JPH10317142A - Cleaning method - Google Patents

Cleaning method

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JPH10317142A
JPH10317142A JP9140874A JP14087497A JPH10317142A JP H10317142 A JPH10317142 A JP H10317142A JP 9140874 A JP9140874 A JP 9140874A JP 14087497 A JP14087497 A JP 14087497A JP H10317142 A JPH10317142 A JP H10317142A
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clf
cleaning
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titanium chloride
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Kunihiro Tada
国弘 多田
Hideki Yoshikawa
秀樹 吉川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently remove the titanium chloride without using any plasma by using the ClF gas as the cleaning gas in a condition where the inside of a treatment container is heated at the prescribed temperature when the titanium chloride deposit on the inside of the treatment container is removed in forming a film on a substrate. SOLUTION: The ClF gas from a ClF3 gas source 70 is used as the cleaning gas in a condition where the inside of a treatment container 4 is heated to >=130 deg.C. The treatment container 4 is provided with a shower head part to supply the gas thereinto, and at least the shower head part is heated to >=130 deg.C. The pressure in the treatment container 4 is in the range from 100 m Torr. to 1 Torr., and the ClF gas to be used is any one of ClF gas, ClF3 gas or ClF5 gas. The titanium chloride M of the shower head part which can be a major cause of generating particles can be rapidly and approximately completely removed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板に対して成膜を施す成膜装置のクリーニング方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a film forming apparatus for forming a film on a substrate such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するため
には、半導体ウエハ等の基板に対して、成膜とパターン
エッチング等を繰り返し行なって、多数の所望の素子を
形成するようになっている。ところで、各素子間を接続
する配線、各素子に対する電気的コンタクトを図るコン
タクトメタル、或いは基板のSiの吸上げを抑制する対
策として用いられるバリヤメタルとしては、電気抵抗が
低いことは勿論のこと、耐腐食性に優れた材料を用いな
ければならない。このような要請に対応できる材料とし
て、Ti(チタン)、W(タングステン)、Mo(モリ
ブデン)などの高融点金属材料が使用される傾向にあ
り、中でも電気的及び耐腐食性などの特性等が良好であ
ることから、特に、Ti及びこの窒化膜であるTiN
(チタンナイトライド)が多用される傾向にある。
2. Description of the Related Art In general, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, a large number of desired elements are formed by repeatedly performing film formation and pattern etching on a substrate such as a semiconductor wafer. . By the way, as a wiring connecting each element, a contact metal for making an electrical contact to each element, or a barrier metal used as a measure for suppressing the absorption of Si from the substrate, it is needless to say that the electric resistance is low. Materials with excellent corrosiveness must be used. As materials that can meet such demands, high melting point metal materials such as Ti (titanium), W (tungsten), and Mo (molybdenum) tend to be used. Among them, properties such as electrical and corrosion resistance are particularly high. In particular, Ti and the nitride film TiN
(Titanium nitride) tends to be frequently used.

