JP2001164368A - プラズマｃｖｄ装置のチャンバークリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置のチャンバークリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ
装置のチャンバークリーニングにおいて、装置内壁の付
着物をプラズマを用いてクリーニング行う際にＣＶＤチ
ャンバー圧力制御バルブの開度を固定したうえで、高周
波電力の反射電力の変化をモニターすることでクリーニ
ングの終点検知を行い、適切な時間でクリーニングを実
施することにより、半導体製造設備の稼働率とスループ
ットを高く維持し、かつ半導体装置の歩留まり低下を防
止する。 【解決手段】 固定高周波整合回路を有するプラズマＣ
ＶＤ装置において、チャンバー内壁の付着物をプラズマ
を用いてクリーニングする際に、ＣＶＤチャンバー圧力
制御バルブの開度を固定したうえで、高周波電力の反射
電力をモニターすることにより、クリーニングの終点を
検出する。
装置のチャンバークリーニングにおいて、装置内壁の付
着物をプラズマを用いてクリーニング行う際にＣＶＤチ
ャンバー圧力制御バルブの開度を固定したうえで、高周
波電力の反射電力の変化をモニターすることでクリーニ
ングの終点検知を行い、適切な時間でクリーニングを実
施することにより、半導体製造設備の稼働率とスループ
ットを高く維持し、かつ半導体装置の歩留まり低下を防
止する。 【解決手段】 固定高周波整合回路を有するプラズマＣ
ＶＤ装置において、チャンバー内壁の付着物をプラズマ
を用いてクリーニングする際に、ＣＶＤチャンバー圧力
制御バルブの開度を固定したうえで、高周波電力の反射
電力をモニターすることにより、クリーニングの終点を
検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ装
置のチャンバークリーニング方法およびこの方法を実施
するプラズマＣＶＤ装置に関する。
置のチャンバークリーニング方法およびこの方法を実施
するプラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から各種半導体装置の製造では、導
電層、絶縁層等の各種成膜工程において、プラズマＣＶ
Ｄ装置が広く用いられている。プラズマＣＶＤ装置は、
ＣＶＤチャンバー内のサセプタ上に半導体等の基板を配
設し、このサセプタに高周波電極を対向させ、真空ポン
プにつながるＣＶＤチャンバーの排気ラインに設置した
スロットルバルブ等の圧力調整バルブにより圧力を一定
に保持しながらガスを導入し、高周波電極と基板間でプ
ラズマ放電を行い、基板上に成膜を行う。
電層、絶縁層等の各種成膜工程において、プラズマＣＶ
Ｄ装置が広く用いられている。プラズマＣＶＤ装置は、
ＣＶＤチャンバー内のサセプタ上に半導体等の基板を配
設し、このサセプタに高周波電極を対向させ、真空ポン
プにつながるＣＶＤチャンバーの排気ラインに設置した
スロットルバルブ等の圧力調整バルブにより圧力を一定
に保持しながらガスを導入し、高周波電極と基板間でプ
ラズマ放電を行い、基板上に成膜を行う。
【０００３】プラズマＣＶＤ装置においては、成膜作業
を繰り返し行うことにより、ＣＶＤチャンバー内の内壁
等に反応生成物の堆積が起きる。ＣＶＤチャンバー内壁
の堆積物が増加すると、ＣＶＤチャンバー内のインピー
ダンスが変化し安定したプラズマの発生が阻害され、成
膜された膜の膜厚分布、膜質などが劣化する。また、Ｃ
ＶＤチャンバー内壁への堆積物が増加すると、堆積物が
剥離し、異物発生の原因となる。
を繰り返し行うことにより、ＣＶＤチャンバー内の内壁
等に反応生成物の堆積が起きる。ＣＶＤチャンバー内壁
の堆積物が増加すると、ＣＶＤチャンバー内のインピー
ダンスが変化し安定したプラズマの発生が阻害され、成
膜された膜の膜厚分布、膜質などが劣化する。また、Ｃ
ＶＤチャンバー内壁への堆積物が増加すると、堆積物が
剥離し、異物発生の原因となる。
【０００４】このため、プラズマＣＶＤ装置では、一定
成膜時間毎にＣＶＤチャンバー内のクリーニングの実施
が必要となる。ＣＶＤチャンバー内のクリーニングに
は、プラズマを用いたドライエッチング（プラズマクリ
ーニング）が広く用いられている。一般的にチャンバー
内のクリーニングはチャンバー内に残膜を残さないよう
に、マージンを取って長めに実施するが、このマージン
を大きく取りすぎると、クリーニング時間が長くなるこ
とで設備のスループット低下を招き、またオーバーエッ
チングは、チャンバー内の部材を損傷し、チャンバー構
成材の劣化を早め、メンテナンスサイクルを縮めること
により設備の稼働率をも低下させることとなる。更に過
度のエッチングは前述のチャンバー構成部品の劣化や、
クリーニングガスによる生成物のデポにより異物を発生
させ、半導体製品の歩留まりを低下させる原因ともな
る。
成膜時間毎にＣＶＤチャンバー内のクリーニングの実施
が必要となる。ＣＶＤチャンバー内のクリーニングに
は、プラズマを用いたドライエッチング（プラズマクリ
ーニング）が広く用いられている。一般的にチャンバー
内のクリーニングはチャンバー内に残膜を残さないよう
に、マージンを取って長めに実施するが、このマージン
を大きく取りすぎると、クリーニング時間が長くなるこ
とで設備のスループット低下を招き、またオーバーエッ
チングは、チャンバー内の部材を損傷し、チャンバー構
成材の劣化を早め、メンテナンスサイクルを縮めること
により設備の稼働率をも低下させることとなる。更に過
度のエッチングは前述のチャンバー構成部品の劣化や、
クリーニングガスによる生成物のデポにより異物を発生
させ、半導体製品の歩留まりを低下させる原因ともな
る。
【０００５】一方でクリーニング時間が短すぎると、チ
ャンバー内に形成された膜が残ってしまい、処理を続け
ると徐々に薄膜が堆積し、これがある程度厚くなると剥
