JPH0630351B2 - 半導体製造装置のクリ−ニング終点判定方法 - Google Patents
半導体製造装置のクリ−ニング終点判定方法Info
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- JPH0630351B2 JPH0630351B2 JP62078505A JP7850587A JPH0630351B2 JP H0630351 B2 JPH0630351 B2 JP H0630351B2 JP 62078505 A JP62078505 A JP 62078505A JP 7850587 A JP7850587 A JP 7850587A JP H0630351 B2 JPH0630351 B2 JP H0630351B2
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- H—ELECTRICITY
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造装置の半導体基板処理室内をプラ
ズマ放電を用いたドライエッチングによりクリーニング
する場合のグーニング終点を判定する半導体製造装置の
クリーニング終点判定方法に関する。
ズマ放電を用いたドライエッチングによりクリーニング
する場合のグーニング終点を判定する半導体製造装置の
クリーニング終点判定方法に関する。
（従来の技術） 従来、プラズマＣＶＤ（化学気相反応堆積）装置の反応
室（堆積室）内をプラズマ放電を用いたドライエッチン
グ法によりクリーニングする際、クリーニング終点をモ
ニタする方法として、質量分析法、発光分光法等がよく
知られている。さらに、特開昭６１−１４５８２５号公
報に開示されているような、プラズマ放電投入電力に対
する反射電力またはプラズマ電極に発生するバイアス電
圧を計測することによりクリーニング終点を検出する電
力計測法や、半導体基板上の堆積膜厚から反応物内部に
堆積された総膜厚を推定し、この総膜厚に応じて割り出
した時間に基づいてドライエッチングクリーニング時間
を制御する時間制御法が知られている。
室（堆積室）内をプラズマ放電を用いたドライエッチン
グ法によりクリーニングする際、クリーニング終点をモ
ニタする方法として、質量分析法、発光分光法等がよく
知られている。さらに、特開昭６１−１４５８２５号公
報に開示されているような、プラズマ放電投入電力に対
する反射電力またはプラズマ電極に発生するバイアス電
圧を計測することによりクリーニング終点を検出する電
力計測法や、半導体基板上の堆積膜厚から反応物内部に
堆積された総膜厚を推定し、この総膜厚に応じて割り出
した時間に基づいてドライエッチングクリーニング時間
を制御する時間制御法が知られている。
しかし、前者の電力計測法は、クリーニング開始時に高
周波電源と放電電極との間に挿入されている整合回路の
インダクタンス、キャパシタンスを固定するので、クリ
ーニング終点までの間はインダクタンスが不整合状態と
なり、プラズマ状態が不安定になる。これにより、同一
条件でのクリーニング処理の再現性が低く、クリーニン
グ所要時間がばらつき、結果的に所要時間が長くなる。
周波電源と放電電極との間に挿入されている整合回路の
インダクタンス、キャパシタンスを固定するので、クリ
ーニング終点までの間はインダクタンスが不整合状態と
なり、プラズマ状態が不安定になる。これにより、同一
条件でのクリーニング処理の再現性が低く、クリーニン
グ所要時間がばらつき、結果的に所要時間が長くなる。
また、後者の時間制御法は、反応室内の堆積膜厚を正確
に測定できず、推計した総膜厚のばらつきを考慮して計
算時間も４０％程度以上長いオーバーエッチングを行う
必要があり、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下、半導
体基板のスループットが低下する。しかも、上記したよ
うな長いオーバーエッチングの間にエッチングガス（通
常、ＣＦ４／Ｏ２ガス系）の使用により、カーボン系汚
染層が電極表面に形成されて反応室内状態が不安定にな
