WO2003005427A1 - Processing system and cleaning method - Google Patents

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WO2003005427A1
WO2003005427A1 PCT/JP2002/006734 JP0206734W WO03005427A1 WO 2003005427 A1 WO2003005427 A1 WO 2003005427A1 JP 0206734 W JP0206734 W JP 0206734W WO 03005427 A1 WO03005427 A1 WO 03005427A1
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WO
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cleaning
gas
processing chamber
cleaning gas
processing system
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Application number
PCT/JP2002/006734
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Arami
Takashi Akahori
Risa Nakase
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases

Definitions

  • the present invention relates to a processing system and a cleaning method capable of performing efficient cleaning at low manufacturing cost.
  • a substrate such as a semiconductor wafer is subjected to a desired process using various process gases in a chamber to form a thin film, perform etching, and the like. In such a process, it is necessary to clean the inside of the chamber after repeating the process a plurality of times.
  • a chemical vapor deposition method (Chemical Vapor Deposition: CVD), a physical vapor deposition method (Physical Vapor Deposition: PVD), or the like is used for a thin film forming process on a semiconductor substrate.
  • CVD chemical Vapor Deposition
  • PVD physical vapor deposition method
  • film deposition occurs not only on the substrate but also throughout the chamber. For this reason, the film deposited on the chamber wall or the like is peeled off and is taken into the deposited film on the substrate or adheres to the surface of the deposited film. This leads to defects in the manufactured device, causing problems such as a decrease in device yield and deterioration in device characteristics.
  • dry etching or the like is performed in which an etching gas is introduced into a processing chamber to perform etching.
  • an etching gas is introduced into a processing chamber to perform etching.
  • substances generated by the etching adhere and deposit everywhere in the chamber. These products are composed of, for example, by-products generated by etching.
  • the deposited or deposited film becomes It grows gradually on the surface of each part in Yamba, and the film thickness becomes thick. The thick film eventually peels off and causes particles, and also deteriorates the reproducibility of the etched shape.
  • etching gas As a gas (etching gas) used for cleaning, a fluorine-based or chlorine-based gas is used. By activating this gas, for example, as plasma, active species such as fluorine radicals are generated and reacted with the deposited film in the chamber to remove them.
  • dry cleaning is usually performed in a vacuum state of a chamber for the purpose of extending the life of active species such as radicals.
  • the chamber is evacuated at a high speed, and the residence time of the cleaning gas in the chamber is very short.
  • the reaction rate of the cleaning gas introduced into the chamber with respect to contaminants in the chamber is usually as low as about 10%, and most of the cleaning gas is discarded without being used.
  • gases used for cleaning such as nitrogen trifluoride, are generally expensive and contribute to an increase in manufacturing costs.
  • the conventional dry cleaning has a problem that cleaning efficiency is low and manufacturing cost is high due to low utilization efficiency of the cleaning gas. Disclosure of the invention
  • the present invention provides an efficient cleaning method at a low manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a processing system and a cleaning method that can perform the cleaning.
  • Another object of the present invention is to provide a processing system and a cleaning method with high cleaning gas utilization efficiency.
  • a processing system includes: a processing chamber (101) for performing a predetermined processing on an object;
  • the exhaust gas (109) and the cleaning gas line (111) are provided so as to be connected to each other, and the cleaning gas exhausted by the exhaust device (109) is guided to the processing chamber (101).
  • the Power 3 ⁇ 4 that consists of.
  • the circulation line (128) may include a trap device (115) for selectively trapping a reaction product gas generated by cleaning in the tally-jung gas.
  • the trap device (115) traps the reaction product gas based on, for example, a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas.
  • the processing system having the above configuration may further include a pressure adjusting device (107) for adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
  • the cleaning gas is composed of nitrogen trifluoride.
  • the processing system having the above configuration may further include an activator (110) for activating and introducing the clean Jung gas into the processing chamber (101).
  • the processing system having the above configuration further includes a processing chamber (101).
  • An activator (130) for activating the cleaning gas may be provided.
  • a cleaning method according to a second aspect of the present invention is a cleaning method for cleaning a processing chamber (101) for internally performing a predetermined process on a target object,
  • the cleaning method having the above configuration may include a trapping step of selectively trapping a reaction product gas generated by the cleaning in the exhausted cleaning gas.
  • the reaction product gas is trapped based on a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas.
  • the cleaning method having the above configuration may further include a step of adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
  • the cleaning method having the above configuration may further include a step of activating and introducing the cleaning gas into the processing chamber (101).
  • the cleaning method having the above configuration may further include a step of activating the cleaning gas supplied into the processing chamber (101).
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a vapor pressure curve of each reaction product contained in the gas after cleaning.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a processing system according to another embodiment of the present invention.
  • a processing chamber in which a silicon film such as a silicon oxide film (SiO 2) or a silicon fluoride film (Si OF) is formed is made of nitrogen trifluoride (NF 3 ) and argon.
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • the case of cleaning using the mixed gas of (A r) will be described as an example.
  • FIG. 1 shows a configuration of a processing system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the processing system 100 includes a processing chamber 101, a turbo molecular pump 104, a dry pump 105, an exclusion device 106, and an activator 110. , A cleaning gas supply line 111, a circulation line 128, and 15.
  • the processing chamber 101 is composed of a sealable container made of aluminum or the like.
  • the processing chamber 101 is connected to a process gas introduction line 112.
  • An object to be processed such as a semiconductor wafer is placed in the processing chamber 101.
  • the process gas supplied from the process gas introduction line 112 forms a silicon film such as a silicon oxide film.
  • the turbomolecular pump 104 is connected to the exhaust side of the processing chamber 101 via a gate valve 102 and a pressure regulating valve 103. Further, the dry pump 105 is connected to the exhaust side of the turbomolecular pump 104 via a valve 124 and a pressure gauge 126. Furthermore, the exclusion device 106 is connected to the exhaust side of the dry pump 125505.
  • the turbo molecular pump 104 exhausts the processing chamber 101 and adjusts the pressure.
  • the inside of the processing chamber 101 is maintained at a degree of vacuum controlled by the valve 103.
  • the dry pump 105 is a roughing pump, and the inside of the system is set to a degree of vacuum at which the turbo molecular pump 104 and the molecular drag pump 109 can operate.
  • the turbomolecular pump 104 and the dry pump 105 are oil-free pumps, which prevent oil molecules from entering the system.
  • the processing chamber 101 may be evacuated directly by the turbomolecular pump 104 without providing the dry pump 105.
  • the elimination device 106 detoxifies impurities in the gas passing therethrough and discharges them to the atmosphere.
  • the exclusion device 106 is connected to a dry pump 105 and a cryotrap 115 described later.
  • the elimination device 106 eliminates impurities in the process gas and the cleaning gas.
  • the cleaning gas supply line 111 is connected to the activator 110 via a valve 117.
  • the activator 110 is connected to the processing chamber 101.
  • the cleaning gas supply line 111 is connected to a cleaning gas source (not shown), and supplies a cleaning gas to the activator 110.
  • the cleaning gas is composed of a mixed gas of NF 3 and Ar.
  • the activator 110 activates the cleaning gas (NF 3 ) and supplies the generated cleaning species to the processing chamber 101.
  • the activator 110 selectively supplies, in particular, fluorine radicals in the generated plasma to the chamber 101.
  • the activator 110 generates a high-density plasma having a high plasma density, such as an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma or an inductively coupled plasma (ICP).
  • ECR Electro Cyclotron Resonance
  • ICP inductively coupled plasma
  • microwaves of 2.45 GHz are applied to generate a region in the vacuum discharge chamber that satisfies the ECR condition of 875 gauss, and gas molecules in this region are converted to plasma. You.