離し異物となってウエーハに付着し、半導体製品の歩留
まりを低下させることになる。従って、クリーニング時
間は適切に管理する必要がある。
ャンバー内に形成された膜が残ってしまい、処理を続け
ると徐々に薄膜が堆積し、これがある程度厚くなると剥
離し異物となってウエーハに付着し、半導体製品の歩留
まりを低下させることになる。従って、クリーニング時
間は適切に管理する必要がある。
【０００６】ここで、プラズマCVD装置で一般的に用い
られている高周波電力制御システムについて図を用いて
簡単に言及する。図５は、プラズマCVDチヤンバーと高
周波電力制御システムのブロック図の一例である。高周
波発振器２１は、制御回路２４からの電圧信号２５によ
り指定された高周波電力（順方向電力）を、整合器２２
を介してCVDチヤンバー２３に供給する。高周波発振器
２１は、発振する高周波の順方向電力と反射電力をモニ
ターし電圧信号２６として出力する機能を有する。
られている高周波電力制御システムについて図を用いて
簡単に言及する。図５は、プラズマCVDチヤンバーと高
周波電力制御システムのブロック図の一例である。高周
波発振器２１は、制御回路２４からの電圧信号２５によ
り指定された高周波電力（順方向電力）を、整合器２２
を介してCVDチヤンバー２３に供給する。高周波発振器
２１は、発振する高周波の順方向電力と反射電力をモニ
ターし電圧信号２６として出力する機能を有する。
【０００７】固定高周波整合回路を有するプラズマCVD
装置は、制御回路２４からの電圧信号２７により整合器
２２のインピーダンスを一定に保持している。なお、固
定高周波整合回路を有するプラズマCVD装置には、イン
ピーダンスを変化させる機能を持たない整合器を有する
場合もある。
装置は、制御回路２４からの電圧信号２７により整合器
２２のインピーダンスを一定に保持している。なお、固
定高周波整合回路を有するプラズマCVD装置には、イン
ピーダンスを変化させる機能を持たない整合器を有する
場合もある。
【０００８】成膜時やプラズマクリーニング時には、CV
Dチヤンバー内壁に堆積した付着物の量の変化などによ
り、CVDチヤンバー２３のインピーダンスが変化する。
整合器２２のインピーダンスを固定した場合、CVDチヤ
ンバー２３のインピーダンスの変化にともない反射電力
が変化する。
Dチヤンバー内壁に堆積した付着物の量の変化などによ
り、CVDチヤンバー２３のインピーダンスが変化する。
整合器２２のインピーダンスを固定した場合、CVDチヤ
ンバー２３のインピーダンスの変化にともない反射電力
が変化する。
【０００９】高周波発振器２１からCVDチヤンバー２３
に供給される高周波電力は、順方向電力と反射電力の差
である。このため、高周波発振器２１から出力される順
方向電力が一定であるとき、反射電力の変化は、CVDチ
ヤンバー２３に供給される高周波電力の変化となり、CV
Dチヤンバー２３で行われる処理を不安定にする。
に供給される高周波電力は、順方向電力と反射電力の差
である。このため、高周波発振器２１から出力される順
方向電力が一定であるとき、反射電力の変化は、CVDチ
ヤンバー２３に供給される高周波電力の変化となり、CV
Dチヤンバー２３で行われる処理を不安定にする。
【００１０】固定整合回路を有するCVD装置の高周波電
力制御では、反射電力の変化によりCVDチヤンバー２３
で行われる処理が不安定になることを防止するために、
CVDチヤンバー２３で処理が行われている間、高周波発
振器から順方向電力と反射電力をモニターし、順方向電
力と反射電力の差が一定となるように、順方向電力を制
御している。このように、固定高周波整合回路を有する
プラズマCVD装置において、反射電力のモニターは、標
準的に具備されている機能である。
力制御では、反射電力の変化によりCVDチヤンバー２３
で行われる処理が不安定になることを防止するために、
CVDチヤンバー２３で処理が行われている間、高周波発
振器から順方向電力と反射電力をモニターし、順方向電
力と反射電力の差が一定となるように、順方向電力を制
御している。このように、固定高周波整合回路を有する
プラズマCVD装置において、反射電力のモニターは、標
準的に具備されている機能である。
【００１１】次に一般的なプラズマCVD装置におけるク
リーニング中のチャンバー圧力を一定に保つ機構につい
て簡単に説明する。従来のプラズマCVD装置では、クリ
ーニング中のチヤンバー圧力をチヤンバーに取り付けら
れた圧力計の値に基づきAPC（Auto Pressure Controlle
r）バルブと呼ばれる、排気配管のコンダクタンスを調
整するための専用のバルブに対して電圧のパルス信号数
を適切に変更しながら供給することによって、常時一定
値になるように調整している。APCバルブを構成する主
要な部品のひとつがスロットルバルブであり、APCバル
ブ内部において、スロットルバルブの角度を変化させる
ことによって、配管のコンダクタンスを変化させ、チヤ
ンバー圧力を制御する。
リーニング中のチャンバー圧力を一定に保つ機構につい
て簡単に説明する。従来のプラズマCVD装置では、クリ
ーニング中のチヤンバー圧力をチヤンバーに取り付けら
れた圧力計の値に基づきAPC（Auto Pressure Controlle
r）バルブと呼ばれる、排気配管のコンダクタンスを調
整するための専用のバルブに対して電圧のパルス信号数
を適切に変更しながら供給することによって、常時一定
値になるように調整している。APCバルブを構成する主
要な部品のひとつがスロットルバルブであり、APCバル
ブ内部において、スロットルバルブの角度を変化させる
ことによって、配管のコンダクタンスを変化させ、チヤ
ンバー圧力を制御する。
【００１２】さて、プラズマクリーニングの終点検出方
法には、例えば特開平９−８２６４５号公報に記載され
ているように、発光種の発光強度変化から検出する方法
