JPH06224163A - Self-cleaning method for vacuum chamber - Google Patents
Self-cleaning method for vacuum chamberInfo
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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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Abstract
Description
【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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma deposition apparatus used for manufacturing an LSI, a thin film transistor and the like, and more particularly to a plasma deposition apparatus effective for improving the operation rate of the apparatus and cleaning 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
３．５６ＭＨｚ高周波グロー放電を利用したプラズマＣ
ＶＤ装置が用いられることが多い。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
ＶＤ装置の低い稼働率の原因となっている。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。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。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。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
−３５７７８号公報等に記載されている方法が提案され
ている。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。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。2. Description of the Related Art A plasma deposition apparatus used for manufacturing an LSI, a thin film transistor, etc. has hitherto been limited to a radio frequency band.
Plasma C using 3.56MHz high frequency glow discharge
VD devices are often used. In these devices, in order to stabilize the process and reduce foreign matters, it is inevitable to open and clean the atmosphere at regular intervals.
This is the cause of low availability of VD equipment. In order to solve this problem, in recent years, an apparatus having a function of cleaning the inside of a vacuum container at regular intervals without breaking the vacuum, a so-called self-cleaning function, has been announced. In this self-cleaning method, the end point is determined by measuring the cleaning rate in advance and managing the time. However, since this method does not directly measure the end point of self-cleaning, problems such as deterioration of the inner wall of the vacuum container due to cleaning residues and excessive cleaning occurred. Therefore, as a method for directly measuring the cleaning end point, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63
The method described in JP-A-35778 has been proposed. This method uses a crystal oscillator that is installed in advance in a vacuum container and has a film of the same amount or the same thickness as the substrate formed by the plasma CVD method. It is detected as the amount (cleaning is completed when the film thickness becomes 0). Further, as used in a dry etching apparatus, a method of detecting the end point by measuring the signal intensity of a specific plasma emission spectrum has also been proposed.
【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。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。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。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。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。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。In the self-cleaning end point detecting method described above, the following points have been insufficiently taken into consideration. First of all, the most deficient consideration is that in dry etching, the object to be processed exists only in a certain space (specifically, on the substrate), whereas in self-cleaning, the object is to be processed over the entire inner wall of the vacuum container. To exist. That is, if there is a rate-determining place for cleaning other than the point measured by a crystal oscillator or an emission spectrum measuring instrument, it may be measured as the end point before the part is completely cleaned. The reason is that the gas species used and the discharge conditions are different between the film formation and the self-cleaning, and the film formation distribution and the cleaning distribution do not always match. When using the emission spectrum measuring instrument, it seems that all the locations in the vacuum container are measured, but it is impossible for the emission spectrum measuring instrument to obtain information regarding cleaning from the non-emission region. This becomes a noticeable problem as the volume and surface area of a device capable of depositing a film over a large area, that is, a vacuum container, 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。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。The second problem is that the method for measuring the emission spectrum requires a viewport (such as a quartz window) for observing plasma emission, but unlike dry etching, a film is formed at that location. It is that you are. That is, for example, when performing self-cleaning of amorphous silicon, light having a wavelength of about 400 nm or less is absorbed, so that it is necessary to provide a 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 provided with equipment effective for detecting the end point 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。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。In order to solve the above problems, an end point detection method for measuring process parameters reflecting information in the entire vacuum container may be adopted. That is, this is a method for detecting the end point of self-cleaning by measuring a strong process parameter having a relatively small spatial dependency such as a change with time in the emission spectrum or the film thickness of a specific portion.
【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。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。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。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。The first condition that meets the above conditions is mass spectrometry in a vacuum container. This is a method of measuring the signal intensity that reflects the amount of a substance having a specific mass number existing in the vacuum container. For example, the end point of self-cleaning can be detected by mass-analyzing the process gas in the vacuum container using a quadrupole mass spectrometer or the like. That is, the end point of self-cleaning can be detected by measuring the amount of the substance derived from a specific object to be treated.
【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。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。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。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。Another process parameter is the method of measuring pressure during self-cleaning. By carrying out self-cleaning, a reaction product is generated and a pressure change in the vacuum container occurs. The end point of self-cleaning can be detected by measuring the pressure change. For example, the end point of self-cleaning can be detected by measuring the pressure change using a diaphragm gauge or the like.
