JPH11145115A - Cleaning method for ashing apparatus - Google Patents
Cleaning method for ashing apparatusInfo
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- JPH11145115A JPH11145115A JP29279197A JP29279197A JPH11145115A JP H11145115 A JPH11145115 A JP H11145115A JP 29279197 A JP29279197 A JP 29279197A JP 29279197 A JP29279197 A JP 29279197A JP H11145115 A JPH11145115 A JP H11145115A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造に用い
られるアッシング装置に関し、特にアッシング装置にお
ける処理チャンバ内をクリーニングするための方法に関
する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ashing apparatus used in semiconductor manufacturing, and more particularly to a method for cleaning an inside of a processing chamber in an ashing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造プロセスにおけるエッチング
プロセスや注入プロセス等でマスクとして用いられるフ
ォトレジストは、炭素、水素等から構成される有機材料
である。このフォトレジストを除去する技術としてプラ
ズマアッシングがある。プラズマアッシングは、酸素を
プラズマ化し、プラズマ中の酸素ラジカルでフォトレジ
ストを二酸化炭素と水に分解し除去するものである。2. Description of the Related Art A photoresist used as a mask in an etching process or an implantation process in a semiconductor manufacturing process is an organic material composed of carbon, hydrogen and the like. Plasma ashing is a technique for removing the photoresist. In the plasma ashing, oxygen is turned into plasma, and the photoresist is decomposed into carbon dioxide and water by oxygen radicals in the plasma and removed.
【０００３】プラズマアッシングプロセスで用いられる
アッシング装置としては従来から種々の型式があるが、
代表的なものとしてはダウンフロー型アッシング装置が
知られている。ダウンフロー型アッシング装置は、アッ
シングを行う処理チャンバと、放電チャンバとが分離し
ており、放電チャンバで生成されたプラズマ中の酸素ラ
ジカルを、ディストリビュータを通して処理チャンバ内
に均一に送り込み、アッシングを行う構成となってい
る。There have been various types of ashing devices used in the plasma ashing process.
A typical example is a downflow type ashing apparatus. The downflow type ashing apparatus has a configuration in which a processing chamber for performing ashing and a discharge chamber are separated, and oxygen radicals in plasma generated in the discharge chamber are uniformly sent into the processing chamber through a distributor to perform ashing. It has become.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来一般のアッシング装置においては、例えばタン
グステンのエッチングのためにフォトレジストがマスク
として用いられ且つウェハ上に窒化チタン膜やチタン膜
がバリアメタル層として形成されている場合、ウェハの
処理枚数が増すにつれて、アッシング速度が急激に低下
することが知られている。これは、アッシングプロセス
中にフォトレジスト以外の材料もパーティクルとなり、
処理チャンバ内の露出面に付着するからと考えられる。In the conventional ashing apparatus as described above, for example, a photoresist is used as a mask for etching tungsten, and a titanium nitride film or a titanium film is formed on a wafer as a barrier metal. When formed as a layer, it is known that the ashing speed sharply decreases as the number of processed wafers increases. This means that materials other than photoresist also become particles during the ashing process,
It is considered that the particles adhere to the exposed surface in the processing chamber.
【０００５】このため、従来においては、一定枚数のウ
ェハを処理したならば、処理チャンバを開放して、内部
をクリーニングすることで対処していた。For this reason, conventionally, when a certain number of wafers have been processed, the processing chamber is opened and the inside is cleaned.
【０００６】しかしながら、処理チャンバを大気に開放
した場合、装置を再稼動させる際に内部を所定の真空度
まで減圧するのに長時間を要し、そのためにプロセスス
ループットが低下するという問題点がある。However, when the processing chamber is opened to the atmosphere, it takes a long time to reduce the internal pressure to a predetermined degree of vacuum when the apparatus is restarted, which causes a problem that the process throughput is reduced. .
【０００７】そこで、本発明は、アッシング装置の処理
チャンバを開放することなく、処理チャンバ内部をクリ
ーニングすることのできる新規な方法を提供することを
目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel method capable of cleaning the inside of a processing chamber of an ashing apparatus without opening the processing chamber.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明者はまず、アッシング装置においてウェハ
処理枚数に伴ってアッシング速度が低下する原因につい
て検討した。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the inventor of the present application first examined the cause of the decrease in the ashing speed with the number of processed wafers in the ashing apparatus.