  • the activator 110 is equipped with a filter and the like, and radicals (fluorine) in the plasma Radicals).
  • the process chamber 1 0 1 S i 0 2 is deposited is removed as shown in the chemical formula of the following by fluorine radicals. That, S i O 2 forms the fluorine radicals (F *) and reacted with 4 fluorinated silane (S i F 4), and oxygen (0 2), the. (5) Since all of the reaction products are gases under the cleaning conditions, they are released to the outside of the processing chamber 101 together with the exhaust gas. In this way, the cleaning proceeds, and the deposited film in the chamber 101 is removed.
  • fluorine (F 2 ) which is a polymer of a fluorine radical, hydrogenated fluorine (HF), and the like are included.
  • the circulation line 128 is composed of a molecular drag pump 109 and a cryotrap 115.
  • the circulation line 128 is connected to the processing chamber 101 separately from the line connected to the turbomolecular pump 104, and is connected to the intake side of the activator 110.
  • the circulation line 1152 functions as a line for reusing the cleaning gas once used.
  • the molecular drag pump 109 is connected to the processing chamber 101 via a valve 113 and a pressure regulating valve 114.
  • the pressure of the processing chamber 101 is adjusted by the pressure adjusting valve 114.
  • the valve 20 is provided with a valve 108 and connected to the dry pump 105 via a pressure regulating valve 107.
  • the pressure in the circulation line 128 is adjusted by the pressure adjusting valve 107.
  • the exhaust side of the valve 108 is connected to the intake side of the cryotrap 115 via a valve 120.
  • the molecular drag pump 10 9 is a turbo molecular pump 10 4
  • the recursive drag pump 109 is an oil-free pump, and prevents oil molecules from being mixed into the system.
  • the cryotrap 115 is a gas trap.
  • the cryotrap 115 traps, as a liquid, a predetermined component of the gas passing therethrough due to a difference in vapor pressure depending on the temperature.
  • the cryotrap 115 traps impurities contained in the cleaning gas and purifies the cleaning gas so that it can be reused.
  • the cryotrap 115 has a liquid tank (not shown), and trapped impurities are stored in the liquid tank.
  • the inside of the cryotrap 115 is set at a predetermined pressure so that the cleaning component (NF 3 ) in the gas is a gas and the impurity component is liquefied.
  • the cleaning component passes as a gas, the impurity component is trapped as a liquid.
  • the gas that has passed through the processing chamber 101 contains reaction products such as SiF 4 , F 2 , and HF in addition to NF 3 and Ar.
  • FIG. 2 shows the vapor pressure curves of the components in the cleaning exhaust gas described above.
  • the pressure of circulation line 128 is set to 0.1 Pa (l OTo rr) to 1 Pa (10 OTo rr), and the temperature of cryotrap 115 is set to about 140 ° C (see FIG. by setting the hatched portion) and, HF which is an impurity, S i F 4 are trapped in the liquid, NF 3, F 2, a r passes as a gas. In this way, the cleaning gas once used by the cryotrap 115 is purified.
  • the cryotrap 115 is connected to the activator 110 via a valve 118.
  • the cleaning gas that has passed through the cryotrap 115 is activated again by the activator 110 and is introduced into the processing chamber 101.
  • the valves 118 and 12 are open. At this time, the valve 1 21 is closed.
  • cryotrap 1 1 5 The liquid tank (not shown) of the cryo-trap 1 1 5, therefore the passage of the cleaning gas, the trap of such S i F 4 Yuku been accumulated, cryotrap 1 1 5 must be periodically regenerated.
  • the regeneration of the trap refers to elevating the temperature inside the trap, vaporizing the SiF 4 or the like trapped as a liquid, and removing the liquid from the trap.
  • Regeneration of the cryotraps 115 is performed, for example, when cleaning is performed a predetermined number of times.
  • the valves 118 and 120 are closed and the valve 121 is opened.
  • the cryotrap 115 is connected to the dry pump 125 via the valve 121. Since the trapped impurities are combustible gases, they are removed by a removal device 106 connected to a dry pump 125 to avoid mixing with the process gas.
  • valves 108 and 113 are opened, and the inside of the processing chamber 101 is set to a predetermined degree of vacuum by the molecular drag pump 109. Subsequently, the valve 1 17 is opened, and the cleaning gas is supplied from the cleaning gas supply line 113. At this time, the pressure in the processing chamber 101 is set lower than the pressure in the circulation line 128 by the pressure regulating valves 114, 107, and the cleaning gas is set in the circulation line 128. Flows to
  • the cleaning gas that has entered the activator 110 is activated therein and then introduced into the processing chamber 101.
  • Processing chamber 1 0 active species introduced in the gas in one (fluorine radicals, etc.) forces the processing chamber 1 0 engaged film and forming deposited inside the 1, decomposing it into gaseous components such as S i F 4 And remove. These reaction products are The gas is exhausted from the processing chamber 101 together with unreacted NF 3 and Ar.
  • the gas discharged from the processing chamber 101 flows to the circulation line 128 via the valves 113, 108.
  • the gas further flows through a circulation line 128 set at a predetermined pressure, and reaches a cryotrap 115.
  • the pressure in the circulation line 128 is set to, for example, 0.1 P a (l OTo rr) to: IP a (l O O rr), and the cryotrap 115 is set to a predetermined temperature, for example, _ It is set around 140 ° C.
  • the cleaning components such as NF 3 can be passed while the impurities in the gas (S i F 4 Etc.) can be selectively trapped as a liquid. Therefore, the gas that has passed through the cryotrap 115 is purified and becomes a reusable cleaning gas.
  • the cleaning gas purified by the cryotrap 115 is mixed with a new cleaning gas supplied from the cleaning gas supply line 113, activated by the activator 110, and supplied to the processing chamber 101 again.
  • the cleaning gas when performing dry cleaning of the processing chamber 101, the cleaning gas is circulated and used. For this reason, in general, expensive cleaning gas can be used with high utilization efficiency without being discarded in one use. In addition, since the cleaning gas is used after removing impurities in the cryotrap 115, a reduction in cleaning efficiency and a deterioration in the quality of the cleaning can be avoided.
  • the cryotrap 115 is a temperature trap that separates the cleaning component and the impurity component from each other based on the difference in vapor pressure.
  • any trap that can trap impurities can be used.
  • a mixed gas of NF 3 and Ar is used as the cleaning gas.
  • the substance used for the cleaning gas is not limited to this.
  • NF 3 it can be used CF 4, C 2 F 6, SF 6, fluorine-based gas of NF 3 and the like, halogen-based gas of chlorine-based gas such as C 1 2, BC 1 4.
  • Ar instead of Ar, another inert gas, for example, Ne, Xe, N 2 or the like can be used.
  • the present invention is not limited to the above example, and the present invention can be suitably applied to removing any other deposited film such as a SiC film, a SiN film, a SiOC film, a CF film, and the like. .
  • the cleaning gas is activated outside the processing chamber 101 to generate plasma, and the plasma is generated and introduced into the processing chamber 101.
  • the method of activating gas is not limited to plasma, and any method may be used.
  • the cleaning gas may be activated inside the processing chamber 101. In this case, for example, as shown in FIG. 3, an activator 130 such as a plasma generation mechanism may be provided in the processing chamber 101.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to other processing apparatuses such as an etching apparatus, and further to any other processing apparatus that performs dry cleaning.

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Abstract

A processing system capable of performing dry cleaning by leading cleaning gas activated by plasma in an activator (110) into a processing chamber (101), wherein exhaust gas from the processing chamber (101) passes through a circulation line (128), is slowed down by a cryotrap (115) formed of a temperature trap utilizing a difference in steam pressure, and is re-used for cleaning.

