JPH11330063A - Method for cleaning plasma processor - Google Patents

Method for cleaning plasma processor

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Publication number
JPH11330063A
JPH11330063A JP15671098A JP15671098A JPH11330063A JP H11330063 A JPH11330063 A JP H11330063A JP 15671098 A JP15671098 A JP 15671098A JP 15671098 A JP15671098 A JP 15671098A JP H11330063 A JPH11330063 A JP H11330063A
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JP
Japan
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film
gas
cleaning
plasma
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP15671098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Risa Nakase
りさ 中瀬
Takeshi Aoki
武志 青木
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11330063A publication Critical patent/JPH11330063A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the particle contamination of a substrate, for example, when a CF film is formed through the use of a plasma processor. SOLUTION: C4 F8 gas and C2 H4 gases are used as film forming gases, for example. For example, gases are made into plasma, and a CF film is formed on a semiconductor wafer by the active species. Then, cleaning is executed for removing the CF film adhered into a vacuum container. In cleaning, the CF film is removed by making a cleaning gas, O2 gas, for example, into plasma and causing the active species adhered to the CF film to react. When cleaning is executed whenever one wafer is formed, the CF film whose adhesion is inferior is prevented from being peeled off during a film forming processing. Thus, particle contamination of a wafer W is reduced.

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、例えば半導体デバイスの層間絶縁膜に用
いることのできるフッ素添加カーボン膜等の薄膜をプラ
ズマ処理により成膜するプラズマ処理装置のクリ−ニン
グ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for forming a thin film such as a fluorine-added carbon film, which can be used as an interlayer insulating film of a semiconductor device, on a substrate such as a semiconductor wafer by plasma processing. The present invention relates to a cleaning method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化を図るため
に、パターンの微細化、回路の多層化といった工夫が進
められており、そのうちの一つとして配線を多層化する
技術がある。多層配線構造をとるためには、n層目の配
線層と(n+1)番目の配線層の間を導電層で接続する
と共に、導電層以外の領域は層間絶縁膜と呼ばれる薄膜
が形成される。
2. Description of the Related Art In order to increase the degree of integration of semiconductor devices, techniques such as miniaturization of patterns and multi-layering of circuits have been devised. One of them is a technique of multi-layer wiring. In order to form a multilayer wiring structure, a conductive layer is connected between the nth wiring layer and the (n + 1) th wiring layer, and a thin film called an interlayer insulating film is formed in a region other than the conductive layer.

【0003】この層間絶縁膜の代表的なものとしてSi
2 膜があるが、近年デバイスの動作についてより一層
の高速化を図るために層間絶縁膜の比誘電率を低くする
ことが要求されており、層間絶縁膜の材質についての検
討がなされている。即ちSiO2 は比誘電率がおよそ4
であり、これよりも小さい材質の発掘に力が注がれてい
る。そのうちの一つとして比誘電率が3.5であるSi
OFの実現化が進められているが、本発明者は比誘電率
が更に小さいフッ素添加カーボン膜(以下「CF膜」と
いう)に注目している。
A typical example of this interlayer insulating film is Si
Although there is an O 2 film, it has been required in recent years to lower the relative dielectric constant of the interlayer insulating film in order to further increase the operation speed of the device, and the material of the interlayer insulating film has been studied. . That is, SiO 2 has a relative dielectric constant of about 4
The emphasis is on excavating smaller materials. One of them is Si whose relative dielectric constant is 3.5.
Although the realization of OF is being promoted, the present inventor has paid attention to a fluorine-added carbon film (hereinafter, referred to as a “CF film”) having a smaller relative dielectric constant.

【0004】このようなCF膜は、例えばマイクロ波と
磁界との相互作用である電子サイクロトロン共鳴(EC
R)を利用するプラズマ成膜処理により形成される。こ
の成膜処理の一例を図4に基づいて説明すると、プラズ
マ生成室1A内に2.45GHzのマイクロ波を導波管
11を介して供給すると同時に、875ガウスの磁界を
電磁コイル12により印加して、前記電磁サイクロトロ
ン共鳴によりプラズマ生成用ガスであるArガスを高密
度にプラズマ化し、このプラズマにより成膜室1B内に
導入された成膜ガス例えばC4 8 ガス及びC2 4
スを活性化させて活性種を形成し、載置台13上の半導
体ウエハ(以下「ウエハ」という)W表面にCF膜を成
膜している。
[0004] Such a CF film is formed by, for example, electron cyclotron resonance (EC) which is an interaction between a microwave and a magnetic field.
It is formed by a plasma film forming process using R). An example of this film forming process will be described with reference to FIG. 4. When a microwave of 2.45 GHz is supplied into the plasma generation chamber 1A through the waveguide 11, a magnetic field of 875 gauss is applied by the electromagnetic coil 12 at the same time. Then, the Ar gas, which is a plasma generating gas, is converted into a high density plasma by the electromagnetic cyclotron resonance, and a film forming gas such as a C 4 F 8 gas and a C 2 H 4 gas introduced into the film forming chamber 1B by this plasma is formed. Activation is performed to form active species, and a CF film is formed on the surface of the semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”) W on the mounting table 13.

