JPH10209137A - 半導体製造装置用クリーニングシステム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め設定したクリーニング処理方法及びプレ
デポ処理方法等を記憶しておき、成膜室での特定成膜回
数に対してクリーニング処理及びプレデポ処理を自動的
に実行して生産効率を向上させ、更に、定期的にクリー
ニングを行うことにより、不良の発生を防止することが
できる半導体製造装置用クリーニングシステム及びその
制御方法を提供する。 【解決手段】 成膜室内に付着した異物を取り除くエッ
チング処理と、成膜室内の残渣処理と、成膜室内を成膜
条件に整えるプレデポ処理とを制御用コントローラ６で
実行させ、制御部１が特定の成膜処理回数に対して各処
理のいずれかを選択的に又は連続して実行させる半導体
製造装置用クリーニングシステム及びその制御方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶＤ装置等の半
導体製造装置の成膜室のクリーニングを行う半導体製造
装置用クリーニングシステムに係り、特にクリーニング
に要するオペレータの作業を軽減し、成膜室の降温・昇
温を不要にして容易に元の成膜条件にすることができ、
生産効率を向上させて不良の発生を防止できる半導体製
造装置用クリーニングシステム及びその制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程で用い
られるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）装置は、
気相での化学反応によりＳｉＯ₂ 、ＳｉＮx 、Ｗ（タン
グステン）等の成膜をウェーハ上に堆積させる装置であ
る。例えば、ＳｉＯ₂ 膜は、シラン（ＳｉＨ₄ ）と酸素
（Ｏ₂ ）を反応させて形成し、タングステン膜は、ＷＦ
₆ を生成ガスとして用いて形成するものである。

【０００３】ＣＶＤ装置においては、成膜回数が多くな
ると、ウェーハ上に堆積させる膜と同成分の膜が成膜室
内部に付着するが、この膜を放置しておくと、膜質低下
等の不良の原因となるため、成膜室のクリーニングが必
要である。

【０００４】従来のＣＶＤ装置の成膜室のクリーニング
方法としては、オペレータが成膜室内に取り付けてある
石英製又は金属製の部品を取り外し、洗浄槽等で洗浄
後、取り付けを行ってクリーニングを実施していたもの
である。

【０００５】従来のクリーニング方法について具体的に
説明する。まず、成膜室内の部品を取り外すために、成
膜室内の温度を降温させ、１００℃以下になったら成膜
室を開けて、成膜室部品を取り外す。そして、成膜室部
品を洗浄槽等で洗浄し、乾燥させ、成膜室部品を成膜室
内に取り付ける作業を行う。

【０００６】その後、元の成膜条件になるように、成膜
室内の温度を元の温度まで昇温させ、目標の成膜レート
になるか否かを試験する。そして、洗浄後の成膜レート
が元の成膜レートと等しくなっていれば、クリーニング
処理は完了したとして、製品ウェーハを搬入してＣＶＤ
処理を再開するようになっていた。

【０００７】ここで、洗浄後の成膜レートの試験は、装
置内にダミーウェーハを搬入して、設定した条件で一定
時間堆積（プレデポ）を行い、形成された薄膜の膜厚を
測定して成膜レートを算出するようになっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクリーニング方法では、クリーニングの都度、成膜
室部品の取り外し及び取り付け作業が必要であり、ま
た、降温・昇温作業が必要であるためクリーニング後に
元の成膜条件に戻すのに時間がかかり、生産効率が悪い
という問題点があった。

【０００９】そこで、成膜室内にエッチングガスを流
し、装置内に付着した生成物をエッチングにより除去す
るガスクリーニングが考えられるが、オペレータが成膜
回数を記憶しておき、オペレータの判断でクリーニング
時期を決定するようになっていたため、クリーニング時
期を誤ると、膜質が低下し、製品不良の原因となってし
まうという問題点があった。