【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。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。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。All of these methods are process parameters that have relatively little spatial dependence in the vacuum vessel as compared with the methods described in the prior art as described above. Therefore, it is possible to obtain all the information in the vacuum container without leaking it. In addition, these methods are relatively simple measuring instruments and can be measured immediately (by in-situ observation), which means that they are suitable for the 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。即ち、装置が大型化しても同様の
技術で対応できる。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。Furthermore, these parameters are independent of the size of the vacuum vessel. That is, even if the device becomes large, the same technique can be used. Rather, in the case of a large-sized device, the advantages are more remarkable as compared with the conventional technique.
【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。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。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。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。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。In the self-cleaning method for the inside of the vacuum container, the reactive gas is activated by using plasma or the like, and the object to be processed (adhesion, deposit) on the inner wall of the vacuum container is removed by chemical reaction or physical impact. Is the way. Therefore, the object to be processed is removed by the same principle as a general dry etching (reactive ion etching) method. However, in the case of the dry etching method, the object to be processed is concentrated at a specific place in the vacuum container, whereas in the case of the self-cleaning method, the object to be processed is present over substantially the entire inner wall of the vacuum container. It is a feature. In the conventional example, the self-cleaning method is positioned as an extension of the dry etching method, and thus insufficient consideration has been given to the spatial distribution of the object to be processed. Therefore, there is a problem that the end point detection becomes inaccurate, a cleaning residue is generated, the inner wall of the vacuum container is deteriorated due to excessive cleaning, and a path for improving throughput is not provided.
【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。The present method is effective in solving these problems, and is characterized in that process parameters having a relatively small spatial distribution in the vacuum container are used as a tool for detecting the end point.
【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、
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。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。As the process parameter, a method for detecting the end point by mass spectrometric analysis of a reaction product having a specific mass number,
The method of detecting the end point from the pressure change during self-cleaning was adopted. These are process parameters that are less spatially dependent than the conventional technology that measures the plasma emission spectrum and the film thickness change at a specific location.
【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。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。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。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。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。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。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。Since the self-cleaning method is a technique utilizing chemical changes, the reaction product after the reaction exists in the vacuum container. For example, when self-cleaning is performed using a fluorine-based gas such as carbon tetrafluoride or sulfur hexafluoride, a fluoride (for example, silicon fluoride when silicon is cleaned) is generated after the reaction. It is expected that this amount increases as the reaction (cleaning) progresses, eventually becomes a constant amount in balance with the exhaust system, and then rapidly decreases with the end of cleaning. Alternatively, the maximum value may be reached immediately after the start of self-cleaning, and then the maximum value may be decreased. In any case, the supply of the reaction product is performed as long as the object to be treated is present in the vacuum container regardless of the location. In other words, if the reaction product is no longer detected, it means that there is no object to be processed in the vacuum container. Therefore, the end point of self-cleaning can be detected by detecting the reaction product by mass spectrometry or measuring the pressure change accompanying the chemical reaction.
【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。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。The amount of reaction products present during cleaning and the reaction pressure vary depending on the object to be treated, the cleaning gas, the cleaning conditions and the like. Therefore, after predicting the type of the reaction product, mass spectrometry, and pressure change measurement in advance, the process parameter that most reflects the self-cleaning state may be adopted.
【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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【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。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。(Embodiment 1) The first embodiment is an example of self-cleaning using a high frequency plasma CVD apparatus as shown in FIG. Hereinafter, a method of removing and cleaning the hydrogenated amorphous silicon film attached to the inside of the vacuum container 1 by the self-cleaning method using this apparatus will be described.
【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。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。This apparatus has already performed 100 times of film formation (film formation per time is about 200 nm), and in the vacuum container 1 about 0.02 mm near the thickest electrode 2 and other vacuums. A hydrogenated amorphous silicon film having a thickness of about 0.01 mm is attached to the inner wall of the container 1. Since the substrate is placed on the substrate holder 3 at the time of film formation, almost no film is attached.
【００１９】図２は、本状態のプラズマ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。本実験のセルフクリー
ニング条件は、ガス流量毎分２００cm3、高周波パワー
１０００Ｗ、圧力は約５０Ｐａであった。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。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。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。ま
た、質量数１の信号強度も同様の変化が確認された。更
に、フッ化シリコン系の信号強度（例えば質量数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。FIG. 2 shows a plasma CVD apparatus in this state.
