JPH1098019A - Surface cleaning - Google Patents
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- JPH1098019A JPH1098019A JP25143496A JP25143496A JPH1098019A JP H1098019 A JPH1098019 A JP H1098019A JP 25143496 A JP25143496 A JP 25143496A JP 25143496 A JP25143496 A JP 25143496A JP H1098019 A JPH1098019 A JP H1098019A
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- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、減圧された製造装
置系内において加工される被加工物の表面および/また
は製造装置系内を清浄にし、かつ表面の脱水を行う表面
清浄化方法に関し、特に半導体装置の製造において、装
置およびプロセスの安定化を得るために、製造装置、す
なわちプロセスチャンバーおよび/またはウェハ表面に
吸着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面
清浄化方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface cleaning method for cleaning the surface of a workpiece to be processed in a reduced-pressure manufacturing apparatus system and / or the inside of the manufacturing apparatus system and for dehydrating the surface. In particular, the present invention relates to a surface cleaning method for removing a substance having moisture and a hydroxyl group adsorbed on a manufacturing apparatus, that is, a process chamber and / or a wafer surface in order to stabilize the apparatus and the process in manufacturing a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に半導体製造装置では、イオン注入
装置、CVD装置、エッチング装置等の各種真空装置が
用いられる。いずれも低圧下でウェハに対する加工が行
われるが、これら装置はあるサイクルで大気開放しチャ
ンバークリーニングを行う必要がある。このためクリー
ニング直後にはプロセスチャンバーの内壁には大気中の
水分が吸着し、従来の長時間の真空引きや空放電では十
分に除去できない水分が残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水素原子でハロゲン原子を
捕獲したり、酸素原子を放出して消費され減少してい
く。したがってクリーニングサイクルの間で残留水分濃
度の変化とともに、成膜やエッチングの活性種の濃度が
変化してしまい、結果として膜質やエッチング形状が変
化するため、これを避けるためクリーニングの最後にア
ルコールやアセトン等の揮発性物質で、内壁を拭いてい
る。しかし、アルコールは分子内に水酸基をもちこの水
酸基が残留して水分を吸着してしまう。2. Description of the Related Art In general, various vacuum apparatuses such as an ion implantation apparatus, a CVD apparatus, and an etching apparatus are used in a semiconductor manufacturing apparatus. In each case, processing is performed on a wafer under a low pressure, but these apparatuses need to be opened to the atmosphere in a certain cycle to perform chamber cleaning. Therefore, immediately after the cleaning, moisture in the atmosphere is adsorbed on the inner wall of the process chamber, and moisture that cannot be sufficiently removed by conventional long-time evacuation or empty discharge remains. The residual moisture is consumed and reduced by capturing halogen atoms by hydrogen atoms and releasing oxygen atoms by contacting the plasma. Therefore, the concentration of active species for film formation and etching changes along with the change in residual moisture concentration during the cleaning cycle, and as a result, the film quality and etching shape change. Wipe the inner wall with volatile substances such as. However, alcohol has a hydroxyl group in the molecule, and the hydroxyl group remains to adsorb water.
【0003】また、ウェハについても大気中からロード
ロック室を経てプロセスチャンバーに搬入されるとはい
え、スループット上の制約から長時間の真空引きはでき
ず、ウェハ上に吸着した水分や水酸基はほとんどそのま
まプロセスチャンバーに持ち込まれる。これらの対策と
して、スパッタ装置等ではプロセスチャンバーに入る前
に、ロードロック室においてカセットごと真空排気した
り、搬送室で200℃〜300℃に加熱する方法(特開
平6−330307号公報参照)がある。また、フォト
レジスト塗布前には密着性を高めるためにHMDS(ヘ
キサメチルジシラザン)でウェハを拭いて水分を除去す
る処理やこの方法にマイクロ波加熱を併用した方法(特
開昭57−45928号公報参照)等が提案されてい
る。[0003] In addition, although the wafer is carried into the process chamber from the atmosphere via the load lock chamber, it cannot be evacuated for a long time due to the limitation of the throughput, and almost no moisture or hydroxyl groups adsorbed on the wafer. It is brought into the process chamber as it is. As a countermeasure against this, in a sputtering apparatus or the like, a method of evacuating the entire cassette in a load lock chamber or heating the cassette to 200 ° C. to 300 ° C. in a transfer chamber before entering a process chamber (see JP-A-6-330307). is there. Prior to the application of a photoresist, a process of removing water by wiping a wafer with HMDS (hexamethyldisilazane) in order to enhance adhesion or a method using microwave heating in combination with this method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-55928) Publications) are proposed.