がある。発光強度変化からプラズマクリーニングの終点
を検出する場合、プラズマＣＶＤ装置には、ＣＶＤチャ
ンバーの側壁面にプラズマ発光を観測するための観測窓
を取り付け，この窓に隣接したチャンバー外に受光系を
設置するのが一般的である。
法には、例えば特開平９−８２６４５号公報に記載され
ているように、発光種の発光強度変化から検出する方法
がある。発光強度変化からプラズマクリーニングの終点
を検出する場合、プラズマＣＶＤ装置には、ＣＶＤチャ
ンバーの側壁面にプラズマ発光を観測するための観測窓
を取り付け，この窓に隣接したチャンバー外に受光系を
設置するのが一般的である。
【００１３】また、固定高周波整合回路を有するプラズ
マＣＶＤ装置では、例えば特開平８−２３６４１２号公
報に記載されているように、プラズマクリーニング中の
高周波反射電力が安定したレベルに達したかどうかを感
知することにより、クリーニングの終点を検出する方法
がある。
マＣＶＤ装置では、例えば特開平８−２３６４１２号公
報に記載されているように、プラズマクリーニング中の
高周波反射電力が安定したレベルに達したかどうかを感
知することにより、クリーニングの終点を検出する方法
がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記発光種の
発光強度変化からクリーニングの終点を検出する方法で
は、成膜時に観察窓の内壁面にも反応生成物が堆積する
ため、プラズマの発光強度の変化を長期間にわたり安定
して検出することができない。また、発光種の発光強度
を測定するための受光系の設置は、装置の複雑化，高コ
スト化を招く。
発光強度変化からクリーニングの終点を検出する方法で
は、成膜時に観察窓の内壁面にも反応生成物が堆積する
ため、プラズマの発光強度の変化を長期間にわたり安定
して検出することができない。また、発光種の発光強度
を測定するための受光系の設置は、装置の複雑化，高コ
スト化を招く。
【００１５】また、前記固定高周波整合回路を有するプ
ラズマＣＶＤ装置において、高周波反射電力が安定した
レベルに達したかどうかを感知することによりクリーニ
ングの終点を検出する方法においては、クリーニング中
の反射電力の変化量が小さい、ＣＶＤチャンバー内壁の
堆積物が除去された後も反射電力が変化する、などの現
象により、クリーニング終点の規定を決めることが困難
である。本発明の目的は、前述の問題を解決し、低コス
トで正確に終点を検出することができるプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法を提供することである。
ラズマＣＶＤ装置において、高周波反射電力が安定した
レベルに達したかどうかを感知することによりクリーニ
ングの終点を検出する方法においては、クリーニング中
の反射電力の変化量が小さい、ＣＶＤチャンバー内壁の
堆積物が除去された後も反射電力が変化する、などの現
象により、クリーニング終点の規定を決めることが困難
である。本発明の目的は、前述の問題を解決し、低コス
トで正確に終点を検出することができるプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決する為の手段】本発明によるプラズマＣＶ
Ｄ装置のチャンバークリーニング方法は、固定高周波整
合回路を有するプラズマＣＶＤ装置において、装置内壁
の付着物をプラズマを用いてクリーニングする際に、Ｃ
ＶＤチャンバー圧力制御バルブの開度を固定したうえ
で、高周波電力の反射電力をモニターすることにより、
反射電力の変動によりクリーニングの終点を検出する。
また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、上記終点の検出
時間から、設定された算定方法により算出された時間後
にクリーニングに用いられるガス及び高周波の停止な
ど、一連のクリーニング処理の終結処理を自動的に行う
手段を有する。
Ｄ装置のチャンバークリーニング方法は、固定高周波整
合回路を有するプラズマＣＶＤ装置において、装置内壁
の付着物をプラズマを用いてクリーニングする際に、Ｃ
ＶＤチャンバー圧力制御バルブの開度を固定したうえ
で、高周波電力の反射電力をモニターすることにより、
反射電力の変動によりクリーニングの終点を検出する。
また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、上記終点の検出
時間から、設定された算定方法により算出された時間後
にクリーニングに用いられるガス及び高周波の停止な
ど、一連のクリーニング処理の終結処理を自動的に行う
手段を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、本発明によるプラズマＣＶ
Ｄ装置のチャンバークリーニング方法の原理・作用につ
いて説明する。プラズマＣＶＤ装置において成膜を行う
と、ＣＶＤチャンバー内に反応生成物が付着し、ＣＶＤ
チャンバー内のインピーダンスが変化する。この状態か
らプラズマクリーニングを行うと、ＣＶＤチャンバー内
の生成物が除去され、次第にインピーダンスは、成膜前
の値に復帰する。ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの開
度を固定した状態でプラズマクリーニングを行うと、Ｃ
ＶＤチャンバーの圧力は、クリーニング開始、高周波印
加と同時に大きくなり、ＣＶＤチャンバー内の生成物除
去が進むにつれて減少し、生成物の除去が完了した後一
定値となる。クリーニングの進行にともなうＣＶＤチャ
ンバー圧力の変化は、クリーニング中のＣＶＤチャンバ
ー圧力を一定に制御した場合に比べて、プラズマクリー
ニングの進行にともなうＣＶＤチャンバー内のインピー
ダンス変化量を増幅する。このインピーダンスの変化を
高周波反射電力で捕らえ、プラズマクリーニングの終点
