WO2007026762A1 - クリーニング方法 - Google Patents

クリーニング方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2007026762A1
WO2007026762A1 PCT/JP2006/317103 JP2006317103W WO2007026762A1 WO 2007026762 A1 WO2007026762 A1 WO 2007026762A1 JP 2006317103 W JP2006317103 W JP 2006317103W WO 2007026762 A1 WO2007026762 A1 WO 2007026762A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleaning
processing chamber
temperature
pressure
chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/317103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Maekawa
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Limited filed Critical Tokyo Electron Limited
Priority to US12/064,721 priority Critical patent/US7691208B2/en
Priority to JP2007533291A priority patent/JP5084508B2/ja
Publication of WO2007026762A1 publication Critical patent/WO2007026762A1/ja
Priority to US12/705,148 priority patent/US20100180918A1/en
Priority to US13/291,303 priority patent/US20120048310A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning method, and more particularly to a cleaning method for removing contaminants from a processing chamber of a substrate processing apparatus that performs processing such as annealing on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer.
  • RTP Rapid Thermal Processing
  • wafer a semiconductor wafer
  • annealing is performed to rearrange impurities or recover crystal damage. If the thermal budget (heat treatment amount) in this annealing process increases, for example, in the case of a transistor, diffusion of dopant (impurities) occurs in the source and drain regions, the junction becomes deep, and the dopant concentration tends to decrease. Under the miniaturized design rules, shallow junctions are indispensable, so RTP, which can reduce the total thermal budget by rapidly raising and lowering temperature in a short time, is used.
  • An object of the present invention is to provide a cleaning method capable of efficiently removing contaminants such as Cu contaminating the processing chamber.
  • a first aspect of the present invention includes a metal present in a processing chamber of a substrate processing apparatus.
  • a cleaning gas containing N and O is introduced into the processing chamber, and the pressure is 13.3 Pa or less and the temperature is
  • a cleaning method is provided, wherein cleaning is performed under conditions of 700 ° C. to 1100 ° C., and the contaminants are discharged as metal oxynitride in the processing chamber.
  • the flow rate ratio of N and O in the cleaning gas is 1: 1.
  • the metal oxynitride is preferably CuNO (where X is a stoichiometric value).
  • the temperature is preferably 1000-1 100 ° C.
  • a second aspect of the present invention is a cleaning method for removing contaminants present in a processing chamber of a substrate processing apparatus
  • a cleaning gas is introduced into the processing chamber in a state where a contaminant is attached to the processing chamber to carry it out, and cleaning is performed under conditions of a pressure of 666.6 Pa or less and a temperature of 700 ° C to 1100 ° C.
  • a cleaning method is provided.
  • the pressure is preferably 1.3 Pa to: 133.3 Pa.
  • the cleaning gas is preferably a gas containing N and O.
  • the flow rate ratio between N and O is 1: 1.
  • the contaminant is preferably a metal or a compound thereof.
  • the carrier is preferably composed of a material containing silicon.
  • the substrate processing apparatus is preferably an RTP apparatus. Further, the processing chamber may be one in which a quartz member is used.
  • a third aspect of the present invention is a process of carrying in a carrier that attaches a contaminant to the processing chamber of the substrate processing apparatus and carries it out;
  • a cleaning method comprising: a step of stopping the cleaning gas and increasing a pressure in the processing chamber; and a step of unloading the carrier to which the contaminant has adhered from the processing chamber.
  • the temperature is 1000 to: 1100 ° C.
  • a fourth aspect of the present invention is that a cleaning is performed in a processing chamber that operates on a computer and has a carrier that adheres and carries a contaminant to the processing chamber of the substrate processing apparatus at the time of execution. Introducing gas and cleaning under conditions of a pressure of 666.6 Pa or less and a temperature of 700 ° C to 1100 ° C, so that a taring method for removing contaminants existing in the processing chamber is performed.
  • a control program is provided for controlling the substrate processing apparatus.
  • a fifth aspect of the present invention is a computer-readable storage medium storing a control program that operates on a computer, and the control program contaminates a processing chamber of a substrate processing apparatus during execution.
  • a cleaning gas is introduced into the processing chamber, and cleaning is performed under conditions of a pressure of 66.6 Pa or less and a temperature of 70 0 ° C to: 1100 ° C.
  • a computer-readable storage medium is provided, which controls the substrate processing apparatus so that a cleaning method for removing contaminants existing in the processing chamber is performed.
  • a sixth aspect of the present invention provides a processing chamber for storing a substrate to be processed
  • Heating means for heating the substrate to be processed in the processing chamber
  • Decompression means for decompressing the processing chamber
  • a cleaning gas is introduced into the processing chamber, and cleaning is performed under conditions of a pressure of 666.6 Pa or less and a temperature of 700 ° C to 110 ° C. Performing a cleaning method for removing contaminants present in the processing chamber by performing
  • a substrate processing apparatus is provided. [0018] According to the present invention, since the processing chamber of the substrate processing apparatus can be efficiently cleaned, the metal contamination of the substrate to be processed is suppressed, and the yield of semiconductor products manufactured using this and the reliability of the products are reduced. Can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a heat treatment apparatus.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of a cleaning process procedure.
  • FIG. 3 is a drawing for explaining cleaning.
  • FIG. 4 is a graph showing the measurement results of Cu contamination before and after temperature calibration.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between pressure and Cu contamination.
  • FIG. 6 is a graph showing the amount of Cu contamination before and after cleaning.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat treatment apparatus to which the cleaning method of the present invention can be applied.
  • This heat treatment apparatus 100 is configured as a single wafer RTP apparatus for performing rapid thermal annealing (RTA) with good controllability.
  • the heat treatment apparatus 100 can be used for annealing in a high temperature region of about 800 to 1100 ° C. after doping a thin film formed on the wafer W with impurities, for example.
  • reference numeral 1 denotes a cylindrical chamber.
