed by the plasma CVD method, reduces the end point of the cleaning film thickness the amount is detected as (cleaning ends at a point a thickness 0). また、ドライエッチング装置で用いられているように特定のプラズマ発光スペクトルの信号強度を測定して終点検出を行なう方法も提案されている。 Further, there has been proposed a method of measuring the signal strength of the particular plasma emission spectrum as used in the dry etching apparatus performs endpoint detection.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたセルフクリーニングの終点検出法は、以下の点が考慮不足であった。 Endpoint detection method of self-cleaning which has been described above [0008], the following points were insufficient consideration. まず最も考慮不足であるのは、ドライエッチングの場合は被処理物が一定空間(具体的には基板上)のみに存在するのに対して、セルフクリーニングでは被処理物は真空容器内壁の全体にわたって存在することである。 A is the first and most considered insufficient, in the case of dry etching whereas only present in a certain space object to be processed (specifically, on the substrate), the object to be processed is a self-cleaning throughout the inner wall of the vacuum vessel it is that the present. すなわち水晶発振子や発光スペクトル測定器で測定している点以外でクリーニング律速な場所が存在した場合、その部分が完全にクリーニングされる前に終点と測定される可能性があることである。 That is, the cleaning rate limiting location is present at except being measured by a crystal oscillator or emission spectrum measuring apparatus, is the potential to be measured as an end point before the portion thereof is completely cleaned. その理由は、成膜時とセルフクリーニング時では使用するガス種や放電条件が異なり、成膜分布とクリーニング分布が必ずしも一致していないからである。 The reason is that different gas species and discharge conditions employed in time when a self-cleaning film formation, because the film formation distribution and the cleaning distributions do not necessarily match. 発光スペクトル測定器を用いる場合は、一見真空容器内の全ての場所を測定しているようであるが、発光スペクトル測定器は非発光領域からクリーニングに関する情報を得ることは不可能である。 When using an emission spectrum measurement instrument, but seems to measure all locations seemingly vacuum vessel, the emission spectrum measuring device is not possible to obtain information about cleaning the non-light-emitting region. このことは大面積にわたって膜堆積が可能な装置、即ち真空容器の体積,表面積が大きくなるにつれて顕著なあい路事項となる。 This is a remarkable Airo matters as the film deposited over a large area capable device, i.e. the vacuum chamber volume, the surface area increases.

【0004】第2の問題点は、発光スペクトルを測定する方法ではプラズマ発光を観測するビューポート(石英製窓等)が必要であるが、ドライエッチングの場合と異なりその場所にも成膜されていることである。 [0004] The second problem is the method of measuring the emission spectrum is required viewport for observing plasma emission (quartz window, etc.), it is also deposited in place unlike the case of dry etching It is that you are. すなわち、例えばアモルファスシリコンのセルフクリーニングを行なう場合、約400nm以下の波長の光は吸収されるため、正確な測定にはシャッター機構を設ける等の配慮が必要である。 That is, for example, when performing self-cleaning of the amorphous silicon, the light having a wavelength of less than or equal to about 400nm is absorbed, it is necessary to consider such providing the shutter mechanism for accurate measurement.

【0005】本発明の目的は、セルフクリーニングの終点検出に関して有効な設備を備えたプラズマ堆積装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a plasma deposition apparatus having a valid equipment respect endpoint detection of self-cleaning.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するためには、真空容器内全体にわたっての情報を反映したプロセスパラメータを測定する終点検出法を採用すればよい。 To solve the above object, according to an aspect of may be adopted endpoint detection method of measuring process parameters that reflect the information over the vacuum vessel. 即ち、発光スペクトルや特定部位の膜厚の経時変化といった空間依存性が比較的少ない強いプロセスパラメータを測定することでセルフクリーニングの終点検出を行なう方法である。 That is a method of performing end-point detection of self-cleaning by spatial dependence such aging of the film thickness of the emission spectrum or a specific site to measure the relatively few strong process parameters.

【0007】上記条件を満たすものとして、第1に真空容器内の質量分析があげられる。 [0007] As the condition is satisfied, the mass analysis of the vacuum vessel is raised to the first. これは真空容器内に存在する特定質量数の物質の量を反映した信号強度を測定する方法である。 This is a method of measuring the signal strength reflecting the amount of a particular mass number of the substance present in the vacuum vessel. 例えば四重極型質量分析計等を用いて、真空容器内のプロセスガスの質量分析を行なうことによって、セルフクリーニングの終点検出が可能である。 For example, using a quadrupole mass spectrometer or the like, by performing a mass analysis of the process gas in the vacuum chamber, it is possible to end-point detection of self-cleaning. 即ち、ある特定の被処理物に由来する物質の量を測定することで、セルフクリーニングの終点検出を行なうことができる。 That is, by measuring the amount of material derived from a particular object to be processed, it is possible to perform endpoint detection of self-cleaning.