を検出する。
Ｄ装置のチャンバークリーニング方法の原理・作用につ
いて説明する。プラズマＣＶＤ装置において成膜を行う
と、ＣＶＤチャンバー内に反応生成物が付着し、ＣＶＤ
チャンバー内のインピーダンスが変化する。この状態か
らプラズマクリーニングを行うと、ＣＶＤチャンバー内
の生成物が除去され、次第にインピーダンスは、成膜前
の値に復帰する。ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの開
度を固定した状態でプラズマクリーニングを行うと、Ｃ
ＶＤチャンバーの圧力は、クリーニング開始、高周波印
加と同時に大きくなり、ＣＶＤチャンバー内の生成物除
去が進むにつれて減少し、生成物の除去が完了した後一
定値となる。クリーニングの進行にともなうＣＶＤチャ
ンバー圧力の変化は、クリーニング中のＣＶＤチャンバ
ー圧力を一定に制御した場合に比べて、プラズマクリー
ニングの進行にともなうＣＶＤチャンバー内のインピー
ダンス変化量を増幅する。このインピーダンスの変化を
高周波反射電力で捕らえ、プラズマクリーニングの終点
を検出する。
【００１８】反射電力のモニター機能およびスロットル
バルブの開度を固定する機能は、固定高周波整合回路を
有するプラズマＣＶＤ装置においては標準的に具備され
ている機能である。本発明では前述したチヤンバー圧力
制御方法においてクリーニング処理中圧力計からのフイ
ードバックを行わず、チヤンバー内が適当な圧力となる
設定値に前記APCバルブの開度を一定値で停止させるよ
う、前記電圧のパルス信号を停止することでスロットル
バルブの開度を固定することが容易に実現できる。従っ
て、本発明は、プラズマＣＶＤ装置に、プラズマクリー
ニングの終点を検出するための特別な機能を追加するこ
となく、正確な終点を検出する。
バルブの開度を固定する機能は、固定高周波整合回路を
有するプラズマＣＶＤ装置においては標準的に具備され
ている機能である。本発明では前述したチヤンバー圧力
制御方法においてクリーニング処理中圧力計からのフイ
ードバックを行わず、チヤンバー内が適当な圧力となる
設定値に前記APCバルブの開度を一定値で停止させるよ
う、前記電圧のパルス信号を停止することでスロットル
バルブの開度を固定することが容易に実現できる。従っ
て、本発明は、プラズマＣＶＤ装置に、プラズマクリー
ニングの終点を検出するための特別な機能を追加するこ
となく、正確な終点を検出する。
【００１９】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、平行平板型プ
ラズマＣＶＤ装置を示している。プラズマＣＶＤ装置
は、真空状態を維持するＣＶＤチャンバー１内に、成膜
対象となる基板２を配設するサセプタ３が配置される。
サセプタ３には基板を一定温度に保持するための加熱手
段４が設けられる。サセプタ３の上部には、対向した高
周波電極５が配置される。高周波電極５には、高周波電
力を供給する高周波発振器６が、固定高周波整合回路を
有する整合器７を介して接続される。また、高周波電極
５には、成膜時およびプラズマクリーニング時に必要な
ガスを供給するためのガス供給系８が設けられている。
ＣＶＤチャンバーには、ＣＶＤチャンバー内のガスを排
気するための真空ポンプなどの排気系９が、ＣＶＤチャ
ンバー内圧力を一定に保持するためのスロットルバルブ
１０（圧力制御バルブ）を介して接続される。また、Ｃ
ＶＤチャンバー内には、ＣＶＤチャンバー圧力をモニタ
ーする圧力計１１が設けられる。
て図面を参照しながら説明する。図１は、平行平板型プ
ラズマＣＶＤ装置を示している。プラズマＣＶＤ装置
は、真空状態を維持するＣＶＤチャンバー１内に、成膜
対象となる基板２を配設するサセプタ３が配置される。
サセプタ３には基板を一定温度に保持するための加熱手
段４が設けられる。サセプタ３の上部には、対向した高
周波電極５が配置される。高周波電極５には、高周波電
力を供給する高周波発振器６が、固定高周波整合回路を
有する整合器７を介して接続される。また、高周波電極
５には、成膜時およびプラズマクリーニング時に必要な
ガスを供給するためのガス供給系８が設けられている。
ＣＶＤチャンバーには、ＣＶＤチャンバー内のガスを排
気するための真空ポンプなどの排気系９が、ＣＶＤチャ
ンバー内圧力を一定に保持するためのスロットルバルブ
１０（圧力制御バルブ）を介して接続される。また、Ｃ
ＶＤチャンバー内には、ＣＶＤチャンバー圧力をモニタ
ーする圧力計１１が設けられる。
【００２０】次に、図１の平行平板型プラズマＣＶＤ装
置を用いた場合の、チャンバークリーニングの終点検出
方法について説明する。図２は、図１のＣＶＤチャンバ
ーでシリコン酸化膜を１０００ｎｍおよび２０００ｎｍ
成膜した後、クリーニング用のガスをチャンバーに導入
し、さらにその後に、高周波電力を供給してプラズマク
リーニングを行った場合のＣＶＤチャンバー圧力の変化
の状態を示す。ＣＶＤチャンバー圧力は、図１に示す圧
力計１１によりモニターし、プラズマクリーニング中に
ＣＶＤチャンバー圧力が変化していることを確認した。
図２中、太い実線の曲線がシリコン酸化膜を１０００ｎ
ｍ成膜した場合、細い実線の曲線がシリコン酸化膜を２
０００ｎｍ成膜した場合のＣＶＤチャンバー圧力の変化
の状態を示す。
置を用いた場合の、チャンバークリーニングの終点検出
方法について説明する。図２は、図１のＣＶＤチャンバ
ーでシリコン酸化膜を１０００ｎｍおよび２０００ｎｍ
成膜した後、クリーニング用のガスをチャンバーに導入
し、さらにその後に、高周波電力を供給してプラズマク
リーニングを行った場合のＣＶＤチャンバー圧力の変化
の状態を示す。ＣＶＤチャンバー圧力は、図１に示す圧
力計１１によりモニターし、プラズマクリーニング中に
ＣＶＤチャンバー圧力が変化していることを確認した。
図２中、太い実線の曲線がシリコン酸化膜を１０００ｎ