るので、半導体基板上のプラズマＣＶＤ膜厚として±５
％内の均一性を得るために、反応室状態の安定化を計る
べくダミー基板上への堆積処理を頻繁に行う必要が生
じ、これに伴って前記稼働率、スループットが一層低下
する。
に測定できず、推計した総膜厚のばらつきを考慮して計
算時間も４０％程度以上長いオーバーエッチングを行う
必要があり、プラズマＣＶＤ装置の稼働率の低下、半導
体基板のスループットが低下する。しかも、上記したよ
うな長いオーバーエッチングの間にエッチングガス（通
常、ＣＦ４／Ｏ２ガス系）の使用により、カーボン系汚
染層が電極表面に形成されて反応室内状態が不安定にな
るので、半導体基板上のプラズマＣＶＤ膜厚として±５
％内の均一性を得るために、反応室状態の安定化を計る
べくダミー基板上への堆積処理を頻繁に行う必要が生
じ、これに伴って前記稼働率、スループットが一層低下
する。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したように電力計測法においてはクリー
ニング中にインピーダンスが不整合状態になることに伴
う問題点があり、時間制御法においては半導体製造装置
の稼働率が低くなることに伴う問題点があることに鑑み
てなされたもので、クリーニング終点を実時間で精度良
く判定でき、クリーニング所要時間が短くて半導体製造
装置の稼働率を向上し得る半導体製造装置のクリーニン
グ終点判定方法を提供することを目的とする。
ニング中にインピーダンスが不整合状態になることに伴
う問題点があり、時間制御法においては半導体製造装置
の稼働率が低くなることに伴う問題点があることに鑑み
てなされたもので、クリーニング終点を実時間で精度良
く判定でき、クリーニング所要時間が短くて半導体製造
装置の稼働率を向上し得る半導体製造装置のクリーニン
グ終点判定方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の半導体製造装置のクリーニング終点判定方法
は、半導体製造装置の半導体基板処理室内をプラズマ放
電を用いたドライエッチングによりクリーニングする
際、プラズマ放電中に高周波電源から放電電極へ定電流
または定電圧を供給しながら放電電極間のインピーダン
スまたは半導体基板処理室内の温度をモニタし、上記イ
ンピーダンスの変化特性または温度の変化特性が急変点
を検出し、この検出時点をクリーニング終点と判定する
ことを特徴とする。
は、半導体製造装置の半導体基板処理室内をプラズマ放
電を用いたドライエッチングによりクリーニングする
際、プラズマ放電中に高周波電源から放電電極へ定電流
または定電圧を供給しながら放電電極間のインピーダン
スまたは半導体基板処理室内の温度をモニタし、上記イ
ンピーダンスの変化特性または温度の変化特性が急変点
を検出し、この検出時点をクリーニング終点と判定する
ことを特徴とする。
（作用） クリーニング中の電極間インピーダンスまたは処理室内
温度の特性における急変点がクリーニング終点であるこ
とが確認されており、上記インピーダンスまたは温度を
クリーニング中に実時間で精度良くモニタできるので、
精度良く終点判定を行うことが可能で、半導体製造装置
の稼働率を向上させることができる。また、クリーニン
グ中に放電電極に定電流または定電圧を供給し、安定な
プラズマ状態を得ることができ、同一条件でのクリーニ
ング処理の再現性が良くなり、結果としてクリーニング
所要時間が良くなる。
温度の特性における急変点がクリーニング終点であるこ
とが確認されており、上記インピーダンスまたは温度を
クリーニング中に実時間で精度良くモニタできるので、
精度良く終点判定を行うことが可能で、半導体製造装置
の稼働率を向上させることができる。また、クリーニン
グ中に放電電極に定電流または定電圧を供給し、安定な
プラズマ状態を得ることができ、同一条件でのクリーニ
ング処理の再現性が良くなり、結果としてクリーニング
所要時間が良くなる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図に示す平行平板電極型プラズマＣＶＤ装置におい