【0008】今1つのプロセスパラメータは、セルフクリーニング中の圧力を測定する方法である。 [0008] Now one process parameter is a method for measuring the pressure in the self-cleaning. セルフクリーニングを行なうことにより、反応生成物が生じ、真空容器内の圧力変化が起きる。 By performing the self-cleaning, the reaction product occurs, pressure changes in the vacuum chamber occurs. その圧力変化を測定してセルフクリーニングの終点検出が可能である。 It is possible to end-point detection of self-cleaning by measuring the pressure change. 例えばダイヤフラムゲージ等を用いての圧力変化の測定から、セルフクリーニングの終点検出を行なうことができる。 For example, from the measurement of the pressure change by using a diaphragm gauge or the like, it is possible to carry out an end detection of self-cleaning.

【0009】これらの方法は何れも、前述のように従来技術に述べた方法と比較して、真空容器内での空間依存性が比較的少ないプロセスパラメータである。 [0009] Each of these methods is also compared to the method described in the prior art as described above, a relatively small process parameter space dependency of a vacuum vessel. そこで真空容器内の全ての情報を細大もらさず得ることができる。 Therefore all the information in the vacuum vessel can be obtained without leaking Saidai. また、これらの方法は比較的簡便な測定器で、即時的に(その場観察で)測定が可能であることも、終点検出法に適していると言える。 Further, these methods are relatively simple instrument, immediate manner also is possible (that in situ) measurement, it can be said to be suitable for end-point detection method.

【0010】さらに、これらのパラメータは真空容器の大きさに依存しない。 Furthermore, these parameters do not depend on the size of the vacuum container. 即ち、装置が大型化しても同様の技術で対応できる。 That is, devices can be dealt with a similar technology in size. むしろ大型装置の場合の方が、従来技術と比較して、その利点が顕著に現われる。 Rather towards the case of a large device, as compared to the prior art, its advantages remarkable.

【0011】 [0011]

【作用】真空容器内のセルフクリーニング法は、プラズマ等を用いて反応性ガスを活性化し、化学反応または物理的な衝撃等によって真空容器内壁の被処理物(付着物,堆積物)を除去する方法である。 [Action] self-cleaning process of the vacuum vessel, activating a reactive gas using a plasma or the like to remove the object to be processed in the vacuum vessel inner wall (fouling, deposits) by a chemical reaction or physical shocks it is a method. 従って一般のドライエッチング(反応性イオンエッチング)法と同様の原理で、被処理物を除去している。 Thus in general the same principle as dry etching (reactive ion etching) method, and removing the object to be processed. しかし、ドライエッチング法の場合、被処理物が真空容器内の特定場所に集中的に存在していることと比較して、セルフクリーニング法の場合は被処理物が真空容器内壁ほぼ全面にわたって存在することが特徴である。 However, when the dry etching method, the object to be processed is compared to be present intensively on a specific location in the vacuum chamber, the object to be treated in the case of self-cleaning process is present over the inner wall of the vacuum vessel substantially the entire it is a feature. 従来例ではドライエッチング法の延長としてセルフクリーニング法を位置付けていたため、被処理物の空間分布の点で考慮不足となっていた。 In the conventional example had positioned the self-cleaning process as an extension of the dry etching method has been a lack of consideration in terms of the spatial distribution of the object. このため、終点検出が不正確となり、クリーニング残渣を生じたり、過剰クリーニングによる真空容器内壁の劣化、さらにはスループット向上の点であい路になる等の問題があった。 Therefore, endpoint detection becomes inaccurate, or cause cleaning residue, deterioration of the inner wall of the vacuum vessel due to excessive cleaning, further has a problem such as to become Airo in terms of throughput improvement.

【0012】本方法は、これらの問題を解決する上で有効であり、真空容器内での空間分布が比較的少ないプロセスパラメータを終点検出の道具として用いている点に特徴がある。 [0012] The method is effective in solving these problems, it is characterized in that it uses a relatively small process parameter space distribution in the vacuum vessel as a tool end point detection.