【0005】このようなプラズマ処理装置では、成膜処
理を行うと成膜室1Bの壁面や載置台13の周辺にもC
F膜が付着してしまい、この膜がある程度の厚さになる
と、付着した膜が剥がれてパ−ティクルの原因となるこ
とから、成膜処理の後に、装置内に付着した膜を除去す
るために所定のクリ−ニングが行われている。例えばC
F膜を除去するためのクリ−ニングは、クリ−ニングガ
スとしてO2 (酸素)ガスを真空容器内に導入し、この
ガスをプラズマ化してOのプラズマを生成させ、これを
付着した膜に反応させて除去している。
In such a plasma processing apparatus, when a film forming process is performed, C.P.
The F film adheres, and if the film has a certain thickness, the adhered film is peeled off and causes particles. Therefore, after the film forming process, the film adhered in the apparatus is removed. Is subjected to a predetermined cleaning. For example, C
The cleaning for removing the F film is performed by introducing an O 2 (oxygen) gas as a cleaning gas into a vacuum vessel, converting the gas into a plasma to generate O plasma, and reacting the plasma with the adhered film. Let it be removed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のプラズ
マ処理装置ではSiO2 膜も成膜できるが、このSiO
2 膜の場合には、装置内に付着した薄膜の厚さが10μ
m程度の厚さに成長したときにクリ−ニングを行うよう
にしており、このタイミングでは、クリ−ニングはウエ
ハWを10枚程度成膜する毎に行われる。
In the above-described plasma processing apparatus, an SiO 2 film can be formed.
In the case of two films, the thickness of the thin film attached in the apparatus is 10 μm.
Cleaning is performed when the wafer W has grown to a thickness of about m. At this timing, the cleaning is performed every time about 10 wafers W are formed.

【0007】しかしながらCF膜を成膜するときに、S
iO2 膜と同様に、ウエハWを10枚程度成膜する毎に
クリ−ニングを行うようにすると、クリ−ニング直後の
パ−ティクル数は多くはないが、成膜処理枚数が増える
に連れてウエハWに付着するパ−ティクルの数が増加し
てしまい、結局歩留まりが低下してしまうという問題が
ある。
However, when forming a CF film, S
As in the case of the iO 2 film, if cleaning is performed every time about 10 wafers W are formed, the number of particles immediately after the cleaning is not large, but as the number of film formation processing increases, the number of particles increases. Therefore, there is a problem that the number of particles attached to the wafer W increases, and the yield eventually decreases.

【0008】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、プラズマ処理装置を用いて薄
膜を成膜する場合に、基板のパ−ティクル汚染を低減さ
せることができるプラズマ処理装置のクリ−ニング方法
を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to reduce particle contamination of a substrate when a thin film is formed using a plasma processing apparatus. An object of the present invention is to provide a cleaning method for a plasma processing apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、真空
容器内に設けられた載置台に基板を載置して、成膜ガス
をプラズマ化し、このプラズマにより当該基板に例えば
フッ素添加カ−ボン膜からなる薄膜を成膜する成膜工程
と、次いで前記真空容器内においてクリ−ニングガスを
プラズマ化し、このプラズマにより前記真空容器内に付
着した薄膜を除去するクリ−ニング工程と、を含み、ク
リ−ニング工程は1枚の基板に成膜処理を行う毎に行わ
れることを特徴とする。この場合成膜ガス及びクリ−ニ
ングガスは、例えばマイクロ波と磁界の相互作用により
プラズマ化される。
According to the present invention, a substrate is mounted on a mounting table provided in a vacuum vessel, and a film forming gas is turned into plasma. A film forming step of forming a thin film made of a bon film, and then a cleaning step of converting a cleaning gas into plasma in the vacuum vessel and removing the thin film adhered in the vacuum vessel by the plasma. The cleaning step is performed each time a film forming process is performed on one substrate. In this case, the film forming gas and the cleaning gas are converted into plasma by the interaction between the microwave and the magnetic field, for example.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明方法を実施するためのプラ
ズマ処理装置の一例を図1に示す。この装置は例えばア
ルミニウム等により形成された真空容器2を有してお
り、この真空容器2は上方に位置してプラズマを発生さ
せる筒状の第1の真空室21と、この下方に連通させて
連結され、第1の真空室21よりは口径の大きい筒状の
第2の真空室22とからなる。なおこの真空容器2は接
地されてゼロ電位になっている。
FIG. 1 shows an example of a plasma processing apparatus for carrying out the method of the present invention. This apparatus has a vacuum vessel 2 made of, for example, aluminum or the like. This vacuum vessel 2 is located above and communicates with a first cylindrical vacuum chamber 21 for generating plasma below the first vacuum chamber 21. The first vacuum chamber 21 is connected to a second vacuum chamber 22 having a larger diameter than the first vacuum chamber 21. The vacuum vessel 2 is grounded and has a zero potential.