ｍ成膜した場合、細い実線の曲線がシリコン酸化膜を２
０００ｎｍ成膜した場合のＣＶＤチャンバー圧力の変化
の状態を示す。
【００２１】ＣＶＤチャンバーでシリコン酸化膜の成膜
を行った後、Ｃ２Ｆ６流量９００ｓｃｃｍ、ＮＦ３流量
１３５ｓｃｃｍ、０２流量１２５０ｓｃｃｍ、サセプタ
温度４００℃、スロットルバルブ開度６０％の条件にす
ると、ＣＶＤチャンバー内の圧力は、図２に示すように
４Ｔｏｒｒに保持される。この状態で、高周波電力４０
００Ｗを供給し（図２の時刻ｔ１）、クリーニングを開
始した。クリーニング開始後、ＣＶＤチャンバー圧力
は、図２に示すように時間の経過とともに減少する。そ
の後、ＣＶＤチャンバー圧力は、シリコン酸化膜１００
０ｎｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開
始後約４０秒（図２の時刻ｔ２）、シリコン酸化膜２０
００ｎｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング
開始後約７０秒（図２の時刻ｔ３）で、それぞれ一定値
となる。このように、圧力制御バルブの開度を固定して
プラズマクリーニングを行うことにより、クリーニング
中のＣＶＤチャンバー圧力が、クリーニングの進行にと
もない変化する。
を行った後、Ｃ２Ｆ６流量９００ｓｃｃｍ、ＮＦ３流量
１３５ｓｃｃｍ、０２流量１２５０ｓｃｃｍ、サセプタ
温度４００℃、スロットルバルブ開度６０％の条件にす
ると、ＣＶＤチャンバー内の圧力は、図２に示すように
４Ｔｏｒｒに保持される。この状態で、高周波電力４０
００Ｗを供給し（図２の時刻ｔ１）、クリーニングを開
始した。クリーニング開始後、ＣＶＤチャンバー圧力
は、図２に示すように時間の経過とともに減少する。そ
の後、ＣＶＤチャンバー圧力は、シリコン酸化膜１００
０ｎｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開
始後約４０秒（図２の時刻ｔ２）、シリコン酸化膜２０
００ｎｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング
開始後約７０秒（図２の時刻ｔ３）で、それぞれ一定値
となる。このように、圧力制御バルブの開度を固定して
プラズマクリーニングを行うことにより、クリーニング
中のＣＶＤチャンバー圧力が、クリーニングの進行にと
もない変化する。
【００２２】図３は、シリコン酸化膜を１０００ｎｍ成
膜した後のプラズマクリーニングにおける反射電力の変
化およびＦラジカルの発光強度の変化を示す。また、図
４は、シリコン酸化膜を２０００ｎｍ成膜した後のプラ
ズマクリーニングにおける反射電力の変化およびＳｉＦ
ラジカルの発光強度の変化を示す。反射電力のモニター
は、固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置に
おいては標準的に具備されている機能であることから、
これを用いた。Ｆラジカルの発光強度の時間変化は、Ｃ
ＶＤチャンバーに設けた発光観測窓からモニターした。
プラズマクリーニング開始後、Ｆラジカルの発光強度の
増加が止まり一定値に安定した時点がクリーニングの終
点である。
膜した後のプラズマクリーニングにおける反射電力の変
化およびＦラジカルの発光強度の変化を示す。また、図
４は、シリコン酸化膜を２０００ｎｍ成膜した後のプラ
ズマクリーニングにおける反射電力の変化およびＳｉＦ
ラジカルの発光強度の変化を示す。反射電力のモニター
は、固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置に
おいては標準的に具備されている機能であることから、
これを用いた。Ｆラジカルの発光強度の時間変化は、Ｃ
ＶＤチャンバーに設けた発光観測窓からモニターした。
プラズマクリーニング開始後、Ｆラジカルの発光強度の
増加が止まり一定値に安定した時点がクリーニングの終
点である。
【００２３】図３および図４に示すように、反射電力
は、プラズマクリーニング開始時（図３および図４の時
刻ｔ１）にごく短時間増加した後最小値をとり、その後
は時間の経過とともに増加する。さらにその後、反射電
力は、シリコン酸化膜１０００ｎｍ堆積後のクリーニン
グにおいてはクリーニング開始後約４０秒（図３の時刻
ｔ２）、シリコン酸化膜２０００ｎｍ堆積後のクリーニ
ングにおいてはクリーニング開始後約７０秒（図４の時
刻ｔ３）で、それぞれ一定値となる。
は、プラズマクリーニング開始時（図３および図４の時
刻ｔ１）にごく短時間増加した後最小値をとり、その後
は時間の経過とともに増加する。さらにその後、反射電
力は、シリコン酸化膜１０００ｎｍ堆積後のクリーニン
グにおいてはクリーニング開始後約４０秒（図３の時刻
ｔ２）、シリコン酸化膜２０００ｎｍ堆積後のクリーニ
ングにおいてはクリーニング開始後約７０秒（図４の時
刻ｔ３）で、それぞれ一定値となる。
【００２４】Ｆラジカルの発光強度は、プラズマクリー
ニング開始後、時間の経過とともに増加する。その後、
Ｆラジカルの発光強度は、シリコン酸化膜１０００ｎｍ
堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開始後約
３５秒（図３の時刻Ｔ２）、シリコン酸化膜２０００ｎ
ｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開始後
約６０秒（図４の時刻Ｔ３）で、それぞれ一定値とな
る。
ニング開始後、時間の経過とともに増加する。その後、
Ｆラジカルの発光強度は、シリコン酸化膜１０００ｎｍ
堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開始後約
３５秒（図３の時刻Ｔ２）、シリコン酸化膜２０００ｎ
ｍ堆積後のクリーニングにおいてはクリーニング開始後
約６０秒（図４の時刻Ｔ３）で、それぞれ一定値とな