【0013】プロセスパラメータとしては、特定質量数の反応生成物を質量分析することで終点検出する方法、 [0013] The process parameters, a method of detecting the end point by mass analysis of the reaction product of a specific mass number,
セルフクリーニング中の圧力変化から終点検出する方法を採用した。 Adopting a method of endpoint detection from pressure changes in the self-cleaning. これらはプラズマ発光スペクトルや特定場所の膜厚変化を測定する従来技術と比較して、空間依存性が少ないプロセスパラメータである。 These are compared with the conventional technique of measuring the film thickness change in the plasma emission spectrum or a specific place, a spatial dependence is small process parameters.

【0014】セルフクリーニング法は化学変化を利用した技術であるから、反応後の反応生成物が真空容器内に存在する。 [0014] Because the self-cleaning process is a technique that utilizes a chemical change, the reaction product after the reaction is present in the vacuum vessel. 例えば4フッ化炭素,6フッ化イオウ等のフッ素系ガスを用いてセルフクリーニングを行なうと、反応後は被処理物のフッ化物(例えばシリコンをクリーニングするとフッ化シリコン)が生成される。 For example carbon tetrafluoride, when the self-cleaning with a fluorine-based gas such as sulfur hexafluoride, after the reaction of the fluoride of the workpiece (silicon cleaning the silicon fluoride for example) is generated. この量は反応(クリーニング)が進むにつれて増加し、排気系とのバランスでやがて一定量になった後、クリーニング終了とともに急速に減少することが予想される。 This amount reaction increases as (cleaning) progresses, after becoming eventually a certain amount in the balance of the exhaust system, is expected to decrease rapidly with cleaning ends. あるいはセルフクリーニング開始直後直ちに最大値となった後、減少する場合も考えられる。 Or after becoming immediately maximum value immediately after the self-cleaning start, it is conceivable to decrease. いずれにしても反応生成物の供給は、存在場所によらず真空容器内に被処理物が存在する限り行なわれる。 Supply of the reaction product Anyway is performed as long as the object to be processed is present in the vacuum vessel regardless of the location. 言い替えると、反応生成物が検出されなくなれば、真空容器内に被処理物が存在しないということを意味する。 In other words, if the reaction product is not detected means that the object to be processed is not present in the vacuum vessel. そこで、この反応生成物を質量分析によって検出したり、化学反応に伴う圧力変化を測定することによって、セルフクリーニングの終点検出が可能になる訳である。 Therefore, and detect the reaction products by mass spectrometry, by measuring the pressure change due to a chemical reaction, which mean that it is possible to end-point detection of self-cleaning.

【0015】被処理物,クリーニングガス、及びクリーニング条件等によって、クリーニング中の反応生成物の存在量、反応圧力は変わってくる。 The object to be processed, the cleaning gas, and a cleaning conditions, the presence of the reaction product in the cleaning, the reaction pressure varies. そこで予め反応生成物の種類の予想や質量分析,圧力変化等の測定を行なった上で、最もセルフクリーニング状態を反映しているプロセスパラメータを採用すればよい。 So the kind of expected and mass spectrometry of the prereacted product, after performing measurement of the pressure change and the like, may be employed process parameters that reflects the most self-cleaning condition.

【0016】 [0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図6により説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention by Figures 1-6.

【0017】(実施例1)第1の実施例は、図1に示すような高周波プラズマCVD装置を用いたセルフクリーニングの例である。 [0017] (Example 1) The first embodiment is an example of a self-cleaning using high-frequency plasma CVD apparatus as shown in FIG. 以下、本装置を用いてセルフクリーニング法によって、真空容器1内に付着した水素化アモルファスシリコン膜を除去、清浄化する方法について述べる。 Hereinafter, the self-cleaning method using the apparatus, remove the hydrogenated amorphous silicon film deposited in the vacuum vessel 1, describes a method of cleaning.

【0018】本装置は、既に100回の成膜(1回当りの成膜は約200nm)を行なっており、真空容器1内には最も厚い電極2上付近で約0.02mm、その他の真空容器1内壁で約0.01mmの厚さの水素化アモルファスシリコン膜が付着している状態である。 The present apparatus is already 100 times deposition (once per deposition of about 200 nm) and by performing, in the vacuum chamber 1 thickest electrode 2 above the vicinity of about 0.02 mm, other vacuum hydrogenated amorphous silicon film having a thickness of about 0.01mm in vessel 1 inner wall a condition is attached. なお、基板ホルダー3上は成膜時には基板が載っているため、ほとんど膜の付着は見られない。 Since the upper substrate holder 3 rests a substrate during film formation, little film deposition of observed.

