JPH10251859A - プラズマcvd装置に於けるガスクリーニング方法 - Google Patents

プラズマcvd装置に於けるガスクリーニング方法

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Publication number
JPH10251859A
JPH10251859A JP8334897A JP8334897A JPH10251859A JP H10251859 A JPH10251859 A JP H10251859A JP 8334897 A JP8334897 A JP 8334897A JP 8334897 A JP8334897 A JP 8334897A JP H10251859 A JPH10251859 A JP H10251859A
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JP
Japan
Prior art keywords
plasma
gas cleaning
processing space
etching
plasma processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP8334897A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Terasaki
昌人 寺崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマCVD装置に於けるガスクリーニング
に於いて、既存の装置を改良することなく、クリーニン
グ時間の短縮を図る。 【解決手段】真空容器1内にプラズマ処理空間14が画
成する内槽を有し、前記プラズマ処理空間にエッチング
ガスを導入し高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、プラズマエッチングによりガスクリーニングを行う
プラズマCVD装置に於けるガスクリーニング方法に於
いて、前記プラズマ処理空間が開閉可能であり、ガスク
リーニング時に前記プラズマ処理空間を開放し、プラズ
マ処理空間のガスの排気を促進し、反応生成物の再付着
を防止し、又発生したプラズマを拡大してコーナー部の
エッチングの促進を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ、ガラス基
板等の基板表面に薄膜を生成する半導体製造装置、特に
プラズマCVD装置のCVD成膜槽の内面に付着した反
応生成物を除去するプラズマCVD装置のガスクリーニ
ング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程の1つに基板上に所定の
成膜を行うプラズマCVD(Chemical Vap
or Deposition)成膜工程がある。該成膜
工程は対峙する一対の電極が設けられた気密な処理室に
基板を装填し、該処理室内に反応ガスを供給しつつ前記
電極に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、気相
のガス分子をプラズマにより分離させ、基板表面に薄膜
を生成するものである。
【0003】図1に於いて成膜槽を有するプラズマCV
D装置について説明する。
【0004】真空容器1の天井面に電極ホルダ2が設け
られ、該電極ホルダ2の内部に絶縁体3を介して上電極
(カソード)4が設けられる。該上電極4にはカソード
ヒータ16が埋設され、又上電極4の下面にはシャワー
プレート5が設けられ、前記上電極4とシャワープレー
ト5間には間隙6が形成される。該間隙6には前記真空
容器1とは絶縁された反応ガス導入管13が連通されて
いる。前記シャワープレート5には多数のガス分散孔7
が穿設され、前記反応ガス導入管13より導入された反
応ガスを前記ガス分散孔7より後述するプラズマ処理空
間14に供給する様になっている。
【0005】前記電極ホルダ2の下端に内室外壁8が連
設され、該内室外壁8の内側に内室内壁9が設けられ、
前記内室外壁8、内室内壁9の下端に下電極(アノー
ド)10が設けられ、該下電極10にはアノードヒータ
17が埋設されている。前記シャワープレート5、内室
内壁9、下電極10により囲繞される空間でプラズマ処
理空間14が形成され、前記下電極10には基板載置台
11を介して基板12が装填可能である。前記プラズマ
処理空間14には排気管15が連通されている。尚、図
中、18,19は基板搬入搬出用の開口部を示し、該開
口部18,19はゲート弁21,22によりそれぞれ開
閉される。
【0006】前記真空容器1の下面に開閉シリンダ24
をシリンダロッド25が下方に向かって突出する様取付
け、該シリンダロッド25に昇降基板26を水平に固着
し、又該昇降基板26にプラズマ処理空間14の中心軸
心と合致する中空の支軸27を立設し、該支軸27は前
記真空容器1の底部を遊貫し、遊貫箇所はベローズ28
により気密に密封され、前記支軸27の先端は前記下電
極10の下面に固着されている。
【0007】前記昇降基板26の下側に支柱29を介し
て棚板30を取付ける。該棚板30の下面に基板リフト
シリンダ31を取付け、該基板リフトシリンダ31のシ
リンダロッドに前記支軸27と同心のリフトロッド32
を連結し、該リフトロッド32は前記昇降基板26を気
密に貫通する。前記リフトロッド32上端は真空容器1
の内部迄延出し、該リフトロッド32の上端に基板支持