Description

明細書 処理システム及びクリ一ユング方法  Description processing system and cleaning method
技術分野 Technical field
本発明は、 低い製造コストで効率的なクリーニングが可能な処理システム及ぴ クリーニング方法に関する。  The present invention relates to a processing system and a cleaning method capable of performing efficient cleaning at low manufacturing cost.
背景技術 Background art
半導体ウェハ等の基板に対し、 チャンバ内で種々のプロセスガスを用いて所望 の処理を施し、 薄膜形成、 エッチング等を行うことが知られている。 このような 処理では、 複数回の処理を繰り返した後には、 チャンバ内をクリーニングする必 要がある。  It is known that a substrate such as a semiconductor wafer is subjected to a desired process using various process gases in a chamber to form a thin film, perform etching, and the like. In such a process, it is necessary to clean the inside of the chamber after repeating the process a plurality of times.
例えば、 半導体基板に対する薄膜形成処理には、 化学的気相成長法 (Chemical Vapor Deposition: C V D ) 、 物理的気相成長法 (Physical Vapor Deposition : P V D) 等が用いられる。 このような薄膜形成処理では、 基板上だけでなくチ ヤンバ内のいたるところに膜堆積が起こる。 このため、 チャンバ壁等に堆積した 膜が剥がれて、 基板上の堆積膜中に取り込まれたり、 堆積膜の表面に付着したり する。 これは製造されたデバイスの欠陥につながり、 デバイスの歩留まりの低下、 デバイス特性の悪化といった問題を生じる。  For example, a chemical vapor deposition method (Chemical Vapor Deposition: CVD), a physical vapor deposition method (Physical Vapor Deposition: PVD), or the like is used for a thin film forming process on a semiconductor substrate. In such a thin film forming process, film deposition occurs not only on the substrate but also throughout the chamber. For this reason, the film deposited on the chamber wall or the like is peeled off and is taken into the deposited film on the substrate or adheres to the surface of the deposited film. This leads to defects in the manufactured device, causing problems such as a decrease in device yield and deterioration in device characteristics.
また、 上記のように薄膜形成された基板等に対してエッチングを行う場合には、 エッチングガスを処理チヤンバ内に導入してエッチングを行う ドライエッチング 等が行われる。 このドライエッチングでは、 エッチングにともなって発生する物 質がチャンバ内のいたるところに付着、 堆積する。 これらの生成物は、 例えば、 エッチングにより生成される副生成物等から構成される。  Further, when etching is performed on a substrate or the like on which a thin film is formed as described above, dry etching or the like is performed in which an etching gas is introduced into a processing chamber to perform etching. In this dry etching, substances generated by the etching adhere and deposit everywhere in the chamber. These products are composed of, for example, by-products generated by etching.
この堆積或いは付着膜は、 エッチングを繰り返すに従い、 チャンバ内壁及びチ ヤンバ内の各部品表面で徐々に成長し、 膜厚が厚くなる。 厚くなつた膜はやがて 剥離してパーティクルの原因となり、 また、 エッチング形状の再現性を悪化させ たりする。 As the etching or etching repeats, the deposited or deposited film becomes It grows gradually on the surface of each part in Yamba, and the film thickness becomes thick. The thick film eventually peels off and causes particles, and also deteriorates the reproducibility of the etched shape.
このように、 プロセスガスを用いた薄膜形成、 エッチング等の処理では、 チヤ ンバ内の、 基板表面以外の、 不必要な部分に付着或いは堆積した膜を除去し、 ク リーニングする必要がある。 このようなチャンバをクリーユングする方法として、 エッチングガスをチャンバに流して、 堆積膜をエッチングする、 ドライクリー二 ングが行われている。  As described above, in processes such as thin film formation and etching using a process gas, it is necessary to remove and clean a film adhered or deposited on unnecessary portions of the chamber other than the substrate surface. As a method of cleaning such a chamber, dry cleaning is performed in which an etching gas is flowed into the chamber to etch a deposited film.
クリーニングに用いるガス (エッチングガス) としては、 フッ素系あるいは塩 素系のガスが用いられる。 このガスを例えばプラズマとして活性化することによ り、 フッ素ラジカル等の活性種を発生させ、 チャンバ内の堆積膜と反応させてこ れを除去する。  As a gas (etching gas) used for cleaning, a fluorine-based or chlorine-based gas is used. By activating this gas, for example, as plasma, active species such as fluorine radicals are generated and reacted with the deposited film in the chamber to remove them.
ところで、 ラジカル等の活性種の寿命を長くする等の目的から、 ドライクリー ニングは、 通常、 チャンバを真空状態として行われる。 クリーニングの間、 チヤ ンバ内は高速で排気されており、 クリーニングガスのチャンバ内の滞留時間は非 常に短い。  By the way, dry cleaning is usually performed in a vacuum state of a chamber for the purpose of extending the life of active species such as radicals. During cleaning, the chamber is evacuated at a high speed, and the residence time of the cleaning gas in the chamber is very short.
このため、 チャンバ内に導入されたクリーニングガスの、 チャンバ内の汚染物 質に対する反応率は、 通常、 1 0 %前後と低く、 クリーニングガスの大部分は未 利用のまま 廃棄されることとなる。 しかし、 クリーニングに用いる、 三フッ化 窒素等のガスは一般的に高価であり、 製造コストを増大させる一因となる。  For this reason, the reaction rate of the cleaning gas introduced into the chamber with respect to contaminants in the chamber is usually as low as about 10%, and most of the cleaning gas is discarded without being used. However, gases used for cleaning, such as nitrogen trifluoride, are generally expensive and contribute to an increase in manufacturing costs.
このように、 従来のドライクリーニングには、 クリーニングガスの利用効率が 低いことから、 クリーニングが効率的でなく、 製造コストが高い、 という問題が あった。 発明の開示  As described above, the conventional dry cleaning has a problem that cleaning efficiency is low and manufacturing cost is high due to low utilization efficiency of the cleaning gas. Disclosure of the invention
上記問題を解決するため、 本発明は、 低い製造コストで、 効率的なクリーニン グの可能な処理システム及びクリーニング方法の提供を目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an efficient cleaning method at a low manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a processing system and a cleaning method that can perform the cleaning.
また、 本発明は、 クリーニングガスの利用効率の高い処理システム及びクリー ニング方法の提供を目的とする。  Another object of the present invention is to provide a processing system and a cleaning method with high cleaning gas utilization efficiency.
上記目的を達成するため、 本発明の第 1の観点に係る処理システムは、 被処理体に所定の処理を施す処理チャンバ (101) と、  In order to achieve the above object, a processing system according to a first aspect of the present invention includes: a processing chamber (101) for performing a predetermined processing on an object;
前記処理チャンバ (101) をクリーニングするためのクリーニングガスを、 前記処理チャンバ (101) に導入するクリーニングガスライン (1 1 1) と、 前記処理チャンバ (101) から前記クリーニングガスを排気する排気装置 (109) と、  A cleaning gas line (111) for introducing a cleaning gas for cleaning the processing chamber (101) into the processing chamber (101); and an exhaust device (110) for exhausting the cleaning gas from the processing chamber (101). 109)
前記排気装置 (109) と、 前記クリーニングガスライン (11 1) と、 を接 続するように設けられ、 前記排気装置 (109) が排気した前記クリーニングガ スを、 前記処理チャンバ (101) に導く循環ライン (128) と、  The exhaust gas (109) and the cleaning gas line (111) are provided so as to be connected to each other, and the cleaning gas exhausted by the exhaust device (109) is guided to the processing chamber (101). A circulation line (128);
¾ら構成される。 The Power ¾ that consists of.