  • a lower heating unit 2 is detachably provided below the chamber 1
  • an upper heating unit 4 is detachably provided above the chamber 1 so as to face the lower heating unit 2.
  • the lower heating unit 2 has tungsten lamps 6 as heating means arranged in a plurality on the upper surface of the water cooling jacket 3.
  • the upper heating unit 4 has a water cooling jacket 5 and a tungsten lamp 6 as a heating means arranged in a plurality on the lower surface thereof.
  • the lamp is not limited to a tungsten lamp, but may be a xenon lamp, for example.
  • the tungsten lamps 6 disposed opposite to each other in the chamber 1 are connected to a heater power source (not shown), and the amount of heat generated is controlled by adjusting the amount of power supplied therefrom. I can do it wholesale.
  • a support for supporting the wafer W is provided between the lower heating unit 2 and the upper heating unit 4.
  • a holding part 7 is provided.
  • This support portion 7 includes a wafer support pin 7a for supporting the wafer W while being held in the processing space in the chamber 1, and a liner for supporting a hot liner 8 for measuring the temperature of the wafer W during processing. It has an installation part 7b. Further, the support portion 7 is connected to a rotation mechanism (not shown), and rotates the support portion 7 as a whole around the vertical axis. As a result, the wafer W rotates at a predetermined speed during processing, and the heat treatment is made uniform.
  • a pie meter 11 is arranged below the chamber 1. During the heat treatment, the hot wire from the hot liner 8 is connected to this pie meter via the port 11a and the optical fiber.
  • the temperature of the wafer W can be grasped indirectly. Note that the temperature of the wafer W may be directly measured.
  • a quartz member 9 is disposed below the hot liner 8 between the tungsten lamp 6 of the lower heat generating unit 2. As shown in the figure, the port 11a is provided in the quartz member 9. Multiple ports 11a can be deployed.
  • a stone member 10a is disposed between the upper heating unit 4 and the tungsten lamp 6 so as to be interposed therebetween. Further, a quartz member 10 b is also disposed on the inner peripheral surface of the chamber 1 so as to surround the wafer W.
  • lifter pins (not shown) for supporting the wafer W to move up and down are provided through the hot liner 8 and used for loading and unloading the wafer W.
  • Seal members are interposed between the lower heat generating unit 2 and the chamber 1, and between the upper heat generating unit 4 and the chamber 1, respectively, and the chamber 1 is airtight. .
  • a gas supply source 13 connected to a gas introduction pipe 12 is disposed on the side of the chamber 1. Through this gas introduction pipe 12, N gas and ⁇ gas are introduced into the processing space of the chamber 1.
  • an exhaust pipe 14 is provided at the lower part of the chamber 1 so that the inside of the chamber 1 can be decompressed by an exhaust device (not shown).
  • Each component of the heat treatment apparatus 100 is connected to and controlled by a process controller 21 having a CPU.
  • Process controller 21 has a process manager Keyboard for command input operation to manage the device 100, heat treatment device 1
  • a user interface 22 consisting of a display that visualizes and displays the operation status of 00 is connected.
  • the process controller 21 stores a control program (software) for realizing various processes executed by the heat treatment apparatus 100 under the control of the process controller 21 and a recipe in which process condition data is recorded.
  • the stored storage unit 23 is connected.
  • an arbitrary recipe is called from the storage unit 23 in accordance with an instruction from the user interface 22 and is executed by the process controller 21, thereby controlling the process controller 21.
  • a desired process is performed in the heat treatment apparatus 100. For example, by controlling the amount of power supplied to each tungsten lamp 6 provided in the lower heating unit 2 and the upper heating unit 4 by the process controller 21, the heating rate and heating temperature of the wafer W can be adjusted. Further, for example, the pressure in the chamber 1 can be adjusted by controlling the driving of an exhaust device (not shown) and the amount of gas introduced from the gas supply source 13 by the process controller 21.
  • Recipes such as the control program and processing condition data are stored in a computer-readable storage medium, such as a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, or a flash memory. Or, it can be transmitted from other devices as needed via, for example, a dedicated line and used online.
  • a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, or a flash memory.
  • it can be transmitted from other devices as needed via, for example, a dedicated line and used online.
  • the wafer W is processed as follows. First, a wafer W is loaded into the chamber 1 through a wafer loading / unloading port (not shown), set on the wafer support 7, and then an airtight space is formed. Under the control of the process controller 21, when a predetermined power is supplied from a heater power source (not shown) to the tungsten lamps 6 of the lower heat generating unit 2 and the upper heat generating unit 4, each tungsten lamp 6 generates heat. The heat generated thereby passes through the quartz member 9 and the quartz member 10a to reach the wafer W, and the wafer W is rapidly heated up and down by conditions (temperature increase rate, heating temperature, etc.) based on the recipe. While the wafer W is heated, an exhaust device (not shown) is operated to exhaust air from the exhaust pipe 14, thereby reducing the pressure in the chamber 1.
  • the support portion 7 as a whole is rotated around the vertical axis by a rotating mechanism (not shown), that is, Wafer W is rotated by rotating it horizontally. As a result, the uniformity of the heat supply to the wafer W is ensured.
  • the temperature of the hot liner 8 is measured by the pie meter 11 and the temperature of the wafer W is indirectly controlled.
  • the temperature data measured by the pie meter 11 is fed back to the process controller 21, and when there is a difference between the set temperature in the recipe and the power supply to the tungsten lamp 6 is adjusted.
  • the lower heat generating unit 2 and the upper heat generating unit 4 are turned off, and the pressure in the chamber 1 is increased. Further, after a purge gas such as nitrogen is supplied from a purge port (not shown) and exhausted from the exhaust pipe 14 to cool the wafer W, the wafer W is unloaded from the chamber 1 via a wafer loading / unloading port (not shown).
  • a purge gas such as nitrogen is supplied from a purge port (not shown) and exhausted from the exhaust pipe 14 to cool the wafer W
  • the wafer W is unloaded from the chamber 1 via a wafer loading / unloading port (not shown).
  • Cleaning is performed at a predetermined pressure using a cleaning wafer CW as a carrier for carrying contaminants such as Cu out of the chamber 1.