【0019】図2は、本状態のプラズマCVD装置を6 FIG. 2 is a plasma CVD apparatus of the present state 6
フッ化イオウを用いてセルフクリーニングした場合の、 In the case of self-cleaning with sulfur fluoride,
質量数2の信号強度の経時変化を、四重極型質量分析計5を用いて測定した結果である。 The time course of the signal intensity of mass number 2, the result of measurement using a quadrupole mass spectrometer 5. 本実験のセルフクリーニング条件は、ガス流量毎分200cm 3 、高周波パワー1000W、圧力は約50Paであった。 Self-cleaning conditions of this experiment, the gas flow rate per minute 200 cm 3, RF power 1000W, pressure was about 50 Pa. 本図より信号強度は、クリーニング時間の増加と共に単調に減少し、 Signal strength from the figure, it decreases monotonically with increasing cleaning time,
ある時間の後は一定値となっていることがわかる。 After a certain time, it can be seen that has become a constant value. この点は水素化アモルファスシリコン膜中に存在する水素の供給が終了したこと、即ち真空容器1に付着した水素化アモルファスシリコンがなくなりセルフクリーニングが終了したことを意味している。 This point means that the supply of hydrogen present ended, i.e. self-cleaning eliminates the hydrogenated amorphous silicon deposited on the vacuum chamber 1 is terminated hydrogenated amorphous silicon film. 実際にこのような終点検出で管理したセルフクリーニングを施した真空容器1内を観察すると、真空容器1内全ての場所で、完全にセルフクリーニングが行なわれていることが確認された。 In fact observing such endpoint vacuum vessel 1 which has been subjected to self-cleaning which is managed by detecting, at all locations within the vacuum chamber 1, completely be self-cleaning is being performed has been confirmed. また、質量数1の信号強度も同様の変化が確認された。 Moreover, a similar change in the signal intensity of mass number 1 was confirmed. 更に、フッ化シリコン系の信号強度(例えば質量数70 Further, the signal intensity of silicon fluoride-based (e.g., a mass number of 70
等)を測定しても同様の変化が確認され、セルフクリーニングの終点検出に利用できることがわかった。 By measuring the like) similar change is confirmed, it was found that available end-point detection of self-cleaning.

【0020】(実施例2)第2の実施例は、図3に示すような電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCV [0020] Example (Example 2) Second, electron cyclotron resonance microwave plasma CV as shown in FIG. 3
D装置でのセルフクリーニングの場合である。 The case for self-cleaning of the D device. 本実施例での被処理物は、窒化シリコンである。 The object to be processed in this embodiment is a silicon nitride. 実施例1と同様に、本装置も既に100回の成膜(1回当りの成膜は約200nm)を行なっており、真空容器1内には最も厚いガス吹出板14付近で約0.02mm、その他の真空容器1内壁で約0.005mmの厚さの窒化シリコン膜が付着している状態である。 As in Example 1, the film formation of the present device is also already 100 times (deposition of per about 200 nm) and subjected to about near the thickest gas supply plate 14 in the vacuum vessel 1 0.02 mm the thickness of the silicon nitride film of about 0.005mm in other vacuum vessel 1 inner wall is in a state adhering. なお、基板ホルダー3上は成膜時には基板が載っているため、ほとんど膜の付着は見られない。 Since the upper substrate holder 3 rests a substrate during film formation, little film deposition of observed.

【0021】図4は、本状態の電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD装置を6フッ化イオウを用いてセルフクリーニングした場合の、質量数28の信号強度の経時変化を、四重極型質量分析計5を用いて測定した結果である。 FIG. 4 is an electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus of the present state of the case where the self-cleaning with sulfur hexafluoride, the temporal change of the signal intensity of mass number 28, quadrupole mass spectrometer 5 is a result of measurement used. 本実験のセルフクリーニング条件は、ガス流量毎分350cm 3 、マイクロ波パワー1500Wであった。 Self-cleaning conditions of this experiment, the gas flow rate per minute 350 cm 3, was microwave power 1500 W. 本図より信号強度は、クリーニング時間の増加と共に単調に減少し、ある時間の後は一定値となっていることがわかる。 Signal strength from the figure, decreases monotonically with increasing cleaning time, after a certain time it is understood that the constant value. この点は窒化シリコン膜中に存在する窒素の供給が終了したこと、即ち真空容器1に付着した窒化シリコンがなくなりセルフクリーニングが終了したことを意味している。 This point means that the supply of nitrogen present in the silicon nitride film has been completed, i.e. self-cleaning eliminates the silicon nitride adhering to the vacuum container 1 is completed. 実際にこのような終点検出で管理したセルフクリーニングを施した真空容器1内を観察すると、真空容器1内全ての場所で、完全にセルフクリーニングが行なわれていることが確認された。 In fact observing such endpoint vacuum vessel 1 which has been subjected to self-cleaning which is managed by detecting, at all locations within the vacuum chamber 1, completely be self-cleaning is being performed has been confirmed. また、質量数14の信号強度も同様の変化が確認された。 Moreover, a similar change in the signal intensity of mass number 14 were confirmed.