上記構成の処理システムにおいて、 前記循環ライン (128) は、 前記タリー ユングガス中の、 クリーニングにより生成した反応生成物のガスを選択的にトラ ップするトラップ装置 (1 15) を備えてもよい。  In the processing system having the above-described configuration, the circulation line (128) may include a trap device (115) for selectively trapping a reaction product gas generated by cleaning in the tally-jung gas.
上記構成の処理システムにおいて、 前記トラップ装置 (1 15) は、 例えば、 前記反応生成物のガスと、 前記クリーニングガスと、 の蒸気圧の差に基づいて、 前記反応生成物のガスをトラップする。  In the processing system having the above configuration, the trap device (115) traps the reaction product gas based on, for example, a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas.
上記構成の処理システムは、 さらに、 前記循環ライン (128) の圧力を、 所 定の圧力に調整する圧力調整装置 (107) を備えてもよレ、。  The processing system having the above configuration may further include a pressure adjusting device (107) for adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
上記構成の処理システムにおいて、 例えば、 前記クリーニングガスは三フッ化 窒素から構成される。  In the processing system having the above configuration, for example, the cleaning gas is composed of nitrogen trifluoride.
上記構成の処理システムは、 さらに、 前記処理チャンバ (101) に、 前記ク リーユングガスを活性化して導入するァクチベータ (1 10) を備えてもよレ、。 上記構成の処理システムは、 さらに、 前記処理チャンバ (101) 内に供給さ れた前記クリーニングガスを活性化するァクチベータ (130) を備えてもよい。 上記目的を達成するため、 本発明の第 2の観点に係るクリーニング方法は、 内部で被処理体に所定の処理を施す処理チャンバ (101) をクリーニングす るクリーユング方法であって、 The processing system having the above configuration may further include an activator (110) for activating and introducing the clean Jung gas into the processing chamber (101). The processing system having the above configuration further includes a processing chamber (101). An activator (130) for activating the cleaning gas may be provided. In order to achieve the above object, a cleaning method according to a second aspect of the present invention is a cleaning method for cleaning a processing chamber (101) for internally performing a predetermined process on a target object,
前記処理チャンバ (101) 内にクリーニングガスを導入してクリーニングす る工程と、  Cleaning by introducing a cleaning gas into the processing chamber (101);
前記クリーニングガスを前記処理チャンバ (101) 内から排気する排気工程 と、  An exhaust step of exhausting the cleaning gas from the inside of the processing chamber (101);
排気された前記クリーニングガスを、 前記処理チャンバ (101) 内へ導くェ 程と、  Guiding the exhausted cleaning gas into the processing chamber (101);
を備える。  Is provided.
上記構成のクリーニング方法は、 排気された前記クリーニングガス中の、 クリ 一ユングにより生成した反応生成物のガスを選択的にトラップするトラップ工程 を含んでもよい。  The cleaning method having the above configuration may include a trapping step of selectively trapping a reaction product gas generated by the cleaning in the exhausted cleaning gas.
上記構成のクリーニング方法において、 前記トラップ工程では、 例えば、 前記 反応生成物のガスと、 前記クリーニングガスと、 の蒸気圧の差に基づいて、 前記 反応生成物のガスをトラップする。  In the cleaning method having the above-described configuration, in the trapping step, for example, the reaction product gas is trapped based on a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas.
上記構成のクリーニング方法は、 さらに、 前記循環ライン (128) の圧力を、 所定の圧力に調整する工程を備えてもよい。  The cleaning method having the above configuration may further include a step of adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
上記構成のクリーニング方法は、 さらに、 前記処理チャンバ (101) に、 前 記クリーニングガスを活性化して導入する工程を備えてもよい。  The cleaning method having the above configuration may further include a step of activating and introducing the cleaning gas into the processing chamber (101).
上記構成のクリーニング方法は、 さらに、 前記処理チャンバ (101) 内に供 給された前記クリーニングガスを活性化する工程を備えてもよい。 図面の簡単な説明  The cleaning method having the above configuration may further include a step of activating the cleaning gas supplied into the processing chamber (101). BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。 図 2は、 クリーニング後のガス中に含まれる各反応生成物の蒸気圧曲線を示す 図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a vapor pressure curve of each reaction product contained in the gas after cleaning.
図 3は、 本発明の他の実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。  FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a processing system according to another embodiment of the present invention.
5発明を実施するための最良の形態 5 Best mode for carrying out the invention
本発明の実施の形態にかかる処理システムについて、 以下図面を参照して説明 する。 本実施の形態では、 シリコン酸化膜 (S i O 2) 、 シリコンフッ化膜 (S i O F ) 等のシリコン膜の製膜処理が行われる処理チャンバを、 三フッ化窒素 (N F 3) とアルゴン (A r ) の混合ガスを用いてクリーニングする場合を例として説 10 明する。 A processing system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment mode, a processing chamber in which a silicon film such as a silicon oxide film (SiO 2) or a silicon fluoride film (Si OF) is formed is made of nitrogen trifluoride (NF 3 ) and argon. The case of cleaning using the mixed gas of (A r) will be described as an example.
図 1は、 本発明の実施の形態に係る処理システム 1 0 0の構成を示す。  FIG. 1 shows a configuration of a processing system 100 according to an embodiment of the present invention.
図 1に示すように、 処理システム 1 0 0は、 処理チャンバ 1 0 1と、 ターボモ レキユラ一ポンプ 1 0 4と、 ドライポンプ 1 0 5と、 除外装置 1 0 6と、 ァクチ ベータ 1 1 0と、 クリーニングガス供給ライン 1 1 1と、 循環ライン 1 2 8と、 15 から構成される。  As shown in FIG. 1, the processing system 100 includes a processing chamber 101, a turbo molecular pump 104, a dry pump 105, an exclusion device 106, and an activator 110. , A cleaning gas supply line 111, a circulation line 128, and 15.
処理チャンバ 1 0 1は、 アルミニウム等からなる、 密閉可能な容器から構成さ れる。 処理チャンバ 1 0 1は、 プロセスガス導入ライン 1 1 2に接続されている。 処理チャンバ 1 0 1内には、 半導体ウェハ等の被処理体が載置される。 プロセス ガス導入ライン 1 1 2から供給されるプロセスガスにより、 シリコン酸化膜等の 20 シリコン膜の形成等が行われる。  The processing chamber 101 is composed of a sealable container made of aluminum or the like. The processing chamber 101 is connected to a process gas introduction line 112. An object to be processed such as a semiconductor wafer is placed in the processing chamber 101. The process gas supplied from the process gas introduction line 112 forms a silicon film such as a silicon oxide film.
ターボモレキュラーポンプ 1 0 4は、 処理チャンバ 1 0 1の排気側に、 ゲート バルブ 1 0 2と圧力調整弁 1 0 3を介して接続されている。 さらに、 ドライボン プ 1 0 5は、 ターボモレキュラーポンプ 1 0 4の排気側に、 バルブ 1 2 4と圧力 計 1 2 6を介して接続されている。 さらに、 除外装置 1 0 6は、 ドライポンプ 1 25 0 5の排気側に接続されている。  The turbomolecular pump 104 is connected to the exhaust side of the processing chamber 101 via a gate valve 102 and a pressure regulating valve 103. Further, the dry pump 105 is connected to the exhaust side of the turbomolecular pump 104 via a valve 124 and a pressure gauge 126. Furthermore, the exclusion device 106 is connected to the exhaust side of the dry pump 125505.