【００１０】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、予め設定したクリーニング処理方法及びプレデポ処
理方法等を記憶させておき、成膜室での特定成膜回数に
対してクリーニング処理及びプレデポ処理を自動的に実
行して生産効率を向上させ、更に、定期的にクリーニン
グが行われるため、不良の発生を防止できる半導体製造
装置用クリーニングシステム及びその制御方法を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、半導体製造装置用
クリーニングシステムにおいて、成膜室内に付着した異
物を取り除くエッチング処理を行うエッチング処理手段
と、前記成膜室内の残渣を取り除く残渣処理を行う残渣
処理手段と、前記成膜室内を成膜条件に整えるプレデポ
処理を行うプレデポ処理手段と、半導体装置への成膜処
理回数を記憶し、特定の成膜処理回数に対して前記各処
理手段を実行させる制御手段とを有することを特徴とし
ており、成膜室内のクリーニングを自動化でき、生産効
率を向上させ、不良の発生を防止できる。

【００１２】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、請求項１記載の半導体製造装置用ク
リーニングシステムの制御方法において、制御手段が、
特定の成膜処理回数に対してエッチング処理手段、残渣
処理手段、プレデポ処理手段のいずれかを選択的に実行
させることを特徴としており、成膜室内のクリーニング
を自動化でき、生産効率を向上させ、不良の発生を防止
できる。

【００１３】上記従来例の問題点を解決するための請求
項３記載の発明は、請求項１記載の半導体製造装置用ク
リーニングシステムの制御方法において、制御手段が、
特定の成膜処理回数に対してエッチング処理手段、残渣
処理手段、プレデポ処理手段を順に連続して実行させる
ことを特徴としており、成膜室内のクリーニングを自動
化でき、生産効率を向上させ、不良の発生を防止でき
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係る半導体製造装置用クリーニングシステムの構成ブ
ロック図である。本発明の実施の形態に係る半導体製造
装置用クリーニングシステムは、成膜室のクリーニング
条件（ガスクリーニングレシピ）の編集と実行方法の設
定及びそれに基づいたガスクリーニング用コマンドの発
行を行う制御部１と、クリーニング条件や実行方法を入
力する入力部２と、クリーニング条件の編集画面を表示
するＣＲＴ３と、編集したクリーニング条件を記憶する
記憶部４と、制御部１から発行されたクリーニングコマ
ンドに基づいて制御用コントローラ６に指示を発行する
シーケンサ５と、シーケンサ５からの指示に従って成膜
室内を制御・監視する制御用コントローラ(1) 〜(3) ６
とから構成されている。

【００１５】次に、各部の働きを具体的に説明する。制
御部１は、成膜室のクリーニング条件の編集、及び実行
方法の設定を行い、設定されたデータに基づいてシーケ
ンサ５に対してクリーニングコマンドの発行を行うもの
である。

【００１６】ここで、成膜室のクリーニング条件（ガス
クリーニングレシピ）の編集は、ＣＲＴ３に表示したガ
スクリーニングレシピ編集画面を用いて行い、新規に作
成するか、または以前に作成して記憶部４に記憶されて
いるレシピデータを読み出して修正を加え、記憶部４に
記憶するようになっている。記憶部４に記憶されたガス
クリーニングレシピデータは、記憶する際に指定したフ
ァイル名を実行方法の設定の中で指定すると、制御部１
からガスクリーニングコマンドを発行する際に、読み出
されてシーケンサ５に出力されるようになっている。

【００１７】尚、ガスクリーニングレシピとは、クリー
ニング処理の内部処理であるエッチング処理と残渣処理
の２つの処理における時間、温度、使用するガスの種類
及びガスの流量、ＲＦパワー、圧力等の条件設定と、ク
リーニング内部処理（エッチング処理、残渣処理）の実
行のＯＮ／ＯＦＦを選択したものである。

【００１８】また、ガスクリーニング用コマンドの発行
とは、実行するレシピデータ（記憶部４に記憶されてい
るガスクリーニングレシピのファイル名等）と、ガスク
リーニング処理をマニュアルで行うか自動で行うか、自
動で行う場合は実行スケジュール（成膜処理何回毎にク
リーニング処理を行うか等）をオペレータが設定する
と、それに基づいてクリーニング用コマンドをシーケン
サ５に発行するものである。尚、実行スケジュールが設
定された場合は、制御部１が成膜処理の実行回数をカウ
ントし、指定された回数に到達したらシーケンサ５にガ
スクリーニングコマンドを発行する処理を行うようにな
っている。