【0004】しかしながら、上述した従来の表面の清浄
化方法では、以下のような問題がある。 1.大気開放しチャンバークリーニングした半導体製造
装置は、上記のように内壁には大気中の水分が吸着し、
従来の長時間の真空引きや空放電では十分に除去できな
い水分が残留している。アルコールやアセトン等の揮発
性物質で内壁を拭いたとしても、これらの揮発性物質の
蒸発が大半で水分は依然残留する。この残留水分は、プ
ラズマに接触することにより水分子内の水素原子がハロ
ゲン原子を捕獲したり、酸素原子を放出したりして消費
され、減少していく。したがって、クリーニングサイク
ルの間で残留水分濃度の変化とともに、成膜やエッチン
グの活性種の濃度が変化し、結果として膜質やエッチン
グ形状が変化してしまう。エッチングでは主エッチャン
トとしてハロゲンを用いることが多く、この際装置内に
水素原子があるとエッチャントと結合し、エッチレート
の低下や側壁保護膜の堆積が促進されることによる加工
形状のテーパー化が生じる。すなわち、チャンバークリ
ーニングサイクル間で加工形状(加工寸法)が変動する
ため、水分の残留は加工精度を制限する一因となる。However, the above-mentioned conventional surface cleaning method has the following problems. 1. The semiconductor manufacturing apparatus that has been opened to the atmosphere and the chamber has been cleaned has moisture in the atmosphere adsorbed on the inner wall as described above,
Water that cannot be sufficiently removed by conventional long-time evacuation or empty discharge remains. Even if the inner wall is wiped with a volatile substance such as alcohol or acetone, most of the volatile substance evaporates, and water remains. The residual moisture is consumed by contacting the plasma with hydrogen atoms in the water molecules capturing halogen atoms and releasing oxygen atoms, and is reduced. Therefore, during the cleaning cycle, the concentration of the active species for film formation and etching changes along with the change in the residual moisture concentration, and as a result, the film quality and etching shape change. In etching, halogen is often used as a main etchant. At this time, if a hydrogen atom is present in the apparatus, the hydrogen atom is bonded to the etchant, and the processing rate is tapered due to a decrease in etch rate and promotion of deposition of a sidewall protective film. . That is, since the processing shape (processing size) varies between chamber cleaning cycles, the residual water contributes to limiting the processing accuracy.
【0005】2.加工精度を制限するのは装置のクリー
ニング後の残留水分だけではない。枚葉式でロードロッ
ク室からプロセスチャンバーに搬送される装置の場合、
ウェハ表面に吸着した水分は真空引きを主目的としたロ
ードロック室ではほとんど除去されずにプロセスチャン
バーに持ち込まれる。カセットごと真空排気する場合で
も吸着した水分を真空排気のみで除去することは困難で
ある。さらにエッチングするウェハは表面にレジストマ
スクが存在するため、高温加熱は用いることができな
い。エッチング時に表面に水分が存在すると、上記のよ
うにエッチング初期に加工形状のテーパー化が生じるう
え、連続処理によりチャンバー内に水分やそれにより促
進された堆積物が蓄積するため、加工寸法の再現性が悪
化する。微細化が進み、アスペクト比が高いほど垂直形
状が要求されてきており、デザインルールにしめるエッ
チング初期のテーパー化による寸法変動や連続処理時の
寸法変動の割合が無視できない。[0005] 2. It is not only the residual moisture after cleaning the apparatus that limits the processing accuracy. In the case of a single-wafer type device that is transferred from the load lock chamber to the process chamber,
The moisture adsorbed on the wafer surface is hardly removed in the load lock chamber mainly for evacuation and is carried into the process chamber. Even when the entire cassette is evacuated, it is difficult to remove the adsorbed moisture only by evacuation. Further, since a wafer to be etched has a resist mask on the surface, high-temperature heating cannot be used. If moisture is present on the surface during etching, the processing shape becomes tapered at the beginning of etching as described above, and moisture and the deposits promoted by the processing accumulate in the chamber due to continuous processing, so that the reproducibility of processing dimensions Worsens. As the miniaturization progresses and the aspect ratio becomes higher, the vertical shape is required, and the ratio of the dimensional change due to the taper at the initial stage of the etching and the dimensional change at the time of the continuous processing cannot be ignored.
【0006】3.小さな部品の脱水処理ならば、HMD
S(ヘキサメチルジシラザン)を用いた表面脱水処理や
これにマイクロ波加熱を併用した方法(特開昭57−4
5928号公報参照)等があるが、半導体装置のような
ウェハレベルでない大規模な部品の脱水処理では、HM
DSが200℃程度で引火する性質のため、使用方法の
自由度に制限が加わってしまう。[0006] 3. HMD for dewatering small parts
Surface dehydration treatment using S (hexamethyldisilazane) or a method using microwave heating in combination with the surface dehydration treatment (JP-A-57-4
However, in the dehydration processing of a large-scale non-wafer-level component such as a semiconductor device, the HM
Due to the property that DS ignites at about 200 ° C., the degree of freedom of use is limited.