る。
【００２５】したがって、シリコン酸化膜１０００ｎｍ
堆積後のクリーニングにおいて、クリーニング中の反射
電力の増加が停止するまでの時間（約４０秒）は、Ｆラ
ジカルの発光強度の増加が停止するまでの時間（約３５
秒）の約１３％増しとなっている。また、シリコン酸化
膜２０００ｎｍ堆積後のクリーニングにおいて、クリー
ニング中の反射電力の増加が停止するまでの時間（約７
０秒）は、Ｆラジカルの発光強度の増加が停止するまで
の時間（約６０秒）の約１７％増しとなっている。この
ように本実施の形態においては、反射電力の変化からプ
ラズマクリーニングの終点が検出できていることを、従
来より用いている発光種の発光強度により検証した。
堆積後のクリーニングにおいて、クリーニング中の反射
電力の増加が停止するまでの時間（約４０秒）は、Ｆラ
ジカルの発光強度の増加が停止するまでの時間（約３５
秒）の約１３％増しとなっている。また、シリコン酸化
膜２０００ｎｍ堆積後のクリーニングにおいて、クリー
ニング中の反射電力の増加が停止するまでの時間（約７
０秒）は、Ｆラジカルの発光強度の増加が停止するまで
の時間（約６０秒）の約１７％増しとなっている。この
ように本実施の形態においては、反射電力の変化からプ
ラズマクリーニングの終点が検出できていることを、従
来より用いている発光種の発光強度により検証した。
【００２６】したがって、高周波電力の供給停止、すな
わりクリーニングの停止を、クリーニング中の反射電力
の増加が停止するまでの時間に設定すれば、これはＦラ
ジカルの発光強度の増加が停止するまでの時間の約１３
〜１７％増し、平均で約１５％増の時間となる。このよ
うにすれば、チャンバー内を良好な状態に維持でき、ス
ループット、稼働率を高く保ちながら、半導体基板への
パーティクル付着を低く抑えることが可能となる。以上
の結果から、固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶ
Ｄ装置のプラズマクリーニングにおいて、圧力制御バル
ブの開度を固定したうえで反射電力の変化をモニターす
ることにより、プラズマクリーニングの終点を正確に検
出することが可能である。そして、このようにクリーニ
ングの終点を検出することにより、適切なタイミングで
クリーニングに用いられるガスの供給停止ならびに高周
波電力の供給を停止することができる。
わりクリーニングの停止を、クリーニング中の反射電力
の増加が停止するまでの時間に設定すれば、これはＦラ
ジカルの発光強度の増加が停止するまでの時間の約１３
〜１７％増し、平均で約１５％増の時間となる。このよ
うにすれば、チャンバー内を良好な状態に維持でき、ス
ループット、稼働率を高く保ちながら、半導体基板への
パーティクル付着を低く抑えることが可能となる。以上
の結果から、固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶ
Ｄ装置のプラズマクリーニングにおいて、圧力制御バル
ブの開度を固定したうえで反射電力の変化をモニターす
ることにより、プラズマクリーニングの終点を正確に検
出することが可能である。そして、このようにクリーニ
ングの終点を検出することにより、適切なタイミングで
クリーニングに用いられるガスの供給停止ならびに高周
波電力の供給を停止することができる。
【００２７】また、上記に説明したとおりであるが、こ
の実施の形態によれば、ＣＶＤチャンバークリーニング
の終点を検出し、適切なタイミングでクリーニング処理
の終結処理を自動的に行うことができるプラズマＣＶＤ
装置が得られる。すなわち、この実施の形態によれば、
固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置におい
て、ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの開度を固定しプ
ラズマを用いて行うチャンバー内壁付着物のクリーニン
グ中に、高周波電力の反射電力の変化をモニターしてク
リーニングの終点を検出する手段を備えている。また、
マイコンなどにより、前記終点の検出時間から、設定さ
れた算定方法により算出された時間後に、クリーニング
に用いられるガス及び高周波の停止を含むクリーニング
処理の終結処理を自動的に行う手段を備えることができ
る。
の実施の形態によれば、ＣＶＤチャンバークリーニング
の終点を検出し、適切なタイミングでクリーニング処理
の終結処理を自動的に行うことができるプラズマＣＶＤ
装置が得られる。すなわち、この実施の形態によれば、
固定高周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置におい
て、ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの開度を固定しプ
ラズマを用いて行うチャンバー内壁付着物のクリーニン
グ中に、高周波電力の反射電力の変化をモニターしてク
リーニングの終点を検出する手段を備えている。また、
マイコンなどにより、前記終点の検出時間から、設定さ
れた算定方法により算出された時間後に、クリーニング
に用いられるガス及び高周波の停止を含むクリーニング
処理の終結処理を自動的に行う手段を備えることができ
る。
【００２８】なお、本発明は、上述のような実施の形態
に限定されるものではない。すなわち、本発明において
は、上述の被処理物の例に限られるものではなく、例え
ば、シリコン窒化膜やフッ化炭素膜などの各種薄膜を成
膜した後のプラズマクリーニングへの適用が可能であ
る。また、本発明は、上述のクリーニング時供給ガス例
に限られるものではなく、ＮＦ３単独やＣ３Ｆ８とＯ２
の混合系などの各種エッチングガスを用いたプラズマク
リーニングへの適用が可能である。
に限定されるものではない。すなわち、本発明において
は、上述の被処理物の例に限られるものではなく、例え