【0022】(実施例3)第3の実施例は、実施例2と同じ電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD [0022] Example (Example 3) Third, the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as in Example 2
装置でのセルフクリーニングの場合である。 It is a case of self-cleaning of the apparatus. 本実施例での被処理物は、酸化シリコンである。 The object to be processed in this embodiment is a silicon oxide. この場合も実施例2と同様に、質量数32、あるいは質量数16の信号強度等を測定することにより、セルフクリーニングの終点検出を行なうことができる。 Also in this case, as in Example 2, by measuring the mass number 32 or the signal intensity of mass number 16, etc., it can perform endpoint detection of self-cleaning.

【0023】(実施例4)第4の実施例は、実施例2と同じ電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD [0023] (Example 4) A fourth embodiment is the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as in Example 2
装置でのセルフクリーニングの場合である。 It is a case of self-cleaning of the apparatus. 本実施例での被処理物は、水素化アモルファスシリコンである。 It objects to be treated in the present embodiment, a hydrogenated amorphous silicon. 本実施例での質量分析の対象は反応生成物ではなく、クリーニングガスに起因する信号強度である。 Target mass analysis in this embodiment is not a reaction product, a signal intensity attributed to the cleaning gas. その変化からセルフクリーニング終点検出を行う方法について述べる。 It describes a method of performing self-cleaning endpoint detection from the change.

【0024】本装置も実施例2と同様に、既に100回の成膜(1回当りの成膜は約200nm)を行なっており、真空容器1内には最も厚いガス吹出板14付近で約0.02mm、その他の真空容器1内壁で約0.005 The present apparatus is similarly as in Example 2, (the formation of the per about 200 nm) deposited already 100 times and performed approximately near the thickest gas supply plate 14 in the vacuum vessel 1 0.02 mm, about in other vacuum vessel 1 inner wall 0.005
mmの厚さの水素化アモルファスシリコン膜が付着している状態である。 mm thickness of the hydrogenated amorphous silicon film is in a state adhering. なお、基板ホルダー3上は成膜時には基板が載っているため、ほとんど膜の付着は見られない。 Since the upper substrate holder 3 rests a substrate during film formation, little film deposition of observed.

【0025】図5は、本状態の電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD装置を6フッ化イオウを用いてセルフクリーニングした場合の、質量数89の信号強度の経時変化を、四重極型質量分析計5を用いて測定した結果である。 FIG. 5 is an electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus of the present state of the case where the self-cleaning with sulfur hexafluoride, the temporal change of the signal intensity of mass number 89, quadrupole mass spectrometer 5 is a result of measurement used. 本実験のセルフクリーニング条件は、ガス流量毎分350cm 3 、マイクロ波パワー1500Wであった。 Self-cleaning conditions of this experiment, the gas flow rate per minute 350 cm 3, was microwave power 1500 W. 本図より信号強度は、クリーニング初期ではほぼ一定値であるが、急激に増加し、初期値より大きな値で再び一定となっていることがわかる。 This figure than the signal strength, in the cleaning initial substantially constant value, sharply increases, it is understood that the constant again larger than the initial value. このことは、クリーニング初期には6フッ化イオウがある程度消費されているため、信号強度は低い値を示しており、クリーニング終了と共に消費が終了し信号強度は高い値となったことを示している。 This is because the sulfur hexafluoride is consumed to some extent in the cleaning initial signal strength indicates a low value, indicating that consumption with a cleaning termination ends and the signal intensity was a high value . 即ち信号強度が急激に増加した点は、6フッ化イオウの消費が終了したこと、つまり真空容器1内のセルフクリーニングが終了したことを意味している。 That point where the signal strength rapidly increases is that the consumption of sulfur hexafluoride is finished, that means that the self-cleaning of the vacuum container 1 is completed. 実際にこのような終点検出で管理したセルフクリーニングを施した真空容器1内を観察すると、真空容器1内全ての場所で、完全にセルフクリーニングが行なわれていることが確認された。 In fact observing such endpoint vacuum vessel 1 which has been subjected to self-cleaning which is managed by detecting, at all locations within the vacuum chamber 1, completely be self-cleaning is being performed has been confirmed.