ターボモレキュラーポンプ 1 0 4は、 処理チャンバ 1 0 1内を排気し、 圧力調 整弁 103によって調節される真空度に、 処理チャンバ 101内を保つ。 ドライ ポンプ 105は、 あらびきポンプであり、 系内をターボモレキュラーポンプ 10 4、 モレキュラードラッグポンプ 109が動作可能な真空度とする。 ここで、 タ ーボモレキュラーポンプ 104及びドライポンプ 105はオイルフリーなポンプ であり、 系内に油分子が混入することは防止される。 なお、 ドライポンプ 105 を設けず、 処理チャンバ 101内を直接ターボモレキュラーポンプ 104で排気 するようにしてもよい。 The turbo molecular pump 104 exhausts the processing chamber 101 and adjusts the pressure. The inside of the processing chamber 101 is maintained at a degree of vacuum controlled by the valve 103. The dry pump 105 is a roughing pump, and the inside of the system is set to a degree of vacuum at which the turbo molecular pump 104 and the molecular drag pump 109 can operate. Here, the turbomolecular pump 104 and the dry pump 105 are oil-free pumps, which prevent oil molecules from entering the system. Note that the processing chamber 101 may be evacuated directly by the turbomolecular pump 104 without providing the dry pump 105.
除外装置 106は、 これを通過するガス中の不純物を無害化して大気に放出す る。 除外装置 106は、 ドライポンプ 105、 および、 後述するクライオトラッ プ 1 15に接続されている。 除外装置 106は、 プロセスガスおょぴクリーニン グガス中の不純物を除外する。  The elimination device 106 detoxifies impurities in the gas passing therethrough and discharges them to the atmosphere. The exclusion device 106 is connected to a dry pump 105 and a cryotrap 115 described later. The elimination device 106 eliminates impurities in the process gas and the cleaning gas.
クリーニングガス供給ライン 1 1 1は、 バルブ 1 1 7を介してァクチベータ 1 10に接続されている。 ァクチベータ 1 10は、 処理チャンバ 101に接続され ている。 クリーニングガス供給ライン 1 1 1は、 図示しないクリーニングガス源 に接続されており、 ァクチベータ 1 10にクリーニングガスを供給する。 上述し たように、 本例では、 クリーニングガスは、 NF3と A rとの混合ガスから構成さ れる。 The cleaning gas supply line 111 is connected to the activator 110 via a valve 117. The activator 110 is connected to the processing chamber 101. The cleaning gas supply line 111 is connected to a cleaning gas source (not shown), and supplies a cleaning gas to the activator 110. As described above, in this example, the cleaning gas is composed of a mixed gas of NF 3 and Ar.
ァクチベータ 1 10は、 クリーニングガス (NF3) を活性化し、 生成したクリ 一ニング種を処理チャンバ 101に供給する。 ァクチベータ 1 10は、 生成した プラズマ中の、 特に、 フッ素ラジカルを選択的にチャンバ 101に供給する。 ァクチベータ 1 10は、 例えば、 ECR (Electron Cyclotron Resonance) プ ラズマ、 誘導結合型プラズマ (Inductive Coupled Plasma: I CP) 等のプラズ マ密度の高い高密度プラズマを発生させる。 例えば、 ECRプラズマを発生させ る場合、 2. 45 GH zのマイクロ波を印加して、 真空の放電室内に 875ガウ スの E C R条件を満たす領域を発生させてこの領域内の気体分子をプラズマとす る。 ァクチベータ 1 1 0は、 フィルタ等を備え、 プラズマ中のラジカル (フッ素 ラジカル) を選択的に排出する。 The activator 110 activates the cleaning gas (NF 3 ) and supplies the generated cleaning species to the processing chamber 101. The activator 110 selectively supplies, in particular, fluorine radicals in the generated plasma to the chamber 101. The activator 110 generates a high-density plasma having a high plasma density, such as an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma or an inductively coupled plasma (ICP). For example, when generating ECR plasma, microwaves of 2.45 GHz are applied to generate a region in the vacuum discharge chamber that satisfies the ECR condition of 875 gauss, and gas molecules in this region are converted to plasma. You. The activator 110 is equipped with a filter and the like, and radicals (fluorine) in the plasma Radicals).
例えば、 S i 02が堆積した処理チャンバ 1 0 1は、 フッ素ラジカルによって以 下の化学式に示されるように除去される。 すなわち、 S i O 2は、 フッ素ラジカル ( F *) と反応して 4フッ化シラン (S i F 4) と、 酸素 (0 2) と、 を形成する。 5反応生成物は、 いずれもクリーニング条件下では気体であることから、 排気ガス とともに処理チャンバ 1 0 1の外部に放出される。 このようにして、 クリーニン グが進行し、 チャンバ 1 0 1内の堆積膜は除去される。 なお、 副生成物として、 4フッ化シラン、 酸素のほかに、 フッ素ラジカルの重合体であるフッ素 (F 2) 、 水素化フッ素 (H F ) 等が含まれる。 For example, the process chamber 1 0 1 S i 0 2 is deposited is removed as shown in the chemical formula of the following by fluorine radicals. That, S i O 2 forms the fluorine radicals (F *) and reacted with 4 fluorinated silane (S i F 4), and oxygen (0 2), the. (5) Since all of the reaction products are gases under the cleaning conditions, they are released to the outside of the processing chamber 101 together with the exhaust gas. In this way, the cleaning proceeds, and the deposited film in the chamber 101 is removed. In addition, as a by-product, in addition to tetrafluorosilane and oxygen, fluorine (F 2 ) which is a polymer of a fluorine radical, hydrogenated fluorine (HF), and the like are included.
10 S i O z + 4 F *→S i F 4 + O 2 10 S i O z + 4 F * → S i F 4 + O 2
循環ライン 1 2 8は、 モレキュラードラッグポンプ 1 0 9と、 クライオトラッ プ 1 1 5と、 から構成される。 循環ライン 1 2 8は、 処理チャンバ 1 0 1に、 タ ーボモレキュラーポンプ 1 0 4へと接続されるラインとは別に接続され、 また、 ァクチベータ 1 1 0の吸気側に接続されている。 後述するように、 循環ライン 1 15 2 8は、 一度使用したクリーニングガスを再利用するためのラインとして機能す る。  The circulation line 128 is composed of a molecular drag pump 109 and a cryotrap 115. The circulation line 128 is connected to the processing chamber 101 separately from the line connected to the turbomolecular pump 104, and is connected to the intake side of the activator 110. As described later, the circulation line 1152 functions as a line for reusing the cleaning gas once used.
モレキュラードラッグポンプ 1 0 9は、 バルブ 1 1 3と圧力調整弁 1 1 4を介 して処理チャンバ 1 0 1に接続されている。 圧力調整弁 1 1 4により'、 処理チヤ ンバ 1 0 1の圧力が調整される。 モレキュラードラッグポンプ 1 0 9の排気側に The molecular drag pump 109 is connected to the processing chamber 101 via a valve 113 and a pressure regulating valve 114. The pressure of the processing chamber 101 is adjusted by the pressure adjusting valve 114. On the exhaust side of molecular drag pump 109
20 は、 バルブ 1 0 8が設けられ、 圧力調整弁 1 0 7を介してドライポンプ 1 0 5に 接続されている。 圧力調整弁 1 0 7により、 循環ライン 1 2 8内の圧力が調整さ れる。 バルブ 1 0 8の排気側は、 クライオトラップ 1 1 5の吸気側とバルブ 1 2 0を介して接続されている。 The valve 20 is provided with a valve 108 and connected to the dry pump 105 via a pressure regulating valve 107. The pressure in the circulation line 128 is adjusted by the pressure adjusting valve 107. The exhaust side of the valve 108 is connected to the intake side of the cryotrap 115 via a valve 120.