【0011】この真空容器2の上端は、開口されてこの
部分にマイクロ波を透過する部材例えば石英等の材料で
形成された透過窓23が気密に設けられており、真空容
器2内の真空状態を維持するようになっている。この透
過窓23の外側には、例えば2.45GHzのマイクロ
波を発生する高周波電源部24に接続された導波管25
が設けられており、高周波電源部24にて発生したマイ
クロ波を例えばTEモードにより導波管25で案内して
またはTEモードにより案内されたマイクロ波を導波管
25でTMモードに変換して、透過窓23から第1の真
空室21内へ導入し得るようになっている。
An upper end of the vacuum vessel 2 is opened, and a transparent window 23 made of a material such as quartz, which transmits microwaves, is provided in this portion in an airtight manner. Is to be maintained. Outside the transmission window 23, a waveguide 25 connected to a high-frequency power supply unit 24 for generating a microwave of 2.45 GHz, for example.
The microwave generated in the high-frequency power supply unit 24 is guided by the waveguide 25 in, for example, the TE mode, or the microwave guided in the TE mode is converted into the TM mode by the waveguide 25. , Through the transmission window 23 into the first vacuum chamber 21.

【0012】第1の真空室21を区画する側壁には例え
ばその周方向に沿って均等に配置したガスノズル31が
設けられると共にこのノズル31には、図示しないガス
源例えばArガス源とO2 ガス源が接続されており、第
1の真空室21内の上部にプラズマ発生用のガス例えば
Arガスあるいはクリ−ニングガス例えばO2 ガスをム
ラなく均等に供給し得るようになっている。
A gas nozzle 31 is provided on a side wall of the first vacuum chamber 21 which is uniformly arranged, for example, along the circumferential direction. The nozzle 31 has a gas source (not shown) such as an Ar gas source and an O 2 gas. A source is connected, and a gas for plasma generation, for example, an Ar gas or a cleaning gas, for example, an O 2 gas, can be uniformly and uniformly supplied to an upper portion in the first vacuum chamber 21.

【0013】前記第2の真空室22内には、前記第1の
真空室21と対向するようにウエハの載置台4が設けら
れている。この載置台4は表面部に静電チャック41を
備えており、この静電チャック41の電極には、ウエハ
を吸着する直流電源(図示せず)の他、ウエハにイオン
を引き込むためのバイアス電圧を印加するように高周波
電源部42が接続されている。
A wafer mounting table 4 is provided in the second vacuum chamber 22 so as to face the first vacuum chamber 21. The mounting table 4 is provided with an electrostatic chuck 41 on the surface thereof. The electrode of the electrostatic chuck 41 has a DC power supply (not shown) for attracting a wafer and a bias voltage for drawing ions into the wafer. The high frequency power supply unit 42 is connected so as to apply the voltage.

【0014】一方前記第2の真空室22の上部即ち第1
の真空室21と連通している部分にはリング状の成膜ガ
ス供給部5が設けられており、この成膜ガス供給部5
は、例えばガス供給管51、52から成膜ガスであるC
F系のガス例えばC4 8 ガスと炭化水素ガス例えばC
2 4 ガスとが供給され、その混合ガスを内周面のガス
穴54から真空容器2内に供給するように構成されてい
る。
On the other hand, the upper part of the second vacuum chamber 22, that is, the first
A ring-shaped film-forming gas supply unit 5 is provided in a portion that communicates with the vacuum chamber 21.
Is formed, for example, from the gas supply pipes 51 and 52 through C
F-based gas such as C 4 F 8 gas and hydrocarbon gas such as C
2 H 4 gas is supplied, and the mixed gas is supplied into the vacuum chamber 2 from the gas hole 54 on the inner peripheral surface.

【0015】前記第1の真空室21を区画する側壁の外
周には、これに接近させて磁場形成手段として例えばリ
ング状の主電磁コイル26が配置されると共に、第2の
真空室22の下方側にはリング状の補助電磁コイル27
が配置されている。また第2の真空室22の底部には例
えば真空室22の中心軸に対称な2個所の位置に各々排
気管28が接続されている。
A ring-shaped main electromagnetic coil 26, for example, is disposed as a magnetic field forming means close to the outer periphery of the side wall which partitions the first vacuum chamber 21 and is disposed below the second vacuum chamber 22. On the side is a ring-shaped auxiliary electromagnetic coil 27
Is arranged. Exhaust pipes 28 are respectively connected to the bottom of the second vacuum chamber 22 at, for example, two positions symmetric with respect to the central axis of the vacuum chamber 22.

【0016】次に上述の装置にて実施される本発明方法
について、基板であるウエハW上にCF膜よりなる層間
絶縁膜を形成する場合を例にして説明する。先ず真空容
器2の側壁に設けた図示しないゲートバルブを開いて図
示しない搬送アームにより、例えば表面にアルミニウム
配線が形成されたウエハWを図示しないロードロック室
から搬入して載置台4上に載置し、静電チャック41に
よりウエハWを静電吸着する。
Next, the method of the present invention implemented by the above-described apparatus will be described by taking as an example a case where an interlayer insulating film made of a CF film is formed on a wafer W as a substrate. First, a gate valve (not shown) provided on the side wall of the vacuum vessel 2 is opened, and a wafer W having, for example, an aluminum wiring formed on its surface is carried in from a load lock chamber (not shown) by a transfer arm (not shown) and placed on the mounting table 4. Then, the wafer W is electrostatically attracted by the electrostatic chuck 41.

