JP2003151971A - Chamber-cleaning method, deposition apparatus, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Chamber-cleaning method, deposition apparatus, and method of manufacturing semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、チャンバークリー
ニング方法及び成膜装置に関する。本発明は、特に、プ
ラズマを使用してチャンバーをクリーニングするチャン
バークリーニング方法、及びそのチャンバークリーニン
グ方法を実施する成膜装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chamber cleaning method and a film forming apparatus. The present invention particularly relates to a chamber cleaning method for cleaning a chamber using plasma, and a film forming apparatus for carrying out the chamber cleaning method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体プロセスが行われるチャンバー
は、基板に処理を施した後にクリーニングされる。例え
ば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装
置のような成膜装置では、基板への成膜の間にチャンバ
ーの内壁に堆積した膜が、クリーニングにより除去され
る。2. Description of the Related Art A chamber in which a semiconductor process is performed is cleaned after processing a substrate. For example, in a film forming apparatus such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a film deposited on the inner wall of the chamber during film formation on a substrate is removed by cleaning.
【０００３】チャンバーをクリーニングする方法とし
て、チャンバーに、三フッ化窒素のようなフッ素を含む
クリーニングガスを導入した状態で容量結合プラズマを
発生し、プラズマを使用したエッチングによりチャンバ
ーの内壁をクリーニングする方法が知られている。As a method of cleaning the chamber, a method of generating capacitively coupled plasma in a state where a cleaning gas containing fluorine such as nitrogen trifluoride is introduced into the chamber and cleaning the inner wall of the chamber by etching using the plasma It has been known.
【０００４】チャンバーのクリーニング効率は、向上さ
れることが望まれる。It is desired that the chamber cleaning efficiency be improved.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フッ
素を含むクリーニングガスを使用してプラズマを発生す
るチャンバークリーニング方法のクリーニング効率を向
上することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the cleaning efficiency of a chamber cleaning method for generating plasma using a cleaning gas containing fluorine.
【０００６】本発明の他の目的は、フッ素を含むクリー
ニングガスを使用してプラズマを発生するチャンバーク
リーニング方法のクリーニング効率を向上し、且つ、ク
リーニングのためのプラズマをチャンバーに安定に発生
することにある。Another object of the present invention is to improve the cleaning efficiency of a chamber cleaning method for generating plasma using a cleaning gas containing fluorine and to stably generate plasma for cleaning in the chamber. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】以下に、[発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段が説明される。これらの番号・符号は、
[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載と
の対応関係を明らかにするために付加されている。但
し、付加された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described below with reference to the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers and signs are
It is added to clarify the correspondence between the description in the claims and the description in the embodiments of the invention. However, the added numbers / codes should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].
【０００８】本発明によるチャンバークリーニング方法
は、フッ素を含むクリーニングガスをチャンバー（１）
に供給することと、そのクリーニングガスがチャンバー
（１）に導入された状態で、誘導結合プラズマをチャン
バー（１）に発生し、チャンバー（１）をクリーニング
することとを備えている。フッ素を含むクリーニングガ
スの誘導結合プラズマを用いてチャンバーをクリーニン
グすることにより、チャンバー（１）のクリーニング効
率が向上する。In the chamber cleaning method according to the present invention, a cleaning gas containing fluorine is supplied to the chamber (1).
And supplying the cleaning gas to the chamber (1) to generate inductively coupled plasma in the chamber (1) to clean the chamber (1). The cleaning efficiency of the chamber (1) is improved by cleaning the chamber using the inductively coupled plasma of the cleaning gas containing fluorine.
【０００９】クリーニングガスは、三フッ化窒素を含む
ことが好ましい。The cleaning gas preferably contains nitrogen trifluoride.
