JP2002334870A - 高密度プラズマｃｖｄ装置のリモートプラズマクリーニング方法 - Google Patents
高密度プラズマｃｖｄ装置のリモートプラズマクリーニング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高密度プラズマＣＶＤ装置において、プロセス
チャンバー内の天井中心部に付着する二酸化シリコン等
の反応生成物を効率よくクリーニングする。 【解決手段】半導体ウエハ１に成膜を行うプロセスチャ
ンバー２内のリモートプラズマクリーニングガス導入口
５の下点に整流板１３を取り付け、水平に導入されたリ
モートプラズマクリーニングガスをこの整流板１３に当
ててプロセスチャンバー２の天井部に向けて迂回させ、
プロセスチャンバー２内での滞留時間を長くすることに
よって、成膜の際にプロセスチャンバー２の天井中心部
に多く生成する二酸化シリコン膜１２等の反応生成物と
リモートプロセスクリーニングガスとの反応を促進させ
た後、気化した反応生成物を排気口６から除去するクリ
ーニング方法である。
チャンバー内の天井中心部に付着する二酸化シリコン等
の反応生成物を効率よくクリーニングする。 【解決手段】半導体ウエハ１に成膜を行うプロセスチャ
ンバー２内のリモートプラズマクリーニングガス導入口
５の下点に整流板１３を取り付け、水平に導入されたリ
モートプラズマクリーニングガスをこの整流板１３に当
ててプロセスチャンバー２の天井部に向けて迂回させ、
プロセスチャンバー２内での滞留時間を長くすることに
よって、成膜の際にプロセスチャンバー２の天井中心部
に多く生成する二酸化シリコン膜１２等の反応生成物と
リモートプロセスクリーニングガスとの反応を促進させ
た後、気化した反応生成物を排気口６から除去するクリ
ーニング方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体ウエハ上
に薄膜を形成する高密度プラズマＣＶＤ装置のクリーニ
ング方法に関するもので、特に、成膜プロセス中にプロ
セスチャンバーの内壁に生成した反応生成物を除去する
ために、プロセスチャンバー以外のリモート（遠隔）プ
ラズマチャンバーで生成された活性種をプロセスチャン
バー内に導入することによって、プロセスチャンバー内
のクリーニングを行う高密度プラズマＣＶＤ装置のリモ
ートプラズマクリーニング方法に関する。
に薄膜を形成する高密度プラズマＣＶＤ装置のクリーニ
ング方法に関するもので、特に、成膜プロセス中にプロ
セスチャンバーの内壁に生成した反応生成物を除去する
ために、プロセスチャンバー以外のリモート（遠隔）プ
ラズマチャンバーで生成された活性種をプロセスチャン
バー内に導入することによって、プロセスチャンバー内
のクリーニングを行う高密度プラズマＣＶＤ装置のリモ
ートプラズマクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程では、高密
度プラズマによるＣＶＤ装置を用いて半導体ウエハ上に
シリコン酸化膜などの絶縁体薄膜の成膜が行われてい
る。この成膜は、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャン
バー内に供給される各種のプロセスガスが高密度プラズ
マによって活性化され、半導体ウエハ上に薄膜形成され
ることによって行われる。しかし、この薄膜形成反応
は、半導体ウエハ上のみならず同時にプロセスチャンバ
ーの内壁でも発生し、反応生成物となって内壁面に付着
する。これらの付着物は、半導体ウエハの成膜プロセス
を繰り返すうちに次第に積層されて行き、やがて、剥離
して巨大なゴミとなって半導体ウエハ上に落下し、次工
程の製造プロセスに悪影響を与えている。
度プラズマによるＣＶＤ装置を用いて半導体ウエハ上に
シリコン酸化膜などの絶縁体薄膜の成膜が行われてい
る。この成膜は、プラズマＣＶＤ装置のプロセスチャン
バー内に供給される各種のプロセスガスが高密度プラズ
マによって活性化され、半導体ウエハ上に薄膜形成され
ることによって行われる。しかし、この薄膜形成反応
は、半導体ウエハ上のみならず同時にプロセスチャンバ
ーの内壁でも発生し、反応生成物となって内壁面に付着
する。これらの付着物は、半導体ウエハの成膜プロセス
を繰り返すうちに次第に積層されて行き、やがて、剥離
して巨大なゴミとなって半導体ウエハ上に落下し、次工
程の製造プロセスに悪影響を与えている。
【０００３】このプロセスチャンバー内壁に付着した反
応生成物を除去する方法として、プロセスチャンバー内
を成膜可能な状態にしたまま、次の半導体ウエハが供給
されるまでの間にクリーニングガスを供給し、反応生成
物を気化して排出する方法がある。例えば、反応生成物
がシリコン酸化物の場合には、クリーニングガスとして
ＮＦ3を使用し、プラズマによって発生するＦ（フッ