【0017】続いてゲートバルブを閉じて内部を密閉し
た後、排気管28より内部雰囲気を排気して所定の真空
度まで真空引きし、ガスノズル31から第1の真空室2
1内へArガスを導入すると共に、成膜ガス供給部5か
ら第2の真空室22内へC48 ガスとC2 4 ガスと
を所定の流量で導入する。そして真空容器2内を所定の
プロセス圧に維持し、かつ高周波電源部42により載置
台4に13.56MHz、1500Wのバイアス電圧を
印加すると共に、載置台4の表面温度をおよそ400℃
に設定する。
Subsequently, after closing the gate valve to seal the inside, the inside atmosphere is evacuated from the exhaust pipe 28 and evacuated to a predetermined degree of vacuum.
In addition to introducing Ar gas into the chamber 1, C 4 F 8 gas and C 2 H 4 gas are introduced into the second vacuum chamber 22 from the film forming gas supply unit 5 at a predetermined flow rate. Then, the inside of the vacuum vessel 2 is maintained at a predetermined process pressure, a bias voltage of 13.56 MHz, 1500 W is applied to the mounting table 4 by the high frequency power supply unit 42, and the surface temperature of the mounting table 4 is set to about 400 ° C.
Set to.

【0018】高周波電源部24からの2.45GHzの
高周波(マイクロ波)は、導波管25を通って真空容器
2の天井部に至り、ここの透過窓23を透過して第1の
真空室21内へ導入される。一方真空容器2内には主電
磁コイル26及び補助電磁コイル27により第1の真空
室21の上部から第2の真空室22の下部に向かう磁場
が形成され、例えば第1の真空室21の下部付近にて磁
場の強さが875ガウスとなる。こうして磁場とマイク
ロ波との相互作用により電子サイクロトロン共鳴が生
じ、この共鳴によりArガスがプラズマ化され、且つ高
密度化される。第1の真空室21より第2の真空室22
内に流れ込んだプラズマ流は、ここに供給されているC
4 8 ガス、C2 4 ガスを活性化(プラズマ化)して
活性種(プラズマ)を形成し、ウエハW上にCF膜を成
膜する。
The high-frequency (microwave) of 2.45 GHz from the high-frequency power supply unit 24 reaches the ceiling of the vacuum vessel 2 through the waveguide 25, passes through the transmission window 23, and passes through the first vacuum chamber. 21 is introduced. On the other hand, a magnetic field from the upper part of the first vacuum chamber 21 to the lower part of the second vacuum chamber 22 is formed in the vacuum vessel 2 by the main electromagnetic coil 26 and the auxiliary electromagnetic coil 27. In the vicinity, the strength of the magnetic field becomes 875 Gauss. In this manner, electron cyclotron resonance is generated by the interaction between the magnetic field and the microwave, and the Ar gas is converted into plasma and the density is increased by the resonance. From the first vacuum chamber 21 to the second vacuum chamber 22
The plasma flow that has flowed into the
The 4 F 8 gas and the C 2 H 4 gas are activated (plasma) to form active species (plasma), and a CF film is formed on the wafer W.

【0019】こうして1枚のウエハWにCF膜を成膜し
た後、この成膜処理により真空容器2内の、載置台4周
辺や成膜ガス供給部5の内壁、第2の真空室22の内壁
等に付着したCF膜のクリ−ニングを行う。つまり排気
管28により真空容器2内を所定の真空度に維持した状
態で、ガスノズル31からO2 ガスを所定の流量で導入
し、第1の真空室21内で、既述のようにマイクロ波と
磁界との相互作用により発生させた電子サイクロトロン
共鳴によりO2 ガスをプラズマ化させる。
After the CF film is formed on one wafer W in this manner, the film forming process is performed in the vacuum vessel 2, around the mounting table 4, the inner wall of the film forming gas supply unit 5, and the second vacuum chamber 22. Clean the CF film attached to the inner wall and the like. That is, while the inside of the vacuum vessel 2 is maintained at a predetermined degree of vacuum by the exhaust pipe 28, O 2 gas is introduced at a predetermined flow rate from the gas nozzle 31, and the microwaves are introduced into the first vacuum chamber 21 as described above. The O 2 gas is turned into plasma by electron cyclotron resonance generated by the interaction between the O 2 gas and the magnetic field.

【0020】このようにするとプラズマ化により生じた
Oのプラズマは、付着したCF膜と反応して、CF膜を
例えばCO2 ガスやF2 (フッ素)ガスに分解し、分解
されたCF膜は排気管28を介して真空容器2の外部へ
飛散していく。このようなクリ−ニングを15秒程度行
うことにより、真空容器2内に付着したCF膜は除去さ
れる。
In this way, the O plasma generated by the plasma reaction reacts with the adhered CF film to decompose the CF film into, for example, CO 2 gas or F 2 (fluorine) gas. The gas scatters outside the vacuum vessel 2 through the exhaust pipe 28. By performing such cleaning for about 15 seconds, the CF film adhered to the inside of the vacuum vessel 2 is removed.