【００１９】入力部２は、キーボード２ａ又はマウス２
ｂ等の入力装置であり、ガスクリーニングレシピ編集画
面を用いてクリーニング内部処理の実行のＯＮ／ＯＦＦ
と各内部処理のレシピデータの入力を行い、またクリー
ニング実行方法の設定を行うものである。

【００２０】また、記憶部４は、フロッピーディスク４
ａ又は固定ディスク４ｂ等の記憶装置であり、ガスクリ
ーニングレシピ編集画面を用いて入力部２から入力され
たクリーニングレシピデータを格納するものである。

【００２１】シーケンサ５は、制御部１から発行された
ガスクリーニング用コマンドに基づいて、各制御用コン
トローラ(1) 〜(3) に対して実行するクリーニング内部
処理の指示とそのクリーニングレシピデータを送信し、
更に各クリーニング内部処理の過程で各制御用コントロ
ーラ(1) 〜(3) から送信される処理監視データと設定さ
れたクリーニングレシピデータとの間に矛盾がないかを
監視するものである。

【００２２】制御用コントローラ６は、シーケンサ５か
ら送信されるクリーニング内部処理の実行指示とそのク
リーニングレシピデータに基づいて半導体製造装置の成
膜室内を制御し、またクリーニング内部処理実行時には
実行中の装置状態を監視して処理監視データをシーケン
サ５に送信するものである。

【００２３】尚、図１では制御用コントローラ６を３台
接続した構成にしているが、複数台数を接続してそれぞ
れの成膜室（又は半導体製造装置）に対するクリーニン
グレシピデータを設定して個々に制御するか、または成
膜室をグループ化してグループ毎に同じクリーニングレ
シピデータで制御することもできるようになっている。

【００２４】次に、本発明の実施の形態の半導体製造装
置用クリーニングシステムにおける制御方法について、
図２を使って説明する。図２は、本発明の実施の形態の
半導体製造装置用クリーニングシステムの制御部１、シ
ーケンサ５及び制御用コントローラ６における処理動作
を示すフローチャート図である。尚、図２は、クリーニ
ング処理の内部処理の組合せとしてエッチング処理、残
渣処理、プレデポ処理を連続して行うように設定された
場合の処理動作を示している。

【００２５】本発明の実施の形態の半導体製造装置用ク
リーニングシステムにおける制御方法は、まず制御部１
でガスクリーニングレシピ編集画面を用いてクリーニン
グレシピデータの設定を行い（１００）、ガスクリーニ
ング実行方法を設定し、シーケンサ５にガスクリーニン
グ用コマンドの発行を行う（１１０）。

【００２６】そして、制御部１からガスクリーニング用
コマンドを受け取ったシーケンサ５は、クリーニングレ
シピデータに従って、各制御用コントローラ６にクリー
ニング内部処理の指示及びそのクリーニングレシピデー
タを出力する。図２の例では、まずエッチング処理の実
行指示を出して制御用コントローラ６でエッチング処理
を実行し（１２０）、次に、残渣処理の実行指示を出し
て制御用コントローラ６で残渣処理を実行し（１３
０）、次に成膜室にテスト用のウェーハ（基板）を搬入
し（１４０）、最後にプレデポ処理の実行指示を出して
制御用コントローラ６でプレデポ処理を実行し（１５
０）、ガスクリーニング処理を終了するものである。

【００２７】ここで、エッチング処理とは、ＣＶＤ装置
において成膜室内で薄膜を形成する過程で成膜室内の各
部品に付着した薄膜（異物）を取り除くために、特別な
クリーニング用のガスを流入して、異物と化学反応を起
こさせて除去する処理のことである。