素）ラジカルがシリコン酸化物を気化して除去する方法
である。
応生成物を除去する方法として、プロセスチャンバー内
を成膜可能な状態にしたまま、次の半導体ウエハが供給
されるまでの間にクリーニングガスを供給し、反応生成
物を気化して排出する方法がある。例えば、反応生成物
がシリコン酸化物の場合には、クリーニングガスとして
ＮＦ3を使用し、プラズマによって発生するＦ（フッ
素）ラジカルがシリコン酸化物を気化して除去する方法
である。
【０００４】このクリーニング方法は、高出力を必要と
するため電極等の部品が損傷を受けることがあり、部品
交換を定期的に行わなければならないという問題があ
る。この問題を解決するために、リモートプラズマクリ
ーニング方法が開発されている。この方法は、特開平１
０−１４９９８９号公報に示されているように、クリー
ニングガスとしてＮＦ3を使用し、このクリーニングガ
スをプラズマにより活性化するためのチャンバーをプロ
セスチャンバーから離れた場所に設け、このリモートチ
ャンバーで発生したＦラジカルを圧力調整弁を介してプ
ロセスチャンバーに導入し、反応生成物の除去を行う方
法である。
するため電極等の部品が損傷を受けることがあり、部品
交換を定期的に行わなければならないという問題があ
る。この問題を解決するために、リモートプラズマクリ
ーニング方法が開発されている。この方法は、特開平１
０−１４９９８９号公報に示されているように、クリー
ニングガスとしてＮＦ3を使用し、このクリーニングガ
スをプラズマにより活性化するためのチャンバーをプロ
セスチャンバーから離れた場所に設け、このリモートチ
ャンバーで発生したＦラジカルを圧力調整弁を介してプ
ロセスチャンバーに導入し、反応生成物の除去を行う方
法である。
【０００５】特に、高密度プラズマを用いて成膜を行う
プロセスチャンバーのクリーニングには、このリモート
プラズマクリーニング方法が適している。しかし、従来
のプロセスチャンバーの構造では、このリモートプラズ
マクリーニング方法を適用してもプロセスチャンバー内
壁に付着した反応生成物を十分に除去できないことが判
明してきた。その理由を以下に説明する。
プロセスチャンバーのクリーニングには、このリモート
プラズマクリーニング方法が適している。しかし、従来
のプロセスチャンバーの構造では、このリモートプラズ
マクリーニング方法を適用してもプロセスチャンバー内
壁に付着した反応生成物を十分に除去できないことが判
明してきた。その理由を以下に説明する。
【０００６】図３は、従来の高密度プラズマＣＶＤ装置
におけるプロセスチャンバーの構造例を示す概略断面図
である。図３に示すように、プロセスチャンバー２の内
部には、半導体ウエハ１を静電チャックするためのステ
ージ４と、プロセスチャンバー２の天井部に設けられプ
ロセスガスを導入するためのトップノズル３と、プロセ
スチャンバー２の側壁の対向位置に設けた２個所のリモ
ートプラズマクリーニングガス導入口５と、このガス導
入口５よりも低い位置に設けられリモートプラズマクリ
ーニングガスによって気化した反応生成物を排出する排
気口６とを備えている。
におけるプロセスチャンバーの構造例を示す概略断面図
である。図３に示すように、プロセスチャンバー２の内
部には、半導体ウエハ１を静電チャックするためのステ
ージ４と、プロセスチャンバー２の天井部に設けられプ
ロセスガスを導入するためのトップノズル３と、プロセ
スチャンバー２の側壁の対向位置に設けた２個所のリモ
ートプラズマクリーニングガス導入口５と、このガス導
入口５よりも低い位置に設けられリモートプラズマクリ
ーニングガスによって気化した反応生成物を排出する排
気口６とを備えている。
【０００７】さらに、プロセスチャンバー２の天上部外
側には渦巻き形状の上部電極８が設けられ、ステージ４
を兼ねた下部電極９との間に磁界を発生させるようにな
っている。また、プロセスチャンバー２の外側壁を囲む
ように高周波コイル７が設けられ、トップノズル３から
供給されるプロセスガスをプラズマ化し成膜を行うよう
になっている。
側には渦巻き形状の上部電極８が設けられ、ステージ４
を兼ねた下部電極９との間に磁界を発生させるようにな
っている。また、プロセスチャンバー２の外側壁を囲む
ように高周波コイル７が設けられ、トップノズル３から
供給されるプロセスガスをプラズマ化し成膜を行うよう
になっている。
【０００８】また、図４は、上記した従来構造のプロセ
スチャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを
導入した時のガス流れを示す図で、クリーニングガス流
れを矢印で示している。ここでは、二酸化シリコン膜を
半導体ウエハに成膜する場合を例にとって説明する。ま
ず、リモートプラズマチャンバー１０においてクリーニ
ングガスであるＮＦ3を活性化し、生成されたＦラジカ