【0021】このように1枚のウエハWを成膜処理する
毎にクリ−ニングを行うようにすると、後述の実験結果
からも分かるようにウエハWのパ−ティクル汚染を低減
させることができる。その理由については次のように考
えられる。つまりCF膜はポリテトラフルオロエチレン
に近い組成であって、真空容器2等を構成するAl等に
対する密着性があまり高くないので、真空容器2の内壁
等から剥離しやすい。
If the cleaning is performed every time one wafer W is formed, the particle contamination of the wafer W can be reduced as will be understood from the experimental results described later. The reason is considered as follows. In other words, the CF film has a composition close to that of polytetrafluoroethylene, and does not have a very high adhesiveness to Al or the like constituting the vacuum vessel 2 or the like.

【0022】従って従来のように、例えば10枚のウエ
ハWを成膜処理する毎にクリ−ニングを行うようにする
と、成膜処理が進むにつれて真空容器2内に付着するC
F膜の量が多くなり、これが成膜処理の間に真空容器2
の内壁面から剥離してパ−ティクルとなってしまう。こ
のため成膜処理が進行するに連れてパ−ティクル量が多
くなり、ウエハWのパ−ティクル汚染が進行してしま
う。
Therefore, if cleaning is performed every time a film forming process is performed on, for example, ten wafers W as in the prior art, as the film forming process progresses, C adhering to the inside of the vacuum vessel 2 is increased.
The amount of the F film increases, which is caused by the vacuum vessel 2 during the film forming process.
Peels off from the inner wall surface of the substrate and becomes particles. Therefore, the amount of particles increases as the film forming process proceeds, and the particle contamination of the wafer W progresses.

【0023】一方本実施の形態のように1枚のウエハW
を成膜処理する毎にクリ−ニングを行うようにすると、
成膜処理で付着したCF膜はその後のクリ−ニングによ
り十分に除去される。このため成膜処理は常に、真空容
器2内に付着したCF膜が原因となるパ−ティクルの発
生が抑えられた状態で行われるので、ウエハWのパ−テ
ィクル汚染を大幅に低減することができると考えられ
る。
On the other hand, as in this embodiment, one wafer W
When cleaning is performed every time a film is formed,
The CF film adhered in the film forming process is sufficiently removed by the subsequent cleaning. For this reason, the film formation process is always performed in a state in which the generation of particles due to the CF film adhered in the vacuum vessel 2 is suppressed, so that the particle contamination of the wafer W can be significantly reduced. It is considered possible.

【0024】また1枚のウエハWを成膜処理する毎にク
リ−ニングを行うようにすると、後述の理由によりスル
−プットを向上させることができるという効果も得られ
る。第1の理由は、後述の実験結果より明らかなよう
に、所定枚数のウエハWを成膜処理した場合のト−タル
のクリ−ニング時間が短くなるからである。これはウエ
ハWを連続的に成膜してからクリ−ニングを行うと、真
空容器2内に付着するCF膜の量が多くなると共に、真
空容器2の内部状態の変化により付着したCF膜の膜質
が変化し、CF膜同士がより強固に付着した状態になっ
てしまい、CF膜が除去しにくくなるのに対し、ウエハ
Wを1枚成膜する毎にクリ−ニングを行うと、真空容器
2内に付着しているCF膜の量が少ない上、CF膜の膜
質が変化しにくいため、1回のクリ−ニング時間を例え
ば15秒程度とかなり短くできるからであると考えられ
る。
If cleaning is performed each time one wafer W is formed into a film, the throughput can be improved for the reasons described below. The first reason is that, as is clear from the experimental results described later, the total cleaning time when a predetermined number of wafers W are formed is reduced. This is because if the cleaning is performed after the wafer W is continuously formed, the amount of the CF film adhered to the vacuum vessel 2 increases, and the amount of the CF film adhered due to the change in the internal state of the vacuum vessel 2 increases. The film quality changes and the CF films adhere more firmly to each other, making it difficult to remove the CF films. On the other hand, if cleaning is performed every time one wafer W is formed, the vacuum vessel It is considered that this is because the amount of the CF film adhering to the inside 2 is small and the film quality of the CF film is hard to change, so that one cleaning time can be considerably shortened to, for example, about 15 seconds.

【0025】第2の理由は除電処理をクリ−ニングとは
別個に行わなくて済むからである。通常成膜処理では、
1枚のウエハWの成膜が終了する毎に、載置台4に残存
する電荷を除去するために、例えばO2 のプラズマによ
る10秒程度の除電処理が行われている。従って従来の
ようにウエハWを連続して成膜処理した後にクリ−ニン
グを行う場合には、成膜が終了したウエハWを搬出した
後、次のウエハWを搬入する前に除電処理が行われる。
一方1枚のウエハWを成膜処理する毎にクリ−ニングを
行うようにすると、クリ−ニング時間の方が除電時間よ
りも長いため、クリ−ニングを行うと自動的に除電処理
も行われることにより、除電処理のみを別個に行う必要
がなくなる。
The second reason is that it is not necessary to perform the charge removal processing separately from the cleaning. Usually, in the film formation process,
Each time the film formation of one wafer W is completed, a charge removal process of, for example, O 2 plasma is performed for about 10 seconds to remove the charge remaining on the mounting table 4. Therefore, when cleaning is performed after the wafer W is continuously formed into a film as in the related art, after the wafer W on which the film has been formed is unloaded, the charge elimination process is performed before the next wafer W is loaded. Will be
On the other hand, if the cleaning is performed every time one wafer W is formed, the cleaning time is longer than the static elimination time. Therefore, when the cleaning is performed, the static elimination processing is automatically performed. This eliminates the need to separately perform only the charge removal processing.