ば、シリコン窒化膜やフッ化炭素膜などの各種薄膜を成
膜した後のプラズマクリーニングへの適用が可能であ
る。また、本発明は、上述のクリーニング時供給ガス例
に限られるものではなく、ＮＦ３単独やＣ３Ｆ８とＯ２
の混合系などの各種エッチングガスを用いたプラズマク
リーニングへの適用が可能である。
【００２９】
【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、固定高
周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置においてプラ
ズマクリーニングを行う際、反射電力の変化をモニター
することにより、プラズマクリーニングの終点を、装置
の複雑化、高コスト化をもたらすことなく、正確に検出
することができる。
周波整合回路を有するプラズマＣＶＤ装置においてプラ
ズマクリーニングを行う際、反射電力の変化をモニター
することにより、プラズマクリーニングの終点を、装置
の複雑化、高コスト化をもたらすことなく、正確に検出
することができる。
【図１】 本発明によるプラズマクリーニング方法を適
用するプラズマＣＶＤ装置の一例である平行平板型プラ
ズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
用するプラズマＣＶＤ装置の一例である平行平板型プラ
ズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図２】 プラズマクリーニング時間とＣＶＤチャンバ
ー圧力との関係を示すグラフである。
ー圧力との関係を示すグラフである。
【図３】 シリコン酸化膜１０００ｎｍ堆積後のプラズ
マクリーニング時間と反射電力およびＦラジカル発光強
度との関係を示すグラフである。
マクリーニング時間と反射電力およびＦラジカル発光強
度との関係を示すグラフである。
【図４】 シリコン酸化膜２０００ｎｍ堆積後のプラズ
マクリーニング時間と反射電力およびＦラジカル発光強
度との関係を示すグラフである。
マクリーニング時間と反射電力およびＦラジカル発光強
度との関係を示すグラフである。
【図５】 プラズマCVDチヤンバーと高周波電力制御シ
ステムの一例を示すブロック図である。
ステムの一例を示すブロック図である。
１ ＣＶＤチャンバー、 ２ 基板、 ３ サセプタ、
４ 加熱手段、 ５高周波電極、 ６ 高周波発振
器、 ７ 高周波整合器、 ８ ガス供給系、９ 排気
系、 １０ スロットルバルブ（圧力制御バルブ）、
１１ 圧力計。
４ 加熱手段、 ５高周波電極、 ６ 高周波発振
器、 ７ 高周波整合器、 ８ ガス供給系、９ 排気
系、 １０ スロットルバルブ（圧力制御バルブ）、
１１ 圧力計。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 BA44 DA06 FA03 KA39 KA49 5F004 AA15 BA04 BB11 BB18 BB26 BB28 CB07 DA02 DA03 DA17 DA26 DB03 5F045 AA08 BB08 BB15 DP03 DQ10 EB06 EH13
Claims (3)
- 【請求項１】 固定高周波整合回路を有するプラズマＣ
ＶＤ装置において、ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの
開度を固定して、チャンバー内壁の付着物をプラズマを
用いてクリーニング行ない、高周波電力の反射電力の変
化をモニターすることにより、クリーニングの終点を検
出することを特徴とするプラズマＣＶＤ装置のチャンバ
ークリーニング方法。 - 【請求項２】 前記クリーニングの終点を検出して、高
周波電力の供給を停止することを特徴とする請求項１に
記載のプラズマＣＶＤ装置のチャンバークリーニング方
法。 - 【請求項３】 固定高周波整合回路を有するプラズマＣ
ＶＤ装置において、ＣＶＤチャンバー圧力制御バルブの
開度を固定しプラズマを用いて行うチャンバー内壁付着
物のクリーニング中に、高周波電力の反射電力の変化を
モニターしてクリーニングの終点を検出する手段と、前
記終点の検出時間から、設定された算定方法により算出
された時間後にクリーニングに用いられるガス及び高周
波の停止を含むクリーニング処理の終結処理を自動的に
行う手段を有することを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11348928A JP3084024B1 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | プラズマｃｖｄ装置のチャンバークリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置 |
| KR1020000054773A KR100773659B1 (ko) | 1999-12-08 | 2000-09-19 | 플라즈마 ｃｖｄ 장치의 챔버 클리닝 방법 및 플라즈마ｃｖｄ 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11348928A JP3084024B1 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | プラズマｃｖｄ装置のチャンバークリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3084024B1 JP3084024B1 (ja) | 2000-09-04 |