【０００９】前述したように、例えばタングステンのエ
ッチングのためにフォトレジストがマスクとして用いら
れ且つウェハ上に窒化チタン膜又はチタン膜がバリアメ
タル層として形成されている場合、エッチングプロセス
中にチタン成分及び炭素成分がウェハ表面に再付着す
る。このため、アッシングプロセスの際にこのチタン成
分や炭素成分がパーティクルとなり、処理チャンバ内の
露出面、特にディストリビュータの下面に付着すること
がある。かかる場合、ディストリビュータから噴出され
る酸素ラジカルがこのチタン成分及び炭素成分と反応し
て酸化チタンや酸化炭素となるため、処理チャンバ内の
酸素ラジカルの量が減少する。酸素ラジカルの量とアッ
シング速度とは相関関係にあるため、本願発明者は、処
理チャンバの内部に付着する物質のうちチタン及び炭素
が主としてアッシング速度低下に関わるものと結論付け
た。As described above, for example, when a photoresist is used as a mask for etching tungsten and a titanium nitride film or a titanium film is formed as a barrier metal layer on a wafer, a titanium component and a titanium film are formed during the etching process. The carbon component redeposits on the wafer surface. Therefore, during the ashing process, the titanium component and the carbon component may become particles, and may adhere to the exposed surface in the processing chamber, particularly, the lower surface of the distributor. In such a case, oxygen radicals ejected from the distributor react with the titanium component and the carbon component to become titanium oxide or carbon oxide, so that the amount of oxygen radicals in the processing chamber decreases. Since there is a correlation between the amount of oxygen radicals and the ashing rate, the present inventor has concluded that titanium and carbon among the substances adhering to the inside of the processing chamber are mainly involved in the reduction of the ashing rate.
【００１０】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
ので、アッシング装置の処理チャンバ内をクリーニング
する方法においてい、四フッ化炭素（ＣＦ4）ガスから
プラズマを生成し、このプラズマ中のラジカルにより処
理チャンバ内をドライクリーニングすることを特徴とし
ている。The present invention has been made on the basis of such knowledge, and is directed to a method for cleaning the inside of a processing chamber of an ashing apparatus, wherein plasma is generated from carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas, and radicals in the plasma generate It is characterized in that the inside of the processing chamber is dry-cleaned.
【００１１】ＣＦ4ガスをプラズマ化した場合に生ずる
フッ素ラジカルはチタン成分と反応しやすく、揮発性の
フッ化チタン及びフッ化炭素を生成する。これにより、
処理チャンバ内のチタン成分及び炭素成分をクリーニン
グ除去することが可能となる。Fluorine radicals generated when CF 4 gas is converted into plasma easily react with titanium components, and generate volatile titanium fluoride and carbon fluoride. This allows
The titanium component and the carbon component in the processing chamber can be removed by cleaning.
【００１２】また、酸素ガスをＣＦ4ガスと共に導入し
た場合には、チャンバ内の炭素成分と反応し、酸化炭素
を生成する。これによっても、炭素成分の除去が可能と
なる。When the oxygen gas is introduced together with the CF 4 gas, it reacts with the carbon component in the chamber to generate carbon oxide. This also makes it possible to remove the carbon component.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明によるクリーニング方法を
実施するのに適したプラズマアッシング装置を概略的に
示している。図示のアッシング装置は従来から知られて
いる一般的なダウンフロー型であり、図中、符号１０は
処理チャンバ、符号１２は放電チャンバを示している。FIG. 1 schematically shows a plasma ashing apparatus suitable for carrying out the cleaning method according to the present invention. The illustrated ashing apparatus is of a conventionally known general downflow type, in which reference numeral 10 denotes a processing chamber, and reference numeral 12 denotes a discharge chamber.
【００１５】処理チャンバ１０は、内部にウェハＷが配
置される筒体から構成されている。処理チャンバ１０内
には、ウェハＷを支持するためのサセプタ１４が配置さ
れており、このサセプタ１４下にはアッシング速度を制
御するためのランプヒータ１６が設けられている。ま
た、処理チャンバ１０の側部には、内部を減圧するため
の真空ポンプ（図示せず）に接続される排気口１８が設
けられている。The processing chamber 10 is constituted by a cylinder in which a wafer W is disposed. A susceptor 14 for supporting the wafer W is disposed in the processing chamber 10, and a lamp heater 16 for controlling an ashing speed is provided below the susceptor 14. Further, an exhaust port 18 connected to a vacuum pump (not shown) for reducing the pressure inside the processing chamber 10 is provided on a side portion of the processing chamber 10.