て、１は反応室、２は上部電極３は下部電極、４は下部
電極３上の半導体基板搭載部、５は反応ガス（例えばＣ
Ｆ４＋Ｏ２）供給路、６は排気口、７はロードロック
室、８は半導体基板搬送系、９は不活性ガス（例えばＮ
２）供給路、１０は前記上部電極２を加熱するために内
蔵されたヒータである。そして、室外には、ヒータ加熱
用のヒータ電極１１、下部電極３を回転駆動するための
駆動系１２、反応室排気系１３、ロードロック排気系１
４、たとえば４０００ＫHz程度の高周波電力発生用の高
周波電極１５、およびこの高周波電力を上部電極２に供
給結合するための結合用容量１６、上記高周波電源１５
から上部電極２への供給電流を検出する電流検出用ピッ
クアップ１７、上部電極２と下部電極３（接地される）
との間の電圧を検出する電圧検出用ピックアップ１８、
上記ピックアップ１７の検出出力に基づいて上部電極２
と下部電極３との間の電極間インピーダンスを測定する
測定制御系１９、この測定制御系１９の測定結果に基づ
いてクリーニング終点判定処理を行って高周波電源１５
に動作停止制御信号を出力するようにプログラムにした
がって動作するＣＰＵ（中央処理ユニット）２０などと
共に各種のガス供給源（図示せず）が設けられている。
なお、前記高周波電源１５は、出力電流を一定にする定
電流制御機能を内蔵している。また、Ａは反応室１内で
半導体基板上にプラズマＣＶＤ膜（例えば酸化シリコン
膜や窒化シリコン膜）を堆積したときに反応室１内の上
部電極２や下部電極３や側壁部に堆積したクリーニング
の対象となるＣＶＤ膜であり、例えば１０〜２０μｍの
膜厚になるとパーティクルの発生を防ぐために除去する
必要がある。
て、１は反応室、２は上部電極３は下部電極、４は下部
電極３上の半導体基板搭載部、５は反応ガス（例えばＣ
Ｆ４＋Ｏ２）供給路、６は排気口、７はロードロック
室、８は半導体基板搬送系、９は不活性ガス（例えばＮ
２）供給路、１０は前記上部電極２を加熱するために内
蔵されたヒータである。そして、室外には、ヒータ加熱
用のヒータ電極１１、下部電極３を回転駆動するための
駆動系１２、反応室排気系１３、ロードロック排気系１
４、たとえば４０００ＫHz程度の高周波電力発生用の高
周波電極１５、およびこの高周波電力を上部電極２に供
給結合するための結合用容量１６、上記高周波電源１５
から上部電極２への供給電流を検出する電流検出用ピッ
クアップ１７、上部電極２と下部電極３（接地される）
との間の電圧を検出する電圧検出用ピックアップ１８、
上記ピックアップ１７の検出出力に基づいて上部電極２
と下部電極３との間の電極間インピーダンスを測定する
測定制御系１９、この測定制御系１９の測定結果に基づ
いてクリーニング終点判定処理を行って高周波電源１５
に動作停止制御信号を出力するようにプログラムにした
がって動作するＣＰＵ（中央処理ユニット）２０などと
共に各種のガス供給源（図示せず）が設けられている。
なお、前記高周波電源１５は、出力電流を一定にする定
電流制御機能を内蔵している。また、Ａは反応室１内で
半導体基板上にプラズマＣＶＤ膜（例えば酸化シリコン
膜や窒化シリコン膜）を堆積したときに反応室１内の上
部電極２や下部電極３や側壁部に堆積したクリーニング
の対象となるＣＶＤ膜であり、例えば１０〜２０μｍの
膜厚になるとパーティクルの発生を防ぐために除去する
必要がある。
次に、上記プラズマＣＶＤ装置において、プラズマＰＶ
Ｄ処理のバッチプロセスを何回か行った後、反応室１内
から半導体基板を取り去った状態でプラズマ放電を行っ
てドライエッチングにより反応室１内のクリーニングを
行う際の方法を説明する。反応室１内を所定の高温に
し、減圧しながら反応性ガスを供給し、高周波電力を印
加することによってプラズマ放電を行わせる。このプラ
ズマ放電中に高周波電源１５から定電流を供給し続け、
電極間インピーダンスとの整合状態を保つ。そして、上
記供給した注入電流を電流検出用ピックアップ１７によ
り検出し、電極間電圧を電圧検出用ピックアップ１８に
より検出し、電極間インピーダンスを測定制御系１９で
測定する。ここで、第２図にプラズマ放電開始のための