【0003】Ti膜は、一般的には、原料ガスとしてT
iCl4 (四塩化チタン)ガスと水素ガスを用いてプラ
ズマCVD(Chemical Vapor Depo
sition)により成膜され、成膜処理時には反応副
生成物としてチタン塩化物が処理容器内にかなり付着す
ることになる。この反応副生成物は、処理中に剥がれる
などしてパーティクルの問題を引き起こすので、パーテ
ィクル等の問題を回避するために定期的、或いは不定期
的にクリーニング処理を行なって、この反応副生成物を
除去することが行なわれる。
[0003] In general, a Ti film is made of T
Plasma CVD (Chemical Vapor Depo) using iCl 4 (titanium tetrachloride) gas and hydrogen gas
In this case, titanium chloride as a reaction by-product considerably adheres to the inside of the processing container during the film forming process. The reaction by-products cause particle problems such as peeling off during processing, so that a cleaning process is performed regularly or irregularly to avoid problems such as particles, and the reaction by-products are removed. Removal is performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】処理容器内に付着した
チタン塩化物を除去するためには、一般的にはクリーニ
ングガスとしてNF系ガス、例えばNF3 ガスを用いて
処理容器内にプラズマを立て、プラズマによりNF3
スを分解して活性種化して付着しているチタン塩化物を
エッチング処理するようになっている。しかしながら、
このようにプラズマを使ったクリーニング方法では、例
えばウエハを載置する載置台等に付着している反応副生
成物はある程度除去することができるが、プラズマから
離れた部分の反応副生成物は十分に除去することができ
なかったり、或いは除去するまでに長時間を要するとい
った問題点がある。とりわけ、反応副生成物が比較的多
く付着する傾向にあって、しかも、膜はがれが生じ易く
てパーティクルの大きな原因となっているシャワーヘッ
ド部の付着生成部を除去し難いという問題があった。
In order to remove titanium chloride adhering to the inside of the processing container, generally, an NF-based gas, for example, NF 3 gas is used as a cleaning gas to generate plasma in the processing container. The NF 3 gas is decomposed by the plasma to become active seeds and the attached titanium chloride is etched. However,
In the cleaning method using plasma as described above, for example, reaction by-products adhering to a mounting table or the like on which a wafer is mounted can be removed to some extent, but the reaction by-products in a portion away from the plasma can be sufficiently removed. However, there is a problem that it cannot be removed or it takes a long time to remove. In particular, there is a problem that a relatively large amount of reaction by-products tends to adhere, and furthermore, it is difficult to remove the adhesion-producing portion of the shower head portion, which is likely to peel off the film and is a major cause of particles.

【0005】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、チタン塩化物よりなる反応副生成物を、プラ
ズマを用いることなく、しかも、効率的に除去すること
ができるクリーニング方法を提供することにある。
[0005] The present invention focuses on the above problems,
It was created to solve this effectively. An object of the present invention is to provide a cleaning method capable of efficiently removing reaction by-products composed of titanium chloride without using plasma.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、基板に対して成膜を行なう処理容器内
に付着したチタン塩化物を除去するクリーニング方法に
おいて、前記処理容器内を130℃以上に加熱した状態
でクリーニングガスとしてClF系ガスを用いて前記チ
タン塩化物を除去するようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention relates to a cleaning method for removing titanium chloride adhered in a processing vessel for forming a film on a substrate. Is heated to 130 ° C. or higher, and the titanium chloride is removed using a ClF-based gas as a cleaning gas.

【0007】このように、クリーニングガスとしてCl
F系ガスを用い、しかも、クリーニング対象箇所を13
0℃以上に加熱することにより、プラズマを用いること
なく、チタン塩化物よりなる反応副生成物を除去するこ
とが可能となる。この場合、付着した反応副生成物を除
去し難いシャワーヘッド部を特に、130℃以上に加熱
した状態でクリーニングを行なうことにより、このシャ
ワーヘッド部に付着しているチタン塩化物を効率的に除
去することができる。このクリーニング時の圧力は、例
えば100mTorr〜1Torrの範囲が好ましい。
また、ClF系ガスとしては、例えばClFガス、Cl
3 ガス、ClF5 ガス等を用いることができる。
As described above, Cl is used as the cleaning gas.
Use F-based gas, and set 13
By heating to 0 ° C. or higher, it becomes possible to remove a reaction by-product composed of titanium chloride without using plasma. In this case, by cleaning the shower head portion where it is difficult to remove the attached reaction by-products, in particular, in a state where the shower head portion is heated to 130 ° C. or more, the titanium chloride adhering to the shower head portion is efficiently removed. can do. The pressure at the time of this cleaning is preferably, for example, in the range of 100 mTorr to 1 Torr.
Examples of the ClF-based gas include ClF gas and ClF gas.
F 3 gas, ClF 5 gas, or the like can be used.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るクリーニン
グ方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1
はクリーニングの対象となる成膜装置示す構成図であ
る。この成膜装置2は、内部がアルマイト処理された例
えばアルミニウムにより円筒体状に成形された処理容器
4を有しており、この処理容器4は接地されている。こ
の処理容器4の底部6の中心部には、給電線挿通孔8が
形成されると共に周辺部には、排気口10が設けられて
おり、これには図示しない真空引きポンプを介設した真
空排気系12が接続されて、容器内部を真空引き可能と
している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the cleaning method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a film forming apparatus to be cleaned. The film forming apparatus 2 includes a processing container 4 formed into a cylindrical shape by, for example, aluminum, the inside of which is anodized, and the processing container 4 is grounded. A power supply line insertion hole 8 is formed in the center of the bottom 6 of the processing container 4 and an exhaust port 10 is provided in the periphery thereof. An exhaust system 12 is connected so that the inside of the container can be evacuated.