  • Cleaning materials and CW materials can be selected according to the type of contaminant.
  • the cleaning wafer CW includes components made of a material containing silicon, such as a Si substrate, as well as polysilicon, silicon nitride, silicon oxide, etc. It is possible to use a substrate.
  • the material of the cleaning wafer CW can be used or separated according to the type of contaminant.
  • step S 1 the cleaning wafer CW is carried into the chamber 1 and set on the wafer support portion 7, and then an airtight space is formed in the chamber 1.
  • step S 2 under the control of the process controller 21, the heater power supply is turned on (on) and predetermined power is supplied to the tungsten lamps 6 of the lower heating unit 2 and the upper heating unit 4. Then, each tungsten lamp 6 is turned on.
  • the generated heat rays (wavelength 800 to 3000 nm in the near infrared region) heat the hot liner 8 in the chamber 1 and heat the wafer W to a predetermined temperature.
  • a cleaning gas is introduced into the chamber 1 from the gas supply source 13 while heating the cleaning wafer CW (step S3).
  • the cleaning gas is not particularly limited, but heating with N gas alone will damage the quartz member in chamber 1. Since there is a concern of generating particles, it is preferable to use N and ⁇ .
  • N and ⁇ react at a high temperature of, for example, 900 ° C or higher, particularly 1000 ° C or higher to produce N ⁇ .
  • this N0 reacts with the contaminant Cu, for example, it forms a metal oxynitride such as CuN0 (where X is a stoichiometric value).
  • This metal oxynitride has a vapor pressure greater than that of a single metal, and is easily released into the atmosphere under vacuum conditions. Therefore, Cu in the chamber 1 is contaminated in the atmosphere in the form of metal oxynitride. Can be discharged to the outside of the chamber together with the exhaust gas.
  • the ratio is preferably 1: 1 from the viewpoint of efficiently generating NO.
  • step S4 an exhaust device (not shown) is operated to exhaust from the exhaust pipe 14, thereby bringing the inside of the chamber 1 into a predetermined reduced pressure state and stabilizing the cleaning gas flow rate.
  • step S5 cleaning is performed for a predetermined time at a set temperature and a set pressure.
  • Step S5 is performed at a cleaning pressure of 666.6 Pa or less. If the cleaning pressure exceeds 666.6 Pa, sufficient cleaning effect cannot be obtained.
  • the cleaning pressure is preferably set to, for example, 1.3 Pa to: 133.3 Pa, more preferably 6.7 Pa to: 106.7 Pa. If it is arranged, the vapor pressure of Cu is very low, 13.3 Pa / 1628 ° C, but the metal oxynitride produced by the reaction of Cu and N0 in the chamber has a higher vapor pressure than Cu alone. This is because it is effective to perform the cleaning under a low pressure condition because it is easily released in a vacuum.
  • the cleaning temperature is preferably 700 ° C to 1100 ° C. C to 1100. Preferable to C ⁇ 1000 0 0 to 1100 0 0 desired.
  • the cleaning wafer CW is rotated by rotating the support portion 7 as a whole around the vertical axis (that is, in the horizontal direction) at a rotational speed of, for example, 20 rpm by a rotation mechanism (not shown). As a result, the uniformity of the amount of heat supplied to the cleaning wafer CW is ensured.
  • the pie meter 11 is used for cleaning the hot liner 8 through the hot liner 8. Indirectly measure the temperature of the wafer cw. The temperature data measured by the pie meter 11 is fed back to the process controller 21. If there is a difference from the cleaning temperature set in the recipe, the power supply to the tungsten lamp 6 is adjusted.
  • step S6 the heater power (not shown) is turned off, the tungsten lamps 6 of the lower heating unit 2 and the upper heating unit 4 are turned off, and the temperature is lowered (step S6).
  • step S7 the cleaning gas is stopped and the pressure in the chamber 1 is increased.
  • step S8 the cleaning wafer CW is unloaded from the chamber 1.
  • the cleaning of the chamber 1 is completed by repeatedly performing the above steps S1 to S8 using, for example, the first to n-th cleaning wafers CW. .
  • the amount of Cu contamination on each cleaning wafer CW used is measured with an instrument such as ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Ion Source Mass Spectrometer), and the amount of Cu contamination falls below a specified value. It can be at the time. Forces that vary depending on the degree of contamination and the required value Normally, use the cleaning unit with about 25 to 50 sheets and CW, and repeat steps S1 to S8 above, so that there is no problem with contaminants such as Cu. It is possible to reduce the level to clean the inside of the chamber 1. It should be noted that a plurality of contaminants can be removed by changing the type of the tailing wafer CW to be used for each cleaning in units of steps S1 to S8.
  • the cleaning in the chamber 1 is performed with the cleaning gas, and at the same time, a plurality of cleaning wafers CW are used as contaminant carriers.
  • the Cu removal efficiency that is, the cleaning efficiency can be increased as compared with the case where cleaning is performed only by exhaust gas using a cleaning gas.
  • FIG. 4 shows the heat treatment apparatus 100 before and after temperature calibration using a TC wafer with a temperature measurement function.
  • the results of measuring the amount of Cu by ICP-MS are shown. From Fig. 4, the Cu amount on the surface of the wafer W processed before temperature calibration was 0. SX lcdatoms / cm 2 ], whereas the Cu amount on the surface of the wafer W processed after temperature calibration was 7.0. X 10 10 [ato ms / cm 2 ], and the amount of Cu is greatly increased.
  • FIG. 5 shows a temperature treatment using a TC wafer having a temperature measurement function in the heat treatment apparatus 100, and then the heat treatment is performed on the wafer W by changing the pressure.
  • the results show the amount of Cu per unit area of the surface measured by ICP-MS.
  • the treatment pressures in this heat treatment were 6.7 Pa (50 mTorr), 106.7 Pa (800 mTorr), 10 666 Pa (80 Torr), and 79992 Pa (600 Torr).
  • Processing time 50 seconds per cleaning wafer
  • Process gas N: ⁇ was used at a flow ratio of 1: 1.
  • the force described by taking the heat treatment apparatus 100 of RTP as an example, the taring method of the present invention can be applied to a substrate processing apparatus that forms a film on a substrate, or a C using a plasma.
  • the present invention can also be applied to a processing apparatus that performs VD film formation.
  • the technique of the present invention is also applicable when the substrate to be processed is a glass substrate for a flat panel display (FPD) typified by a liquid crystal display (LED) or a compound semiconductor substrate.
  • FPD flat panel display
  • LED liquid crystal display
  • the idea can be applied.
  • the present invention can be suitably used for cleaning a processing chamber of a substrate processing apparatus used in the manufacturing process of various semiconductor devices.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