ルを含むリモートプラズマクリーニングガスを、圧力調
整弁（図示せず）や配管１１を介してプロセスチャンバ
ー２に導入する。配管１１はプロセスチャンバー２の手
前で２本に分岐され、クリーニングガスはそれぞれプロ
セスチャンバー２の対向位置に設けられた２個所のリモ
ートプラズマクリーニングガス導入口５からプロセスチ
ャンバー２に導入される。
スチャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを
導入した時のガス流れを示す図で、クリーニングガス流
れを矢印で示している。ここでは、二酸化シリコン膜を
半導体ウエハに成膜する場合を例にとって説明する。ま
ず、リモートプラズマチャンバー１０においてクリーニ
ングガスであるＮＦ3を活性化し、生成されたＦラジカ
ルを含むリモートプラズマクリーニングガスを、圧力調
整弁（図示せず）や配管１１を介してプロセスチャンバ
ー２に導入する。配管１１はプロセスチャンバー２の手
前で２本に分岐され、クリーニングガスはそれぞれプロ
セスチャンバー２の対向位置に設けられた２個所のリモ
ートプラズマクリーニングガス導入口５からプロセスチ
ャンバー２に導入される。
【０００９】この導入されたクリーニングガス中のＦラ
ジカルによって、プロセスチャンバー２の内壁に付着し
た反応生成物、この場合は二酸化シリコン膜がクリーニ
ングされ、気化して排気口６から排出されて行く。しか
し、このクリーニング方法を用いても、依然として二酸
化シリコン膜からなる巨大ゴミが除去されずに残存する
という問題は解消されず、発明者等の調査により巨大ゴ
ミの発生個所を特定したところ、プロセスチャンバー天
井の中心部に付着する二酸化シリコン膜がクリーニング
不十分のまま順次積層されて残存し、これが剥離して巨
大ゴミとなって半導体ウエハ上に落下するということが
判明した。特に、図３に示すように、プロセスチャンバ
ー２の天井部は、プロセスガス用のトップノズル３が存
在することもあり、天井部の中心から天井部半径の約１
／４以内の範囲に二酸化シリコン膜１２が多く付着して
いることが確認されている。
ジカルによって、プロセスチャンバー２の内壁に付着し
た反応生成物、この場合は二酸化シリコン膜がクリーニ
ングされ、気化して排気口６から排出されて行く。しか
し、このクリーニング方法を用いても、依然として二酸
化シリコン膜からなる巨大ゴミが除去されずに残存する
という問題は解消されず、発明者等の調査により巨大ゴ
ミの発生個所を特定したところ、プロセスチャンバー天
井の中心部に付着する二酸化シリコン膜がクリーニング
不十分のまま順次積層されて残存し、これが剥離して巨
大ゴミとなって半導体ウエハ上に落下するということが
判明した。特に、図３に示すように、プロセスチャンバ
ー２の天井部は、プロセスガス用のトップノズル３が存
在することもあり、天井部の中心から天井部半径の約１
／４以内の範囲に二酸化シリコン膜１２が多く付着して
いることが確認されている。
【００１０】この原因として、図４の流線矢印で示すよ
うに、Ｆラジカルを含むクリーニングガスの流れは、２
個所のリモートプラズマクリーニングガス導入口５から
導入された後、排気口６に向けてほとんど最短距離で流
れてしまい、プロセスチャンバー天井部のクリーニング
効率が極めて悪いことがその原因であることが分かっ
た。
うに、Ｆラジカルを含むクリーニングガスの流れは、２
個所のリモートプラズマクリーニングガス導入口５から
導入された後、排気口６に向けてほとんど最短距離で流
れてしまい、プロセスチャンバー天井部のクリーニング
効率が極めて悪いことがその原因であることが分かっ
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の高密度
プラズマＣＶＤ装置においては、リモートプラズマクリ
ーニング方法を用いることによって、プロセスチャンバ
ーに損傷を与えることなく反応生成物のクリーニングを
可能とし、特に、高密度プラズマによるＣＶＤ装置のク
リーニングに対しては優れた方法である。しかし、プロ
セスチャンバー内を流れるクリーニングガスの指向性が
悪いと、プロセスチャンバー内でクリーニングガスによ
る反応生成物の気化が十分に行われずに少しずつ残存
し、半導体ウエハの成膜プロセスを何枚か重ねているう
ちに、次第に積み重なって巨大な付着物が生成されてし
まうことになる。
プラズマＣＶＤ装置においては、リモートプラズマクリ
ーニング方法を用いることによって、プロセスチャンバ
ーに損傷を与えることなく反応生成物のクリーニングを
可能とし、特に、高密度プラズマによるＣＶＤ装置のク
リーニングに対しては優れた方法である。しかし、プロ
セスチャンバー内を流れるクリーニングガスの指向性が
悪いと、プロセスチャンバー内でクリーニングガスによ
る反応生成物の気化が十分に行われずに少しずつ残存