モレキュラードラッグポンプ 1 0 9は、 ターボモレキュラーポンプ 1 0 4より The molecular drag pump 10 9 is a turbo molecular pump 10 4
25 も、 吸気限界圧力および臨界背圧が高いので、 循環系に十分な圧力を与えること ができる。 ここで、 臨界背圧とは、 ポンプの最大の排気口圧力をいう。 また、 モ レキュラードラッグポンプ 109は、 オイルフリーなポンプであり、 系内に油分 子が混入することは防止される。 25, too, has high intake limit pressure and critical back pressure, so it can provide sufficient pressure to the circulation system. Here, the critical back pressure means the maximum outlet pressure of the pump. Also, The recursive drag pump 109 is an oil-free pump, and prevents oil molecules from being mixed into the system.
クライオトラップ 1 15は、 ガストラップである。 クライオトラップ 115は、 温度による蒸気圧の違いにより、 内部を通過するガスのうち、 所定の成分を液体 としてトラップする。 クライオトラップ 1 15は、 クリーニングガス中に含まれ る不純物をトラップし、 クリーニングガスを再利用可能に純化する。 クライオト ラップ 115は、 図示しない液体槽を備え、 トラップされた不純物は液体槽に溜 められる。  The cryotrap 115 is a gas trap. The cryotrap 115 traps, as a liquid, a predetermined component of the gas passing therethrough due to a difference in vapor pressure depending on the temperature. The cryotrap 115 traps impurities contained in the cleaning gas and purifies the cleaning gas so that it can be reused. The cryotrap 115 has a liquid tank (not shown), and trapped impurities are stored in the liquid tank.
より詳細には、 クライオトラップ 115の内部は、 所定の圧力下で、 ガス中の クリーニング成分 (NF3) が気体であり、 不純物成分が液化するような温度に設 定されている。 従って、 クリーニング成分は気体として通過する一方、 不純物成 分は液体としてトラップされる。 More specifically, the inside of the cryotrap 115 is set at a predetermined pressure so that the cleaning component (NF 3 ) in the gas is a gas and the impurity component is liquefied. Thus, while the cleaning component passes as a gas, the impurity component is trapped as a liquid.
本例では、 シリコン膜 (S i〇2膜、 S i OF膜等) の形成処理を行う処理チヤ ンノく 101内を NF3,A rから構成されるクリーニングガスでクリーユングする。 この場合、 処理チャンバ 101を通過したガス中には NF3、 Arの他に、 反応生 成物である S i F4、 F2、 HF等が含まれる。 In this example, a silicon film (S I_〇 2 film, S i OF film etc.) Kuriyungu processing Chiya N'noku 101 for performing formation process in the cleaning gas composed of NF 3, A r. In this case, the gas that has passed through the processing chamber 101 contains reaction products such as SiF 4 , F 2 , and HF in addition to NF 3 and Ar.
上記したクリーニング排気ガス中の各成分の蒸気圧曲線を図 2に示す。 図 2を 参照して、 循環ライン 128の圧力を 0. l Pa (l OTo r r) 〜l Pa (1 0 OTo r r ) に設定し、 クライオトラップ 115の温度を、 一 140°C前後 (図 2の斜線部) と設定することにより、 不純物である HF、 S i F4は液体とし てトラップされ、 NF3、 F2、 A rは気体として通過する。 このようにして、 ク ライオトラップ 1 15により一度使用したクリ一ユングガスは純化される。 FIG. 2 shows the vapor pressure curves of the components in the cleaning exhaust gas described above. Referring to FIG. 2, the pressure of circulation line 128 is set to 0.1 Pa (l OTo rr) to 1 Pa (10 OTo rr), and the temperature of cryotrap 115 is set to about 140 ° C (see FIG. by setting the hatched portion) and, HF which is an impurity, S i F 4 are trapped in the liquid, NF 3, F 2, a r passes as a gas. In this way, the cleaning gas once used by the cryotrap 115 is purified.
クライオトラップ 115は、 バルブ 1 18を介してァクチベータ 110に接続 されている。 クライオトラップ 1 15を通過したクリーニングガスは、 再びァク チベータ 1 10で活性化されて処理チャンバ 101に導入される。 このようにク リーニングガスを再使用する状態では、 バルブ 1 18及び 12◦は開放状態にあ り、 また、 このときバルブ 1 2 1は閉鎖されている。 The cryotrap 115 is connected to the activator 110 via a valve 118. The cleaning gas that has passed through the cryotrap 115 is activated again by the activator 110 and is introduced into the processing chamber 101. In this way, when the cleaning gas is reused, the valves 118 and 12 are open. At this time, the valve 1 21 is closed.
クライオトラップ 1 1 5の図示しない液体槽には、 クリーニングガスの通過に 従って、 S i F 4等のトラップ物が蓄積されてゆくので、 クライオトラップ 1 1 5 は定期的に再生する必要がある。 ここで、 トラップの再生とは、 トラップ内の温 度を上げて、 液体としてトラップされた S i F 4等を気化してトラップ内から除去 することをいう。 The liquid tank (not shown) of the cryo-trap 1 1 5, therefore the passage of the cleaning gas, the trap of such S i F 4 Yuku been accumulated, cryotrap 1 1 5 must be periodically regenerated. Here, the regeneration of the trap refers to elevating the temperature inside the trap, vaporizing the SiF 4 or the like trapped as a liquid, and removing the liquid from the trap.
クライオトラップ 1 1 5の再生は、 例えば、 所定回数クリーニングを行った時 点で行われる。 クライオトラップ 1 1 5の再生時、 バルブ 1 1 8及ぴ 1 2 0は閉 鎖され、 バルブ 1 2 1が開放される。 クライオトラップ 1 1 5は、 バルブ 1 2 1 を介してドライポンプ 1 2 5と接続されている。 トラップされる不純物は可燃性 ガスであるので、 プロセスガスとの混合を避けるため、 ドライポンプ 1 2 5に接 続された除外装置 1 0 6によって除外される。  Regeneration of the cryotraps 115 is performed, for example, when cleaning is performed a predetermined number of times. When the cryotrap 115 is regenerated, the valves 118 and 120 are closed and the valve 121 is opened. The cryotrap 115 is connected to the dry pump 125 via the valve 121. Since the trapped impurities are combustible gases, they are removed by a removal device 106 connected to a dry pump 125 to avoid mixing with the process gas.
以下、 本実施の形態に係る処理システム 1 0 0のクリーニング動作を説明する。 処理チャンバ 1 0 1内での所定の処理が完了した後、 プロセスガス導入ライン 1 1 2からのプロセスガスの流入を止め、 ゲートバルブ 1 0 2及ぴバルブ 1 2 4 を閉じる。 このようにして処理が終了した後、 クリーニング動作を開始する。  Hereinafter, the cleaning operation of the processing system 100 according to the present embodiment will be described. After the predetermined processing in the processing chamber 101 is completed, the flow of the process gas from the process gas introduction line 112 is stopped, and the gate valve 102 and the valve 124 are closed. After the processing is completed in this way, the cleaning operation is started.