【0009】この処理容器4内には、非導電性材料、例
えばアルミナ製の円板状の載置台14が設けられ、この
載置台14の下面中央部には下方に延びる中空円筒状の
脚部16が一体的に形成され、この脚部16の下端は上
記容器底部6の給電線挿通孔8の周辺部にOリング等の
シール部材18を介在させてボルト20等を用いて気密
に取り付け固定される。上記載置台14には、例えば、
SiCによりコーティングされたカーボン製の抵抗発熱
体22が埋め込まれており、この上面側に載置される基
板としての半導体ウエハWを所望の温度に加熱し得るよ
うになっている。この載置台14の上部には、内部に銅
などの導電板よりなるチャック用電極24を埋め込んだ
薄いセラミックス製の静電チャック26として構成され
ており、この静電チャック26が発生すクーロン力によ
り、この上面にウエハWを吸着保持するようになってい
る。
A disc-shaped mounting table 14 made of a non-conductive material, for example, alumina, is provided in the processing vessel 4. A hollow cylindrical leg extending downward is provided at the center of the lower surface of the mounting table 14. A lower end of the leg 16 is hermetically attached and fixed to the periphery of the feeder line insertion hole 8 of the container bottom 6 with a bolt 20 or the like via a sealing member 18 such as an O-ring. Is done. The mounting table 14 includes, for example,
A resistance heating element 22 made of carbon coated with SiC is embedded, and a semiconductor wafer W as a substrate placed on the upper surface side can be heated to a desired temperature. An upper portion of the mounting table 14 is configured as a thin ceramic electrostatic chuck 26 in which a chuck electrode 24 made of a conductive plate such as copper is embedded, and the Coulomb force generated by the electrostatic chuck 26 is used. The wafer W is held by suction on the upper surface.

【0010】上記抵抗発熱体22には、絶縁された給電
用のリード線28を介して給電部30に接続される。ま
た、静電チャック26のチャック用電極24には、絶縁
された給電用のリード線32を介して高圧直流電源34
に接続される。載置台14の周辺部の所定の位置には、
複数のリフタ孔36が上下方向に貫通させて設けられて
おり、このリフタ孔36内に上下方向に昇降可能にウエ
ハリフタピン38が収容されており、ウエハWの搬入・
搬出時に図示しない昇降機構によりリフタピン38を昇
降させることにより、ウエハWを持ち上げたり、持ち下
げたりするようになっている。
The resistance heating element 22 is connected to a power supply section 30 via an insulated power supply lead wire 28. A high-voltage DC power supply 34 is connected to the chuck electrode 24 of the electrostatic chuck 26 via an insulated power supply lead wire 32.
Connected to. At a predetermined position in the periphery of the mounting table 14,
A plurality of lifter holes 36 are provided to penetrate in the vertical direction, and wafer lifter pins 38 are accommodated in the lifter holes 36 so as to be able to move up and down in the vertical direction.
By lifting and lowering the lifter pins 38 by a lifting mechanism (not shown) at the time of unloading, the wafer W is lifted or lowered.