 RTP装置などの基板処理装置の処理室内に、汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態でN2とO2を含むクリーニングガスを導入し、圧力133.3Pa以下、温度700°C~1100°Cの条件でクリーニングを行う。このクリーニングを複数のキャリアを順次入れ替えて繰り返し実施する。

Description

明 細 書
クリーニング方法
技術分野
[0001] 本発明は、クリーニング方法に関し、詳細には、半導体ウェハ等の被処理基板に対 し、ァニールなどの処理を行なう基板処理装置の処理室内から汚染物質を除去する クリーニング方法に関する。 背景技術
[0002] 半導体デバイスの製造プロセスの一つとして、 RTP (Rapid Thermal Processin g ;高速熱処理)が知られている。例えば半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」と記すこ とがある)にイオン注入をした後に、不純物を再配列させたり、結晶損傷を回復させた りするためにァニールが行われる。このァニール工程におけるサーマル 'バジェット( 熱処理量)が大きくなると、例えばトランジスタの場合、ソース'ドレイン領域でドーパン ト(不純物)の拡散が起こり、接合が深くなり、ドーパント濃度が薄くなる傾向がある。 微細化されたデザインルールの下では、浅い接合が不可欠であるため、短時間で急 速に昇温、降温を行うことにより、トータルでのサーマル'バジェットを低減できる RTP が活用されている。
[0003] このような RTPでは、容器内に異物ゃコンタミネーシヨンのなレ、クリーンな雰囲気で ウェハに対して制御性よく急速な昇温や降温を行う必要がある。このため、 RTP装置 の納品後や補修後に、例えば、処理室内に温度計測機能を持つ TCウェハ(熱電対 付き Si基板)を入れた状態で昇温 ·降温を実施し、温度校正を行うことが不可欠であ る。し力し、この温度校正用の TCウェハの使用によって、処理室内が Cuで汚染され てしまうという問題があった。処理室内が Cuで汚染された場合、その後のァニール処 理の際に被処理ウェハに Cuが付着し、コンタミネーシヨンとして素子に入り込むおそ れがあるなど、半導体装置の信頼性が大幅に損なわれるという懸念がある。
[0004] 熱処理装置における金属汚染を除去するための従来技術としては、熱拡散炉にお いて、アンモニアなどのパージガスを反応室内に供給するとともに、これらのガスを活 性化させて反応室の部材中に含まれる金属汚染物質と反応させ、金属汚染物質を 除去することが提案されている(例えば、特開 2004— 311929号公報;その請求項 2 、図 6など)。
[0005] 上記特開 2004— 311929号公報の方法は、具体的には温度 950°C、圧力 1596 OPaでアンモニアガスを活性化しており、この条件では、 Nガスを使用する場合に比
2
ベてアンモニアガスを使用した方力 クリーニング効果が大きいことが示されている。 し力し、この特開 2004— 311929号公報の方法は、アンモニアによって反応室内の 石英部材の表面を窒化することによって、石英部材中に金属等の不純物を閉じ込め 、反応室内に金属等の不純物が拡散することを防止する作用についても記載されて おり、反応室内から金属等の不純物を問題の生じないレベルまで低減させることを目 的とする方法ではない。従って、フッ素を含むクリーニングガスで反応室内をタリー二 ングする度に、上記の方法でアンモニアガスによるパージ処理を行なわなければなら ないという問題があった。
発明の開示
[0006] 本発明は、処理室内を汚染している Cu等の汚染物質を効率良く除去することが可 能なクリーニング方法を提供することを課題としている。
[0007] 上記実情に鑑み、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、ウェハへの Cu汚染は、熱 処理等のプロセス時に処理室内の圧力を低くした方力 S、圧力を高くした場合に比べ て増加する傾向があるとの知見を得た。これは、処理室内の壁や器具等に付着ない し混入してレ、た Cuが、低圧力での熱処理中に処理室内に拡散してウェハに付着す るためであると考えられる。従って、処理室内に存在する Cuを低減するためには、ク リーニング時にも圧力を低くした方がよいと考えられる。
また、 Cuを効率的に排出するには、金属 Cuを、より大きな蒸気圧を持つ物質例え ば金属ォキシナイトライドに変化させることが有効であることを見出し、本発明を完成 するに至った。
[0008] また、上記特開 2004— 311929号公報の方法のように、単にアンモニアガスをパ ージするよりも、適切なキャリアを処理室内に配備し、そこに積極的に Cuを付着させ て搬出した方が、クリーニング効率が高くなることも明らかになった。
[0009] 従って、本発明の第 1の観点は、基板処理装置の処理室内に存在する金属を含む 汚染物質を除去するクリーニング方法であって、
前記処理室内に Nと Oを含むクリーニングガスを導入し、圧力 133. 3Pa以下、温
2 2
度 700°C〜: 1100°Cの条件でクリーニングを行レ、、前記汚染物質を金属ォキシナイト ライドとして前記処理室内力 排出することを特徴とする、クリーニング方法を提供す る。
[0010] 上記第 1の観点において、前記クリーニングガス中の Nと〇の流量比率は 1: 1で
2 2
あることが好ましい。また、前記金属ォキシナイトライドが CuNO (ここで、 Xは化学量 論的にとり得る数値を意味する)であることが好ましい。また、前記温度が、 1000-1 100°Cであることが好ましい。
[0011] また、本発明の第 2の観点は、基板処理装置の処理室内に存在する汚染物質を除 去するクリーニング方法であって、
前記処理室内に、汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態 で、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜11 00°Cの条件でクリーニングを行うことを特徴とする、クリーニング方法を提供する。
[0012] 上記第 2の観点において、前記圧力は、 1. 3Pa〜: 133. 3Paであることが好ましい また、前記クリーニングガスは、 Nと〇を含むガスであることが好ましぐこの場合、
2 2
Nと〇の流量比率が 1 : 1であることがより好ましい。
2 2
[0013] また、前記汚染物質は、金属またはその化合物であることが好ましレ、。また、複数の 前記キャリアを順次入れ替えて前記条件にて繰り返しクリーニングを行うことが好まし レ、。この場合、前記キャリアがシリコンを含有する材料により構成されることが好ましい また、前記基板処理装置は、 RTP装置であることが好ましい。また、前記処理室は 、その内部に石英製部材が使用されているものであってもよい。
[0014] 本発明の第 3の観点は、基板処理装置の処理室内に汚染物質を付着させてこれを 運び出すキャリアを搬入する工程と、
前記処理室内を昇温する工程と、
前記処理室内を減圧排気する工程と、 前記処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜11 00°Cの条件で処理する工程と、
前記処理室内を降温する工程と、
前記クリーニングガスを停止し、前記処理室内の圧力を上昇させる行程と、 前記処理室内から前記汚染物質が付着した前記キャリアを搬出する工程と、 を含む、クリーニング方法を提供する。この場合、前記温度が、 1000〜: 1100°Cであ ること力 S好ましレ、。
[0015] 本発明の第 4の観点は、コンピュータ上で動作し、実行時に、基板処理装置の処理 室内に、汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態で、該処理 室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜1100°Cの条 件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚染物質を除去するタリ 一二ング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御することを特徴とする、制 御プログラムを提供する。
[0016] 本発明の第 5の観点は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコ ンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、 基板処理装置の処理室内に汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備 した状態で、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 70 0°C〜: 1100°Cの条件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚染 物質を除去するクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する ものであることを特徴とする、コンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供する。