【００１０】本発明によるチャンバークリーニング方法
は、チャンバー（１）にプラズマ点火ガスを供給するこ
とと、プラズマ点火ガスがチャンバー（１）に導入され
た状態で、チャンバー（１）に誘導結合プラズマを点火
して発生することと、誘導結合プラズマが発生した状態
で、チャンバー（１）にフッ素を含むクリーニングガス
を供給し、チャンバー（１）をクリーニングすることと
を備えている。フッ素を含むクリーニングガスの誘導結
合プラズマを安定に発生することは、一般に困難であ
る。しかし、プラズマ点火ガスがチャンバー（１）に導
入された状態で、チャンバー（１）に誘導結合プラズマ
を点火し、続いて、チャンバー（１）にフッ素を含むク
リーニングガスを供給することにより、フッ素を含むク
リーニングガスの誘導結合プラズマを安定に発生するこ
とができる。The chamber cleaning method according to the present invention comprises supplying plasma ignition gas to the chamber (1) and igniting inductively coupled plasma into the chamber (1) with the plasma ignition gas introduced into the chamber (1). And a cleaning gas containing fluorine is supplied to the chamber (1) to clean the chamber (1) while the inductively coupled plasma is generated. It is generally difficult to stably generate inductively coupled plasma of a cleaning gas containing fluorine. However, when the plasma ignition gas is introduced into the chamber (1), the inductively coupled plasma is ignited in the chamber (1), and then the cleaning gas containing fluorine is supplied to the chamber (1) to thereby remove the fluorine. The inductively coupled plasma of the cleaning gas containing it can be stably generated.
【００１１】このとき、クリーニングガスは、三フッ化
窒素を含むことが好ましく、三フッ化窒素とフッ素ガス
とを含むことが更に好ましい。At this time, the cleaning gas preferably contains nitrogen trifluoride, and more preferably nitrogen trifluoride and fluorine gas.
【００１２】また、プラズマ点火ガスは、アルゴンを含
むことが好ましい。The plasma ignition gas preferably contains argon.
【００１３】当該チャンバークリーニング方法は、更
に、クリーニングガスがチャンバー（１）に供給された
後、プラズマ点火ガスの供給を停止することを備えるこ
とが好ましい。The chamber cleaning method preferably further comprises stopping the supply of the plasma ignition gas after the cleaning gas is supplied to the chamber (1).
【００１４】チャンバー（１）では、酸化シリコン膜が
成膜され、プラズマ点火ガスは、アルゴンを含む場合が
ある。この場合、クリーニングガスがチャンバー（１）
に供給された後、プラズマ点火ガスの供給が停止される
ことが好ましい。In the chamber (1), a silicon oxide film is formed, and the plasma ignition gas may contain argon. In this case, the cleaning gas is the chamber (1)
It is preferable that the supply of the plasma ignition gas is stopped after the supply of the plasma ignition gas.
【００１５】また、チャンバー（１）では、窒化シリコ
ン膜又は酸化窒化シリコン膜のいずれかが成膜され、プ
ラズマ点火ガスは、アルゴンを含むことがある。この場
合、プラズマ点火ガスは、クリーニングガスがチャンバ
ー（１）に供給された後、継続してチャンバー（１）に
供給されることが好ましい。In the chamber (1), either a silicon nitride film or a silicon oxynitride film may be formed, and the plasma ignition gas may contain argon. In this case, the plasma ignition gas is preferably continuously supplied to the chamber (1) after the cleaning gas is supplied to the chamber (1).
【００１６】本発明による成膜装置は、基板（３）に膜
を形成するチャンバー（１）と、フッ素を含むクリーニ
ングガスをチャンバー（１）に供給するクリーニングガ
ス供給装置（６、１０ａ、１０ｂ）と、クリーニングガ
スがチャンバー（１）に導入された状態で、誘導結合プ
ラズマをチャンバー（１）に発生し、チャンバー（１）
をクリーニングするプラズマ発生装置（１１、１２）と
を備えている。The film forming apparatus according to the present invention comprises a chamber (1) for forming a film on a substrate (3) and a cleaning gas supply device (6, 10a, 10b) for supplying a cleaning gas containing fluorine to the chamber (1). And, with the cleaning gas introduced into the chamber (1), inductively coupled plasma is generated in the chamber (1),
And a plasma generator (11, 12) for cleaning.