【0011】また、処理容器4の天井部には、シャワー
ヘッド部40が一体的に設けられた天井板42がOリン
グ等のシール部材44を介して気密に取り付けられてお
り、上記シャワーヘッド部40は載置台14の上面の略
全面を覆うように対向させて設けられ、載置台14との
間に処理空間Sを形成している。このシャワーヘッド部
40は処理容器4内に処理ガスをシャワー状に導入する
ものであり、シャワーヘッド部40の下面の噴射面46
には処理ガスを噴出するための多数の噴射孔48が形成
される。この天井板42の取付部には、絶縁材50が介
在されており、処理容器4に対して絶縁されている。
A ceiling plate 42 integrally provided with a shower head 40 is hermetically attached to the ceiling of the processing vessel 4 via a sealing member 44 such as an O-ring. Reference numeral 40 denotes a processing space S which is provided so as to face substantially the entire upper surface of the mounting table 14 so as to face the mounting table 14 and forms a processing space S with the mounting table 14. The shower head 40 is for introducing a processing gas into the processing container 4 in a shower shape, and is provided with an ejection surface 46 on the lower surface of the shower head 40.
Are formed with a large number of injection holes 48 for discharging the processing gas. An insulating material 50 is interposed in the mounting portion of the ceiling plate 42 and is insulated from the processing container 4.

【0012】天井板42には、シャワーヘッド部40に
処理ガスを導入するガス導入ポート52が設けられてお
り、この導入ポート52には各種のガスを流す供給通路
54が接続されている。そして、このシャワーヘッド部
40内には、供給通路54から供給されたガスを拡散す
る目的で、多数の拡散孔56を有する拡散板58が設け
られる。また、ヘッド側壁には成膜時にこの部分の温度
を冷却するための冷却ジャケット60と、クリーニング
時にこの部分を所定の温度に加熱するための例えば抵抗
発熱体よりなる加熱ヒータ62が設けられる。
The ceiling plate 42 is provided with a gas introduction port 52 for introducing a processing gas into the shower head section 40, and a supply passage 54 for flowing various gases is connected to the introduction port 52. A diffusion plate 58 having a large number of diffusion holes 56 is provided in the shower head 40 for the purpose of diffusing the gas supplied from the supply passage 54. Further, a cooling jacket 60 for cooling the temperature of this portion at the time of film formation and a heater 62 made of, for example, a resistance heating element for heating this portion to a predetermined temperature at the time of cleaning are provided on the side wall of the head.

【0013】上記供給通路54には、成膜用のガスとし
て、例えばTiCl4 ガスを貯留するTiCl4 ガス源
64、H2 ガスを貯留するH2 ガス源68がそれぞれ分
岐管を介して接続され、他方、クリーニング時に使用す
るクリーニングガスとしてClF系ガス、例えばClF
3 ガスを貯留するClF3 ガス源70が分岐管を介して
接続されている。また、供給通路54には、不活性ガス
を供給するために、例えばArガス源74も接続されて
いる。そして、各ガスの流量は、それぞれの分岐管に介
設した流量制御器、例えばマスフローコントローラ72
によって制御される。ここで、基板表面にTi膜を成膜
する場合には、TiCl4 ガスとH2 ガスとArガスを
使用して、プラズマCVDにより成膜を行なう。
[0013] the supply passage 54, as a gas for film formation, such as H 2 gas source 68 for storing the TiCl 4 gas source 64, the H 2 gas for storing the TiCl 4 gas is connected via a branch pipe On the other hand, a ClF-based gas such as ClF
A ClF 3 gas source 70 for storing three gases is connected via a branch pipe. Further, for example, an Ar gas source 74 is also connected to the supply passage 54 to supply an inert gas. The flow rate of each gas is controlled by a flow controller, for example, a mass flow controller 72 provided in each branch pipe.
Is controlled by Here, when forming a Ti film on the substrate surface, the film is formed by plasma CVD using TiCl 4 gas, H 2 gas and Ar gas.

【0014】上記Ti成膜時のプラズマを形成するため
に、天井板42には、リード線76を介してマッチング
回路77及び例えば13.56MHzのプラズマ用の高
周波電源78が接続されている。また、処理容器4の側
壁には、壁面を冷却するために例えば冷媒を流す冷却ジ
ャケット80が設けられると共に、この容器4の側壁の
一部には、ウエハ搬入搬出時に開閉されるゲートバルブ
82を設けている。
A matching circuit 77 and a high-frequency power source 78 for 13.56 MHz plasma, for example, are connected to the ceiling plate 42 via lead wires 76 in order to form plasma during the Ti film formation. In addition, a cooling jacket 80 through which a coolant flows, for example, for cooling the wall surface is provided on a side wall of the processing container 4, and a gate valve 82 that is opened and closed when a wafer is loaded and unloaded is provided on a part of the side wall of the container 4. Provided.