【0026】(実施例5)第5の実施例は、実施例2と同じ電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD [0026] (Example 5) A fifth embodiment is the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as in Example 2
装置でのセルフクリーニングの場合である。 It is a case of self-cleaning of the apparatus. 本実施例での被処理物は、水素化アモルファスシリコンである。 It objects to be treated in the present embodiment, a hydrogenated amorphous silicon. 本実施例では、圧力測定によるセルフクリーニング終点検出を行なう方法について述べる。 The present embodiment will describe a method for performing self-cleaning endpoint detection by the pressure measured.

【0027】本装置も実施例2と同様に、既に100回の成膜(1回当りの成膜は約200nm)を行なっており、真空容器1内には最も厚いガス吹出板14付近で約0.02mm、その他の真空容器内壁で約0.005m [0027] The present apparatus also as in Example 2, (the formation of the per about 200 nm) deposited already 100 times and performed approximately near the thickest gas supply plate 14 in the vacuum vessel 1 0.02 mm, about any other inner wall of the vacuum vessel 0.005m
mの厚さの水素化アモルファスシリコン膜が付着している状態である。 The thickness of the hydrogenated amorphous silicon film of m is a state is attached. なお、基板ホルダー3上は成膜時には基板が載っているため、ほとんど膜の付着は見られない。 Since the upper substrate holder 3 rests a substrate during film formation, little film deposition of observed.

【0028】図6は、本状態の電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマCVD装置を6フッ化イオウを用いてセルフクリーニングした場合の圧力変化を、ダイヤフラムゲージを用いて測定した結果である。 FIG. 6 is an electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus of the present state of pressure change in the case of self-cleaning with sulfur hexafluoride, a result of measurement using a diaphragm gauge. 本実験のセルフクリーニング条件は、ガス流量毎分350cm 3 、マイクロ波パワー1500Wであった。 Self-cleaning conditions of this experiment, the gas flow rate per minute 350 cm 3, was microwave power 1500 W. 本図より圧力は、クリーニング時間の増加と共にゆっくりと増加し、ある時間を境に急激に減少し一定値となっていることがわかる。 Pressures above this figure increases slowly with increasing cleaning time, it is understood that the constant value sharply reduces the boundary of a certain time. これは水素化アモルファスシリコン膜中に存在する水素が放出されるため、セルフクリーニング初期には圧力が上昇するが、クリーニングが終了すると水素供給がなくなるため圧力が急激に減少していると考えられる。 Since this is released hydrogen present in hydrogenated amorphous silicon film, but the pressure is increased in the self-cleaning initial believed pressure for cleaning the ends hydrogen supply is eliminated is decreasing rapidly.
即ち真空容器1中の水素化アモルファスシリコンがなくなった点で圧力の急激な変化が観測される。 That abrupt change in pressure is observed in that the hydrogenated amorphous silicon in the vacuum vessel 1 is depleted. 実際にこのような終点検出で管理したセルフクリーニングを施した真空容器1内を観察すると、真空容器1内全ての場所で、完全にセルフクリーニングが行なわれていることが確認された。 In fact observing such endpoint vacuum vessel 1 which has been subjected to self-cleaning which is managed by detecting, at all locations within the vacuum chamber 1, completely be self-cleaning is being performed has been confirmed.

【0029】以上述べてきたように、本発明の終点検出法を用いると、セルフクリーニングの管理が確実に行われる。 [0029] As has been described above, the use of end-point detection method of the present invention, management of the self-cleaning is ensured. また、本実施例ではシリコン系物質のクリーニング、フッ素系ガスを用いたクリーニングに限って効果を記述したが、例えば金属や金属酸化膜のクリーニング、 The cleaning of the silicon-based material in the present embodiment has been described effect only cleaning using a fluorine-based gas, for example of metal or metal oxide film cleaning,
塩素系ガスを用いたクリーニング等の場合も同様に、特定の質量数の信号強度や圧力を測定することで、セルフクリーニングの終点検出が可能である。 Similarly, for the cleaning or the like using a chlorine-based gas, by measuring the signal strength and the pressure of a specific mass number, it is possible to end-point detection of self-cleaning. この場合、そのクリーニング状態を最も反映したプロセスパラメータを採用すること、出来れば複数のプロセスパラメータでセルフクリーニングの終点管理を行うこと等の配慮、工夫が必要である。 In this case, employing the process parameters that best reflect the cleaning state, consideration such means as the end point management self-cleaning of a plurality of process parameters if possible, it is necessary to devise.