し、半導体ウエハの成膜プロセスを何枚か重ねているう
ちに、次第に積み重なって巨大な付着物が生成されてし
まうことになる。
【００１２】本発明は、高密度プラズマＣＶＤ装置にお
いて、プロセスチャンバー内の天井部のクリーニング効
率が悪いという問題を解決するためになされたもので、
導入口からのリモートプラズマクリーニングガスをプロ
セスチャンバー天井の中心部に向けて導くことによっ
て、天井中心部に付着する二酸化シリコン等の反応生成
物を効率よく除去することのできるクリーニング方法を
提供する。
いて、プロセスチャンバー内の天井部のクリーニング効
率が悪いという問題を解決するためになされたもので、
導入口からのリモートプラズマクリーニングガスをプロ
セスチャンバー天井の中心部に向けて導くことによっ
て、天井中心部に付着する二酸化シリコン等の反応生成
物を効率よく除去することのできるクリーニング方法を
提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、プロセスチャ
ンバー内にプロセスガスを流し、高密度プラズマを発生
させて半導体ウエハの成膜を行い、成膜後、プロセスチ
ャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを導入
し、プロセスチャンバー内壁に付着した反応生成物をク
リーニングして排気除去する高密度プラズマＣＶＤ装置
のリモートプラズマクリーニング方法において、リモー
トプラズマクリーニングガス導入口から導入されたリモ
ートプラズマクリーニングガスをプロセスチャンバー天
井部に向けて迂回させ、プロセスチャンバー天井部に多
く付着する反応生成物とリモートプロセスクリーニング
ガスとの反応を促進させた後、気化した反応生成物を排
気口から除去するマクリーニング方法である。
ンバー内にプロセスガスを流し、高密度プラズマを発生
させて半導体ウエハの成膜を行い、成膜後、プロセスチ
ャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを導入
し、プロセスチャンバー内壁に付着した反応生成物をク
リーニングして排気除去する高密度プラズマＣＶＤ装置
のリモートプラズマクリーニング方法において、リモー
トプラズマクリーニングガス導入口から導入されたリモ
ートプラズマクリーニングガスをプロセスチャンバー天
井部に向けて迂回させ、プロセスチャンバー天井部に多
く付着する反応生成物とリモートプロセスクリーニング
ガスとの反応を促進させた後、気化した反応生成物を排
気口から除去するマクリーニング方法である。
【００１４】また、本発明は、リモートプラズマクリー
ニングガス導入口の下点に整流板を設け、プロセスチャ
ンバー内に水平に導入されたリモートプラズマクリーニ
ングガスをこの整流板に当て、プロセスチャンバー天井
部の中心方向に向きを変えて流すクリーニング方法であ
る。
ニングガス導入口の下点に整流板を設け、プロセスチャ
ンバー内に水平に導入されたリモートプラズマクリーニ
ングガスをこの整流板に当て、プロセスチャンバー天井
部の中心方向に向きを変えて流すクリーニング方法であ
る。
【００１５】また、本発明は、前記整流板を備えたリモ
ートプラズマクリーニングガス導入口とクリーニングさ
れた反応生成物を排気する排気口とをそれぞれチャンバ
ー径の対向する位置に設け、リモートプラズマクリーニ
ングガスを天井部に迂回させることによって導入口から
排気口に至るリモートプラズマクリーニングガスの流路
を長くして反応生成物との反応を促進させるクリーニン
グ方法である。
ートプラズマクリーニングガス導入口とクリーニングさ
れた反応生成物を排気する排気口とをそれぞれチャンバ
ー径の対向する位置に設け、リモートプラズマクリーニ
ングガスを天井部に迂回させることによって導入口から
排気口に至るリモートプラズマクリーニングガスの流路
を長くして反応生成物との反応を促進させるクリーニン
グ方法である。
【００１６】また、前記整流板は、その取り付け角度を
可変させ、導入されたリモートプラズマクリーニングガ
スがプロセスチャンバー天井部に当たる範囲を調整する
ことを可能とし、また、前記整流板は、リモートプラズ
マクリーニングガス導入口の下点に設けられた回転軸に
取り付けられて角度を可変することができ、また、前記
整流板は、その先端部の高さが、半導体ウエハを固定す
るステージの高さ以下となるように取り付けてリモート
プラズマクリーニングガスを流すようにし、また、前記
整流板は、その延長線が、プロセスチャンバーの半径を
ｒとしてプロセスチャンバー天井部中心から（１／４）
ｒ〜（３／４）ｒの範囲に達するように取り付けてリモ
ートプラズマクリーニングガスを流すようにしている。
可変させ、導入されたリモートプラズマクリーニングガ