【００１７】本発明による成膜装置は、基板に膜を形成
するチャンバー（１）と、プラズマ点火ガスをチャンバ
ー（１）に供給するプラズマ点火ガス供給装置（６、７
ａ、７ｂ）と、フッ素を含むクリーニングガスをチャン
バー（１）に供給するクリーニングガス供給装置（６、
１０ａ、１０ｂ）と、プラズマ発生装置（１１、１２）
とを備えている。プラズマ発生装置（１１、１２）は、
プラズマ点火ガスがチャンバー（１）に導入された状態
で、チャンバー（１）に誘導結合プラズマを点火して発
生する。クリーニングガス供給装置（６、１０ａ、１０
ｂ）は、誘導結合プラズマが発生した状態で、チャンバ
ー（１）にクリーニングガスを供給する。The film forming apparatus according to the present invention comprises a chamber (1) for forming a film on a substrate and a plasma ignition gas supply device (6, 7) for supplying plasma ignition gas to the chamber (1).
a, 7b) and a cleaning gas supply device (6, 6) for supplying a cleaning gas containing fluorine to the chamber (1).
10a, 10b) and a plasma generator (11, 12)
It has and. The plasma generator (11, 12) is
It is generated by igniting inductively coupled plasma in the chamber (1) while the plasma ignition gas is introduced into the chamber (1). Cleaning gas supply device (6, 10a, 10
In b), the cleaning gas is supplied to the chamber (1) in a state where the inductively coupled plasma is generated.
【００１８】本発明による半導体装置の製造方法は、チ
ャンバー（１）の内部で基板（３）に膜を形成すること
と、前記膜の形成の後、フッ素を含むクリーニングガス
をチャンバー（１）に供給することと、クリーニングガ
スがチャンバー（１）に導入された状態で、誘導結合プ
ラズマをチャンバー（１）に発生し、チャンバー（１）
をクリーニングすることとを備えている。In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a film is formed on a substrate (3) inside a chamber (1), and after the film is formed, a cleaning gas containing fluorine is introduced into the chamber (1). Introducing an inductively coupled plasma into the chamber (1) while supplying the cleaning gas and introducing the cleaning gas into the chamber (1),
It is equipped with cleaning.
【００１９】本発明によるチャンバークリーニング制御
プログラムは、チャンバー（１）にプラズマ点火ガスを
供給することと、プラズマ点火ガスがチャンバー（１）
に導入された状態で、チャンバー（１）に誘導結合プラ
ズマを点火して発生することと、誘導結合プラズマが発
生した状態で、チャンバー（１）にフッ素原子を含むク
リーニングガスを供給し、チャンバー（１）をクリーニ
ングすることとを実行する。According to the chamber cleaning control program of the present invention, the plasma ignition gas is supplied to the chamber (1) and the plasma ignition gas is supplied to the chamber (1).
Is introduced into the chamber (1) to ignite and generate inductively coupled plasma, and while the inductively coupled plasma is generated, a cleaning gas containing fluorine atoms is supplied to the chamber (1) to 1) Cleaning and executing.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明によるチャンバークリーニング方法の実施の一形
態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to the accompanying drawings,
An embodiment of the chamber cleaning method according to the present invention will be described.
【００２１】図１は、本発明によるチャンバークリーニ
ング方法の実施の一形態が実施されるプラズマＣＶＤ装
置５０を示す。プラズマＣＶＤ装置５０は、半導体装置
の製造を行うための成膜装置である。プラズマＣＶＤ装
置５０には、チャンバー１が基板支持台２とともに設け
られている。基板支持台２には、成膜が行われる基板３
が載せられる。チャンバー１は、図示されない排気系に
接続され、圧力が調整される。FIG. 1 shows a plasma CVD apparatus 50 in which an embodiment of the chamber cleaning method according to the present invention is implemented. The plasma CVD apparatus 50 is a film forming apparatus for manufacturing a semiconductor device. The plasma CVD apparatus 50 is provided with a chamber 1 together with a substrate support 2. A substrate 3 on which a film is formed is mounted on the substrate support 2.