【0007】上記種々の問題は、プロセスチャンバーや
ロードロック室等の半導体製造装置系内に限らず、一般
に減圧して用いられる装置であって表面の吸着水分の除
去が必要な装置にも言えることであり、これら減圧され
た製造装置系内における表面吸着水分の有効な除去方法
が望まれている。The above-mentioned various problems can be said not only in a semiconductor manufacturing system such as a process chamber or a load lock chamber, but also in an apparatus which is generally used under reduced pressure and which needs to remove adsorbed moisture on the surface. Therefore, there is a demand for a method for effectively removing the surface adsorbed moisture in the reduced-pressure production system.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に基づく種々の問題点を鑑みなされたものであり、そ
の目的は、減圧下で加工を行う製造装置系内において、
製造装置および製造プロセスの安定化を得、被加工物の
加工程度のばらつきを無くし、安定化を得るために、被
加工物の表面や製造装置系内を清浄にし、かつ表面に吸
着した水分および水酸基を有する物質を除去する表面清
浄化方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of various problems based on the above-mentioned prior art, and an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus which performs processing under reduced pressure.
In order to stabilize the manufacturing equipment and the manufacturing process, eliminate the variation in the degree of processing of the workpiece, and obtain stability, clean the surface of the workpiece and the inside of the manufacturing equipment system, and remove the moisture adsorbed on the surface and An object of the present invention is to provide a surface cleaning method for removing a substance having a hydroxyl group.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、減圧された製造装置系内において加工さ
れる被加工物の表面および/または前記製造装置系内を
清浄化するために、前記製造装置系内に、COあるいは
炭素含有物質と、酸素含有物質を、炭素原子と酸素原子
換算のモル比で、C:O=1:200〜1:5の範囲と
なるよう導入する表面清浄化方法を提供するものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for cleaning the surface of a workpiece to be processed in a reduced pressure production system and / or for cleaning the interior of the production system. Then, a CO or carbon-containing substance and an oxygen-containing substance are introduced into the production system so that the molar ratio of carbon atoms to oxygen atoms is in the range of C: O = 1: 200 to 1: 5. A method for cleaning a surface is provided.
【0010】また、前記炭素含有物質が、脂肪族炭化水
素とアルデヒド基を有する化合物とC−F系化合物とか
らなる群より選ばれる1種もしくは2種以上の炭素含有
化合物であることが好ましい。It is preferable that the carbon-containing substance is one or more carbon-containing compounds selected from the group consisting of a compound having an aliphatic hydrocarbon, an aldehyde group, and a CF compound.
【0011】また、前記表面清浄化方法であって、CO
あるいは前記炭素含有物質と、前記酸素含有物質との混
合ガスに、不活性ガスと水素含有ガスのいずれか1種も
しくは両方を添加する表面清浄化方法を提供するもので
ある。[0011] In the above method for cleaning a surface, the method may further comprise:
Alternatively, the present invention provides a surface cleaning method in which one or both of an inert gas and a hydrogen-containing gas are added to a mixed gas of the carbon-containing material and the oxygen-containing material.
【0012】前記表面清浄化方法であって、前記製造装
置系内に、さらに、放電、レーザー、光、および高熱の
いずれか少なくとも1種によりエネルギーを加える表面
清浄化方法を提供するものである。[0012] The present invention provides the method for cleaning a surface, wherein the method further comprises applying energy to the manufacturing apparatus system by at least one of electric discharge, laser, light, and high heat.
【0013】前記被加工物に施される製造工程が、半導
体製造工程である表面清浄化方法を提供するものであ
る。[0013] An object of the present invention is to provide a method of cleaning a surface, wherein the manufacturing process performed on the workpiece is a semiconductor manufacturing process.
【0014】前記製造装置系内は、メンテナンス後の製
造装置系内である表面清浄化方法を提供するものであ
る。The inside of the manufacturing apparatus system provides a method for cleaning a surface which is in the manufacturing apparatus system after maintenance.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る表面清浄化
方法をさらに詳細に説明する。本発明の表面清浄化方法
は、減圧下で被加工物に加工を行う製造装置系内に少な
くとも、COあるいは炭素含有物質と、酸素含有物質と
を、導入することを特徴とする。COは還元性にすぐれ
ているため、製造装置の内壁、あるいは被加工物製品表
面の吸着水分や水酸基を有する物質の酸素と結合しCO
2 と水素を発生する。生成物が両者ともガス状であるた
め、製品表面を汚染することなく残留水分を除去するこ
とができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The surface cleaning method according to the present invention will be described below in more detail. The surface cleaning method of the present invention is characterized in that at least a CO or carbon-containing substance and an oxygen-containing substance are introduced into a manufacturing system for processing a workpiece under reduced pressure. Since CO is excellent in reducing properties, it combines with the adsorbed moisture on the inner wall of the manufacturing equipment or on the surface of the product to be processed and oxygen of the substance having a hydroxyl group to form CO.
Generates 2 and hydrogen. Since both products are gaseous, residual moisture can be removed without contaminating the product surface.