【００１６】処理チャンバ１０の上部には、放電チャン
バ１２からのラジカルをウェハＷに導くためのディスト
リビュータ２０が配設されている。ディストリビュータ
２０は石英製であり、サセプタ１４上に載置されたウェ
ハＷに対向するよう配置されている。また、ディストリ
ビュータ２０には多数の小孔２２が形成されており、ラ
ジカルをウェハＷに均一に供給できるように構成されて
いる。A distributor 20 for guiding radicals from the discharge chamber 12 to the wafer W is provided above the processing chamber 10. The distributor 20 is made of quartz, and is arranged so as to face the wafer W mounted on the susceptor 14. The distributor 20 is formed with a large number of small holes 22 so that radicals can be uniformly supplied to the wafer W.
【００１７】放電チャンバ１２は、内部に石英管２４が
配設された筒体から構成されている。石英管２４の上部
開口２６はガス供給源（図示せず）に接続され、下部は
ディストリビュータ２０の上側の空間に接続されてい
る。放電チャンバ１２の側壁には開口２８が設けられて
おり、この開口２８にはマイクロ波発振器３０からの導
波管３２が接続されている。マイクロ波発振器３０は高
周波電源３４により動作されるようになっている。The discharge chamber 12 is constituted by a cylindrical body in which a quartz tube 24 is provided. The upper opening 26 of the quartz tube 24 is connected to a gas supply source (not shown), and the lower portion is connected to a space above the distributor 20. An opening 28 is provided in a side wall of the discharge chamber 12, and a waveguide 32 from a microwave oscillator 30 is connected to the opening 28. The microwave oscillator 30 is operated by a high frequency power supply 34.
【００１８】このような構成において、ウェハＷ上のフ
ォトレジストを除去するアッシングプロセスを行う場
合、真空ポンプを作動させて処理チャンバ１０及び放電
チャンバ１２内を所定の真空度に減圧した後、処理ガス
として酸素ガスをガス供給源から供給する。酸素ガス
は、前述したようにレジスト中の炭素及び水素と反応さ
せるためのものであるが、この処理ガスには、窒素ガス
をキャリアガスとして含めるのが一般的である。In such a configuration, when performing the ashing process for removing the photoresist on the wafer W, the inside of the processing chamber 10 and the discharge chamber 12 is depressurized to a predetermined degree of vacuum by operating a vacuum pump, and then the processing gas is removed. Oxygen gas is supplied from a gas supply source. The oxygen gas is for reacting with carbon and hydrogen in the resist as described above, and this processing gas generally contains nitrogen gas as a carrier gas.
【００１９】この後、高周波電源３４をオンとすると、
マイクロ波発振器３０からマイクロ波が導波管３２を経
て放電チャンバ１２内に導入される。そして、石英管２
４の内部に高周波電界のマイクロ波が誘起され、そこを
流通する処理ガスに高周波エネルギが供給されてプラズ
マが発生する。このプラズマ中の酸素ラジカルがディス
トリビュータ２０の小孔２２を通してウェハＷに均一に
供給され、ウェハＷ上のフォトレジストを分解除去す
る。Thereafter, when the high frequency power supply 34 is turned on,
A microwave is introduced from the microwave oscillator 30 into the discharge chamber 12 through the waveguide 32. And the quartz tube 2
Microwaves of a high-frequency electric field are induced inside 4, and high-frequency energy is supplied to the processing gas flowing therethrough to generate plasma. Oxygen radicals in the plasma are uniformly supplied to the wafer W through the small holes 22 of the distributor 20 to decompose and remove the photoresist on the wafer W.
【００２０】前述したように、ウェハＷ上に窒化チタン
膜又はチタン膜がバリアメタル層として形成されている
場合、エッチングプロセス中にそのチタン成分がウェハ
Ｗの表面に再付着している。また、フォトレジスト中の
炭素成分もエッチングプロセス中にウェハ表面に再付着
している。このため、そのようなウェハＷに対してアッ
シングプロセスを行うと、ウェハＷの表面に再付着した
チタン成分及び炭素成分がパーティクルとなって処理チ
ャンバ１０内を浮遊する。この浮遊パーティクルの一部
は処理チャンバ１０の側壁の内面やディストリビュータ
２０の下面等の露出面に付着する。この付着したチタン
成分（チタン及び窒化チタン）及び炭素成分はウェハＷ
の処理毎に成長すると共に、その一部がディストリビュ
ータ２０から噴出される酸素ラジカルと反応し、酸化チ
タン（ＴｉＯ2）となる。このため、処理チャンバ１０
内に導入される酸素ラジカルの量が減少し、アッシング
速度を低下させることとなる。As described above, when a titanium nitride film or a titanium film is formed on the wafer W as a barrier metal layer, the titanium component is re-adhered to the surface of the wafer W during the etching process. Also, carbon components in the photoresist have re-attached to the wafer surface during the etching process. Therefore, when the ashing process is performed on such a wafer W, the titanium component and the carbon component re-adhered to the surface of the wafer W become particles and float in the processing chamber 10. Some of the floating particles adhere to exposed surfaces such as the inner surface of the side wall of the processing chamber 10 and the lower surface of the distributor 20. The titanium component (titanium and titanium nitride) and the carbon component attached to the wafer W
And a part thereof reacts with oxygen radicals ejected from the distributor 20 to become titanium oxide (TiO 2 ). Therefore, the processing chamber 10
The amount of oxygen radicals introduced inside decreases, and the ashing speed decreases.