[0017] 本発明の第 6の観点は、被処理基板を収容する処理室と、
前記処理室内で被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内を減圧する減圧手段と、
前記処理室内に汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態で 、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜: 110 0°Cの条件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚染物質を除 去するクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、基板処理装置を提供する。 [0018] 本発明によれば、基板処理装置の処理室内を効率良くクリーニングできるので、被 処理基板の金属汚染を抑制し、これを利用して製造される半導体製品の歩止まりと 製品の信頼性を向上させ得る。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]熱処理装置の概略構成を示す断面図である。
[図 2]クリーニングの工程手順の一例を説明するためのフロー図である。
[図 3]クリーニングの説明に供する図面である。
[図 4]温度校正前後の Cu汚染量の測定結果を示すグラフ図である。
[図 5]圧力と Cu汚染量との関係を示すグラフ図である。
[図 6]クリーニング前とクリーニング後の Cu汚染量を示すグラフ図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図 1は、本発明のクリーニング方法を適用可能な熱処理装置の概略構成図である。 この熱処理装置 100は、制御性がよい短時間ァニール(RTA; Rapid Thermal Annea ling)を行なうための枚葉式の RTP装置として構成されている。この熱処理装置 100 は、例えばウェハ Wに形成した薄膜に不純物をドープした後の 800〜: 1100°C程度 の高温領域でのァニール処理などに用いることができるものである。
[0021] 図 1において、符号 1は、円筒状のチャンバである。このチャンバ 1の下方には下部 発熱ユニット 2が着脱可能に設けられ、また、チャンバ 1の上方には、下部発熱ュニッ ト 2と対向するように上部発熱ユニット 4が着脱可能に設けられている。下部発熱ュニ ット 2は、水冷ジャケット 3の上面に複数配列された加熱手段としてのタングステンラン プ 6を有している。同様に、上部発熱ユニット 4は、水冷ジャケット 5と、その下面に複 数配列された加熱手段としてのタングステンランプ 6とを有している。なお、ランプとし てはタングステンランプに限らず、例えば、キセノンランプなどでもよレ、。このように、 チャンバ 1内において互いに対向して配備された各タングステンランプ 6は、図示しな レ、ヒータ電源に接続されており、そこからの電力供給量を調節することにより、発熱量 を制卸できるようになってレ、る。
[0022] 下部発熱ユニット 2と上部発熱ユニット 4との間には、ウェハ Wを支持するための支 持部 7が設けられている。この支持部 7は、ウェハ Wをチャンバ 1内の処理空間に保 持した状態で支持するためのウェハ支持ピン 7aと、処理中にウェハ Wの温度を計測 するためのホットライナー 8を支持するライナー設置部 7bを有している。また、支持部 7は、図示しない回転機構と連結されており、支持部 7を全体として鉛直軸廻りに回 転させる。これにより、処理中にウェハ Wが所定速度で回転し、熱処理の均一化が図 られる。
[0023] チャンバ 1の下方には、パイ口メーター 11が配置されている。熱処理中にホットライ ナー 8からの熱線を、ポート 11aおよび光ファイバ一 l ibを介して、このパイ口メーター
11で計測することにより、間接的にウェハ Wの温度を把握できるようになつている。な お、直接ウェハ Wの温度を計測するようにしてもよい。
[0024] また、ホットライナー 8の下方には、下部発熱ユニット 2のタングステンランプ 6との間 に石英部材 9が介在配備されている。図示のように前記ポート 11aはこの石英部材 9 に設けられている。なお、ポート 11aを複数配備することも可能である。
さらに、ウェハ Wの上方にも、上部発熱ユニット 4のタングステンランプ 6との間に石 英部材 10aが介在配備されている。また、ウェハ Wを囲繞するように、チャンバ 1の内 周面にも石英部材 10bが配設されている。
なお、ウェハ Wを支持して昇降させるためのリフターピン(図示せず)が、ホットライ ナー 8を貫通して設けられており、ウェハ Wの搬入出に使用される。
[0025] 下部発熱ユニット 2とチャンバ 1との間、および上部発熱ユニット 4とチャンバ 1との間 には、それぞれシール部材(図示せず)が介在されており、チャンバ 1内は気密状態 となる。
また、チャンバ 1の側部には、ガス導入管 12に接続されたガス供給源 13が配備さ れている。このガス導入管 12を介して、チャンバ 1の処理空間内に、 Nガス、〇ガス
2 2 などのクリーニングガス、ァノレゴンガスなどの不活†生ガスなどを導入できるようになつ ている。また、チャンバ 1の下部には、排気管 14が設けられており、図示しない排気 装置により、チャンバ 1内を減圧できるように構成されている。
[0026] 熱処理装置 100の各構成部は、 CPUを備えたプロセスコントローラ 21に接続され て制御される構成となっている。プロセスコントローラ 21には、工程管理者が熱処理 装置 100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、熱処理装置 1
00の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザ一/ rンターフェ一 ス 22が接続されている。
[0027] また、プロセスコントローラ 21には、熱処理装置 100で実行される各種処理をプロ セスコントローラ 21の制御にて実現するための制御プログラム(ソフトウェア)や処理 条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部 23が接続されている。
[0028] そして、必要に応じて、ユーザ一/ fンターフェース 22からの指示等にて任意のレシ ピを記憶部 23から呼び出してプロセスコントローラ 21に実行させることで、プロセスコ ントローラ 21の制御下で、熱処理装置 100での所望の処理が行われる。例えば、プ ロセスコントローラ 21によって下部発熱ユニット 2と上部発熱ユニット 4に設けられた各 タングステンランプ 6への電力供給量を制御することにより、ウェハ Wの加熱速度や 加熱温度を調節することができる。また、例えば、プロセスコントローラ 21によって図 示しない排気装置の駆動やガス供給源 13からのガス導入量を制御することにより、 チャンバ 1内の圧力を調節することができる。
[0029] また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可 能な記憶媒体、例えば CD— R〇M、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシ ュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば 専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
[0030] 以上のように構成される熱処理装置 100において、ウェハ Wの処理は以下のように 行われる。まず、図示しないウェハ搬入出口を介してチャンバ 1内にウェハ Wを搬入 し、ウェハ支持部 7にセットした後、気密な空間を形成する。プロセスコントローラ 21 の制御の下、図示しないヒータ電源から所定の電力を下部発熱ユニット 2および上部 発熱ユニット 4の各タングステンランプ 6に供給して点灯させると、各タングステンラン プ 6が発熱する。これにより発生した熱が石英部材 9および石英部材 10aを通過して ウェハ Wに至り、レシピに基づく条件(昇温レート、加熱温度など)でウェハ Wが上下 力 急速に加熱される。ウェハ Wを加熱しながら、図示しない排気装置を作動させて 排気管 14から排気を行うことにより、チャンバ 1内を減圧状態とする。
[0031] 熱処理の間は、図示しない回転機構により支持部 7を全体として鉛直軸廻り、つまり 水平方向に回転させることにより、ウェハ Wを回転させる。その結果、ウェハ Wへの供 給熱量の均一性が確保される。
また、熱処理中には、ホットライナー 8の温度をパイ口メーター 11により計測し、間接 的にウェハ Wの温度を制御する。パイ口メーター 11により計測された温度データは、 プロセスコントローラ 21にフィードバックされ、レシピにおける設定温度との間に差が ある場合には、タングステンランプ 6への電力供給が調節される。