【0016】前記炭素含有物質としては、脂肪族炭化水
素、アルデヒド基を有する化合物、あるいはC−F系化
合物のいずれか1種または2種以上の炭素含有化合物を
用いるのが好ましい。脂肪族炭化水素としては、具体例
として、メタン、エタン、プロパン等の低級脂肪族炭化
水素を挙げることができる。アルデヒド基を有する化合
物としては、具体例として、ホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、アセトアルデヒドジメチルアセタール等の
化合物を挙げることができる。C−F系化合物として
は、具体例として、CF4 、C2 F6 、C3 F8 、C4
F8 、CHF3 等を挙げることができる。また、前記酸
素含有物質としては、酸素、一酸化二窒素、二フッ化酸
素等を挙げることができる。As the carbon-containing substance, it is preferable to use one or more carbon-containing compounds of an aliphatic hydrocarbon, a compound having an aldehyde group, or a CF compound. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon include lower aliphatic hydrocarbons such as methane, ethane, and propane. Specific examples of the compound having an aldehyde group include compounds such as formaldehyde, acetaldehyde, and acetaldehyde dimethyl acetal. Specific examples of the CF compound include CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4
F 8 and CHF 3 can be exemplified. Examples of the oxygen-containing substance include oxygen, nitrous oxide, and oxygen difluoride.
【0017】脂肪族炭化水素、アルデヒド基を有する化
合物、あるいはC−F系化合物の何れか1種または2種
以上の炭素含有化合物と、酸素含有物質は、表面清浄化
を行う製造装置系内に導入された後、放電、レーザー、
光、あるいは熱のいずれか少なくとも1種によりエネル
ギーを加えることでCOを発生することができる。製造
装置系内に導入されるCOあるいは上記炭素含有物質
と、上記酸素含有物質との組成比は、COあるいは上記
炭素含有物質と、上記酸素含有物質とを、炭素原子と酸
素原子換算のモル比として、C:O=1:200〜1:
5の範囲であるのが好ましい。該範囲であれば、COを
生成するとともに、カーボンの堆積物が発生することも
ないからである。さらに、炭素含有物質と酸素含有物質
の混合割合は、COとO2 に換算して各々の分圧比で
1:2.5〜1:20であるのが、効率的にCOを生成
するので好ましい。One or more carbon-containing compounds, such as aliphatic hydrocarbons, compounds having an aldehyde group, or C-F compounds, and oxygen-containing substances are incorporated into a manufacturing system for cleaning the surface. After being introduced, discharge, laser,
CO can be generated by applying energy by at least one of light and heat. The composition ratio of CO or the above-mentioned carbon-containing substance and the above-mentioned oxygen-containing substance introduced into the production apparatus system is the molar ratio of CO or the above-mentioned carbon-containing substance and the above-mentioned oxygen-containing substance in terms of carbon atoms and oxygen atoms. C: O = 1: 200 to 1:
It is preferably in the range of 5. This is because in this range, CO is generated and carbon deposits are not generated. Further, the mixing ratio of the carbon-containing substance and the oxygen-containing substance is preferably in the range of 1: 2.5 to 1:20 in terms of the partial pressure in terms of CO and O 2 , since it is possible to efficiently generate CO. .
【0018】表面清浄化を行う製造装置系内にCOある
いは上記炭素含有物質と上記酸素含有物質とを導入する
には、これらのガスと、不活性ガスと水素含有ガスのい
ずれか1種もしくは両方とを混合し、この混合ガスを導
入することによればよい。不活性ガスとしては、He、
Ne、Ar等の希ガス、水素含有ガスとしては、H2 、
NH3 等ガスを挙げることができる。これらのガスは、
いずれか1種もしくは2種以上を用いてもよい。表面清
浄化を行う製造装置系内のCOと、不活性ガスと水素含
有ガスのいずれか1種もしくは両方との混合割合は、各
々の分圧比として1:20〜1:100であるのが、希
釈によるCO濃度の低下を抑え、且つ、反応が促進され
るので好ましい。In order to introduce CO or the above-mentioned carbon-containing substance and the above-mentioned oxygen-containing substance into the production system for cleaning the surface, these gases and one or both of an inert gas and a hydrogen-containing gas are used. May be mixed, and this mixed gas may be introduced. As an inert gas, He,
Rare gases such as Ne and Ar and hydrogen-containing gases include H 2 ,
A gas such as NH 3 can be used. These gases are
Any one or two or more of them may be used. The mixing ratio of CO in the system for performing surface cleaning and any one or both of an inert gas and a hydrogen-containing gas is 1:20 to 1: 100 as a partial pressure ratio of each. This is preferable because the decrease in CO concentration due to dilution is suppressed and the reaction is promoted.