【００２１】このようにしてアッシング速度が所定のレ
ベルを下回った場合、又は、ウェハＷを所定枚数だけア
ッシング処理した場合、クリーニングプロセスを実行す
る。本発明によれば、このクリーニングプロセスでは、
処理ガスにＣＦ4ガスを添加する点を除き、上記アッシ
ングプロセスと同様に処理を行う。この場合、ＣＦ4ガ
スが放電チャンバ１２内でプラズマ化されると、プラズ
マ中にフッ素ラジカルないしはフッ素イオンが形成され
る。このフッ素ラジカル等は処理チャンバ１０内に送り
込まれると、チタン成分及び炭素成分と反応し、フッ化
チタン及びフッ化炭素を生成する。フッ化チタン及びフ
ッ化炭素は揮発性であるため、真空ポンプにより処理チ
ャンバ１０内から排気口１８を通り除去される。また、
酸素ラジカルも処理チャンバ１０内に導入されるが、こ
の酸素ラジカルと炭素成分とが反応して、揮発性の酸化
炭素を生成するので、これによっても炭素成分が除去さ
れることとなる。When the ashing speed falls below a predetermined level, or when a predetermined number of wafers W are ashed, a cleaning process is executed. According to the present invention, in this cleaning process,
The processing is performed in the same manner as in the ashing process except that CF 4 gas is added to the processing gas. In this case, when the CF 4 gas is turned into plasma in the discharge chamber 12, fluorine radicals or fluorine ions are formed in the plasma. When the fluorine radicals and the like are sent into the processing chamber 10, they react with the titanium component and the carbon component to generate titanium fluoride and carbon fluoride. Since titanium fluoride and carbon fluoride are volatile, they are removed from the inside of the processing chamber 10 through the exhaust port 18 by the vacuum pump. Also,
Oxygen radicals are also introduced into the processing chamber 10, but the oxygen radicals react with the carbon component to generate volatile carbon oxide, which also removes the carbon component.
【００２２】かかるクリーニングプロセスが終了した後
は、ＣＦ4ガスの供給を停止するだけで、通常のアッシ
ングプロセスに戻ることができ、アッシングプロセス復
帰直後のアッシング速度は、処理チャンバ１０を開放し
てクリーニングした場合とほぼ同等となる。After the completion of the cleaning process, it is possible to return to the normal ashing process only by stopping the supply of the CF 4 gas. This is almost the same as
【００２３】以上、本発明について詳細に説明したが、
本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでも
ない。例えば、上記実施形態で用いたアッシング装置
は、マイクロ波によりプラズマを形成する型式である
が、プラズマは誘導結合等の他の手段を用いて発生させ
る型式のものであってもよい。また、ダウンフロー型で
なくプラズマを処理チャンバ内で発生させる型式のもの
であってもよい。Although the present invention has been described in detail,
It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the ashing device used in the above embodiment is of a type that forms plasma by microwaves, but the type of plasma that is generated by other means such as inductive coupling may be used. In addition, a type that generates plasma in the processing chamber may be used instead of a downflow type.
【００２４】更に、酸素ガスを添加せず、ＣＦ4ガスの
みをプラズマ化し、処理チャンバ内に導入してもよい。Further, only the CF 4 gas may be turned into a plasma without introducing the oxygen gas and introduced into the processing chamber.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、処
理ガス中にＣＦ4ガスを添加し、或は、ＣＦ4ガスのみを
用い、アッシングプロセスと同様な処理を行うだけで、
アッシング速度を低下させる原因となる処理チャンバ内
のチタン成分及び炭素成分をクリーニング除去すること
ができる。従って、クリーニングのために処理チャンバ
を開放する必要がなく、手間がかからず、また、装置の
停止時間も短時間で済むため、プロセススループットを
高めることが可能となる。As described above, according to the present invention, CF 4 gas is added to the processing gas or only the CF 4 gas is used, and the same processing as the ashing process is performed.