[0032] 熱処理が終了した後は、下部発熱ユニット 2および上部発熱ユニット 4のタンダステ ンランプ 6を消灯するとともに、チャンバ 1内を昇圧する。また、図示しないパージポー トより窒素等のパージガスを流し込みつつ排気管 14から排気してウェハ Wを冷却し た後、図示しないウェハ搬入出口を介してチャンバ 1から搬出する。
[0033] 次に、熱処理装置 100におけるクリーニングについて、図 2および図 3を参照しなが ら説明する。クリーニングは、 Cuなどの汚染物質をチャンバ 1の外へ運び出すキヤリ ァとしてのクリーニング用ウェハ CWを用い、所定の圧力で行う。クリーニング用ゥェ ノ、 CWは、汚染物質の種類に応じてその材質等を選択できる。例えば、除去したい 汚染物質が Cuの場合は、クリーニング用ウェハ CWとして、シリコンを含有する材料 により構成される部材、例えば Si基板のほか、ポリシリコン、窒化シリコン、酸化シリコ ンなどを構成要素に含む基板を用いることが可能である。クリーニング用ウェハ CW の材質は、汚染物質の種類に応じて使レ、分けることができる。
[0034] まず、ステップ S1では、チャンバ 1内にクリーニング用ウェハ CWを搬入してウェハ 支持部 7にセットし、その後、チャンバ 1内に気密な空間を形成する。次に、ステップ S 2では、プロセスコントローラ 21の制御の下、図示しなレ、ヒータ電源をオン(入)にして 所定の電力を下部発熱ユニット 2および上部発熱ユニット 4の各タングステンランプ 6 に供給し、各タングステンランプ 6を点灯させる。これにより発生した熱線 (近赤外線 領域の波長 800〜3000nm)がチャンバ 1内のホットライナー 8を加熱してウェハ Wを 所定温度に加熱する。
[0035] 次に、クリーニング用ウェハ CWを加熱しながら、ガス供給源 13からチャンバ 1内に クリーニングガスを導入する(ステップ S3)。クリーニングガスとしては、特に制限はな レ、が、 Nガスのみで加熱をすると、チャンバ 1内の石英製部材へダメージを与えてし まレ、、パーティクルを発生させる懸念があるため、 Nおよび〇を用いることが好まし
2 2
レ、。
また、 Nと〇は、例えば 900°C以上特に 1000°C以上の高温で反応して N〇を生
2 2
成し、この N〇が例えば汚染物質の Cuと反応すると CuN〇 (ここで、 Xは化学量論的 に取りうる数値を意味する)などの金属ォキシナイトライドを生成する。この金属ォキシ ナイトライドは、金属単体よりも大きな蒸気圧を持っており、真空条件では雰囲気中に 放出されやすくなることから、チャンバ 1内の汚染物質である Cuを金属ォキシナイトラ イドの形で雰囲気中に放出させ、排気ガスとともに効率良くチャンバ外へ排出するこ とができる。この場合、例えば Nと〇との流量比は、 N :〇 = 1 : 0. :!〜 3とすることが
2 2 2 2
でき、効率良く NOを生成させる観点から 1: 1とすることが好ましい。
[0036] 次に、ステップ S4では、図示しない排気装置を作動させて排気管 14から排気を行 うことにより、チャンバ 1内を所定の減圧状態にしてクリーニングガスの流量を安定化 させる。
[0037] ステップ S5では、設定温度、設定圧力で、所定時間クリーニングを実施する。ステ ップ S5は、 666. 6Pa以下のクリーニング圧力で行われる。クリーニング圧力が 666. 6Paを超える場合には、十分なクリーニング効果が得られない。クリーニング効果を高 める観点からは、クリーニング圧力を例えば 1. 3Pa〜: 133. 3Paとすることが好ましく 、 6. 7Pa〜: 106. 7Paとすることカより好ましレヽ。 ί列えば、 Cuの蒸気圧は 133. 3Pa/ 1628°Cと非常に小さいが、チャンバ内で Cuと N〇とが反応して生成する金属ォキシ ナイトライドは、 Cu単体よりも蒸気圧が大きぐ真空中では放出されやすくなることか ら、低圧条件でクリーニングを行うことが効果的であるためである。
また、クリーニング温度は、例えば 700°C〜1100°Cとすること力 S好ましく、 900。C〜 1100。Cカより好まし <、 100000〜110000カ望ましレヽ。
[0038] クリーニングの間は、図示しない回転機構により支持部 7を全体として鉛直軸廻り( つまり水平方向)に、例えば 20rpmの回転速度で回転させることにより、クリーニング 用ウェハ CWを回転させる。その結果、クリーニング用ウェハ CWへの供給熱量の均 一性が確保される。
[0039] また、クリーニング処理中には、パイ口メーター 11により、ホットライナー 8を介してク リーユング用ウェハ cwの温度を間接的に計測する。パイ口メーター 11により計測さ れた温度データは、プロセスコントローラ 21にフィードバックされ、レシピで設定され たクリーニング温度との間に差がある場合には、タングステンランプ 6への電力供給が 調節される。
[0040] クリーニング処理が終了した後は、図示しないヒータ電源をオフ(切)にして下部発 熱ユニット 2および上部発熱ユニット 4のタングステンランプ 6を消灯し、温度を降下さ せる(ステップ S6)。次に、ステップ S7では、クリーニングガスを停止し、チャンバ 1内 を昇圧する。そして、ステップ S8で、クリーニング用ウェハ CWをチャンバ 1から搬出 する。以上のステップ S1〜ステップ S8までの処理により、 1枚のクリーニング用ウェハ CWによるクリーニングが終了する。
[0041] そして、図 3に示すように、例えば 1枚目力ら n枚目までのクリーニング用ウェハ CW を用い、上記ステップ S1〜ステップ S8を繰り返し実施することにより、チャンバ 1のク リーニングが終了する。クリーニングの終点は、使用した各クリーニング用ウェハ CW 上の Cu汚染量を、例えば ICP— MS (誘導結合プラズマイオン源質量分析装置)な どの装置で計測し、 Cu汚染量が所定の値以下になった時点とすることができる。汚 染の程度や要求値によっても異なる力 通常 25枚〜 50枚程度のクリーニング用ゥェ ノ、 CWを使用して上記ステップ S1〜ステップ S8を繰り返すことにより、 Cu等の汚染 物質を問題のないレベルまで低減させ、チャンバ 1内を清浄化することが可能になる 。なお、ステップ S1〜ステップ S8を単位とする 1回のクリーニング毎に、使用するタリ 一ユング用ウェハ CWの種類を変えて複数の汚染物質を除去することもできる。
[0042] このように本発明では、クリーニングガスによりチャンバ 1内のパージを行うと同時に 、複数枚のクリーニング用ウェハ CWを汚染物質のキャリアとして用いる。この結果、 排気によってチャンバ外へ排出される Cuと、クリーニング用ウェハをキャリアとしてチ ヤンバ外へ運び出される Cuとの合計量がチャンバ 1から除去される。従って、単にク リーユングガスを用いて排気のみのクリーニングを行う場合に比較して、 Cuの除去効 率即ちクリーニング効率を高くすることができる。
[0043] 次に、本発明の基礎となった実験結果について、図 4および図 5を参照しながら説 明する。 図 4は、熱処理装置 100において、温度計測機能を持つ TCウェハを用いて温度 校正を行う前と行った後で、それぞれウェハ Wに対して熱処理を実施し、各ウェハ W 表面の単位面積当りの Cu量を ICP— MSにより測定した結果を示している。この図 4 より、温度校正前に処理したウェハ W表面の Cu量は、 0. S X lcdatoms/cm2]で あつたのに対し、温度校正後に処理したウェハ W表面の Cu量は、 7. 0 X 1010[ato ms/cm2]であり、 Cu量が大幅に増加してレ、ることがわ力る。
[0044] 次に、図 5は、熱処理装置 100において、温度計測機能を持つ TCウェハを用いて 温度校正を行った後で、圧力を変えてウェハ Wに対して熱処理を実施し、各ウェハ W表面の単位面積当りの Cu量を ICP— MSにより測定した結果を示している。この熱 処理における処理圧力としては、 6. 7Pa (50mTorr)、 106. 7Pa (800mTorr)、 10 666Pa (80Torr)、 79992Pa (600Torr)の 4通りとした。チヤン/ 1内には、 Oガス
2 を 2L/min (slm)の流量で導入し、温度 1100°Cで処理した [ただし、処理圧力が 6 . 7Paの場合は Oガスを 20mL/min (sccm)で導入した]。
2
[0045] 図 5から、熱処理の圧力が高圧側(79992Pa)力 低圧側(6· 7Pa)になるに従い、 Cu汚染量が増加していることがわかる。特に処理圧力が 6. 7Paでは Cu汚染量の顕 著な増加が認められた。このことから、温度校正によって Cuで汚染されたチャンバ 1 内においては、クリーニングの際にも低圧条件を採用することにより、チャンバ 1の内 壁やチャンバ内部品に付着もしくは混入していた Cuなどの汚染物質を処理空間中 に効率的に放出させ得ることが推測された。
[0046] また、放出した Cuの一定量がウェハ Wに付着していることから、クリーニング時に汚 染物質のキャリアとなる部材、例えばクリーニング用ウェハ CWを配備してタリーニン グを行い、このキャリアにより汚染物質をチャンバ外へ運び出すことによって、効率の よいクリーニングを実現できる可能性が推測された。