【0019】上記混合ガスを表面清浄化を行う製造装置
系内に導入するに先立ち、製造装置系内の真空排気を行
のが好ましい。混合ガス導入時の製造装置系内の減圧度
は、0.1〜2Torrとするのが好ましい。上記混合
ガスによる表面清浄化かつ脱水化を効率よく進ませるた
めである。減圧された製造装置系内への該混合ガスの導
入量は、1分間当たりの流量として製造装置系内容積の
1〜10%が好ましい。該範囲より多いと製造装置の内
壁や製造装置系内の被加工物の表面にカーボンが堆積す
るので好ましくない。ガス流量は、マスフローコントロ
ーラー等により調節することができる。Prior to introducing the mixed gas into a manufacturing system for cleaning the surface, it is preferable to evacuate the manufacturing system. The degree of reduced pressure in the production system when the mixed gas is introduced is preferably set to 0.1 to 2 Torr. This is because the surface cleaning and dehydration by the mixed gas are efficiently advanced. The amount of the mixed gas introduced into the depressurized production system is preferably 1 to 10% of the internal volume of the production system as a flow rate per minute. If the amount is larger than the above range, carbon is undesirably deposited on the inner wall of the manufacturing apparatus or the surface of the workpiece in the manufacturing apparatus system. The gas flow rate can be adjusted by a mass flow controller or the like.
【0020】導入された混合ガスは、製造装置系内にて
放電、レーザー、光、あるいは熱のいずれか少なくとも
1種によりエネルギーを加えられるが、このことにより
活性化されたCOは製造装置系内の隅々に拡散し、製造
装置系内の被加工物や製造装置の内壁等に吸着する水分
や水酸基を有する物質と反応してCO2 とH2 となる。
CO2 とH2 はともにガスであるので、堆積物が残るこ
となく製造装置系外へ排気することができる。放電とし
ては、RIE、MERIE、ECR、ヘリコン波等の放
電を、レーザーとしては、CO2 レーザー等を、光とし
ては、紫外線、赤外線等を、熱としてはランプアニール
による熱、ヒーター加熱等を挙げることができる。混合
ガスに加えられるエネルギーは、混合ガス内のCOを活
性化するのに十分であればよい。混合ガスの導入および
吸着水分とCOとの反応を継続させる時間は、製造装置
の容積、及び、製造装置系内での吸着水分の残留度の許
容度により異なるので、適宜決めればよい。また、この
水分除去プロセスの後、製造装置系内を更に真空排気
し、混合ガス、CO2 、H2 を製造装置系内より除去す
るが、減圧度は製造装置の使用目的に依存する許容度に
よりやはり異なるので、適宜決めればよい。The introduced mixed gas is energized by at least one of electric discharge, laser, light, and heat in the production equipment system, and the CO activated by this is reduced in the production equipment system. , And reacts with a substance having water or a hydroxyl group adsorbed on a workpiece in the manufacturing apparatus system or on an inner wall of the manufacturing apparatus to form CO 2 and H 2 .
Since both CO 2 and H 2 are gases, they can be exhausted to the outside of the manufacturing system without deposits remaining. Examples of the discharge include discharges such as RIE, MERIE, ECR, and helicon waves, a laser such as a CO 2 laser, light as ultraviolet light and infrared light, and heat as lamp annealing heat and heater heating. be able to. The energy applied to the mixed gas only needs to be sufficient to activate CO in the mixed gas. The time for introducing the mixed gas and continuing the reaction between the adsorbed water and the CO varies depending on the volume of the manufacturing apparatus and the tolerance of the residual amount of the adsorbed water in the manufacturing apparatus system, and may be appropriately determined. After the water removal process, the inside of the manufacturing system is further evacuated to remove the mixed gas, CO 2 , and H 2 from the inside of the manufacturing system. Is also different, and may be determined appropriately.
【0021】上述したCOによる脱水反応は、減圧され
た製造装置系内において加工される被加工物の表面や製
造装置系内に吸着する水分の除去に有効である。また、
表面の吸着水分の除去を要する工程を含む製造装置であ
れば、本発明の表面清浄化方法を好適に適用することが
できる。例えば、このような製造装置としては、ECR
エッチング装置、プラズマCVD装置等を挙げることが
できる。特に、本発明の表面清浄化方法は、半導体製造
装置の製造工程に用いることができ、具体的には、気相
成膜の前工程、絶縁膜あるいはメタル配線膜形成の前工
程、フォトレジスト塗布前処理工程、エッチングの前工
程に好適に用いることができる。The above-described dehydration reaction by CO is effective for removing the surface of a workpiece to be processed in a reduced-pressure manufacturing apparatus system and moisture adsorbed in the manufacturing apparatus system. Also,
If the manufacturing apparatus includes a step that requires removal of moisture adsorbed on the surface, the surface cleaning method of the present invention can be suitably applied. For example, such a manufacturing apparatus includes ECR
An etching apparatus, a plasma CVD apparatus, and the like can be given. In particular, the surface cleaning method of the present invention can be used in a manufacturing process of a semiconductor manufacturing apparatus, and specifically, a pre-process of vapor phase film formation, a pre-process of forming an insulating film or a metal wiring film, and a photoresist coating process. It can be suitably used in a pretreatment step and a pretreatment step of etching.
【0022】[0022]
【実施例】以下に本発明の好適実施例に基づいて、本発
明の表面清浄化方法を具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The surface cleaning method of the present invention will be specifically described below based on preferred embodiments of the present invention.