【0026】このため同じ枚数のウエハWを処理したと
きのト−タルの除電理時間を比較すると、ウエハWを連
続して成膜処理した後にクリ−ニングを行う場合には、
本実施の形態の方法に比べて、単純計算では(除電処理
時間)×(ウエハWの処理枚数)の時間長くかかること
になってしまう。このようにウエハWを1枚成膜する毎
にクリ−ニングを行う場合には、ト−タルの処理時間を
短縮できるので、処理全体のスル−プットを向上させる
ことができる。
For this reason, the total static electricity elimination time when the same number of wafers W are processed is compared. When cleaning is performed after the wafers W are continuously formed into a film,
Compared to the method of the present embodiment, the simple calculation requires a longer time of (static elimination processing time) × (number of processed wafers W). When cleaning is performed every time one wafer W is formed as described above, the total processing time can be reduced, so that the throughput of the entire processing can be improved.

【0027】ここで本発明者らが行った実験例について
説明する。図1に示すプラズマ処理装置を用い、プロセ
ス圧力0.2Pa、マイクロ波電力(高周波電源部2
4)2700W、バイアス電力(高周波電源部42)1
500Wの下で、プラズマ生成用ガスとしてArガス、
成膜ガスとしてC4 8 ガス及びC2 4 ガスを導入し
て、8インチサイズのウエハWに対して1μmの厚さの
CF膜を成膜し、1枚成膜する毎に、クリ−ニングガス
としてO2 ガスを200sccmの流量で導入して、圧
力0.2Pa、マイクロ波電力2700W、バイアス電
力0Wの下でクリ−ニングを行いながら、10枚のウエ
ハWに対して成膜処理を行った。なおクリ−ニング回数
はト−タルで10回であった。
Here, an experimental example performed by the present inventors will be described. Using the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a process pressure of 0.2 Pa, microwave power (high-frequency power supply unit 2
4) 2700 W, bias power (high frequency power supply section 42) 1
Under 500 W, Ar gas as a plasma generation gas,
C 4 F 8 gas and C 2 H 4 gas are introduced as a film forming gas to form a 1 μm-thick CF film on an 8-inch wafer W. - O 2 gas was introduced at a flow rate of 200sccm as Ningugasu, pressure 0.2 Pa, a microwave power 2700 W, chestnut under bias power 0 W - while training, the film forming process with respect to 10 sheets of wafers W went. The number of times of cleaning was 10 times in total.

【0028】そして成膜されたウエハWに付着したパ−
ティクル数をSurfscan6240(サーフスキャ
ン:テンコール製)により測定すると共に、ト−タルの
処理時間を測定した。この場合クリ−ニングの終点は、
Oのプラズマの発光強度を測定することにより行い、こ
の発光強度はクリ−ニングが進行するに連れて次第に大
きくなっていき、クリ−ニング終了時にはほぼ一定値に
なることから、Oのプラズマの発光強度がほぼ一定値に
なるまでの時間をクリ−ニング時間とした。
Then, the particles adhering to the formed wafer W
The number of ticles was measured by Surfscan 6240 (Surfscan: manufactured by Tencor), and the total processing time was measured. In this case, the end point of the cleaning is
The emission intensity of the O plasma is measured by measuring the emission intensity of the O plasma. The emission intensity gradually increases as the cleaning proceeds, and becomes almost constant at the end of the cleaning. The time required for the intensity to reach a substantially constant value was defined as the cleaning time.

【0029】また同様の条件の下、ウエハWの交換時に
10秒の除電処理を行いながら、5枚のウエハWを成膜
する毎にクリ−ニングを行った場合についても同様に、
ウエハWに付着したパ−ティクル数と、ト−タルの処理
時間を測定した。なおクリ−ニング回数はト−タルで2
回であった。
Similarly, when cleaning is performed every time five wafers W are formed while performing static elimination for 10 seconds when replacing the wafers W under the same conditions, the same applies.
The number of particles attached to the wafer W and the total processing time were measured. The number of times of cleaning is 2 in total.
It was times.

【0030】パ−ティクル数の測定結果を、1枚のウエ
ハWを成膜する毎にクリ−ニングした場合を図2に、5
枚のウエハWを成膜する毎にクリ−ニングした場合を図
3に夫々示す。これらの図では、縦軸にはパ−ティクル
数、横軸には成膜したCF膜の積算膜厚を示している。
FIG. 2 shows a case where the measurement result of the number of particles is cleaned every time one wafer W is formed.
FIG. 3 shows a case where cleaning is performed each time a single wafer W is formed. In these figures, the vertical axis indicates the number of particles, and the horizontal axis indicates the integrated film thickness of the formed CF film.