【0030】 [0030]

【発明の効果】本発明によれば、真空容器の大きさ,形状、被処理物の空間分布状態、測定装置の位置、空間分解能等を考慮することなく、安定かつ正確なセルフクリーニング終点検出が簡便に行なえるという効果がある。 According to the present invention, the size of the vacuum vessel, the shape, the spatial distribution of the object, the position of the measuring device, without considering the spatial resolution and the like, a stable and accurate self-cleaning endpoint detection simply there is an effect that can be performed.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】高周波プラズマCVD装置の概略図である。 1 is a schematic diagram of a high-frequency plasma CVD apparatus.

【図2】クリーニング中の質量数2の信号強度の変化を示す図である。 2 is a diagram illustrating a change in mass number 2 of the signal intensity in the cleaning.

【図3】電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマC [Figure 3] electron cyclotron resonance microwave plasma C
VD装置の概略図である。 It is a schematic diagram of a VD device.

【図4】クリーニング中の質量数28の信号強度の変化を示す図である。 4 is a diagram showing a change of the signal intensity of mass number 28 in the cleaning.

【図5】クリーニング中の質量数89の信号強度の変化を示す図である。 5 is a diagram showing a change in signal intensity of mass number 89 in the cleaning.

【図6】クリーニング中の真空容器内圧力の変化を示す図である。 6 is a diagram showing a change in the vacuum chamber pressure in the cleaning.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…真空容器、2…電極、3…基板ホルダ、4…真空排気装置、5…四重極型質量分析計、6…高周波電源、7 1 ... vacuum vessel, 2 ... electrode, 3 ... substrate holder, 4 ... evacuation device, 5 ... quadrupole mass spectrometer, 6 ... high frequency power source, 7
…ガス供給系、11…マグネトロン、12…マイクロ波導波管、13…電磁石、14…ガス吹出板。 ... gas supply system, 11 ... magnetron 12 ... microwave waveguide, 13 ... electromagnet, 14 ... gas outlet plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 5識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 (72)発明者 島村 昌期 千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製 作所電子デバイス事業部内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 5 identification symbol Agency in the docket number FI technology display place H01L 29/784 (72) inventor Shimamura Akiraki Mobara City, Chiba Prefecture Hayano 3300 address, Ltd. Hitachi, Ltd. Sakusho electronic device within the Division