[0047] 次に、本発明の効果を確認した試験結果について説明する。
図 1と同様の熱処理装置 100を使用し、温度計測機能を持つ TCウェハを用レ、て温 度校正を行った後で、クリーニングを実施した。クリーニング前とクリーニング後に、そ れぞれ熱処理を実施し、処理後のウェハ Wにおける Cu汚染量を ICP— MSにより測 定した。その結果を図 6に示した。なお、クリーニング条件および熱処理条件は下記 の通りである。
[0048] <クリーニング条件 >
処理ガス: Nと Oを流量比 N : 0 = 1000 : 1000mL/min (sccm)で使用した。
2 2 2 2
処理圧力: 133. 3Pa (lTorr)
処理温度(最大温度) : 1100°C
処理時間:クリーニング用ウェハ 1枚につき 50秒
クリーニング回数:25回
[0049] <熱処理条件 >
処理ガス: N :〇を流量比 1: 1で使用した。
2 2
処理圧力: 133· 3Pa (lTorr)
処理温度(最大温度): 1100°C
最大温度の継続時間: 50秒
[0050] 図 6より、クリーニング前(温度校正直後)に処理したウェハ W表面の Cu量は 7· 0 X lO atoms/cm2]であったのに対し、クリーニング後には 0. 9 X 1010[atoms/c m2]に低減しており、 Cu汚染量を温度校正前(図 4参照)のレベルまで低下させるこ とができた。
以上の結果から、本発明のクリーニング方法を実施することによって、ウェハ Wの金 属汚染を抑制し、これを利用して製造される半導体製品の歩留りと製品の信頼性を 向上させ得ることが示された。
[0051] 以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることは なぐ種々の変形が可能である。
例えば、図 1では RTPの熱処理装置 100を例に挙げて説明した力 本発明のタリ 一二ング方法は、基板に対して成膜等を行う基板処理装置や、プラズマを利用して C
VD成膜等を行う処理装置にも適用できる。
[0052] また、被処理基板が、例えば液晶表示ディスプレイ (LED)に代表されるフラットパ ネルディスプレイ(FPD)用のガラス基板である場合や、化合物半導体基板などであ る場合にも本発明の技術思想を適用できる。
産業上の利用可能性 本発明は、各種半導体装置の製造過程で使用される基板処理装置の処理室内の クリーニングに好適に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[I] 基板処理装置の処理室内に存在する金属を含む汚染物質を除去するクリーニング 方法であって、
前記処理室内に Nと Oを含むクリーニングガスを導入し、圧力 133. 3Pa以下、温
2 2
度 700°C〜1100°Cの条件でクリーニングを行い、前記汚染物質を金属ォキシナイト ライドとして前記処理室内から排出することを特徴とする、クリーニング方法。
[2] 前記クリーニングガス中の Nと Oの流量比率が 1: 1であることを特徴とする、請求
2 2
項 1に記載のクリーニング方法。
[3] 前記金属ォキシナイトライドが CuNO (ここで、 Xは化学量論的にとり得る数値を意 味する)であることを特徴とする、請求項 1に記載のクリーニング方法。
[4] 前記温度が、 1000〜1100°Cであることを特徴とする、請求項 1に記載のタリー二 ング方法。
[5] 基板処理装置の処理室内に存在する汚染物質を除去するクリーニング方法であつ て、
前記処理室内に、汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態 で、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜11 00°Cの条件でクリーニングを行うことを特徴とする、クリーニング方法。
[6] 前記圧力が、 1. 3Pa〜: 133. 3Paであることを特徴とする、請求項 5に記載のタリー ニング方法。
[7] 前記クリーニングガスが、 Nと Oを含むガスであることを特徴とする、請求項 5に記
2 2
載のクリーニング方法。
[8] Nと〇の流量比率が 1: 1であることを特徴とする、請求項 7に記載のクリーニング
2 2
方法。
[9] 前記汚染物質が、金属またはその化合物であることを特徴とする、請求項 5に記載 のクリーニング方法。
[10] 複数の前記キャリアを順次入れ替えて前記条件にて繰り返しクリーニングを行うこと を特徴とする、請求項 5に記載のクリーニング方法。
[I I] 前記キャリアがシリコンを含有する材料により構成されることを特徴とする、請求項 1 0に記載のクリーニング方法。
[12] 前記基板処理装置は、 RTP装置であることを特徴とする、請求項 5に記載のタリー ニング方法。
[13] 前記処理室は、その内部に石英製部材が使用されているものであることを特徴とす る、請求項 5に記載のクリーニング方法。
[14] 基板処理装置の処理室内に汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを搬入 する工程と、
前記処理室内を昇温する工程と、
前記処理室内を減圧排気する工程と、
前記処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700°C〜11 00°Cの条件で処理する工程と、
前記処理室内を降温する工程と、
前記クリーニングガスを停止し、前記処理室内の圧力を上昇させる行程と、 前記処理室内から前記汚染物質が付着した前記キャリアを搬出する工程と、 を含む、クリーニング方法。
[15] 前記温度が、 1000〜: 1100°Cであることを特徴とする、請求項 14に記載のタリー二 ング方法。
[16] コンピュータ上で動作し、実行時に、
基板処理装置の処理室内に、汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配 備した状態で、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 7 00°C〜: 1100°Cの条件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚 染物質を除去するクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御す ることを特徴とする、制御プログラム。
[17] コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取り可能な記 憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、
基板処理装置の処理室内に汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備 した状態で、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 70 0°C〜1100°Cの条件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚染 物質を除去するクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する ものであることを特徴とする、コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
被処理基板を収容する処理室と、
前記処理室内で被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室内を減圧する減圧手段と、
前記処理室内に汚染物質を付着させてこれを運び出すキャリアを配備した状態で 、該処理室内にクリーニングガスを導入し、圧力 666. 6Pa以下、温度 700。C〜110 0°Cの条件でクリーニングを行うことにより、前記処理室内に存在する汚染物質を除 去するクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする、基板処理装置。
PCT/JP2006/317103 2005-08-31 2006-08-30 クリーニング方法 WO2007026762A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/064,721 US7691208B2 (en) 2005-08-31 2006-08-30 Cleaning method
JP2007533291A JP5084508B2 (ja) 2005-08-31 2006-08-30 クリーニング方法
US12/705,148 US20100180918A1 (en) 2005-08-31 2010-02-12 Cleaning method
US13/291,303 US20120048310A1 (en) 2005-08-31 2011-11-08 Cleaning method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-251819 2005-08-31
JP2005251819 2005-08-31