【0015】次に、以上のように構成された装置を用い
て行なわれる本発明のクリーニング方法について説明す
る。本発明のクリーニング方法は、Ti膜の形成時に容
器内部に付着する反応副生成物としての塩素化合物をC
lF系ガスを用いて且つ容器内温度を130℃以上に維
持して除去するものである。まず、成膜について説明す
る。例えば基板Wの表面にTi膜を成膜する場合には、
成膜ガスとしてTiCl4ガスと、H2 ガスと、Arガ
スをそれぞれ所定の流量でシャワーヘッド部40から処
理容器4内に供給し、これと同時に、高周波電源78よ
り高周波をシャワーヘッド部40と載置台14との間に
印加する。これにより、処理空間Sにはプラズマが立
ち、TiCl4 がH2 と反応して還元され、Ti膜が基
板上に成膜されることになる。この時の成膜条件は、例
えば基板温度は550℃程度、プロセス圧力は1Tor
r程度、プラズマパワーは500W程度である。
Next, a cleaning method according to the present invention, which is performed by using the apparatus configured as described above, will be described. According to the cleaning method of the present invention, a chlorine compound as a reaction by-product adhering to the inside of the container when a Ti film is formed is converted into C
The removal is performed by using an IF gas and maintaining the temperature in the container at 130 ° C. or higher. First, the film formation will be described. For example, when forming a Ti film on the surface of the substrate W,
TiCl 4 gas, H 2 gas, and Ar gas are respectively supplied as a film forming gas from the shower head unit 40 into the processing vessel 4 at a predetermined flow rate, and at the same time, a high frequency is supplied from the high frequency power supply 78 to the shower head unit 40. The voltage is applied to between the mounting table 14. As a result, plasma is generated in the processing space S, and TiCl 4 reacts with H 2 to be reduced, so that a Ti film is formed on the substrate. The deposition conditions at this time are, for example, a substrate temperature of about 550 ° C. and a process pressure of 1 Torr.
r and the plasma power is about 500 W.

【0016】そして、このような成膜処理は、同時に塩
酸(HCl)やチタン塩化物(TiClx:X=2〜
3)などの反応副生成物を生成し、HClはガスとして
排出されるが、チタン塩化物は蒸気圧がかなり低いため
に排出され難く、処理容器4の内壁等に付着する傾向に
あり、特に、シャワーヘッド部の下面である噴射面46
等に、処理枚数に依存して多量にチタン塩化物Mが付着
する。
[0016] Such a film forming process is performed simultaneously with hydrochloric acid (HCl) and titanium chloride (TiClx: X = 2 to 2).
3) and the like, and HCl is discharged as a gas. However, titanium chloride is difficult to be discharged because its vapor pressure is considerably low, and tends to adhere to the inner wall of the processing container 4 and the like. Jetting surface 46 which is the lower surface of the shower head
For example, a large amount of titanium chloride M adheres depending on the number of processed sheets.

【0017】このようにして複数枚のウエハに対する成
膜の処理を行なったならば、付着したチタン塩化物を除
去するためのクリーニング処理を行なう。このクリーニ
ング時には、クリーニングガスとしてClF系ガス、こ
こではClF3 ガスをシャワーヘッド部40から処理容
器4内に所定の流量、例えば100sccmの流量で供
給し、且つ容器内温度を130℃以上に高く維持する。
シャワーヘッド部40の温度を高くするには、これに内
蔵した加熱ヒータ62に通電すればよい。この場合、載
置台14については、その構造上、例えば500℃以上
の高温に維持できるが、シャワーヘッド部40は、その
構造上、あまり温度を高くできず、例えば130℃から
その構造上の限界値である180℃程度までの範囲内に
設定する。
After the film forming process has been performed on a plurality of wafers in this way, a cleaning process for removing the attached titanium chloride is performed. During this cleaning, a ClF-based gas, here a ClF 3 gas, is supplied as a cleaning gas from the shower head unit 40 into the processing container 4 at a predetermined flow rate, for example, 100 sccm, and the temperature inside the container is maintained at 130 ° C. or higher. I do.
In order to increase the temperature of the shower head 40, the heater 62 incorporated therein may be energized. In this case, the mounting table 14 can be maintained at a high temperature of, for example, 500 ° C. or more due to its structure. However, the temperature of the shower head section 40 cannot be so high due to its structure. It is set within a range of up to about 180 ° C., which is the value.