スがプロセスチャンバー天井部に当たる範囲を調整する
ことを可能とし、また、前記整流板は、リモートプラズ
マクリーニングガス導入口の下点に設けられた回転軸に
取り付けられて角度を可変することができ、また、前記
整流板は、その先端部の高さが、半導体ウエハを固定す
るステージの高さ以下となるように取り付けてリモート
プラズマクリーニングガスを流すようにし、また、前記
整流板は、その延長線が、プロセスチャンバーの半径を
ｒとしてプロセスチャンバー天井部中心から（１／４）
ｒ〜（３／４）ｒの範囲に達するように取り付けてリモ
ートプラズマクリーニングガスを流すようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明のリモー
トプラズマクリーニング方法に使用する高密度プラズマ
ＣＶＤ装置のプロセスチャンバーの一実施の形態を示す
概略断面図である。なお、従来例と同じ部品は、同じ符
号を用いて説明する。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明のリモー
トプラズマクリーニング方法に使用する高密度プラズマ
ＣＶＤ装置のプロセスチャンバーの一実施の形態を示す
概略断面図である。なお、従来例と同じ部品は、同じ符
号を用いて説明する。
【００１８】図１に示すように、プロセスチャンバー２
の内部には、半導体ウエハ１を静電チャックするための
ステージ４と、プロセスチャンバー２の天井部に設けら
れプロセスガスを導入するためのトップノズル３と、プ
ロセスチャンバー２の側壁の１個所に設けられたリモー
トプラズマクリーニングガス導入口５と、このリモート
プラズマクリーニングガス導入口５とほぼ対向する位置
でかつこの導入口５より低い位置に設けられた排気口６
とを備え、排気口６からリモートプラズマクリーニング
ガスによって気化した反応生成物を排出するようになっ
ている。一方、プロセスチャンバー２の上部外側には渦
巻き形状の上部電極８が設けられ、ステージ４を兼ねた
下部電極９との間に磁界を発生させるようになってい
る。また、プロセスチャンバー２の側壁を囲むように高
周波コイル７が設けられ、トップノズル３から供給され
るプロセスガスをプラズマ化し半導体ウエハ１上に成膜
を行うようになっている。
の内部には、半導体ウエハ１を静電チャックするための
ステージ４と、プロセスチャンバー２の天井部に設けら
れプロセスガスを導入するためのトップノズル３と、プ
ロセスチャンバー２の側壁の１個所に設けられたリモー
トプラズマクリーニングガス導入口５と、このリモート
プラズマクリーニングガス導入口５とほぼ対向する位置
でかつこの導入口５より低い位置に設けられた排気口６
とを備え、排気口６からリモートプラズマクリーニング
ガスによって気化した反応生成物を排出するようになっ
ている。一方、プロセスチャンバー２の上部外側には渦
巻き形状の上部電極８が設けられ、ステージ４を兼ねた
下部電極９との間に磁界を発生させるようになってい
る。また、プロセスチャンバー２の側壁を囲むように高
周波コイル７が設けられ、トップノズル３から供給され
るプロセスガスをプラズマ化し半導体ウエハ１上に成膜
を行うようになっている。
【００１９】さらに、本発明に用いるプロセスチャンバ
ーには、プロセスチャンバー２に導入されるリモートプ
ラズマクリーニングガスの指向性を向上させるために、
リモートプラズマクリーニングガス導入口５に整流板１
３が設けられている。整流板１３は、リモートプラズマ
クリーニングガス導入口５の下点に取り付けられ、この
取り付け位置に設けられた回転軸を支点として取り付け
角度θは可変できるようになっている。
ーには、プロセスチャンバー２に導入されるリモートプ
ラズマクリーニングガスの指向性を向上させるために、
リモートプラズマクリーニングガス導入口５に整流板１
３が設けられている。整流板１３は、リモートプラズマ
クリーニングガス導入口５の下点に取り付けられ、この
取り付け位置に設けられた回転軸を支点として取り付け
角度θは可変できるようになっている。
【００２０】また、プロセスチャンバー２の天井部に生
成する二酸化シリコン膜１２は、天井部半径をｒとすれ
ば、天井部中心から約（３／４）ｒ以内の範囲に生成さ
れ、特に（１／４）ｒ以内の範囲に多くが生成されるこ
とが判明している。そこで、リモートプラズマクリーニ
ングガス導入口５から水平に導入されるリモートプラズ
マクリーニングガスを整流板１３に当て、ガス流の向き
を変えてプロセスチャンバー２の天井部中心から（１／
４）ｒ〜（３／４）ｒの範囲内に導き、リモートプラズ
マクリーニングガスのプロセスチャンバー２内の経路を
長くすることによって、クリーニングガスと反応生成物
との反応時間を長くとれるようにしている。また、整流
板１３の取り付け角度θは、整流板１３の延長線がプロ
セスチャンバー２の天井部中心から（１／４）ｒ〜（３