When self-cleaning with sulfur fluoride,
It is the result of having measured the time-dependent change of the signal strength of mass number 2 using the quadrupole mass spectrometer 5. The self-cleaning conditions for this experiment were a gas flow rate of 200 cm 3 , a high frequency power of 1000 W, and a pressure of about 50 Pa. From this figure, the signal strength decreases monotonically as the cleaning time increases,
It can be seen that after a certain time, the value is constant. This point means that the supply of hydrogen existing in the hydrogenated amorphous silicon film is completed, that is, the self-cleaning is completed because the hydrogenated amorphous silicon attached to the vacuum container 1 is lost. When actually observing the inside of the self-cleaning vacuum container 1 controlled by such end point detection, it was confirmed that the self-cleaning was completely performed at all places in the vacuum container 1. Also, the same change was confirmed in the signal intensity of mass number 1. Furthermore, the signal intensity of the silicon fluoride system (for example, the mass number 70
The same change was confirmed by the measurement of (), etc., and it was found that it can be used for detecting the end point 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
Ｄ装置でのセルフクリーニングの場合である。本実施例
での被処理物は、窒化シリコンである。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。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。(Embodiment 2) The second embodiment is an electron cyclotron resonance microwave plasma CV as shown in FIG.
This is the case of self-cleaning in the D device. The object to be processed in this example is silicon nitride. Similar to Example 1, this apparatus has already performed 100 times of film formation (film formation per time is about 200 nm), and the thickness of the vacuum container 1 is about 0.02 mm in the vicinity of the thickest gas blowing plate 14. A state where a silicon nitride film having a thickness of about 0.005 mm is attached to the inner wall of the other vacuum container 1. Since the substrate is placed on the substrate holder 3 at the time of film formation, almost no film is attached.
【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。本実験のセルフクリーニング条件は、ガ
ス流量毎分３５０cm3、マイクロ波パワー１５００Ｗで
あった。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。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。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。また、質量
数１４の信号強度も同様の変化が確認された。FIG. 4 is a quadrupole mass spectrometer showing the change over time in the signal intensity of mass number 28 when the electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus in this state is self-cleaned using sulfur hexafluoride. 5 is the result of measurement using 5. The self-cleaning conditions in this experiment were a gas flow rate of 350 cm 3 / min and a microwave power of 1500 W. From this figure, it can be seen that the signal intensity monotonously decreases with an increase in the cleaning time, and becomes a constant value after a certain time. This point means that the supply of nitrogen existing in the silicon nitride film is completed, that is, the silicon nitride attached to the vacuum container 1 is gone and self-cleaning is completed. When actually observing the inside of the self-cleaning vacuum container 1 controlled by such end point detection, it was confirmed that the self-cleaning was completely performed at all places in the vacuum container 1. Also, the same change was confirmed in the signal intensity of mass number 14.
【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
装置でのセルフクリーニングの場合である。本実施例で
の被処理物は、酸化シリコンである。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。(Embodiment 3) The third embodiment is the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as the second embodiment.
This is the case of self-cleaning in the device. The object to be processed in this example is silicon oxide. Also in this case, the end point of the self-cleaning can be detected by measuring the signal intensity of the mass number 32 or the mass number 16 as in the second embodiment.
【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
装置でのセルフクリーニングの場合である。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。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。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。(Embodiment 4) The fourth embodiment is the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as the second embodiment.
This is the case of self-cleaning in the device. The object to be processed in this example is hydrogenated amorphous silicon. The target of the mass analysis in this example is not the reaction product but the signal intensity caused by the cleaning gas. A method of detecting the self-cleaning end point based on the change will be described.
【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
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。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。Similar to the second embodiment, this apparatus has already performed 100 times of film formation (each film formation is about 200 nm), and the thickness of the vacuum container 1 near the thickest gas blowing plate 14 is about 100 nm. 0.02mm, about 0.005 on the inner wall of other vacuum vessels 1
This is a state in which a hydrogenated amorphous silicon film having a thickness of mm is attached. Since the substrate is placed on the substrate holder 3 at the time of film formation, almost no film is attached.