【0031】この結果により5枚のウエハWを成膜する
毎にクリ−ニングした場合は、成膜処理が進むに連れて
急激にパ−ティクル数が多くなり、5枚目では75個以
上になってしまうのに対し、1枚のウエハWを成膜する
毎にクリ−ニングした場合は、パ−ティクル数が平均し
て10個以下であることが認められた。これにより本実
施の形態の方法によれば、ウエハWのパ−ティクル汚染
を大幅に低減でき、安定した成膜処理を行うことができ
ることが理解される。
According to this result, when cleaning is performed every time five wafers W are formed, the number of particles rapidly increases as the film formation process proceeds, and the number of particles increases to 75 or more in the fifth wafer W. On the other hand, when cleaning was performed every time one wafer W was formed, it was recognized that the number of particles was 10 or less on average. Thus, according to the method of the present embodiment, it is understood that particle contamination of the wafer W can be significantly reduced and a stable film forming process can be performed.

【0032】またト−タルの処理時間は、1枚のウエハ
Wを成膜する毎にクリ−ニングした場合はクリ−ニング
時間が平均15秒程度であり、ト−タルの処理時間は7
分30秒であったのに対して、5枚のウエハWを成膜す
る毎にクリ−ニングした場合は、クリ−ニング時間が2
分30秒程度であり、ト−タルの処理時間は11分40
秒であったことから、本実施の形態の方法によれば、ト
−タルの処理時間が短縮され、成膜処理全体のスル−プ
ットを向上させることができることが確認された。
The total processing time is about 15 seconds on average when cleaning is performed every time one wafer W is formed, and the total processing time is 7 seconds.
When cleaning was performed every time five wafers W were formed, the cleaning time was 2 minutes.
30 minutes, and the total processing time is 11 minutes 40 minutes.
Because of the seconds, it was confirmed that according to the method of the present embodiment, the total processing time can be shortened and the throughput of the entire film forming process can be improved.

【0033】以上において本実施の形態では、成膜ガス
として添加されるCF系のガスとしては、CF4 、C2
6 、C3 8 、C6 6 を用いることができ、CとF
のみならず、CとFとHとを含むガス例えばCHF3
スであってもよい。炭化水素ガスとしては、CH4 、C
2 2 、C2 6 、C3 8 、C4 8 等を用いること
ができるが、炭化水素ガスの代わりに水素ガスを用いて
もよい。
As described above, in the present embodiment, CF 4 gas, C 2 gas,
F 6 , C 3 F 8 , C 6 F 6 can be used, and C and F
In addition, a gas containing C, F, and H, for example, a CHF 3 gas may be used. As the hydrocarbon gas, CH 4 , C
2 H 2 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 8 and the like can be used, but hydrogen gas may be used instead of hydrocarbon gas.

【0034】また本発明では、クリ−ニング終了後にプ
リコ−トを行うようにしてもよい。このプリコ−トは、
真空容器2の内壁に当該内壁を覆うようにプリコ−ト膜
を成膜するものであり、成膜処理の前処理として行われ
るものである。例えばCF膜の成膜処理の場合には、プ
リコ−ト膜はCF膜により形成される。このプリコ−ト
は、真空容器2内を所定の真空度に維持した状態で、ガ
スノズル31からArガスを所定の流量で導入すると共
に、成膜ガス供給部5から例えばC4 8 ガスとC2
4 ガスとを夫々所定の流量で導入し、これらのガスを前
記電子サイクロトロン共鳴によりプラズマ化することに
より行われ、これにより真空容器2の内壁にCF膜が成
膜される。このようにプリコ−トを行う場合には、プリ
コ−トに続いてCF膜の成膜処理が行われる。
In the present invention, pre-coating may be performed after cleaning is completed. This pre-coat is
The precoat film is formed on the inner wall of the vacuum vessel 2 so as to cover the inner wall, and is performed as a pre-process of the film forming process. For example, in the case of forming a CF film, the precoat film is formed of a CF film. This pre-coating is performed in such a manner that the Ar gas is introduced at a predetermined flow rate from the gas nozzle 31 while the inside of the vacuum vessel 2 is maintained at a predetermined degree of vacuum, and that the C 4 F 8 gas and the C 4 2 H
Each of the four gases is introduced at a predetermined flow rate, and these gases are converted into plasma by the electron cyclotron resonance, whereby a CF film is formed on the inner wall of the vacuum vessel 2. When pre-coating is performed in this manner, a CF film is formed following the pre-coating.