／４）ｒの範囲内に存在する角度とすればよい。つま
り、整流板１３の取り付け角度θは、プロセスチャンバ
ー２の天井部内壁からリモートプラズマクリーニングガ
ス導入口５の下点までの距離をＬとすれば、次の式で求
められる。
成する二酸化シリコン膜１２は、天井部半径をｒとすれ
ば、天井部中心から約（３／４）ｒ以内の範囲に生成さ
れ、特に（１／４）ｒ以内の範囲に多くが生成されるこ
とが判明している。そこで、リモートプラズマクリーニ
ングガス導入口５から水平に導入されるリモートプラズ
マクリーニングガスを整流板１３に当て、ガス流の向き
を変えてプロセスチャンバー２の天井部中心から（１／
４）ｒ〜（３／４）ｒの範囲内に導き、リモートプラズ
マクリーニングガスのプロセスチャンバー２内の経路を
長くすることによって、クリーニングガスと反応生成物
との反応時間を長くとれるようにしている。また、整流
板１３の取り付け角度θは、整流板１３の延長線がプロ
セスチャンバー２の天井部中心から（１／４）ｒ〜（３
／４）ｒの範囲内に存在する角度とすればよい。つま
り、整流板１３の取り付け角度θは、プロセスチャンバ
ー２の天井部内壁からリモートプラズマクリーニングガ
ス導入口５の下点までの距離をＬとすれば、次の式で求
められる。
【００２１】θ＝tan-1（１／４）・（ｒ／Ｌ）〜tan-1
（３／４）・（ｒ／Ｌ） また、整流板１３の先端の位置は、半導体ウエハ１のプ
ロセスチャンバー２への搬入、搬出の邪魔にならないよ
うに、ステージ４上のウエハ載置位置と同じか、あるい
はやや低く設けるのがよい。また、整流板１３の材質は
加工し易いアルミニウムを使用する。
（３／４）・（ｒ／Ｌ） また、整流板１３の先端の位置は、半導体ウエハ１のプ
ロセスチャンバー２への搬入、搬出の邪魔にならないよ
うに、ステージ４上のウエハ載置位置と同じか、あるい
はやや低く設けるのがよい。また、整流板１３の材質は
加工し易いアルミニウムを使用する。
【００２２】次に、図２を用いて一実施の形態の動作に
ついて説明する。図２は、上記した本発明のプロセスチ
ャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを導入
した時のガス流れを示す図で、ガス流れを矢印で示して
いる。ここでは二酸化シリコン膜を半導体ウエハに成膜
する場合を例にとって説明する。まず、成膜の終了した
半導体ウエハをプロセスチャンバーから搬出し、次の半
導体ウエハが搬入されるまでのタイミングを利用し、リ
モートプラズマチャンバー１０でＮＦ3を活性化して得
られたＦラジカルを含むリモートプラズマクリーニング
ガスを、配管１１を介してプロセスチャンバー２に導入
する。Ｆラジカルを含むクリーニングガスは、プロセス
チャンバー２の１個所に設けられたリモートプラズマク
リーニングガス導入口５からプロセスチャンバー２に導
入される。
ついて説明する。図２は、上記した本発明のプロセスチ
ャンバー内にリモートプラズマクリーニングガスを導入
した時のガス流れを示す図で、ガス流れを矢印で示して
いる。ここでは二酸化シリコン膜を半導体ウエハに成膜
する場合を例にとって説明する。まず、成膜の終了した
半導体ウエハをプロセスチャンバーから搬出し、次の半
導体ウエハが搬入されるまでのタイミングを利用し、リ
モートプラズマチャンバー１０でＮＦ3を活性化して得
られたＦラジカルを含むリモートプラズマクリーニング
ガスを、配管１１を介してプロセスチャンバー２に導入
する。Ｆラジカルを含むクリーニングガスは、プロセス
チャンバー２の１個所に設けられたリモートプラズマク
リーニングガス導入口５からプロセスチャンバー２に導
入される。
【００２３】水平に導入されたリモートプラズマクリー
ニングガスは、整流板１３に当たってプロセスチャンバ
ー天井部に向けて方向を変え、天井部に当たった後はほ
ぼ天井部に沿って流れ、その後、排気口６に向かって流
れて行く。このように、リモートプラズマクリーニング
ガスが天井部を迂回して流れるようになったため、反応
生成物とリモートプラズマクリーニングガスとの接触時
間が長くなり、クリーニング時間を充分取ることができ
るので反応生成物の除去が促進される。このように、プ
ロセスチャンバー内に導入されたＦラジカルを含むクリ
ーニングガスによって、プロセスチャンバー２の天井部
に付着した反応生成物、この場合は二酸化シリコン膜が
効率よくクリーニングされ、気化して排気口６から排出
されて行く。
ニングガスは、整流板１３に当たってプロセスチャンバ
ー天井部に向けて方向を変え、天井部に当たった後はほ
ぼ天井部に沿って流れ、その後、排気口６に向かって流
れて行く。このように、リモートプラズマクリーニング
ガスが天井部を迂回して流れるようになったため、反応
生成物とリモートプラズマクリーニングガスとの接触時
間が長くなり、クリーニング時間を充分取ることができ