電源オン時からのクリーニング時間に対する注入電流
（定電流）と電極間電圧との関係について実測したデー
タの一例を示す。この図から、電極間電圧はクリーニン
グの時間の経過と共に緩やかに低下し、ある時点から急
激に低下し、やがてある時点から再び緩やかに低下する
ように変化することがわかる。この場合、公知のプラズ
マ発光スペクトル分析法を併用して確認した結果、ある
いは反応室１内にサンプル用の半導体チップを入れてお
いてチップ表面のＣＶＤ膜のエッチオフ状態を顕微鏡で
観察した結果、前記電圧が急激に変化した２回目の時点
Ｐでクリーニングが終了したことが判明した。換言すれ
ば、注入電流は一定であるから、上記電極間電圧と同様
に電極間インピーダンスが変化するので、このインピー
ダンス変化特性における２回目の急激な変化点がクリー
ニング終了点である。ＣＰＵ２０は、測定制御系１９の
測定結果を取り込むと共にドライクリーニング開始時点
からの経過時間を計時し、上記クリーニング終了点を判
定すると、計時時間の例えば２０％のオーバ時間を設定
し、このオーバ時間経過後に高周波電源１５の動作を停
止させるように制御する。
Ｄ処理のバッチプロセスを何回か行った後、反応室１内
から半導体基板を取り去った状態でプラズマ放電を行っ
てドライエッチングにより反応室１内のクリーニングを
行う際の方法を説明する。反応室１内を所定の高温に
し、減圧しながら反応性ガスを供給し、高周波電力を印
加することによってプラズマ放電を行わせる。このプラ
ズマ放電中に高周波電源１５から定電流を供給し続け、
電極間インピーダンスとの整合状態を保つ。そして、上
記供給した注入電流を電流検出用ピックアップ１７によ
り検出し、電極間電圧を電圧検出用ピックアップ１８に
より検出し、電極間インピーダンスを測定制御系１９で
測定する。ここで、第２図にプラズマ放電開始のための
電源オン時からのクリーニング時間に対する注入電流
（定電流）と電極間電圧との関係について実測したデー
タの一例を示す。この図から、電極間電圧はクリーニン
グの時間の経過と共に緩やかに低下し、ある時点から急
激に低下し、やがてある時点から再び緩やかに低下する
ように変化することがわかる。この場合、公知のプラズ
マ発光スペクトル分析法を併用して確認した結果、ある
いは反応室１内にサンプル用の半導体チップを入れてお
いてチップ表面のＣＶＤ膜のエッチオフ状態を顕微鏡で
観察した結果、前記電圧が急激に変化した２回目の時点
Ｐでクリーニングが終了したことが判明した。換言すれ
ば、注入電流は一定であるから、上記電極間電圧と同様
に電極間インピーダンスが変化するので、このインピー
ダンス変化特性における２回目の急激な変化点がクリー
ニング終了点である。ＣＰＵ２０は、測定制御系１９の
測定結果を取り込むと共にドライクリーニング開始時点
からの経過時間を計時し、上記クリーニング終了点を判
定すると、計時時間の例えば２０％のオーバ時間を設定
し、このオーバ時間経過後に高周波電源１５の動作を停
止させるように制御する。
なお、上記クリーニング時のエッチング条件の一具体例
としては、反応ガス ＣＦ４／Ｏ２の比率は ９：１で
あり、各反応して ４５０／５０ＳＣＣＭ、室内圧力は
０．２５Ｔｏｒｒ、室内温度は３００℃、プラズマ供給
電流は４．０Ａ（一定）である。
としては、反応ガス ＣＦ４／Ｏ２の比率は ９：１で
あり、各反応して ４５０／５０ＳＣＣＭ、室内圧力は
０．２５Ｔｏｒｒ、室内温度は３００℃、プラズマ供給
電流は４．０Ａ（一定）である。
上記実施例のクリーニング終点測定方法によれば、クリ
ーニング中に電源からの注入電流を一定にし、電源イン
ピーダンスを固定しないで電極間インピーダンスとの整
合をとっているので、プラズマ状態が安定であり、従来
の電力計測法に比べて同一条件におけるクリーニング所
要時間のばらつきが少なく、結果的に所要時間を短縮で
きる。また、クリーニング中に電極間インピーダンスの
変化を実時間でモニタし、上記インピーダンスの急変点
を検出し、検出時点をクリーニング終点と判定するの
で、終点を精度良く判定でき、従来の時間制御法に比べ
てプラズマＣＶＤ装置の稼働率が向上し、スループット