【0023】ここでは、図1に示すECRエッチング装
置を用いた、コンタクトホールエッチングへの本発明の
適用例を説明する。図1に示すように、エッチングチャ
ンバー12内は、排気口14よりターボ分子ポンプとド
ライポンプによって排気されており、各エッチングガス
はマスフローコントローラ16により所望の流量がエッ
チングチャンバー12に導入され、プラズマ化される。
ウェハ18は下部電極20上で静電チャック機構により
支持され、さらにウェハ18の表面とウェハステージ1
0の間はHeガスで満たされることにより、チラー22
で冷却されたウェハステージ10とウェハ18の熱伝導
が確保されている。ウェハステージ10には異方性を高
めるための、RFバイアスの印加が可能である。尚、図
1中、参照番号24はマグネトロン、26は導波管、2
8は放電管、30は電磁コイル、32はガス導入管、3
4はウェハ搬送口、36はRF電源をそれぞれ示す。Here, an example of application of the present invention to contact hole etching using the ECR etching apparatus shown in FIG. 1 will be described. As shown in FIG. 1, the inside of the etching chamber 12 is exhausted from an exhaust port 14 by a turbo-molecular pump and a dry pump, and a desired flow rate of each etching gas is introduced into the etching chamber 12 by a mass flow controller 16 to generate plasma. Is done.
The wafer 18 is supported on the lower electrode 20 by an electrostatic chuck mechanism.
During zero, the chiller 22 is filled with He gas.
The heat conduction between the wafer stage 10 and the wafer 18 cooled by the above is secured. An RF bias for increasing anisotropy can be applied to the wafer stage 10. In FIG. 1, reference numeral 24 denotes a magnetron, 26 denotes a waveguide,
8 is a discharge tube, 30 is an electromagnetic coil, 32 is a gas introduction tube, 3
4 denotes a wafer transfer port, and 36 denotes an RF power source.
【0024】本発明の実施例ではコンタクトエッチング
のメインガスとしてC4 F8 を、水分除去プロセスのメ
インガスとしてCO、O2 、Arを用いた。混合ガスの
混合割合は、COを4.5%,、O2 を50%、Arを
45.5%とした。この混合ガスをプラズマ放電により
ラジカル化し反応させた。層間膜はBPSG膜約1μm
とした。In the embodiment of the present invention, C 4 F 8 was used as a main gas for contact etching, and CO, O 2 , and Ar were used as main gases for a water removal process. Mixing ratio of the mixed gas, the CO 4.5% ,, O 2 50% was 45.5 percent Ar. This mixed gas was radicalized and reacted by plasma discharge. Interlayer film is BPSG film about 1μm
And
【0025】比較例として、水分除去プロセスを行わず
通常の真空排気のみ行った以外は本発明の実施例と同様
にコンタクトホールエッチングを行った。As a comparative example, contact hole etching was performed in the same manner as in the example of the present invention, except that only normal vacuum evacuation was performed without performing the water removal process.
【0026】(実施例1、比較例1)第2図に、チャン
バークリーニング後、真空排気を5時間行い減圧度10
-5Torrになった後、コンタクトエッチングした場合
の平均コンタクト径の経時変化(比較例1)と、クリー
ニング後3時間の真空排気で減圧度10-4Torrとな
った後30分のCO−O2 −Ar系放電を行ってからコ
ンタクトエッチングした場合の平均コンタクト径の経時
変化(実施例1)を示す。このとき水分除去プロセスの
メインガスの流量は1200sccmとした。第2図の
縦軸には、コンタクトホールの寸法変動を、目標ホール
径を1として表した値を示す。横軸には、チャンバーク
リーニング直後から30時間後までを積算時間(hr)
を単位に示す。尚、実際の製造工程ではおよそ30時間
ごとにチャンバークリーニングを実施しているため、一
応の目安として積算処理時間(もしくはRF時間)を3
0時間までとした。5時間の真空排気のみの比較例1で
は、残留水分の影響で、最初15%以上のホール径の縮
小が見られるが、30分間のCO−O2 −Ar系放電を
行った実施例1では、それより短い3時間の真空排気で
あっても立ち上げ直後のコンタクトホール径の縮小は約
6%程度であった。このようにエッチング装置、従って
半導体製造装置では、チャンバークリーニングサイクル
間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができることが
わかる。(Example 1, Comparative Example 1) FIG. 2 shows that after chamber cleaning, evacuation was performed for 5 hours and the degree of pressure reduction was 10%.
-5 Torr, the change with time in the average contact diameter when contact etching is performed (Comparative Example 1), and the CO-O for 30 minutes after the degree of pressure reduction becomes 10 -4 Torr by vacuum evacuation for 3 hours after cleaning. The change with time of the average contact diameter when the 2- Ar-based discharge is performed and then the contact etching is performed (Example 1) is shown. At this time, the flow rate of the main gas in the water removal process was 1200 sccm. The vertical axis of FIG. 2 shows the dimensional variation of the contact hole, where the target hole diameter is represented as 1. The abscissa indicates the accumulated time (hr) from immediately after the chamber cleaning to 30 hours later.