るので反応生成物の除去が促進される。このように、プ
ロセスチャンバー内に導入されたＦラジカルを含むクリ
ーニングガスによって、プロセスチャンバー２の天井部
に付着した反応生成物、この場合は二酸化シリコン膜が
効率よくクリーニングされ、気化して排気口６から排出
されて行く。
【００２４】
【発明の効果】従来のプロセスチャンバーでは、導入さ
れたほとんどのリモートプラズマクリーニングガスは、
導入口より下部にある排気口に向かって流れてしまい、
プロセスチャンバー内に滞留している時間はほとんどな
い状態であった。
れたほとんどのリモートプラズマクリーニングガスは、
導入口より下部にある排気口に向かって流れてしまい、
プロセスチャンバー内に滞留している時間はほとんどな
い状態であった。
【００２５】しかし、本発明によれば、リモートプラズ
マクリーニングガス導入口に整流板を設けたことによっ
て、プロセスチャンバーに導入されたリモートプラズマ
クリーニングガスはプロセスチャンバーの天井部中心方
向に向かって流れ、天井部中心付近に多く付着している
反応生成物に対しクリーニングする時間を長く取ること
ができるようになったため、天井部に付着した反応生成
物を十分に気化した状態で効率よく排気し除去すること
ができる。
マクリーニングガス導入口に整流板を設けたことによっ
て、プロセスチャンバーに導入されたリモートプラズマ
クリーニングガスはプロセスチャンバーの天井部中心方
向に向かって流れ、天井部中心付近に多く付着している
反応生成物に対しクリーニングする時間を長く取ること
ができるようになったため、天井部に付着した反応生成
物を十分に気化した状態で効率よく排気し除去すること
ができる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるプロセスチャン
バーの概略断面図である。
バーの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるプロセスチャン
バー内のリモートプラズマクリーニングガスの流れを示
す図である。
バー内のリモートプラズマクリーニングガスの流れを示
す図である。
【図３】従来のプロセスチャンバーの概略断面図であ
る。
る。
【図４】従来のプロセスチャンバー内のリモートプラズ
マクリーニングガスの流れを示す図である。
マクリーニングガスの流れを示す図である。
１ 半導体ウエハ ２ プロセスチャンバー ３ トップノズル ４ ステージ ５ リモートプラズマクリーニングガス導入口 ６ 排気口 ７ 高周波コイル ８ 上部電極 ９ 下部電極 １０ リモートプラズマチャンバー １１ 配管 １２ 二酸化シリコン膜 １３ 整流板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 DA06 FA01 JA02 LA15 5F004 AA15 BA20 BB28 BC03 BD04 DA17 DB03 5F045 AA08 AB32 BB15 DP03 EB02 EB06 EE13 EE20 EF02 EF08 EF13 EH02 EH11 EH18
Claims (7)
- 【請求項１】 プロセスチャンバー内にプロセスガスを
流し、高密度プラズマを発生させて半導体ウエハの成膜
を行い、成膜後、プロセスチャンバー内にリモートプラ
ズマクリーニングガスを導入し、プロセスチャンバー内
壁に付着した反応生成物をクリーニングして排気除去す
る高密度プラズマＣＶＤ装置のリモートプラズマクリー
ニング方法において、リモートプラズマクリーニングガ
ス導入口から導入されたリモートプラズマクリーニング
ガスをプロセスチャンバー天井部に向けて迂回させ、プ
ロセスチャンバー天井部に多く付着する反応生成物とリ
モートプロセスクリーニングガスとの反応を促進させた
後、気化した反応生成物を排気口から除去することを特
徴とする高密度プラズマＣＶＤ装置のリモートプラズマ
クリーニング方法。 - 【請求項２】 リモートプラズマクリーニングガス導入
口の下点に整流板を設け、プロセスチャンバー内に水平
に導入されたリモートプラズマクリーニングガスをこの
整流板に当て、プロセスチャンバー天井部の中心方向に
向きを変えて流すことを特徴とする請求項１記載の高密
度プラズマＣＶＤ装置のリモートプラズマクリーニング
方法。 - 【請求項３】 前記整流板を備えたリモートプラズマク
リーニングガス導入口とクリーニングされた反応生成物
を排気する排気口とをそれぞれチャンバー径の対向する
位置に設け、リモートプラズマクリーニングガスを天井
部に迂回させることによって導入口から排気口に至るリ
モートプラズマクリーニングガスの流路を長くして反応
生成物との反応を促進させることを特徴とする請求項１
または２記載の高密度プラズマＣＶＤ装置のリモートプ
ラズマクリーニング方法。 - 【請求項４】 前記整流板の取り付け角度を可変させ、