が向上する。ここでスループットの向上について具体的
に述べる。まず、クリーニング終点を正確に判定できる
ので、オーバーエッチ量も２０％程度と短くて良い。例
えば、クリーニング終点までの所要時間が７００分であ
るとすれば、従来の時間制御法ではオーバーエッチング
時間が４０％として、７００分×０．４＝２８０分必要
であるのに対して、上記実施例ではオーバーエッチング
時間が２０％として、７００分×０．２＝１４０分であ
るので、オーバーエッチング時間を不クリーニング時間
として約１５％短縮している。また、上記したようにオ
ーバーエッチング時間が短いので、クリーニング中にお
けるＣＦ４系ガスによる電極表面へのカーボン系汚染層
の形成も少なくなり、反応室内状態の安定性が崩れるお
それは少ない。従って、例えばプレデポジション膜を
１．０μｍの厚さに形成した後に、プラズマ酸化シリコ
ン膜を１．０μｍ堆積するバッチプロセスを１５回行う
毎にドライクリーニングを行い、このドライクリーニン
グを５回行う毎に反応室内の分解クリーニングを行う場
合、プラズマ酸化シリコン膜の膜厚として±５％以内の
均一性を得るために反応室内状態の安定化を計るべく行
うダミー基板上への堆積処理（カラ堆積）の回数が少な
くなる。すなわち、第３図に示すように、従来の時間制
御法ではドライクリーニングの１回目以降でそれぞれ行
う必要があったのに対して、上記実施例では４回目のド
ライクリーニングの後の１回だけ約３．０μｍの堆積を
行うだけで支障がないことが確認された。この点でも、
上記実施例は時間制御法に比べてスループットが一層向
上することがわかる。
ーニング中に電源からの注入電流を一定にし、電源イン
ピーダンスを固定しないで電極間インピーダンスとの整
合をとっているので、プラズマ状態が安定であり、従来
の電力計測法に比べて同一条件におけるクリーニング所
要時間のばらつきが少なく、結果的に所要時間を短縮で
きる。また、クリーニング中に電極間インピーダンスの
変化を実時間でモニタし、上記インピーダンスの急変点
を検出し、検出時点をクリーニング終点と判定するの
で、終点を精度良く判定でき、従来の時間制御法に比べ
てプラズマＣＶＤ装置の稼働率が向上し、スループット
が向上する。ここでスループットの向上について具体的
に述べる。まず、クリーニング終点を正確に判定できる
ので、オーバーエッチ量も２０％程度と短くて良い。例
えば、クリーニング終点までの所要時間が７００分であ
るとすれば、従来の時間制御法ではオーバーエッチング
時間が４０％として、７００分×０．４＝２８０分必要
であるのに対して、上記実施例ではオーバーエッチング
時間が２０％として、７００分×０．２＝１４０分であ
るので、オーバーエッチング時間を不クリーニング時間
として約１５％短縮している。また、上記したようにオ
ーバーエッチング時間が短いので、クリーニング中にお
けるＣＦ４系ガスによる電極表面へのカーボン系汚染層
の形成も少なくなり、反応室内状態の安定性が崩れるお
それは少ない。従って、例えばプレデポジション膜を
１．０μｍの厚さに形成した後に、プラズマ酸化シリコ
ン膜を１．０μｍ堆積するバッチプロセスを１５回行う
毎にドライクリーニングを行い、このドライクリーニン
グを５回行う毎に反応室内の分解クリーニングを行う場
合、プラズマ酸化シリコン膜の膜厚として±５％以内の
均一性を得るために反応室内状態の安定化を計るべく行
うダミー基板上への堆積処理（カラ堆積）の回数が少な
くなる。すなわち、第３図に示すように、従来の時間制
御法ではドライクリーニングの１回目以降でそれぞれ行
う必要があったのに対して、上記実施例では４回目のド
ライクリーニングの後の１回だけ約３．０μｍの堆積を
行うだけで支障がないことが確認された。この点でも、
上記実施例は時間制御法に比べてスループットが一層向
上することがわかる。
なお、前記実施例は、平行平板電極型のプラズマＣＶＤ
装置を示したが、フローティング電極を有するチューブ
型のプラズマＣＶＤ装置の場合には、間欠的に印加され
る電圧および電流値は一定であり、一般に電流の印加時
間によりプラズマの制御を行っており、印加電圧と時間