【0018】尚、シャワーヘッド部40の構造上の改良
により、180℃よりも高い温度に耐えられるようにな
れば、その上限温度値まで加熱するようにしてもよい。
この時の容器内圧力は1Torrであり、例えば60分
間程度のクリーニングを行なう。また、このクリーニン
グ処理時には、プラズマを用いることなく、熱によるク
リーニングを行なう。このようなClF3 ガスを用いた
クリーニング処理により、処理容器4内に付着していた
チタン塩化物は、これよりも蒸気圧の大きなTiF4
(四フッ化チタン)へと変化し、蒸発乃至昇華が促進さ
れて除去されることになる。特に、TiF4 は、130
℃程度で蒸発が開始されるので、シャワーヘッド部40
内に内蔵した加熱ヒータ62により、クリーニング時に
これを130℃程度以上に加熱しておくことにより、比
較的容易に且つ迅速に付着していたチタン塩化物Mを除
去することが可能となる。
If the shower head 40 can withstand a temperature higher than 180 ° C. due to structural improvement, it may be heated to the upper limit temperature.
At this time, the pressure in the container is 1 Torr, and cleaning is performed, for example, for about 60 minutes. At the time of this cleaning processing, cleaning by heat is performed without using plasma. By the cleaning process using such ClF 3 gas, the titanium chloride adhering to the inside of the processing vessel 4 becomes TiF 4 having a higher vapor pressure.
(Titanium tetrafluoride), and evaporation or sublimation is promoted and removed. In particular, TiF 4 is 130
Since the evaporation starts at about ℃, the shower head 40
By heating this to about 130 ° C. or more during cleaning by the heater 62 incorporated therein, it is possible to relatively easily and quickly remove the attached titanium chloride M.

【0019】図2は、TiCl4 (原料ガス)とTiC
3 (反応副生成物)とTiF4 のそれぞれの温度と蒸
気圧との関係を示すグラフである。グラフから明らかな
ように、本発明のようにClF系ガスをクリーニングガ
スとして用いてクリーニング対象箇所を130℃以上に
加熱することにより、700℃程度でなければ蒸発しな
い、すなわち除去が困難なTiCl3 (反応副生成物)
を130℃程度で蒸発が開始するTiF4 に変換してこ
れを蒸発化させて除去することができる。図3は、本発
明方法を用いてクリーニング処理を行なった時の載置台
とシャワーヘッド部のクリーニング状態を示すグラフで
あり、クリーニング温度を種々変更している。図中、黒
印は、チタン塩化物を除去できなかったことを示し、白
抜き印は、チタン塩化物を除去できたことを示す。尚、
この時のクリーニング条件は、プロセス圧力は1000
mTorr、ClF31ガスの流量は、100sccm、
クリーニング時間は30分である。
FIG. 2 shows TiCl 4 (source gas) and TiC
l 3 is a graph showing the relationship between each of the temperature and vapor pressure of (reaction byproduct) and TiF 4. As is clear from the graph, by heating the portion to be cleaned to 130 ° C. or higher using a ClF-based gas as a cleaning gas as in the present invention, TiCl 3 which does not evaporate unless it is at about 700 ° C. (Reaction by-product)
Can be converted to TiF 4 , which starts to evaporate at about 130 ° C., and this can be removed by evaporation. FIG. 3 is a graph showing the cleaning state of the mounting table and the shower head when the cleaning process is performed using the method of the present invention, and the cleaning temperature is variously changed. In the figure, a black mark indicates that titanium chloride could not be removed, and a white mark indicates that titanium chloride could be removed. still,
The cleaning condition at this time is that the process pressure is 1000
mTorr, the flow rate of ClF 31 gas is 100 sccm,
The cleaning time is 30 minutes.