【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。本実験のセルフクリーニング条件は、ガ
ス流量毎分３５０cm3、マイクロ波パワー１５００Ｗで
あった。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。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。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。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。FIG. 5 is a quadrupole mass spectrometer showing the change over time in the signal intensity of mass number 89 when the electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus in this state was self-cleaned using sulfur hexafluoride. 5 is the result of measurement using 5. The self-cleaning conditions in this experiment were a gas flow rate of 350 cm 3 / min and a microwave power of 1500 W. From this figure, it can be seen that the signal intensity is almost constant at the initial stage of cleaning, but increases sharply and then becomes constant again at a value larger than the initial value. This means that the signal intensity shows a low value because sulfur hexafluoride is consumed to some extent in the initial stage of cleaning, and the signal intensity becomes high due to the end of consumption at the end of cleaning. . That is, the point that the signal intensity sharply increases means that the consumption of sulfur hexafluoride is completed, that is, the self-cleaning in the vacuum container 1 is completed. When actually observing the inside of the vacuum container 1 which is self-cleaning controlled by such end point detection, it is confirmed that the self-cleaning is completely performed in all the places in the vacuum container 1.
【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
装置でのセルフクリーニングの場合である。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。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。(Embodiment 5) The fifth embodiment is the same electron cyclotron resonance microwave plasma CVD as the second embodiment.
This is the case of self-cleaning in the device. The object to be processed in this example is hydrogenated amorphous silicon. In this embodiment, a method for detecting self-cleaning end point by measuring pressure will be described.
【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
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。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。As in the second embodiment, this apparatus has already performed 100 times of film formation (each film formation is about 200 nm), and the thickness of the vacuum container 1 near the thickest gas blowing plate 14 is about 100 nm. 0.02mm, about 0.005m on the inner wall of other vacuum vessels
In this state, a hydrogenated amorphous silicon film having a thickness of m is attached. Since the substrate is placed on the substrate holder 3 at the time of film formation, almost no film is attached.
【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。本実験のセル
フクリーニング条件は、ガス流量毎分３５０cm3、マイ
クロ波パワー１５００Ｗであった。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。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。
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。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。FIG. 6 is a result of measuring a pressure change using a diaphragm gauge when the electron cyclotron resonance microwave plasma CVD apparatus in this state was self-cleaned using sulfur hexafluoride. The self-cleaning conditions in this experiment were a gas flow rate of 350 cm 3 / min and a microwave power of 1500 W. From this figure, it can be seen that the pressure increases slowly as the cleaning time increases, and then sharply decreases at a certain time and reaches a constant value. It is considered that this is because, since hydrogen existing in the hydrogenated amorphous silicon film is released, the pressure rises at the initial stage of self-cleaning, but when the cleaning is completed, the hydrogen supply is stopped and the pressure sharply decreases.
That is, a rapid change in pressure is observed at the point where the hydrogenated amorphous silicon in the vacuum container 1 has disappeared. When actually observing the inside of the self-cleaning vacuum container 1 controlled by such end point detection, it was confirmed that the self-cleaning was completely performed at all places in the vacuum container 1.
【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。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、
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。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。As described above, the use of the end point detection method of the present invention ensures the management of self-cleaning. Further, in the present embodiment, the effect is described only for the cleaning of the silicon-based material and the cleaning using the fluorine-based gas.
Similarly, in the case of cleaning using a chlorine-based gas, the end point of self-cleaning can be detected by measuring the signal intensity and pressure of a specific mass number. In this case, it is necessary to consider and devise such as adopting a process parameter that most reflects the cleaning state, and if possible, managing the end point of self-cleaning with a plurality of process parameters.
【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, stable and accurate self-cleaning end point detection can be performed without considering the size and shape of the vacuum container, the spatial distribution of the object to be processed, the position of the measuring device, the spatial resolution and the like. The effect is that it can be done easily.
【図１】高周波プラズマＣＶＤ装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view 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。FIG. 2 is a diagram showing a change in signal intensity of a mass number 2 during cleaning.
【図３】電子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ装置の概略図である。FIG. 3 Electron cyclotron resonance microwave plasma C
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。FIG. 4 is a diagram showing a change in signal intensity of a mass number of 28 during 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。FIG. 5 is a diagram showing a change in signal intensity of mass number 89 during 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。FIG. 6 is a diagram showing a change in pressure inside the vacuum container during cleaning.