The titanium component and the carbon component in the processing chamber, which cause the ashing speed to be reduced, can be removed by cleaning. Therefore, there is no need to open the processing chamber for cleaning, and no labor is required, and the down time of the apparatus is short, so that the process throughput can be increased.
【図１】本発明によるクリーニング方法が適用可能なア
ッシング装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an ashing apparatus to which a cleaning method according to the present invention can be applied.
１０…処理チャンバ、１２…放電チャンバ、１４…サセ
プタ、１６…ランプヒータ、１８…排気口、２０…ディ
ストリビュータ、２２…小孔、２４…石英管、２６…上
部開口、２８…開口、３０…マイクロ波発振器、３２…
導波管、３４…高周波電源、３６…整合回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Processing chamber, 12 ... Discharge chamber, 14 ... Susceptor, 16 ... Lamp heater, 18 ... Exhaust port, 20 ... Distributor, 22 ... Small hole, 24 ... Quartz tube, 26 ... Top opening, 28 ... Opening, 30 ... Micro Wave oscillator, 32 ...
Waveguide, 34 high frequency power supply, 36 matching circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高倉 靖 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 (72)発明者 深町 輝昭 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasushi Takakura 14-3 Shinzumi, Narita City, Chiba Pref. Nogehira Industrial Park Applied Materials Japan Co., Ltd. (72) Inventor Teruaki Fukamachi 14-3 Shinizumi, Narita City, Chiba Prefecture Applied Materials Japan Co., Ltd. in Hira Industrial Park
Claims (5)
び炭素成分が付着したアッシング装置の処理チャンバ内
をクリーニングする方法であって、四フッ化炭素ガスか
らプラズマを生成し、該プラズマのラジカルにより前記
処理チャンバ内をドライクリーニングすることを特徴と
するアッシング装置のクリーニング方法。1. A method for cleaning the inside of a processing chamber of an ashing apparatus to which a titanium component and a carbon component are adhered by an ashing process, wherein plasma is generated from carbon tetrafluoride gas and radicals of the plasma cause the inside of the processing chamber to be cleaned. A method for cleaning an ashing device, comprising:
ンバを設け、該放電チャンバ内で前記四フッ化炭素ガス
からプラズマを生成し、該プラズマを前記放電チャンバ
から前記処理チャンバ内に導入することを特徴とする請
求項１に記載のアッシング装置のクリーニング方法。2. A discharge chamber separated from the processing chamber, a plasma is generated from the carbon tetrafluoride gas in the discharge chamber, and the plasma is introduced from the discharge chamber into the processing chamber. The method for cleaning an ashing device according to claim 1.
ガスからプラズマを生成することを特徴とする請求項１
に記載のアッシング装置のクリーニング方法。3. A plasma is generated from the carbon tetrafluoride gas in the processing chamber.
The method for cleaning an ashing device according to item 1.
し、前記酸素ガスと共にプラズマを形成することを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアッシング
装置のクリーニング方法。4. The cleaning method for an ashing apparatus according to claim 1, wherein said carbon tetrafluoride gas is added to oxygen gas to form plasma together with said oxygen gas.
チャンバ内のチタン成分及び炭素成分をクリーニング除
去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載のアッシング装置のクリーニング方法。5. The cleaning method for an ashing apparatus according to claim 1, wherein the titanium component and the carbon component in the processing chamber are removed by the dry cleaning.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29279197A JPH11145115A (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Cleaning method for ashing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29279197A JPH11145115A (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Cleaning method for ashing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145115A true JPH11145115A (en) | 1999-05-28 |
Family
ID=17786390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29279197A Withdrawn JPH11145115A (en) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Cleaning method for ashing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145115A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8231732B2 (en) | 2008-02-20 | 2012-07-31 | Tokyo Electron Limited | Cleaning method and substrate processing apparatus |
| JP2015109412A (en) * | 2013-10-24 | 2015-06-11 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma treatment method and plasma treatment apparatus |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29279197A patent/JPH11145115A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8231732B2 (en) | 2008-02-20 | 2012-07-31 | Tokyo Electron Limited | Cleaning method and substrate processing apparatus |
| JP2015109412A (en) * | 2013-10-24 | 2015-06-11 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma treatment method and plasma treatment apparatus |
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