【0020】グラフから明らかなように、載置台に付着
したチタン塩化物は、室温(200℃程度)では白い粉
となって十分に除去することができなかったが、100
℃及び200℃に載置台温度を上げた時には、完全に除
去することができた。また、シャワーヘッド部に付着し
たチタン酸化物は、室温では勿論のこと、加熱ヒータに
よりシャワーヘッド部を110℃程度に加熱しても、白
い粉となって十分に除去することができなかったが、1
30℃、150℃及び180℃に加熱してクリーニング
を行なった結果、チタン塩化物を略完全に除去すること
ができた。
As apparent from the graph, the titanium chloride adhering to the mounting table became a white powder at room temperature (about 200 ° C.) and could not be sufficiently removed.
When the temperature of the mounting table was raised to 200C and 200C, it could be completely removed. Also, the titanium oxide adhered to the shower head was turned into white powder and could not be sufficiently removed even when the shower head was heated to about 110 ° C. by a heater as well as at room temperature. , 1
As a result of cleaning by heating at 30 ° C., 150 ° C., and 180 ° C., titanium chloride could be almost completely removed.

【0021】このように、本発明によれば、特にパーテ
ィクルの主たる発生原因となるシャワーヘッド部に付着
したチタン塩化物は、これを130℃以上に加熱してC
lF3 ガスを用いれば、略完全に除去することができ
る。また、クリーニング時のプロセス圧力について検討
したところ、図4に示すような温度とクリーニング量と
の関係を示すグラフが得られた。すなわち、プロセス圧
力に関してはクリーニング効率は、500mTorr程
度が最も効率が良く、好ましくは、100mTorrか
ら1Torrの範囲内で行なうのが良好であることが判
明した。
As described above, according to the present invention, in particular, the titanium chloride adhering to the shower head, which mainly causes particles, is heated to 130 ° C. or more to remove C
If 1F 3 gas is used, it can be almost completely removed. Further, when the process pressure during cleaning was examined, a graph showing the relationship between the temperature and the cleaning amount as shown in FIG. 4 was obtained. In other words, it has been found that the cleaning efficiency is most efficient when the process pressure is about 500 mTorr, and it is preferably performed within the range of 100 mTorr to 1 Torr.

【0022】この理由は、プロセス圧力が100mTo
rrよりも低いと、ClF3 ガスの量が少な過ぎて、T
iF4 への変換反応が十分に行なわれず、また、プロセ
ス圧力が1Torrよりも高いと、ClF3 ガスの量は
多くなるが、逆に、TiF4の気化が抑制されてしま
い、結果的に、共にクリーニング効率が低下してしまう
と考えられる。ここではシャワーヘッド部40に、冷却
ジャケット60と加熱ヒータ62を設けたが、これに代
えて、例えば高温の熱媒と低温の冷媒のチラーを選択的
に流すことができる温調機構を設けて、この1つの温調
機構に冷却と加熱の2つの機能を持たせるようにしても
よい。
The reason is that the process pressure is 100 mTo
If it is lower than rr, the amount of ClF 3 gas is too small and T
If the conversion reaction to iF 4 is not sufficiently performed and the process pressure is higher than 1 Torr, the amount of ClF 3 gas increases, but conversely, the vaporization of TiF 4 is suppressed, and as a result, In both cases, it is considered that the cleaning efficiency is reduced. Although the cooling jacket 60 and the heater 62 are provided in the shower head section 40 here, instead of this, for example, a temperature control mechanism that can selectively flow a chiller of a high-temperature heat medium and a low-temperature refrigerant is provided. The one temperature control mechanism may have two functions of cooling and heating.