Is shown in units. In the actual manufacturing process, the chamber cleaning is performed approximately every 30 hours. Therefore, as a rough guide, the integrated processing time (or RF time) is set to 3 hours.
Up to 0 hours. In Comparative Example 1 in which only evacuation was performed for 5 hours, the hole diameter was reduced by 15% or more at first due to the effect of residual moisture. However, in Example 1 in which CO-O 2 -Ar-based discharge was performed for 30 minutes, Even when the vacuum evacuation was performed for 3 hours, the diameter of the contact hole was reduced about 6% immediately after the startup. Thus, it can be seen that in the etching apparatus, that is, in the semiconductor manufacturing apparatus, the variation in the processing size between the chamber cleaning cycles can be greatly suppressed.
【0027】(実施例2、比較例2)第3図に、枚葉式
のロードロック排気のみで連続的にコンタクトエッチン
グした場合(比較例2)と、ロードロック室で排気し更
に15秒/ウェハのCO−O 2 −Ar系放電をした場合
(実施例2)の、50枚連続処理時のコンタクトホール
径の変動を示す。実施例2、比較例2ともに、装置のク
リーニング後15時間経過時から実施した。なお、CO
−O2 −Arガスの流量は、50sccmとした。通常
のロードロック排気のみの比較例2では50枚の連続処
理で約7%程度のコンタクト径の縮小が見られるが、ロ
ードロック排気と15秒/ウェハのCO−O2 −Ar系
放電を行った本発明の実施例2では、縮小率は約2%程
度に抑えられている。このように半導体装置、特にエッ
チング装置では、ウェハからチャンバー内への吸着水分
の持ち込みについても、ウェハ表面のフォトマスク寸法
をほとんど変化させることなく吸着水分を除去すること
ができ、連続処理において高い寸法安定性を確保するこ
とが可能であることがわかる。(Embodiment 2, Comparative Example 2) FIG.
Contact etch with only load lock exhaust
(Comparative Example 2), exhaust gas in the load lock chamber and
15 seconds / CO-O of wafer Two-In case of Ar discharge
(Example 2) Contact hole during continuous processing of 50 wafers
Shows the variation in diameter. In both Example 2 and Comparative Example 2, the device
The test was performed 15 hours after the leaning. Note that CO
-OTwoThe flow rate of the -Ar gas was 50 sccm. Normal
In Comparative Example 2 where only the load lock exhaust was
Although the contact diameter is reduced by about 7% by
Lock lock exhaust and 15 seconds / wafer CO-OTwo-Ar system
In Example 2 of the present invention in which discharge was performed, the reduction ratio was about 2%.
It has been suppressed. Thus, semiconductor devices, especially edges,
In the chucking device, moisture absorbed from the wafer into the chamber
Photomask dimensions on the wafer surface
Removal of adsorbed water with little change in water
To ensure high dimensional stability in continuous processing.
It can be seen that this is possible.
【0028】以上、本発明を実施例に基づき説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、他
のエッチング工程やウェハ清浄化工程であってもよい。
また、ウェハの水分除去プロセスはプロセスチャンバー
でなくロードロック室等の予備室で行ってもよい。さら
には半導体製造工程に限らず、表面の吸着水分の除去を
要する工程ならば、本発明の適用が可能である。As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be another etching step or a wafer cleaning step.
Further, the process of removing water from the wafer may be performed in a preliminary chamber such as a load lock chamber instead of the process chamber. Further, the present invention is not limited to the semiconductor manufacturing process, but may be applied to any process that requires removal of water adsorbed on the surface.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の表
面清浄化方法によれば、減圧される製造装置系内に少な
くともCOあるいはそれを発生させる原料物質を導入す
ることにより、被清浄化表面の吸着水分および水酸基を
有する物質をCO2 、H2 に分解することができ、その
結果、吸着水分および水酸基を有する物質を除去するこ
とができる。このため、減圧下で被加工物に加工を行う
製造装置系内において、製造装置のクリーニングサイク
ル間の加工寸法の変動を大幅に抑えることができる。ま
た、加工物から製造装置系内への吸着水分の持ち込みに
ついても、被加工物表面の加工寸法をほとんど変化させ
ることなく吸着水分を除去することができ、連続処理に
おいて高い寸法安定性を確保することができる。As described in detail above, according to the surface cleaning method of the present invention, at least CO or a raw material generating the same is introduced into the reduced-pressure production system, whereby the surface to be cleaned is removed. The substance having the adsorbed moisture and the hydroxyl group on the surface can be decomposed into CO 2 and H 2 , and as a result, the substance having the adsorbed moisture and the hydroxyl group can be removed. For this reason, in a manufacturing apparatus system for processing an object to be processed under reduced pressure, fluctuations in processing dimensions between cleaning cycles of the manufacturing apparatus can be significantly suppressed. Also, with respect to carry-in of adsorbed moisture from the workpiece into the manufacturing apparatus system, the adsorbed moisture can be removed without substantially changing the processing dimensions of the workpiece surface, and high dimensional stability is ensured in continuous processing. be able to.