Is posted. The chamber 1 is connected to an exhaust system (not shown) to adjust the pressure.
【００２２】チャンバー１には、シランガスを供給する
ノズル４が設けられる。ノズル４には、マスフローコン
トローラ（ＭＦＣ）５ａとバルブ５ｂとを介して、シラ
ンガスが供給される。マスフローコントローラ５ａは、
チャンバー１へのシランガスの供給量を調節する。バル
ブ５ｂは、ノズル４にシランガスを導入し、又は、ノズ
ル４へのシランガスの供給を遮断する。ノズル４は、バ
ルブ５ｂから供給されたシランガスをチャンバー１に導
入する。A nozzle 4 for supplying silane gas is provided in the chamber 1. Silane gas is supplied to the nozzle 4 via a mass flow controller (MFC) 5a and a valve 5b. The mass flow controller 5a is
The amount of silane gas supplied to the chamber 1 is adjusted. The valve 5b introduces silane gas into the nozzle 4 or shuts off the supply of silane gas to the nozzle 4. The nozzle 4 introduces the silane gas supplied from the valve 5b into the chamber 1.
【００２３】チャンバー１には、更に、アルゴンガス、
窒素ガス、酸素ガス、及び三フッ化窒素ガスを供給する
ノズル６が設けられる。ノズル６には、マスフローコン
トローラ７ａとバルブ７ｂとを介してアルゴンガスが、
マスフローコントローラ８ａとバルブ８ｂとを介して窒
素ガスが、マスフローコントローラ９ａとバルブ９ｂと
を介して酸素ガスが、マスフローコントローラ１０ａと
バルブ１０ｂとを介して三フッ化窒素ガスが、それぞれ
供給される。マスフローコントローラ７ａ、８ａ、９
ａ、及び１０ａは、それぞれ、アルゴンガス、窒素ガ
ス、酸素ガス、及び三フッ化窒素ガスのチャンバー１へ
の供給量を調節する。バルブ７ｂ、８ｂ、９ｂ、及び１
０ｂは、それぞれ、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガ
ス、及び三フッ化窒素ガスをノズル６に供給し、又は、
供給を遮断する。In the chamber 1, argon gas,
A nozzle 6 for supplying nitrogen gas, oxygen gas, and nitrogen trifluoride gas is provided. Argon gas is supplied to the nozzle 6 via the mass flow controller 7a and the valve 7b.
Nitrogen gas is supplied through the mass flow controller 8a and the valve 8b, oxygen gas is supplied through the mass flow controller 9a and the valve 9b, and nitrogen trifluoride gas is supplied through the mass flow controller 10a and the valve 10b. Mass flow controller 7a, 8a, 9
Reference numerals a and 10a respectively regulate the supply amounts of argon gas, nitrogen gas, oxygen gas, and nitrogen trifluoride gas to the chamber 1. Valves 7b, 8b, 9b, and 1
0b supplies argon gas, nitrogen gas, oxygen gas, and nitrogen trifluoride gas to the nozzle 6, or
Cut off supply.
【００２４】マスフローコントローラ１０ａとバルブ１
０ｂとを介してノズル６から供給される三フッ化窒素ガ
スには、全量の５％のフッ素ガス（Ｆ２）が添加され
る。即ち、ノズル６から供給される三フッ化窒素ガス
は、三フッ化窒素９５％、フッ素ガス５％で構成される
ガスである。フッ素ガスの添加は、何らかの要因で、三
フッ化窒素ガスとシランガスとが混合されたときの安全
性を向上する。なお、本明細書においては、フッ素とフ
ッ素ガスとは区別して使用されていることに留意される
べきである。単にフッ素という場合、元素の一つである
フッ素を意味する。一方、フッ素ガスという場合、２つ
のフッ素原子が結合したフッ素分子のガスを意味する。Mass flow controller 10a and valve 1
5% of the total amount of fluorine gas (F 2 ) is added to the nitrogen trifluoride gas supplied from the nozzle 6 via 0b. That is, the nitrogen trifluoride gas supplied from the nozzle 6 is a gas composed of 95% nitrogen trifluoride and 5% fluorine gas. The addition of fluorine gas improves the safety when nitrogen trifluoride gas and silane gas are mixed for some reason. It should be noted that in the present specification, fluorine and fluorine gas are used separately. When simply referred to as fluorine, it means fluorine which is one of the elements. On the other hand, the term “fluorine gas” means a gas of fluorine molecules in which two fluorine atoms are bonded.