【0023】尚、ここではClF系ガスとしてClF3
ガスを用いた場合を例にとって説明したが、これと同様
な作用を示すClFガス、ClF5 ガス或いはこれらの
混合ガスを用いてもよいのは勿論である。また、基板と
しては半導体ウエハに限定されず、ガラス基板、LCD
基板等にも適用し得るのは勿論である。
Here, ClF 3 gas is used as ClF-based gas.
Although the case of using gas has been described as an example, it is needless to say that ClF gas, ClF 5 gas, or a mixed gas thereof having the same effect may be used. The substrate is not limited to a semiconductor wafer, but may be a glass substrate, an LCD, or the like.
Of course, it can be applied to a substrate or the like.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーニ
ング方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。処理容器内を130℃以上に加熱した
状態でClF系ガスによりクリーニングを行なうことに
より、チタン塩化物を効率的に除去することができ、し
かも、プラズマを用いることがないので、プラズマが届
かないような隅々までクリーニングを行なうことができ
る。特に、シャワーヘッド部に加熱ヒータを組み込んで
これを130℃以上に加熱することにより、パーティク
ルの主たる発生原因となるシャワーヘッド部のチタン塩
化物を迅速に且つ略完全に除去することができる。
As described above, according to the cleaning method of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. By cleaning with a ClF-based gas in a state where the inside of the processing vessel is heated to 130 ° C. or more, titanium chloride can be efficiently removed, and no plasma is used because plasma is not used. Cleaning can be performed to every corner. In particular, by incorporating a heater in the shower head and heating it to 130 ° C. or higher, titanium chloride in the shower head, which is a main cause of generation of particles, can be quickly and almost completely removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】クリーニングの対象となる成膜装置示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a film forming apparatus to be cleaned.

【図2】TiCl4 (原料ガス)とTiCl3 (反応副
生成物)とTiF4 のそれぞれの温度と蒸気圧との関係
を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the respective temperatures and vapor pressures of TiCl 4 (source gas), TiCl 3 (reaction by-product), and TiF 4 .

【図3】本発明方法を用いてクリーニング処理を行なっ
た時の載置台とシャワーヘッド部のクリーニング状態を
示すグラフであり
FIG. 3 is a graph showing a cleaning state of a mounting table and a shower head when a cleaning process is performed using the method of the present invention.

【図4】クリーニング温度とクリーニング効率との関係
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between cleaning temperature and cleaning efficiency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 成膜装置 4 処理容器 14 載置台 40 シャワーヘッド部 42 天井板 46 噴射面 48 噴射孔 62 加熱ヒータ 64 TiCl4 ガス源 66 NH3 ガス源 70 ClF3 ガス源 78 高周波電源 M チタン塩化物 W 半導体ウエハ(基板)2 Film forming apparatus 4 Processing container 14 Mounting table 40 Shower head part 42 Ceiling plate 46 Injection surface 48 Injection hole 62 Heater 64 TiCl 4 gas source 66 NH 3 gas source 70 ClF 3 gas source 78 High frequency power supply M Titanium chloride W Semiconductor Wafer (substrate)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/285 H01L 21/302 N ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/285 H01L 21/302 N

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に対して成膜を行なう処理容器内に
付着したチタン塩化物を除去するクリーニング方法にお
いて、前記処理容器内を130℃以上に加熱した状態で
クリーニングガスとしてClF系ガスを用いて前記チタ
ン塩化物を除去するようにしたことを特徴とするクリー
ニング方法。
1. A cleaning method for removing titanium chloride adhered in a processing vessel for forming a film on a substrate, wherein a ClF-based gas is used as a cleaning gas while the processing vessel is heated to 130 ° C. or higher. A cleaning method, wherein the titanium chloride is removed by a cleaning method.
【請求項2】 前記処理容器は、この中にガスを供給す
るシャワーヘッド部を有し、少なくともこのシャワーヘ
ッド部が130℃以上に加熱されることを特徴とする請
求項1記載のクリーニング方法。
2. The cleaning method according to claim 1, wherein the processing vessel has a shower head for supplying a gas therein, and at least the shower head is heated to 130 ° C. or higher.
【請求項3】 前記処理容器内の圧力は、100mTo
rrから1Torrの範囲内であることを特徴とする請
求項1または2記載のクリーニング方法。
3. The pressure in the processing container is 100 mTo.
3. The cleaning method according to claim 1, wherein the temperature is within a range of rr to 1 Torr.
【請求項4】 前記ClF系ガスは、ClFガス、Cl
3 ガス、ClF5 ガスの内のいずれか1つであること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のクリー
ニング方法。
4. The ClF-based gas comprises ClF gas, ClF gas,
4. The cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning method is one of F 3 gas and ClF 5 gas.
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