まず、 バルブ 1 0 8及び 1 1 3を開放し、 モレキュラードラッグポンプ 1 0 9 により、 処理チャンバ 1 0 1内を所定の真空度とする。 続いて、 バルブ 1 1 7を 開き、 クリーニングガス供給ライン 1 1 3からクリーニングガスの供給する。 こ のとき、 圧力調整弁 1 1 4、 1 0 7により、 処理チャンバ 1 0 1内の圧力は、 循 環ライン 1 2 8内の圧力よりも低く設定され、 クリーユングガスは循環ライン 1 2 8に流れる。  First, the valves 108 and 113 are opened, and the inside of the processing chamber 101 is set to a predetermined degree of vacuum by the molecular drag pump 109. Subsequently, the valve 1 17 is opened, and the cleaning gas is supplied from the cleaning gas supply line 113. At this time, the pressure in the processing chamber 101 is set lower than the pressure in the circulation line 128 by the pressure regulating valves 114, 107, and the cleaning gas is set in the circulation line 128. Flows to
ァクチベータ 1 1 0に入ったクリーエングガスは、 その内部で活性化された後、 処理チャンバ 1 0 1内に導入される。 処理チャンバ 1 0 1内に導入されたガス中 の活性種 (フッ素ラジカル等) 力 処理チャンバ 1 0 1の内部に堆積した膜と結 合して、 これを S i F 4等の気体成分に分解して除去する。 これらの反応生成物は、 未反応の NF3、 Arとともに、 処理チャンバ 101より排気される。 The cleaning gas that has entered the activator 110 is activated therein and then introduced into the processing chamber 101. Processing chamber 1 0 active species introduced in the gas in one (fluorine radicals, etc.) forces the processing chamber 1 0 engaged film and forming deposited inside the 1, decomposing it into gaseous components such as S i F 4 And remove. These reaction products are The gas is exhausted from the processing chamber 101 together with unreacted NF 3 and Ar.
処理チャンバ 101より排出されたガスは、 バルブ 1 1 3、 108を介して循 環ライン 1 28へと流れる。 ガスは、 所定の圧力に設定された循環ライン 1 28 をさらに流れて、 クライオトラップ 1 15へと至る。 循環ライン 128内の圧力 は、 例えば、 0. l P a (l OTo r r) 〜: I P a (l O OTo r r) に設定さ れ、 また、 クライオトラップ 1 15は、 所定の温度、 例えば、 _ 140°C前後に 設定されている。  The gas discharged from the processing chamber 101 flows to the circulation line 128 via the valves 113, 108. The gas further flows through a circulation line 128 set at a predetermined pressure, and reaches a cryotrap 115. The pressure in the circulation line 128 is set to, for example, 0.1 P a (l OTo rr) to: IP a (l O O rr), and the cryotrap 115 is set to a predetermined temperature, for example, _ It is set around 140 ° C.
循環ライン 1 28の圧力と、 クライオトラップ 1 1 5の温度と、 を上記値に設 定することにより、 NF3等のクリーニング成分を通過させる一方で、 ガス中の不 純物 (S i F4等) を選択的に液体としてトラップすることが可能となる。 従って、 クライオトラップ 1 15を通過したガスは純化され、 再利用可能なクリーニング ガスとなる。 By setting the pressure of the circulation line 128 and the temperature of the cryotrap 115 to the above values, the cleaning components such as NF 3 can be passed while the impurities in the gas (S i F 4 Etc.) can be selectively trapped as a liquid. Therefore, the gas that has passed through the cryotrap 115 is purified and becomes a reusable cleaning gas.
クライオトラップ 1 1 5によって純化されたクリーニングガスは、 クリーニン グガス供給ライン 1 13から供給される新たなクリーニングガスと混合され、 ァ クチベータ 1 10で活性化されて、 再度処理チャンバ 101に供給される。  The cleaning gas purified by the cryotrap 115 is mixed with a new cleaning gas supplied from the cleaning gas supply line 113, activated by the activator 110, and supplied to the processing chamber 101 again.
以上説明したように、 本発明の処理システム 100では、 処理チャンバ 101 のドライクリーニングを行う際、 クリーニングガスを循環させて使用している。 このため、 一般に高価なクリーニングガスを一回の使用で捨てること無く、 高い 利用効率で使用することができる。 また、 クリーニングガスは、 クライオトラッ プ 1 15で不純物を除去してから使用されるので、 クリーニング効率の低下およ びクリーユングの質の劣化は避けられる。  As described above, in the processing system 100 of the present invention, when performing dry cleaning of the processing chamber 101, the cleaning gas is circulated and used. For this reason, in general, expensive cleaning gas can be used with high utilization efficiency without being discarded in one use. In addition, since the cleaning gas is used after removing impurities in the cryotrap 115, a reduction in cleaning efficiency and a deterioration in the quality of the cleaning can be avoided.
本発明は、 上記実施の形態に限られず、 種々の変形、 応用が可能である。  The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible.
上記実施の形態では、 クライオトラップ 1 1 5は、 クリーニング成分と不純成 分とを、 それぞれの蒸気圧の差から分ける温度トラップである。 しかし、 トラッ プとしては、 不純物をトラップ可能なものであればどのような構成のトラップで ちょい。 上記実施の形態では、 クリーニングガスとして、 NF3と A rの混合ガスを用い るものとした。 しかし、 クリーニングガスに用いる物質は、 これに限られない。 例えば、 NF 3の代わりに、 CF4、 C2F6、 SF6、 NF 3等のフッ素系ガス、 C 12、 BC 14等の塩素系ガス等のハロゲン系ガスを用いることができる。 In the above embodiment, the cryotrap 115 is a temperature trap that separates the cleaning component and the impurity component from each other based on the difference in vapor pressure. However, any trap that can trap impurities can be used. In the above embodiment, a mixed gas of NF 3 and Ar is used as the cleaning gas. However, the substance used for the cleaning gas is not limited to this. For example, instead of NF 3, it can be used CF 4, C 2 F 6, SF 6, fluorine-based gas of NF 3 and the like, halogen-based gas of chlorine-based gas such as C 1 2, BC 1 4.
また、 A rの代わりに、 他の不活性ガス、 例えば、 Ne、 Xe、 N2等をもちい ることができる。 Further, instead of Ar, another inert gas, for example, Ne, Xe, N 2 or the like can be used.
また、 上記実施の形態では、 S i〇2、 S i OF等のシリコン膜を除去する場合 について説明した。 しかし、 上記例に限らず、 S i C膜、 S i N膜、 S i OC膜、 CF膜等、 他のいかなる堆積膜を除去する場合にも、 本発明を好適に適用するこ とができる。 In the above embodiment has been described for the case of removing the silicon film such as S I_〇 2, S i OF. However, the present invention is not limited to the above example, and the present invention can be suitably applied to removing any other deposited film such as a SiC film, a SiN film, a SiOC film, a CF film, and the like. .
上記のような、 他のガス種、 他の膜種に適用した場合にも、 クリーニングの副 生成物を有効に除去可能なトラップおよびトラップ条件を用いることにより、 本 実施の形態と同様の効果が得られる。  Even when the present invention is applied to other gas types and other film types as described above, the same effects as in the present embodiment can be obtained by using traps and trap conditions capable of effectively removing cleaning by-products. can get.
例えば、 炭素 (C) を含有する膜種 (S i C等) を用い、 二酸化炭素 (co2) がクリーニング時に生成する場合、 上記例と同じ条件下の CO2の蒸気圧曲線は図 2に示すものであり、 C O 2を有効に除去可能であることがわかる。 For example, if carbon dioxide (co 2 ) is generated during cleaning using a film type containing carbon (C) (such as SiC), the vapor pressure curve of CO 2 under the same conditions as in the above example is shown in Figure 2. This shows that CO 2 can be effectively removed.