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/064,721 A-371-Of-International US7691208B2 (en) 2005-08-31 2006-08-30 Cleaning method
US12/705,148 Division US20100180918A1 (en) 2005-08-31 2010-02-12 Cleaning method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007026762A1 true WO2007026762A1 (ja) 2007-03-08

Family

ID=37808847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/317103 WO2007026762A1 (ja) 2005-08-31 2006-08-30 クリーニング方法

Country Status (4)

Country Link
US (3) US7691208B2 (ja)
JP (1) JP5084508B2 (ja)
KR (1) KR100915716B1 (ja)
WO (1) WO2007026762A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084756A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
KR101149100B1 (ko) * 2007-08-10 2012-05-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 배치식 열처리 장치의 석영제 구성 부품으로부터 금속불순물을 제거하는 방법
CN104345023A (zh) * 2013-07-25 2015-02-11 三星显示有限公司 污染物测量基底、设备及使用该设备制造基底的方法
WO2022031406A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-10 Applied Materials, Inc. Batch thermal process chamber

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026762A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Tokyo Electron Limited クリーニング方法
US20110000508A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I'Etude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude Method of removing residual fluorine from deposition chamber
US8378293B1 (en) * 2011-09-09 2013-02-19 Agilent Technologies, Inc. In-situ conditioning in mass spectrometer systems
US9355883B2 (en) * 2011-09-09 2016-05-31 Lam Research Ag Method and apparatus for liquid treatment of wafer shaped articles
US9748120B2 (en) 2013-07-01 2017-08-29 Lam Research Ag Apparatus for liquid treatment of disc-shaped articles and heating system for use in such apparatus
JP2015192063A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 東京エレクトロン株式会社 アモルファスシリコン膜形成装置の洗浄方法、アモルファスシリコン膜の形成方法およびアモルファスシリコン膜形成装置
US9397011B1 (en) * 2015-04-13 2016-07-19 Lam Research Corporation Systems and methods for reducing copper contamination due to substrate processing chambers with components made of alloys including copper
KR102373977B1 (ko) 2015-10-05 2022-03-15 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
US10580632B2 (en) 2017-12-18 2020-03-03 Agilent Technologies, Inc. In-situ conditioning in mass spectrometry systems
US20220068675A1 (en) * 2020-09-03 2022-03-03 Applied Materials, Inc. Epi chamber with full wafer laser heating
JP2023061271A (ja) * 2021-10-19 2023-05-01 東京エレクトロン株式会社 処理装置、およびクリーニング処理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03295232A (ja) * 1990-04-12 1991-12-26 Sony Corp 銅系金属膜のエッチング方法
JPH09260303A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Toshiba Corp 半導体製造装置のクリーニング方法および半導体製造装置
JPH10317142A (ja) * 1997-05-15 1998-12-02 Tokyo Electron Ltd クリーニング方法
JP2002025924A (ja) * 2000-07-06 2002-01-25 Shin Etsu Handotai Co Ltd 熱処理炉の空焼き方法
JP2004311894A (ja) * 2003-04-10 2004-11-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2005072291A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理装置の洗浄方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295232B2 (ja) 1994-07-15 2002-06-24 東京瓦斯株式会社 フルイディックガスメータ
US6410090B1 (en) * 1998-09-29 2002-06-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming insitu boron doped polycrystalline and amorphous silicon films
US6268270B1 (en) * 1999-04-30 2001-07-31 Advanced Micro Devices, Inc. Lot-to-lot rapid thermal processing (RTP) chamber preheat optimization
US6331212B1 (en) * 2000-04-17 2001-12-18 Avansys, Llc Methods and apparatus for thermally processing wafers
US6738731B1 (en) * 2001-03-22 2004-05-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for using tool state information to identify faulty wafers
CN1271690C (zh) * 2001-08-30 2006-08-23 财团法人地球环境产业技术研究机构 等离子体清洗气体和等离子体清洁方法
JP4430918B2 (ja) 2003-03-25 2010-03-10 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成装置の洗浄方法及び薄膜形成方法
WO2007026762A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Tokyo Electron Limited クリーニング方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03295232A (ja) * 1990-04-12 1991-12-26 Sony Corp 銅系金属膜のエッチング方法
JPH09260303A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Toshiba Corp 半導体製造装置のクリーニング方法および半導体製造装置
JPH10317142A (ja) * 1997-05-15 1998-12-02 Tokyo Electron Ltd クリーニング方法
JP2002025924A (ja) * 2000-07-06 2002-01-25 Shin Etsu Handotai Co Ltd 熱処理炉の空焼き方法
JP2004311894A (ja) * 2003-04-10 2004-11-04 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2005072291A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理装置の洗浄方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101149100B1 (ko) * 2007-08-10 2012-05-25 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 배치식 열처리 장치의 석영제 구성 부품으로부터 금속불순물을 제거하는 방법
US8834817B2 (en) 2007-08-10 2014-09-16 Tokyo Electron Limited Method for removing metal impurity from quartz component part used in heat processing apparatus of batch type
TWI483293B (zh) * 2007-08-10 2015-05-01 Tokyo Electron Ltd 自使用於批式熱處理裝置之石英元件零件去除金屬雜質之方法
JP2012084756A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
CN104345023A (zh) * 2013-07-25 2015-02-11 三星显示有限公司 污染物测量基底、设备及使用该设备制造基底的方法
CN104345023B (zh) * 2013-07-25 2018-12-21 三星显示有限公司 污染物测量基底、设备及使用该设备制造基底的方法
WO2022031406A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-10 Applied Materials, Inc. Batch thermal process chamber

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070116623A (ko) 2007-12-10
US20090133715A1 (en) 2009-05-28
JP5084508B2 (ja) 2012-11-28
US7691208B2 (en) 2010-04-06
US20120048310A1 (en) 2012-03-01
KR100915716B1 (ko) 2009-09-04
JPWO2007026762A1 (ja) 2009-03-12
US20100180918A1 (en) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007026762A1 (ja) クリーニング方法
KR101288212B1 (ko) 기판처리방법
JP5250600B2 (ja) 成膜方法および成膜装置
JP4994197B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
KR101133341B1 (ko) 성막 장치와 그 사용 방법
KR101139078B1 (ko) 반도체 처리용 성막 장치 및 그 사용 방법과, 컴퓨터로판독 가능한 매체
KR101018493B1 (ko) 반도체 처리용 성막 장치 및 그 사용 방법과, 컴퓨터로 판독 가능한 매체
TW201843755A (zh) 氣體供應裝置、氣體供應方法及成膜方法
JP2008085198A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2010206050A (ja) 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
JP6073172B2 (ja) エッチング方法
JP2006114780A (ja) 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成装置及びプログラム
JP5575299B2 (ja) 成膜方法および成膜装置
JP2004343094A (ja) シリコン酸化膜の除去方法及び処理装置
JP6925243B2 (ja) クリーニング方法及び成膜方法
JP4312198B2 (ja) 薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成装置及びプログラム
JP2008028307A (ja) 基板の製造方法及び熱処理装置
JP5356552B2 (ja) クリーニング方法、半導体装置の製造方法及び基板処理装置
TWI792896B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
WO1998001894A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;un composant de circuit integre a semi-conducteur
JP2002231675A (ja) 被処理体の処理方法及び処理装置
JP5571157B2 (ja) 半導体装置の製造方法、クリーニング方法および基板処理装置
JP5661444B2 (ja) 薄膜形成装置、薄膜形成装置の洗浄方法及びプログラム
JP2024062579A (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP2008010688A (ja) 基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007533291

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077022685

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12064721

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06797076

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1