【００２８】また、残渣処理とは、例えば窒素などの不
活性ガスを用いて、ガス圧（風圧）でエッチング処理で
除去しきれず残留していた異物を飛ばす処理である。

【００２９】そして、プレデポ処理は、本来のＣＶＤ処
理（成膜処理）を行う環境を整え、テストウェーハを用
いてＣＶＤ処理のテストを行う処理である。

【００３０】尚、ガスクリーニング処理の内部処理の組
合せとしては、次の６種類の組合せが可能である。 （１）エッチング処理のみ実行。 （２）残渣処理のみ実行。 （３）エッチング処理及び残渣処理の実行。 （４）プレデポ処理のみ実行。 （５）エッチング処理、残渣処理及びプレデポ処理の実
行。 （６）処理しない。

【００３１】尚、プレデポ処理は、エッチング処理又は
残渣処理のどちらか一方だけと組み合わせることはでき
ず、どちらかと組み合わせる場合は、３処理連続としな
ければならない。

【００３２】どの組合せを選択するかは、制御部１にお
けるガスクリーニングレシピの編集処理（処理１１０）
の中で選択するようになっている。

【００３３】ここで、制御部１におけるガスクリーニン
グレシピの編集処理について、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の実施の形態のガスクリーニングレシピ
編集画面の設定形を示す説明図である。尚、図３におい
ては、制御用コントローラ(1) 〜(3) に対応するクリー
ニングレシピデータがＲ１〜Ｒ３に設定されている。

【００３４】本発明の実施の形態の制御部１におけるガ
スクリーニングレシピの編集処理は、図３に示すような
ガスクリーニングレシピ編集画面を用いて、制御用コン
トローラに対応したレシピデータを設定するようになっ
ている。各レシピデータとしては、エッチング処理の処
理条件（図３のEtching Set Value ）と残渣処理の処理
条件（図３のCleaning Set Value）とを設定し、更に、
各処理の実行のＯＮ／ＯＦＦを設定する。

【００３５】ここで処理条件とは、時間、温度、使用す
るガスの種類及びガスの流量、ＲＦパワー、圧力等であ
り、各処理の実行のＯＮ／ＯＦＦの設定は、□内に×を
設定するとＯＮを示し、□内に何も設定しない（空白）
の場合にＯＦＦを示すものである。

【００３６】そして、制御部１で行うガスクリーニング
実行方法の設定とは、実行するレシピデータ（記憶部４
に記憶されているガスクリーニングレシピのファイル名
等）と、ガスクリーニング処理をマニュアルで行うか自
動で行うか、自動で行う場合は実行スケジュール（成膜
処理何回毎にクリーニング処理を行うか等）をオペレー
タが入力部２から設定し、制御部１では設定された実行
方法に基づいてクリーニング用コマンドをシーケンサ５
に発行するものである。

【００３７】尚、通常の成膜処理の間にガスクリーニン
グ処理を組み込むために実行スケジュールが設定された
場合は、成膜処理の実行回数をカウントして指定された
回数に到達したなら、シーケンサ５に対してガスクリー
ニング用コマンドを発行するようになっている。これに
より、オペレータは、成膜回数をカウントして記憶し、
成膜回数に対して成膜室のクリーニングを逐次実行する
必要がなく、作業効率を向上させることができる。

【００３８】次に、本発明の実施の形態のシーケンサ５
の処理について、図４を用いて具体的に説明する。図４
は、本発明の実施の形態のシーケンサ５の処理動作を示
すフローチャート図である。本発明の実施の形態のシー
ケンサ５の処理動作は、制御部１からガスクリーニング
コマンドを受け取ると起動され、まずエッチング処理を
実行するかどうかを判断して（２００）、実行する場合
は制御用コントローラ６にエッチング処理の指示とその
レシピデータを送信しエッチング処理を実行させる（２
０５）。次に、残渣処理を実行するかどうかを判断して
（２１０）、実行する場合は制御用コントローラ６に残
渣処理の指示とそのレシピデータを送信し残渣処理を実
行させる（２１５）。次に、プレデポ処理を実行するか
どうかを判断して（２２０）、実行する場合は制御用コ
ントローラ６にプレデポ処理の指示とそのレシピデータ
を送信しプレデポ処理を実行させ（２２５）、シーケン
サ５の処理を終了する。