積分電流の関係をモニタすれば、上記実施例と同様にイ
ンピーダンスの変化特性に基づいてクリーニング終点を
判定することが可能であることは言うまでもない。
装置を示したが、フローティング電極を有するチューブ
型のプラズマＣＶＤ装置の場合には、間欠的に印加され
る電圧および電流値は一定であり、一般に電流の印加時
間によりプラズマの制御を行っており、印加電圧と時間
積分電流の関係をモニタすれば、上記実施例と同様にイ
ンピーダンスの変化特性に基づいてクリーニング終点を
判定することが可能であることは言うまでもない。
また、前記実施例では、プラズマ放電によるクリーニン
グ中における電極間インピーダンスの変化をモニタした
が、これに代えてクリーニング中における反応室内の変
化をモニタしてクリーニング終点を判定するようにして
も良い。このためには、第４図に示すプラズマＣＶＤ装
置に示すように、下部電極３の近くに例えば熱電対のよ
うな温度センサ４１を設けておき、前記実施例と同様な
条件で低電流供給によるプラズマ放電を行わせていると
きの温度センサ４１の出力を測定制御系４２で測定処理
し、この測定結果をＣＰＵ４３に取り込んでクリーニン
グ終点判定を行い、所定のオーバーエッチング後に高周
波電源１５の動作を停止させるようにすれば良い。な
お、第４図中、第１図中の同一部分には同一符号を付し
ている。また、上記温度センサ４１は、熱容量の小さい
ものが望ましく、電極の一部、反応室内側壁の一部、そ
の他の被エッチング膜が付着する部分あるいは付着しな
い部分に設置するようにしてもよい。第５図は、ドライ
クリーニング時間に対する反応室内温度の実測データの
一例を示す。この図から、室内温度はクリーニング時間
の経過と共に上昇し、ある時点Ｐから急激に低下するこ
とがわかる。この場合、公知のプラズマ発光スペクトル
分析法により確認した結果、あるいはサンプルチップの
エッチオフ状態を観察した結果、温度が極大値になった
前記時点Ｐでクリーニングが終了したことが判明した。
ただし、上記極大値を示す時点Ｐ（クリーニング開始か
らの経過時間）は、プラズマ状態や反応ガス流の状態や
反応室状態などにより、反応室内の熱の伝導や拡散条件
が異なることで実際のエッチング終点で若干のずれが生
じることがある。そこで、ＣＰＵ４３が測定結果を取込
むと共にクリーニング開始時点からの経過時間を経時
し、上記クリーニング終点を判定すると経時時間の少な
くとも１０％程度（例えば２０％）のオーバーエッチ時
間を設定し、このオーバーエッチ時間の経過後に高周波
電源１５の動作を停止させて制御するようなプラグラム
を与えることによって、前記実施例と同様な効果が得ら
れる。
グ中における電極間インピーダンスの変化をモニタした
が、これに代えてクリーニング中における反応室内の変
化をモニタしてクリーニング終点を判定するようにして
も良い。このためには、第４図に示すプラズマＣＶＤ装
置に示すように、下部電極３の近くに例えば熱電対のよ
うな温度センサ４１を設けておき、前記実施例と同様な
条件で低電流供給によるプラズマ放電を行わせていると
きの温度センサ４１の出力を測定制御系４２で測定処理
し、この測定結果をＣＰＵ４３に取り込んでクリーニン
グ終点判定を行い、所定のオーバーエッチング後に高周
波電源１５の動作を停止させるようにすれば良い。な
お、第４図中、第１図中の同一部分には同一符号を付し
ている。また、上記温度センサ４１は、熱容量の小さい
ものが望ましく、電極の一部、反応室内側壁の一部、そ
の他の被エッチング膜が付着する部分あるいは付着しな
い部分に設置するようにしてもよい。第５図は、ドライ
クリーニング時間に対する反応室内温度の実測データの
一例を示す。この図から、室内温度はクリーニング時間
の経過と共に上昇し、ある時点Ｐから急激に低下するこ
とがわかる。この場合、公知のプラズマ発光スペクトル
分析法により確認した結果、あるいはサンプルチップの
エッチオフ状態を観察した結果、温度が極大値になった
前記時点Ｐでクリーニングが終了したことが判明した。
ただし、上記極大値を示す時点Ｐ（クリーニング開始か