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
…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。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 2 ... Electrode, 3 ... Substrate holder, 4 ... Vacuum exhaust device, 5 ... Quadrupole mass spectrometer, 6 ... High frequency power supply, 7
... Gas supply system, 11 ... Magnetron, 12 ... Microwave waveguide, 13 ... Electromagnet, 14 ... Gas blowing 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─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 29/784 (72) Inventor Masaharu Shimamura 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi Ltd. Electronic Device Division
Claims (15)
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。1. A self-cleaning method for cleaning the inside of a vacuum container of a plasma deposition apparatus for forming a substance on a substrate by utilizing glow discharge by utilizing glow discharge, wherein end point detection during self-cleaning is carried out by mass spectrometry. A self-cleaning method in a vacuum container, characterized by being performed by a meter.
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 self-cleaning method for cleaning the inside of a vacuum container of a plasma deposition apparatus for forming a substance on a substrate by utilizing glow discharge by utilizing glow discharge, wherein a vacuum gauge is used to detect an end point during self-cleaning. Alternatively, a method for self-cleaning the inside of a vacuum container is performed by measuring the pressure with a pressure gauge.
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. The self-cleaning method according to claim 1, wherein the object to be treated is a silicon-based substance.
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. The self-cleaning method according to claim 1, wherein the object to be treated is a silicon-based amorphous substance.
（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。5. The object to be processed according to claim 4 is plasma CVD
The vacuum according to claim 1, which is a hydrogenated amorphous silicon-based substance formed by a (chemical vapor deposition) method, and detects a signal of mass number 1 and / or 2 by a mass spectrometer to detect an end point. Self-cleaning method inside the container.
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. An object to be processed according to claim 4 is a silicon nitride-based material, and the end point is detected by measuring a signal with a mass number of 28 and / or 14 with a mass spectrometer. Self-cleaning method inside the vacuum container.
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. The object to be treated according to claim 4 is a silicon oxide type substance, and the end point is detected by measuring a signal with a mass number of 32 and / or 16 with a mass spectrometer. Self-cleaning method inside the vacuum container.
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. The self-cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning gas is a fluorine-based gas represented by MxFy (the mass number of M is m, x, y = integer), and the mass number (m × x + 19 × y). A method for self-cleaning in a vacuum container, characterized in that the end point is detected by measuring the signal of the above with a mass spectrometer.
リーニング方法において、クリーニングガスがＭｘＦｙ
で表わされるフッ素系ガスあり、質量数（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. The method for self-cleaning a silicon-based material according to claim 4, wherein the cleaning gas is MxFy.
There is a fluorine-based gas represented by, and the mass number (28 × z + 1
A method of self-cleaning in a vacuum container, characterized in that a signal of 9 × y) (x, y, z = integer) is measured by a mass spectrometer to detect an end point.
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 for self-cleaning in a vacuum container of a plasma deposition apparatus according to claim 1, wherein the discharge is a microwave discharge.
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. The method of self-cleaning in a vacuum container of a plasma deposition apparatus according to claim 10, wherein the discharge is an electron cyclotron resonance microwave discharge.
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. A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the plasma deposition apparatus used in the manufacturing process is a device having a self-cleaning function, and the end point of the self-cleaning process is detected by a mass spectrometer.
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 method of manufacturing a thin film transistor, wherein the plasma deposition apparatus used in the manufacturing process is a device having a self-cleaning function, and the end point of the self-cleaning process is detected by pressure measurement with a vacuum gauge or a pressure gauge.
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. A plurality of thin film transistors according to claim 12 or 13 are arranged on a substrate having at least a surface made of an insulating material, and each gate electrode is connected to a first bus line, and each drain is connected. A thin film transistor active matrix circuit board, comprising electrodes connected to a second bus line and respective source electrodes connected to respective display pixel electrodes.
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. A counter electrode is provided so as to face a display pixel electrode connected to a source electrode on the thin film transistor active matrix circuit substrate according to claim 14, and liquid crystal is filled in a gap between the display pixel electrode and the counter electrode. An image display device comprising a display cell which is hermetically sealed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052493A JPH06224163A (en) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | Self-cleaning method for vacuum chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052493A JPH06224163A (en) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | Self-cleaning method for vacuum chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224163A true JPH06224163A (en) | 1994-08-12 |
Family
ID=11752638
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052493A Pending JPH06224163A (en) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | Self-cleaning method for vacuum chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224163A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113913786A (en) * | 2021-10-09 | 2022-01-11 | 赛莱克斯微系统科技（北京）有限公司 | Film deposition equipment and cleaning method thereof |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP1052493A patent/JPH06224163A/en active Pending
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