【００３９】尚、制御用コントローラ６でエッチング処
理、残渣処理、及びプレデポ処理を実行している間は、
シーケンサ５では制御用コントローラ６から送信される
成膜室内の処理監視データと制御部１で設定されたレシ
ピデータとに矛盾がないか監視するようになっている。

【００４０】本発明の実施の形態の半導体製造装置用ク
リーニングシステム及びその制御方法によれば、予めＣ
ＲＴ３の画面でクリーニングの実行に関するデータを編
集し、また制御部１が半導体装置への成膜処理回数をカ
ウントして記憶し、特定回数に到達したら、当該編集デ
ータに従って制御部１がシーケンサ５を介して制御用コ
ントローラ６を制御してエッチング処理、残渣処理、プ
レデポ処理を単独で又は組み合わせて連続して行わせる
ようにしているので、成膜室内のクリーニングを手作業
によることなく、自動化することができ、生産効率を向
上させることができる効果があり、またプログラムによ
り定期的にクリーニングを行うことができるので、半導
体装置の不良を防止できる効果がある。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、エッチン
グ処理手段と、残渣処理手段と、プレデポ処理手段とを
備え、制御手段が特定の成膜処理回数に対して各処理手
段を実行させる半導体製造装置用クリーニングシステム
としているので、成膜室内のクリーニングを自動化で
き、生産効率を向上させ、不良の発生を防止できる効果
がある。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、制御手段
が、特定の成膜処理回数に対してエッチング処理手段、
残渣処理手段、プレデポ処理手段のいずれかを選択的に
実行させる請求項１記載の半導体製造装置用クリーニン
グシステムの制御方法としているので、成膜室内のクリ
ーニングを選択的に自動化でき、生産効率を向上させ、
不良の発生を防止できる効果がある。

【００４３】請求項３記載の発明によれば、制御手段
が、特定の成膜処理回数に対してエッチング処理手段、
残渣処理手段、プレデポ処理手段を順に連続して実行さ
せる請求項１記載の半導体製造装置用クリーニングシス
テムの制御方法としているので、成膜室内のクリーニン
グを連続して自動化でき、生産効率を向上させ、不良の
発生を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置用ク
リーニングシステムの構成ブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置用ク
リーニングシステムの制御部１、シーケンサ５及び制御
用コントローラ６における処理動作を示すフローチャー
ト図である。

【図３】本発明の実施の形態のガスクリーニングレシピ
編集画面の設定例を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態のシーケンサ５の処理動作
を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１…制御部、 ２…入力部、 ２ａ…キーボード、 ２
ｂ…マウス、 ３…ＣＲＴ、 ４…記憶部、 ４ａ…フ
ロッピーディスク、 ４ｂ…固定ディスク、５…シーケ
ンサ、 ６…制御用コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成膜室内に付着した異物を取り除くエッ
   チング処理を行うエッチング処理手段と、前記成膜室内
   の残渣を取り除く残渣処理を行う残渣処理手段と、前記
   成膜室内を成膜条件に整えるプレデポ処理を行うプレデ
   ポ処理手段と、半導体装置への成膜処理回数を記憶し、
   特定の成膜処理回数に対して前記各処理手段を実行させ
   る制御手段とを有することを特徴とする半導体製造装置
   用クリーニングシステム。
2. 【請求項２】 制御手段が、特定の成膜処理回数に対し
   てエッチング処理手段、残渣処理手段、プレデポ処理手
   段のいずれかを選択的に実行させることを特徴とする請
   求項１記載の半導体製造装置用クリーニングシステムの
   制御方法。
3. 【請求項３】 制御手段が、特定の成膜処理回数に対し
   てエッチング処理手段、残渣処理手段、プレデポ処理手
   段を順に連続して実行させることを特徴とする請求項１
   記載の半導体製造装置用クリーニングシステムの制御方
   法。