らの経過時間）は、プラズマ状態や反応ガス流の状態や
反応室状態などにより、反応室内の熱の伝導や拡散条件
が異なることで実際のエッチング終点で若干のずれが生
じることがある。そこで、ＣＰＵ４３が測定結果を取込
むと共にクリーニング開始時点からの経過時間を経時
し、上記クリーニング終点を判定すると経時時間の少な
くとも１０％程度（例えば２０％）のオーバーエッチ時
間を設定し、このオーバーエッチ時間の経過後に高周波
電源１５の動作を停止させて制御するようなプラグラム
を与えることによって、前記実施例と同様な効果が得ら
れる。
なお、エッチング条件や被エッチング膜の種類によって
は、クリーニング終点で室内温度が極小値を示す場合が
あり、この場合には上記極小値を示すときの温度急変を
検出したときに終点と判定するようにすればよい。
は、クリーニング終点で室内温度が極小値を示す場合が
あり、この場合には上記極小値を示すときの温度急変を
検出したときに終点と判定するようにすればよい。
また、前記各実施例は、プラズマＣＶＤ装置のクリーニ
ング処理について説明したが、プラズマ放電によるクリ
ーニングを行うその他の半導体製造装置（例えば減圧Ｃ
ＶＤ装置、酸化膜スパッタ装置など）にも本発明方法を
適用することができる。
ング処理について説明したが、プラズマ放電によるクリ
ーニングを行うその他の半導体製造装置（例えば減圧Ｃ
ＶＤ装置、酸化膜スパッタ装置など）にも本発明方法を
適用することができる。
さらに、前記実施例では、高周波電源から放電電極に定
電流を供給することによってプラズマ放電させた場合に
ついて説明したが、定電流に代えて定電圧を供給するこ
とによってプラズマ放電させる場合にも適用できる。
電流を供給することによってプラズマ放電させた場合に
ついて説明したが、定電流に代えて定電圧を供給するこ
とによってプラズマ放電させる場合にも適用できる。
［発明の効果］ 上記したように本発明の半導体製造装置のクリーニング
終点判定方法によれば、クリーニング終点を実時間で精
度良く判定でき、クリーニング所要時間が短くて半導体
製造装置の稼働率を向上できるなどの効果が得られる。
終点判定方法によれば、クリーニング終点を実時間で精
度良く判定でき、クリーニング所要時間が短くて半導体
製造装置の稼働率を向上できるなどの効果が得られる。
第１図は本発明の半導体製造装置のクリーニング終点判
定方法の一実施例が適用される平行平板電極型プラズマ
ＣＶＤ装置を示す構成説明図、第２図は第１図の装置に
おけるクリーニング時間と電極間電圧、電極注入電流と
の関係を示す特性図、第３図は本発明方法を採用した場
合のバッチプロセスにおけるクリーニング回数とカラ堆
積によるダミー基板上の堆積膜の膜厚との関係を示す
図、第４図は本発明方法の他の実施例が適用されるプラ
ズマＣＶＤ装置を示す構成説明図、第５図は第４図の装
置におけるクリーニング時間と室内温度との関係を示す
特性図である。 １……反応室、２，３……電極、１５……高周波電源、
１７……電流検出用ピックアップ、１８……電圧検出用
ピックアップ、１９，４２……測定制御系、２０，４３
……ＣＰＵ、４１……温度センサ。
定方法の一実施例が適用される平行平板電極型プラズマ
ＣＶＤ装置を示す構成説明図、第２図は第１図の装置に
おけるクリーニング時間と電極間電圧、電極注入電流と
の関係を示す特性図、第３図は本発明方法を採用した場
合のバッチプロセスにおけるクリーニング回数とカラ堆
積によるダミー基板上の堆積膜の膜厚との関係を示す
図、第４図は本発明方法の他の実施例が適用されるプラ
ズマＣＶＤ装置を示す構成説明図、第５図は第４図の装
置におけるクリーニング時間と室内温度との関係を示す
特性図である。 １……反応室、２，３……電極、１５……高周波電源、
１７……電流検出用ピックアップ、１８……電圧検出用
ピックアップ、１９，４２……測定制御系、２０，４３
……ＣＰＵ、４１……温度センサ。
Claims (4)
- 【請求項１】半導体製造装置の半導体基板処理室の内部
をプラズマ放電によるドライエッチングによりクリーニ
ングする際、高周波電源から放電電極に定電流または定