【0035】このようなプリコ−トを行うと、真空容器
2の内壁にプリコ−ト膜(CF膜)が形成されるので、
ウエハWのパ−ティクル汚染をより低減できるという効
果が得られる。成膜処理の際にはこのプリコ−ト膜の上
面にCF膜が形成されることになるが、プリコ−ト膜と
成膜処理で形成されるCF膜とは組成が似ているので、
両者同士の密着性が大きく、成膜処理の際に真空容器2
の内壁面に直接CF膜が付着する場合に比べて付着した
CF膜が剥離しにくくなり、パ−ティクルの発生をより
抑えることができるからである。またプリコ−ト膜を形
成することにより、真空容器2内部に僅かながら残存す
るパ−ティクルがこのプリコ−ト膜に封じ込められ、そ
の後の成膜処理の際にパ−ティクルの飛散が防止される
からである。
When such pre-coating is performed, a pre-coat film (CF film) is formed on the inner wall of the vacuum vessel 2.
The effect is obtained that particle contamination of the wafer W can be further reduced. During the film forming process, a CF film is formed on the upper surface of the pre-coat film, but since the composition of the pre-coat film and the CF film formed by the film forming process are similar,
The adhesion between the two is great, and the vacuum vessel 2
This is because the adhered CF film is less likely to be peeled off as compared with the case where the CF film is directly adhered to the inner wall surface, and the generation of particles can be further suppressed. Further, by forming the pre-coat film, particles slightly remaining in the vacuum vessel 2 are sealed in the pre-coat film, and scattering of the particles during the subsequent film forming process is prevented. Because.

【0036】さらに本発明はプラズマ処理装置において
成膜される薄膜はCF膜に限らず、SiOF膜やSiO
2 膜、窒化シリコン膜、炭化ケイ素膜等を成膜する場合
にも適用することができるが、CF膜等の密着性の悪い
薄膜を成膜する場合に特に適している。さらににまた本
発明はECRによりプラズマを生成することに限られず
例えばICP(Inductive Coupled
Plasma)などと呼ばれている、ドーム状の容器に
巻かれたコイルから電界及び磁界を処理ガスに与える方
法などによりプラズマを生成する場合にも適用すること
ができる。
Further, in the present invention, the thin film formed in the plasma processing apparatus is not limited to the CF film, but may be a SiOF film or a SiO
Although it can be applied to the case of forming two films, a silicon nitride film, a silicon carbide film and the like, it is particularly suitable for forming a thin film having poor adhesion such as a CF film. Furthermore, the present invention is not limited to the generation of plasma by ECR, for example, ICP (Inductive Coupled).
The present invention can also be applied to a case where plasma is generated by a method of applying an electric field and a magnetic field to a processing gas from a coil wound around a dome-shaped container, which is called “Plasma”.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
処理装置を用いて薄膜を成膜する場合に、基板のパ−テ
ィクル汚染を低減させることができると共に、スル−プ
ットを向上させることができる。
As described above, according to the present invention, when a thin film is formed using a plasma processing apparatus, particle contamination of a substrate can be reduced and throughput can be improved. Can be.

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

【図1】本発明方法を実施するためのプラズマ処理装置
の一例を示す縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing an example of a plasma processing apparatus for carrying out a method of the present invention.

【図2】1枚のウエハを成膜する毎にクリ−ニングした
場合のパ−ティクル数を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the number of particles when cleaning is performed each time one wafer is formed.

【図3】5枚のウエハを成膜する毎にクリ−ニングした
場合のパ−ティクル数を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the number of particles when cleaning is performed every time five wafers are formed.

【図4】従来のプラズマ処理装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 真空容器 21 第1の真空室 22 第2の真空室 24 高周波電源部 25 導波管 26、27 電磁コイル 28 排気管 31 ガスノズル 4 載置台 5 成膜ガス供給部 51、52 ガス供給管 W 半導体ウエハ 2 Vacuum Vessel 21 First Vacuum Chamber 22 Second Vacuum Chamber 24 High-Frequency Power Supply 25 Waveguide 26, 27 Electromagnetic Coil 28 Exhaust Pipe 31 Gas Nozzle 4 Placement Table 5 Film Forming Gas Supply Section 51, 52 Gas Supply Pipe W Semiconductor Wafer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内に設けられた載置台に基板を
載置して、成膜ガスをプラズマ化し、このプラズマによ
り当該基板に薄膜を成膜する成膜工程と、 次いで前記真空容器内においてクリ−ニングガスをプラ
ズマ化し、このプラズマにより前記真空容器内に付着し
た薄膜を除去するクリ−ニング工程と、を含み、 クリ−ニング工程は1枚の基板に成膜処理を行う毎に行
われることを特徴とするプラズマ処理装置のクリ−ニン
グ方法。
1. A film forming step of mounting a substrate on a mounting table provided in a vacuum vessel, converting a film forming gas into plasma, and forming a thin film on the substrate by the plasma; And a cleaning step of converting a cleaning gas into plasma and removing a thin film adhered in the vacuum vessel by the plasma. The cleaning step is performed every time a film forming process is performed on one substrate. A cleaning method for a plasma processing apparatus, comprising:
【請求項2】 基板に成膜される薄膜はフッ素添加カ−
ボン膜であることを特徴とする請求項1記載のプラズマ
処理装置のクリ−ニング方法。
2. A thin film formed on a substrate is a fluorine-added
2. The cleaning method for a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the cleaning method is a bonding film.
【請求項3】 成膜ガス及びクリ−ニングガスは、マイ
クロ波と磁界の相互作用によりプラズマ化されることを
特徴とする請求項1又は2記載のプラズマ処理装置のク
リ−ニング方法。
3. The cleaning method for a plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the film forming gas and the cleaning gas are converted into plasma by interaction of a microwave and a magnetic field.
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