| JP2001164368A true JP2001164368A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18400336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11348928A Expired - Fee Related JP3084024B1 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | プラズマｃｖｄ装置のチャンバークリーニング方法およびプラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084024B1 (ja) |
| KR (1) | KR100773659B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030078550A (ko) * | 2002-03-30 | 2003-10-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반응기의 세정 방법 |
| WO2004020695A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Tokyo Electron Limited | 基板処理装置、基板処理装置のクリーニングの終点検出方法、及び基板処理の終点検出方法 |
| WO2018193584A1 (ja) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | Ｃｖｄ装置およびそのクリーニング方法 |
| JP2020035949A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | エイブリック株式会社 | 半導体プラズマ処理装置のクリーニング終点検出方法およびチャンバクリーニング方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003014413A1 (fr) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de traitement et procede de nettoyage associe |
| KR101007289B1 (ko) | 2008-08-21 | 2011-01-13 | 이종열 | 저 전력 플라즈마를 이용한 샘플클리닝 및 오염제거장치 |
| JP7479207B2 (ja) * | 2020-06-09 | 2024-05-08 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及び基板処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159834A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Hitachi Ltd | エツチング終点検出方法 |
| JPH0630351B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1994-04-20 | 株式会社東芝 | 半導体製造装置のクリ−ニング終点判定方法 |
| JPH0642457A (ja) * | 1992-07-23 | 1994-02-15 | Myotoku Kk | 圧力流体回転装置による圧力流体発生装置 |
-
1999
- 1999-12-08 JP JP11348928A patent/JP3084024B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-19 KR KR1020000054773A patent/KR100773659B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030078550A (ko) * | 2002-03-30 | 2003-10-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반응기의 세정 방법 |
| WO2004020695A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Tokyo Electron Limited | 基板処理装置、基板処理装置のクリーニングの終点検出方法、及び基板処理の終点検出方法 |
| US8075698B2 (en) | 2002-08-30 | 2011-12-13 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing unit, method of detecting end point of cleaning of substrate processing unit, and method of detecting end point of substrate processing |
| WO2018193584A1 (ja) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | 堺ディスプレイプロダクト株式会社 | Ｃｖｄ装置およびそのクリーニング方法 |
| JP2020035949A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | エイブリック株式会社 | 半導体プラズマ処理装置のクリーニング終点検出方法およびチャンバクリーニング方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100773659B1 (ko) | 2007-11-05 |
| KR20010067192A (ko) | 2001-07-12 |
| JP3084024B1 (ja) | 2000-09-04 |
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