板33を固着する。
【0008】該基板支持板33は支軸27と干渉しない
様に側方に延出しており、延出端には前記下電極10、
基板載置台11を遊貫する基板支持ピン34が植設され
ている。
【0009】基板12に所要の薄膜を生成する場合は、
前記開閉シリンダ24を伸長させ、前記昇降基板26、
支軸27を介して前記下電極10を降下させ、プラズマ
処理空間14を開放する。前記リフトロッド32より前
記リフトロッド32、基板支持板33を介して前記基板
支持ピン34を上昇させた状態とし、前記ゲート弁21
を移動させて開口部18を開放する。
【0010】図示しない基板搬送装置より基板12を前
記開口部18より搬入し、基板12を前記基板支持ピン
34の上端に載置した後、基板搬送装置を後退させ、前
記ゲート弁21により開口部18を閉塞する。
【0011】前記基板リフトシリンダ31により前記基
板支持ピン34を降下させ、基板12を基板載置台11
に載置し、前記開閉シリンダ24により前記昇降基板2
6、支軸27を介して前記下電極10を上昇させ、プラ
ズマ処理空間14を閉塞する。
【0012】前記排気管15よりプラズマ処理空間14
を排気した後、前記反応ガス導入管13より反応ガスと
してSiH4 、Si2 6 、SiH2 Cl2 、NH3
PH3 等を導入し、前記上電極4、下電極10間に高周
波電源20により高周波電力を印加することでシャワー
プレート5下方にプラズマが発生し、基板12に対しC
VDによる薄膜の生成が行われる。
【0013】ところが、このCVD成膜処理では基板上
だけでなく、電極表面や処理室内壁にも成膜される。こ
の為、成膜工程を繰返し行うと、電極表面や処理室内壁
に付着・堆積した膜はやがて剥離し、パーティクルとな
って処理中の基板上に付着して基板を汚染してしまう。
斯かる汚染は、膜機能を著しく低下させ、歩留りの低下
の原因となり生産性の低下を招く為、是非とも排除され
なければならない。従って、所定時間経過するとガスク
リーニングが実施される。
【0014】ガスクリーニングする場合は反応ガスとし
てNF3 、CF4 、SF6 等を前記反応ガス導入管13
より導入し、前記間隙6、ガス分散孔7を経てクリーニ
ング圧に調整された前記プラズマ処理空間14に流入供
給し、前記上電極4と前記下電極10間に高周波電力を
印加し、プラズマを発生させ前記プラズマ処理空間14
に臨接する天上面、壁面等に付着した膜をエッチングし
て除去している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記したガスクリーニ
ング方法に於いて、クリーニング速度を考えた場合、ク
リーニング圧力は高すぎても、低すぎても効率が悪く、
最適なガスクリーニング圧力が存在する。最適なガスク
リーニング圧力等最適なクリーニング条件でクリーニン
グを行った場合、エッチングはシャワープレートの中央
が早く、内槽のコーナー部に付着した膜は最後まで残っ
てしまう。この為、コーナー部に付着した膜を取る為だ
けにクリーニングの時間を延長しなければならないとい
う欠点があった。更に、シャワープレートの中央がオー
バエッチングされてシャワープレートの寿命を短くする
という欠点があった。
【0016】本発明は斯かる実情に鑑み、内槽の部分的
なエッチング残しをなくし、クリーニングに要する時間
を短縮するプラズマCVD装置に於けるガスクリーニン
グ方法を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器内に
プラズマ処理空間が画成する内槽を有し、前記プラズマ
処理空間にエッチングガスを導入し高周波電力を印加し
てプラズマを発生させ、プラズマエッチングによりガス
クリーニングを行い、ガスクリーニング時に前記プラズ
マ処理空間を開放するプラズマCVD装置に於けるガス
クリーニング方法に係り、又前記プラズマ処理空間の開
閉をプラズマ処理空間の中心部のプラズマエッチングが
完了した状態から30秒〜1分の間隔で3〜4秒開放す
るプラズマCVD装置に於けるガスクリーニング方法に
係り、又ガスクリーニング時の圧力を低下させるプラズ
マCVD装置に於けるガスクリーニング方法に係り、又
圧力低下時の値が0.1Torr〜0.4Torrであるプラズ
マCVD装置に於けるガスクリーニング方法に係るもの
である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【0019】尚、本発明の実施の対象となる半導体製造
装置のプラズマCVD装置は図1で示したものと同一で
あるので、図1を参照して説明する。
【0020】前記下電極10を上昇させプラズマ処理空
間14を閉塞した状態で、前記反応ガス導入管13より
エッチングガスを導入し、調圧を行いつつ前記上電極4
と下電極10間に高周波電力を印加させ、プラズマ処理
空間14内にプラズマを発生させ、シャワープレート5
及びプラズマ処理空間14の内壁面のクリーニングを行
う。
【0021】本発明での成膜例を示すと、a−Si(i)を
成膜する場合では下記表1の条件で行われるが、更にク
リーニングは下記表2の条件で実施される。
【0022】前記シャワープレート5のエッチングが完
了した時点で、或は完了した前後でプラズマ処理空間1
4内の圧力を変化させる。シャワー板のエッチング状態
はプラズマのVpp,Vdcを監視することで判断でき、V
pp,Vdcと基準値とを比較することでシャワー板がエッ
チングされたかどうかを知ることができる。
【0023】前記プラズマ処理空間14内の圧力は0.