Claims (15)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】グロー放電を利用して基板上に物質を形成するプラズマ堆積装置の真空容器内を、グロー放電を利用して清浄化するセルフクリーニング方法において、セルフクリーニング時の終点検出を質量分析計によって行なうことを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 The method according to claim 1 Utilizing the glow discharge in the vacuum vessel of a plasma deposition apparatus for forming a material on a substrate, the self-cleaning process for cleaning using a glow discharge mass spectrometry endpoint detection during self-cleaning vacuum chamber self-cleaning method characterized by performing the meter.
  2. 【請求項2】グロー放電を利用して基板上に物質を形成するプラズマ堆積装置の真空容器内を、グロー放電を利用して清浄化するセルフクリーニング方法において、セルフクリーニング時の終点検出を真空計または圧力計による圧力測定によって行なうことを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 2. A method vacuum chamber using a glow discharge plasma deposition apparatus for forming a material on a substrate, the self-cleaning process for cleaning using a glow discharge, vacuum meter endpoint detection during self-cleaning or the vacuum chamber self-cleaning method and performing the pressure measurement by the pressure gauge.
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のセルフクリーニング方法において、被処理物がシリコン系物質であることを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 3. A self-cleaning method according to claim 1 or 2, wherein the vacuum chamber self-cleaning wherein the object to be processed is a silicon-based material.
  4. 【請求項4】請求項1又は2記載のセルフクリーニング方法において、被処理物がシリコン系アモルファス物質であることを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 4. A self-cleaning method according to claim 1 or 2, wherein the vacuum chamber self-cleaning wherein the object to be processed is a silicon-based amorphous substance.
  5. 【請求項5】請求項4記載の被処理物がプラズマCVD 5. The object to be processed according to claim 4, wherein a plasma CVD
    (化学気相蒸着)法で形成した水素化アモルファスシリコン系物質であり、質量数1かつ/または2の信号を質量分析計で測定し終点検出を行なうことを特徴とする請求項1記載の真空容器内セルフクリーニング方法。 (Chemical vapor deposition) and hydrogenated amorphous silicon based material formed by method, a vacuum of claim 1, wherein the performing measured end point detection signals of the mass number of 1 and / or 2 in a mass spectrometer self-cleaning method in the container.
  6. 【請求項6】請求項4記載の被処理物が窒化シリコン系物質であり、質量数28かつ/または14の信号を質量分析計で測定し終点検出を行なうことを特徴とする請求項1記載の真空容器内セルフクリーニング方法。 6. a object to be processed is a silicon nitride-based material according to claim 4, claim 1, wherein the performing measured end point detection signals of the mass number 28 and / or 14 in a mass spectrometer vacuum vessel self-cleaning methods.
  7. 【請求項7】請求項4記載の被処理物が酸化シリコン系物質であり、質量数32かつ/または16の信号を質量分析計で測定し終点検出を行なうことを特徴とする請求項1記載の真空容器内セルフクリーニング方法。 7. A processing object according to claim 4, wherein is a silicon oxide-based material, according to claim 1, wherein the performing measured end point detection signal having a mass number of 32 and / or 16 in a mass spectrometer vacuum vessel self-cleaning methods.
  8. 【請求項8】請求項1記載のセルフクリーニング方法において、クリーニングガスがMxFy(Mの質量数はm、x,y=整数)で表わされるフッ素系ガスあり、質量数(m×x+19×y)の信号を質量分析計で測定し終点検出を行なうことを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 8. A self-cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning gas is MxFy (mass number M is m, x, y = integers) have a fluorine-based gas represented by the mass number (m × x + 19 × y) vacuum chamber self-cleaning method characterized by performing a signal measurement and end point detection in the mass spectrometer.
  9. 【請求項9】請求項4記載のシリコン系物質のセルフクリーニング方法において、クリーニングガスがMxFy 9. A self-cleaning method for a silicon-based material according to claim 4, cleaning gas MxFy
    で表わされるフッ素系ガスあり、質量数(28×z+1 In there fluorine-based gas represented mass numbers (28 × z + 1
    9×y)(x,y,z=整数)の信号を質量分析計で測定し終点検出を行なうことを特徴とする真空容器内セルフクリーニング方法。 9 × y) (x, y, z = the vacuum chamber self-cleaning method characterized by performing the measurement and end point detection signals integer) in the mass spectrometer.
  10. 【請求項10】放電がマイクロ波放電であることを特徴とする請求項1又は2記載のプラズマ堆積装置の真空容器内セルフクリーニング方法。 10. The method of claim 1 or 2 vacuum chamber self-cleaning method for the plasma deposition apparatus, wherein the discharge is a microwave discharge.
  11. 【請求項11】放電が電子サイクロトロン共鳴マイクロ波放電であることを特徴とする請求項10記載のプラズマ堆積装置の真空容器内セルフクリーニング方法。 11. discharge vacuum chamber self-cleaning method for the plasma deposition apparatus of claim 10, characterized in that the electron cyclotron resonance microwave discharge.
  12. 【請求項12】その製造工程に用いるプラズマ堆積装置がセルフクリーニング機能を有する装置であり、セルフクリーニング工程の終点検出を質量分析計によって行なうことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 12. an apparatus that plasma deposition apparatus having a self-cleaning function to be used in the manufacturing process, a method of manufacturing the thin film transistor and performing by the mass spectrometer endpoint detection of self-cleaning process.
  13. 【請求項13】その製造工程に用いるプラズマ堆積装置がセルフクリーニング機能を有する装置であり、セルフクリーニング工程の終点検出を真空計または圧力計による圧力測定によって行なうことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 13. A device for plasma deposition apparatus having a self-cleaning function to be used in the manufacturing process, a method of manufacturing the thin film transistor and performs endpoint detection of the self-cleaning process by pressure measurement by gauge or pressure gauge.
  14. 【請求項14】請求項12又は13記載の薄膜トランジスタを、少なくとも表面が絶縁性物質で構成される基板上に複数個配置し、各々のゲート電極を第1のバスラインに接続し、各々のドレイン電極を第2のバスラインに接続し、各々のソース電極を各々の表示画素電極に接続して成ることを特徴とする薄膜トランジスタアクティブマトリクス回路基板。 14. The thin film transistor according to claim 12 or 13, wherein a plurality placed on at least the surface of the substrate made of an insulating material, connecting each gate electrode of the first bus line, each of the drain TFT active matrix circuit substrate, characterized in that connecting the electrode to the second bus line, formed by connecting each of the source electrode on each of the display pixel electrode.
  15. 【請求項15】請求項14記載の薄膜トランジスタアクティブマトリクス回路基板上のソース電極に接続された表示画素電極に対向して、対向電極を設けると共に、該表示画素電極と対向電極の間隙に液晶が充填密封されて表示セルを構成して成ることを特徴とする画像表示装置。 15. opposed to claim 14 TFT active matrix circuit the pixel electrode connected to the source electrode on the substrate according, provided with a counter electrode, a liquid crystal is filled in the gap of the display pixel electrode and the counter electrode the image display apparatus characterized by comprising constitutes a sealed with display cells.
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