導入されたリモートプラズマクリーニングガスがプロセ
スチャンバー天井部に当たる範囲を調整することを特徴
とする請求項２記載の高密度プラズマＣＶＤ装置のリモ
ートプラズマクリーニング方法。 - 【請求項５】 前記整流板は、リモートプラズマクリー
ニングガス導入口の下点に設けられた回転軸に取り付け
られて角度を可変することを特徴とする請求項４記載の
高密度プラズマＣＶＤ装置のリモートプラズマクリーニ
ング方法。 - 【請求項６】 前記整流板の先端部の高さが、半導体ウ
エハを固定するステージの高さ以下となるように整流板
を取り付けてリモートプラズマクリーニングガスを流す
ことを特徴とする請求項２記載の高密度プラズマＣＶＤ
装置のリモートプラズマクリーニング方法。 - 【請求項７】 前記整流板の延長線が、プロセスチャン
バーの半径をｒとしてプロセスチャンバー天井部中心か
ら（１／４）ｒ〜（３／４）ｒの範囲に達するように整
流板を取り付けてリモートプラズマクリーニングガスを
流すことを特徴とする請求項２記載の高密度プラズマＣ
ＶＤ装置のリモートプラズマクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140194A JP4733856B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高密度プラズマｃｖｄ装置のリモートプラズマクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140194A JP4733856B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高密度プラズマｃｖｄ装置のリモートプラズマクリーニング方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002334870A true JP2002334870A (ja) | 2002-11-22 |
| JP4733856B2 JP4733856B2 (ja) | 2011-07-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001140194A Expired - Fee Related JP4733856B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 高密度プラズマｃｖｄ装置のリモートプラズマクリーニング方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4733856B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2010137397A1 (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | シャープ株式会社 | プラズマ処理装置およびそのクリーニング方法 |
| KR101232085B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2013-02-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막증착장치의 세정장치 |
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| KR101559031B1 (ko) | 2010-07-15 | 2015-10-13 | 세메스 주식회사 | 기판처리장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH09249976A (ja) * | 1996-02-16 | 1997-09-22 | Novellus Syst Inc | 基板処理装置及び化学蒸着装置洗浄方法 |
| JPH10149989A (ja) * | 1996-09-16 | 1998-06-02 | Applied Komatsu Technol Inc | 高出力遠隔励起源を用いた堆積チャンバクリーニング技術 |
| JP2001053008A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Applied Materials Inc | 半導体製造装置のクリーニング方法 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001140194A patent/JP4733856B2/ja not_active Expired - Fee Related
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