さらに、 上記実施の形態では、 処理チャンバ 101の外部でクリ一ユングガス を活性化してプラズマを生成して、 処理チャンバ 101に導入する構成とした。 しかし、 ガスの活性化方法はプラズマに限らず、 どのような方法であってもよレ、。 また、 クリーニングガスを処理チャンバ 101の内部で活性化させる構成とし てもよレ、。 この場合、 例えば、 図 3に示すように、 処理チャンバ 101にプラズ マ生成機構等のァクチベータ 1 30を設ける構成とすればよレ、。  Further, in the above embodiment, the cleaning gas is activated outside the processing chamber 101 to generate plasma, and the plasma is generated and introduced into the processing chamber 101. However, the method of activating gas is not limited to plasma, and any method may be used. Further, the cleaning gas may be activated inside the processing chamber 101. In this case, for example, as shown in FIG. 3, an activator 130 such as a plasma generation mechanism may be provided in the processing chamber 101.
また、 上記実施の形態では、 本発明を製膜装置に適用した例について説明した。 しかし、 本発明は、 これに限られず、 エッチング装置等の他の処理装置、 ひいて は、 ドライクリーニングを行う他のいかなる処理装置にも適用することができる。 産業上の利用の可能性 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a film forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other processing apparatuses such as an etching apparatus, and further to any other processing apparatus that performs dry cleaning. Industrial applicability
本発明は、 半導体製造装置、 液晶表示装置等の種々の処理装置に有用に適用可 能である。  INDUSTRIAL APPLICATION This invention is usefully applicable to various processing apparatuses, such as a semiconductor manufacturing apparatus and a liquid crystal display device.
本発明は、 2 0 0 1年 7月 3日に出願された、 特願 2001-201946に基づき、 その 明細書、 特許請求の範囲、 図面および要約書を含む。 上記出願における開示は、 本明細書中にその全体が参照として含まれる。  The present invention is based on Japanese Patent Application No. 2001-201946 filed on Jul. 3, 2001, and includes the specification, claims, drawings and abstract thereof. The disclosure in the above application is incorporated herein by reference in its entirety.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1. 被処理体に所定の処理を施す処理チャンバ (101) と、 1. a processing chamber (101) for performing predetermined processing on an object to be processed;
前記処理チャンバ (101) をクリーニングするためのクリーニングガスを、 前記処理チャンバ (101) に導入するクリーユングガスライン (1 1 1) と、 前記処理チャンバ (101) から前記クリーニングガスを排気する排気装置 (109) と、  A cleaning gas line (111) for introducing a cleaning gas for cleaning the processing chamber (101) into the processing chamber (101); and an exhaust device for exhausting the cleaning gas from the processing chamber (101). (109) and
前記排気装置 (109) と、 前記クリーニングガスライン (1 11) と、 を接 続するように設けられ、 前記排気装置 (109) が排気した前記クリーニングガ スを、 前記処理チャンバ (101) に導く循環ライン (128) と、  The exhaust gas (109) and the cleaning gas line (111) are provided so as to be connected to each other, and the cleaning gas exhausted by the exhaust device (109) is guided to the processing chamber (101). A circulation line (128);
力 ら構成される、 ことを特徴とする処理システム。  A processing system, comprising a power.
2. 前記循環ライン (128) は、 前記クリーニングガス中の、 クリーニング により生成した反応生成物のガスを選択的にトラップするトラップ装置 (1 1 5) を備える、 ことを特徴とする請求項 1に記載の処理システム。  2. The circulation line (128) includes a trap device (1 15) for selectively trapping a reaction product gas generated by cleaning in the cleaning gas. The processing system as described.
3. 前記トラップ装置 (115) は、 前記反応生成物のガスと、 前記クリ一二 ングガスと、 の蒸気圧の差に基づいて、 前記反応生成物のガスをトラップする、 ことを特徴とする請求項 2に記載の処理システム。 3. The trap device (115) traps the reaction product gas based on a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas. Item 3. The processing system according to Item 2.
4. さらに、 前記循環ライン (128) の圧力を、 所定の圧力に調整する圧力 調整装置 (107) を備える、 ことを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれか 1項 に記載の処理システム。  4. The processing system according to claim 1, further comprising a pressure adjusting device (107) for adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
5. 前記クリーニングガスは三フッ化窒素から構成される、 ことを特徴とする 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の処理システム。  5. The processing system according to claim 1, wherein the cleaning gas is composed of nitrogen trifluoride.
6. さらに、 前記処理チャンバ (101) に、 前記クリーニングガスを活性化 して導入するァクチベータ (1 10) を備える、 ことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の処理システム。  6. The processing system according to any one of claims 1 to 5, further comprising an activator (110) for activating and introducing the cleaning gas into the processing chamber (101). .
7. さらに、 前記処理チャンバ (101) 内に供給された前記クリーニングガ スを活性化するァクチベータ (130) を備える、 ことを特徴とする請求項 1乃 至 5のいずれか 1項に記載の処理システム。 7. Further, the cleaning gas supplied into the processing chamber (101) is provided. The processing system according to any one of claims 1 to 5, further comprising an activator (130) for activating the source.
8. 内部で被処理体に所定の処理を施す処理チャンバ (101) をクリーニン グするクリーユング方法であって、  8. A cleaning method for cleaning a processing chamber (101) for internally performing a predetermined process on a workpiece,
5 前記処理チャンバ (101) 内にクリーニングガスを導入してクリーニングす る工程と、  5 cleaning by introducing a cleaning gas into the processing chamber (101);
前記クリーニングガスを前記処理チャンバ (101) 内から排気する排気工程 と、  An exhaust step of exhausting the cleaning gas from the inside of the processing chamber (101);
排気された前記クリーニングガスを、 前記処理チャンバ (101) 内へ導くェ 10程と、  Guiding the exhausted cleaning gas into the processing chamber (101);
を備える、 ことを特徴とするクリーニング方法。  A cleaning method, comprising:
9. 前記クリーニング方法は、 排気された前記クリーニングガス中の、 クリー ニングにより生成した反応生成物のガスを選択的にトラップするトラップ工程を 含む、 ことを特徴とする請求項 8に記載のクリーニング方法。  9. The cleaning method according to claim 8, wherein the cleaning method includes a trapping step of selectively trapping a gas of a reaction product generated by cleaning in the exhausted cleaning gas. .
15 10. 前記トラップ工程では、 前記反応生成物のガスと、 前記クリーニングガ スと、 の蒸気圧の差に基づいて、 前記反応生成物のガスをトラップする、 ことを 特徴とする請求項 9に記載のクリ一二ング方法。  15 10. In the trapping step, the reaction product gas is trapped based on a difference in vapor pressure between the reaction product gas and the cleaning gas. The cleaning method described.
1 1. さらに、 前記循環ライン (128) の圧力を、 所定の圧力に調整するェ 程を備える、 ことを特徴とする請求項 8乃至 10のいずれか 1項に記載のクリー 11. The cleaner according to claim 8, further comprising a step of adjusting the pressure of the circulation line (128) to a predetermined pressure.
20 ニング方法。 20 ninging methods.
12. さらに、 前記処理チャンバ (101) に、 前記クリーニングガスを活性 化して導入する工程を備える、 ことを特徴とする請求項 8乃至 11のいずれか 1 項に記載のクリ一ユング方法。  12. The cleaning method according to any one of claims 8 to 11, further comprising a step of activating and introducing the cleaning gas into the processing chamber (101).
13. さらに、 前記処理チャンバ (101) 内に供給された前記クリーニング 25 ガスを活性化する工程を備える、 ことを特徴とする請求項 8乃至 1 1のいずれか 13. The method according to claim 8, further comprising a step of activating the cleaning 25 gas supplied into the processing chamber (101).
1項に記載のクリ一二ング方法。 The cleaning method according to item 1.
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