2Torr〜0.8Torrの範囲で行われるが、特に0.1To
rr〜0.4Torrの高真空でプラズマが中央に集中する現
象が緩和され、コーナーをエッチングしやすくなる。従
って、シャワープレート5のエッチングが完了した時点
で、或は完了した前後でプラズマ処理空間14内の圧力
を0.1Torr〜0.4Torrの高真空に変化させる。
【0024】又、プラズマ処理空間14内面に付着した
Si 膜は、エッチングガスと反応して揮発性のSi F4
となり、前記排気管15より排出されるが、この時排気
管15のコンダクタンスが小さく、Si F4 が迅速に排
気されずプラズマにより再度励起される状態となると、
前記Si F4 が分解され、再び成膜現象が起こる。
【0025】この現象を少なくする為にエッチング中に
何回か下電極10を降下させ、内室内壁9下端周辺に間
隙を形成し、内室内壁9の下端全周からもSi F4 を積
極的に排気を行う。尚、下電極10を下げた状態ではエ
ッチング効率が下がるので間欠的にプラズマ処理空間1
4の開閉を行うとよい。又、開閉の周期としては30秒
〜1分の間隔で3〜4秒開放するのが好ましい。
【0026】又、下電極10を下げるとプラズマ処理空
間14の下部が開放され、プラズマ処理空間が上下方
向、水平方向に広がり、発生するプラズマも水平方向に
広がる。従って、コーナー部のエッチングが効果的に行
える。
【0027】而して、エッチング圧力は低下する方に変
化し、又下電極10を下げプラズマ処理空間14の下部
を開放することでコーナー部のエッチングが促進され、
部分的なエッチングの残しがなくなり、クリーニング時
間が短縮する。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、既存の
装置を改良することなく実施可能であり、コーナー部の
エッチングが効果的に行えるのでクリーニング時間の短
縮が図れ、ひいては装置の稼働率が向上するという優れ
た効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施されるプラズマCVD装置の概略
断面図である。
【符号の説明】 1 真空容器 5 シャワープレート 10 下電極 11 基板載置台 13 反応ガス導入管 14 プラズマ処理空間 15 排気管 20 高周波電源 24 開閉シリンダ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内にプラズマ処理空間が画成す
    る内槽を有し、前記プラズマ処理空間にエッチングガス
    を導入し高周波電力を印加してプラズマを発生させ、プ
    ラズマエッチングによりガスクリーニングを行うプラズ
    マCVD装置に於けるガスクリーニング方法に於いて、
    前記プラズマ処理空間が開閉可能であり、ガスクリーニ
    ング時に前記プラズマ処理空間を開放することを特徴と
    するプラズマCVD装置に於けるガスクリーニング方
    法。
  2. 【請求項2】 前記プラズマ処理空間の開閉をプラズマ
    処理空間の中心部のプラズマエッチングが完了した状態
    から30秒〜1分の間隔で3〜4秒開放する請求項1の
    プラズマCVD装置に於けるガスクリーニング方法。
  3. 【請求項3】 ガスクリーニング時の圧力を低下させる
    請求項1のプラズマCVD装置に於けるガスクリーニン
    グ方法。
  4. 【請求項4】 圧力低下時の値が0.1Torr〜0.4To
    rrである請求項3のプラズマCVD装置に於けるガスク
    リーニング方法。
JP8334897A 1997-03-17 1997-03-17 プラズマcvd装置に於けるガスクリーニング方法 Pending JPH10251859A (ja)

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JP (1) JPH10251859A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332658A (ja) * 2005-05-20 2006-12-07 Asm Japan Kk プラズマ処理の異常動作を検知するための方法
KR20160002985U (ko) * 2012-10-18 2016-08-29 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 섀도우 프레임 지지부

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