【図1】 本発明の表面清浄化方法を利用するECRエ
ッチング装置の一例の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an example of an ECR etching apparatus using a surface cleaning method of the present invention.
【図2】 比較例1における真空排気のみを行った場合
と、実施例1における真空排気とさらに本発明の表面清
浄化方法を行った場合のコンタクトエッチング時の平均
コンタクト径の経時変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the change over time of the average contact diameter during contact etching when only vacuum evacuation is performed in Comparative Example 1 and when vacuum evacuation is performed in Example 1 and the surface cleaning method of the present invention is further performed. It is.
【図3】 比較例2におけるロードロック室で排気のみ
を行った場合と、実施例2におけるロードロック室で排
気と本発明の表面清浄化方法を行った場合の、50枚連
続処理時のコンタクトホール径の経時変化を示すグラフ
である。FIG. 3 shows a case where only the exhaust is performed in the load lock chamber in Comparative Example 2 and a case where the exhaust is performed in the load lock chamber and the surface cleaning method of the present invention is performed in the load lock chamber in Example 2 when 50 sheets are continuously processed. 4 is a graph showing a change over time in a hole diameter.
10 ウェハステージ 12 エッチングチャンバー 14 排気口 16 マスフローコントローラ 18 ウェハ 20 下部電極 22 チラー 24 マグネトロン 26 導波管 28 放電管 30 電磁コイル 32 ガス導入管 34 ウェハ搬入口 36 RF電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wafer stage 12 Etching chamber 14 Exhaust port 16 Mass flow controller 18 Wafer 20 Lower electrode 22 Chiller 24 Magnetron 26 Waveguide 28 Discharge tube 30 Electromagnetic coil 32 Gas introduction tube 34 Wafer entrance 36 RF power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23G 5/00 C23G 5/00 H01L 21/205 H01L 21/205 21/3065 21/302 N ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C23G 5/00 C23G 5/00 H01L 21/205 H01L 21/205 21/3065 21/302 N
Claims (6)
る被加工物の表面および/または前記製造装置系内を清
浄化するために、前記製造装置系内に、COあるいは炭
素含有物質と、酸素含有物質を、炭素原子と酸素原子換
算のモル比で、C:O=1:200〜1:5の範囲とな
るよう導入することを特徴とする表面清浄化方法。In order to clean the surface of a workpiece to be processed in a reduced pressure production system and / or the interior of the production system, a CO or carbon-containing substance is provided in the production system. A method for cleaning a surface, comprising introducing an oxygen-containing substance in a molar ratio of carbon atoms to oxygen atoms in a range of C: O = 1: 200 to 1: 5.
ルデヒド基を有する化合物とC−F系化合物とからなる
群より選ばれる1種もしくは2種以上の炭素含有化合物
であることを特徴とする請求項1に記載の表面清浄化方
法。2. The carbon-containing substance is one or more carbon-containing compounds selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbons, compounds having an aldehyde group, and CF compounds. The method for cleaning a surface according to claim 1.
であって、COあるいは前記炭素含有物質と、前記酸素
含有物質との混合ガスに、不活性ガスと水素含有ガスの
いずれか1種もしくは両方を添加することを特徴とする
表面清浄化方法。3. The method for cleaning a surface according to claim 1, wherein the mixed gas of CO or the carbon-containing substance and the oxygen-containing substance is one of an inert gas and a hydrogen-containing gas. A method for cleaning a surface, comprising adding a seed or both.
化方法であって、前記製造装置系内に、さらに、放電、
レーザー、光、および高熱のいずれか少なくとも1種に
よりエネルギーを加えることを特徴とする表面清浄化方
法。4. The method for cleaning a surface according to claim 1, further comprising the steps of:
A method for cleaning a surface, comprising applying energy by at least one of laser, light and high heat.
体製造工程であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の表面清浄化方法。5. The surface cleaning method according to claim 1, wherein the manufacturing process performed on the workpiece is a semiconductor manufacturing process.
造装置系内である請求項1〜5のいずれかに記載の表面
清浄化方法。6. The surface cleaning method according to claim 1, wherein the inside of the manufacturing apparatus system is inside the manufacturing apparatus system after maintenance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25143496A JPH1098019A (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Surface cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25143496A JPH1098019A (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Surface cleaning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1098019A true JPH1098019A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17222791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25143496A Pending JPH1098019A (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Surface cleaning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1098019A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
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JP2006261518A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Electron Ltd | Method for removing moisture in vacuum container, program for exeucting the method, and storage medium |
JP2009065170A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Improved cleaning of plasma chamber walls by adding of noble gas cleaning step |
JP2016092347A (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 株式会社ディスコ | Etching method |
JP2016100343A (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社ディスコ | Etching method |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP25143496A patent/JPH1098019A/en active Pending
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