電圧を供給し、電極間インピーダンスもしくは処理室内
温度をモニタし、上記インピーダンスの変化特性または
温度の変化特性が急変する時点に基づいてクリーニング
終点を判定することを特徴とする半導体製造装置のクリ
ーニング終点判定方法。 - 【請求項２】前記半導体製造装置は平行平板電極型プラ
ズマＣＶＤ装置であり、前記電極間インピーダンスをモ
ニタするために電極間電圧および電極注入電流を測定す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
製造装置のクリーニング終点判定方法。 - 【請求項３】前記半導体製造装置は平行平板電極型プラ
ズマＣＶＤ装置であり、前記室内温度をモニタするため
に反応室内に温度センサを設けておくことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置のクリーニ
ング終点判定方法。 - 【請求項４】前記クリーニング終点を判定した後、所定
のオーバーエッチングを行ってからクリーニングを終了
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体製造装置のクリーニング終点判定方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078505A JPH0630351B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 半導体製造装置のクリ−ニング終点判定方法 |
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| US07/320,643 US5016663A (en) | 1987-03-31 | 1988-03-31 | Method of determining end of cleaning of semiconductor manufacturing apparatus |
| DE3853904T DE3853904T2 (de) | 1987-03-31 | 1988-03-31 | Verfahren zur bestimmung des endpunktes bei der reinigung in einem apparat zur herstellung von halbleiterbauelementen. |
| US07/623,367 US5169407A (en) | 1987-03-31 | 1990-12-07 | Method of determining end of cleaning of semiconductor manufacturing apparatus |
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|---|---|---|---|
| JP62078505A JPH0630351B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 半導体製造装置のクリ−ニング終点判定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0630351B2 true JPH0630351B2 (ja) | 1994-04-20 |
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ID=13663806
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| EP (1) | EP0308516B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0630351B2 (ja) |
| KR (1) | KR920010726B1 (ja) |
| DE (1) | DE3853904T2 (ja) |
| WO (1) | WO1988007757A1 (ja) |
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