【００２５】チャンバー１の天井板１ａには、給電アン
テナ１１が設けられる。給電アンテナ１１には、高周波
電源１２が接続される。高周波電源１２は、給電アンテ
ナ１１に高周波電圧を印加し、チャンバ１に誘導結合プ
ラズマを発生する。A feeding antenna 11 is provided on the ceiling plate 1a of the chamber 1. A high frequency power source 12 is connected to the power feeding antenna 11. The high frequency power supply 12 applies a high frequency voltage to the power feeding antenna 11 to generate inductively coupled plasma in the chamber 1.
【００２６】プラズマＣＶＤ装置５０には、更に、コン
トローラ１３が設けられる。コントローラ１３は、既述
のマスフローコントローラ５ａ〜１０ａ、バルブ５ｂ〜
１０ｂ、及び高周波電源１２を制御して、シランガス、
アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、及び三フッ化窒素
ガスの供給量の制御、バルブ５ｂ〜１０ｂの開閉、及び
高周波電源１２による高周波電圧の印加を行う。コント
ローラ１３には、制御用プログラムが記憶される。以上
のコントローラ１３の動作は、その制御用プログラムに
沿って行われる。The plasma CVD apparatus 50 is further provided with a controller 13. The controller 13 includes the above-mentioned mass flow controllers 5a to 10a and valves 5b to.
10b and the high frequency power source 12 are controlled to control silane gas,
The supply amounts of the argon gas, the nitrogen gas, the oxygen gas, and the nitrogen trifluoride gas are controlled, the valves 5b to 10b are opened / closed, and the high frequency voltage is applied by the high frequency power supply 12. A control program is stored in the controller 13. The above operation of the controller 13 is performed according to the control program.
【００２７】プラズマＣＶＤ装置５０は、基板３に、酸
化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化窒化シリコン
膜のいずれも成膜する能力を有する。酸化シリコン膜を
成膜する場合、ノズル４からシランガスが、ノズル６か
ら酸素ガスとアルゴンガスとが、それぞれチャンバー１
に供給される。窒化シリコン膜を成膜する場合、ノズル
４からシランガスが、ノズル６から酸素ガスとアルゴン
ガスとが、チャンバー１に供給される。酸化窒化シリコ
ン膜を成膜する場合、ノズル４からシランガスが、ノズ
ル６から酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスとが、チャ
ンバー１に供給される。必要なガスが供給された状態
で、チャンバー１の内部でプラズマが発生されると、基
板３に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、又は酸化窒化
シリコン膜が成膜される。The plasma CVD apparatus 50 has the ability to form a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film on the substrate 3. When the silicon oxide film is formed, the silane gas is supplied from the nozzle 4 and the oxygen gas and the argon gas are supplied from the nozzle 6, respectively.
Is supplied to. When forming a silicon nitride film, a silane gas is supplied from the nozzle 4 and an oxygen gas and an argon gas are supplied from the nozzle 6 to the chamber 1. When forming a silicon oxynitride film, a silane gas is supplied from the nozzle 4 and an oxygen gas, a nitrogen gas, and an argon gas are supplied to the chamber 1 from the nozzle 6. When plasma is generated inside the chamber 1 with the necessary gas supplied, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed on the substrate 3.
【００２８】プラズマＣＶＤ装置５０は、基板３への成
膜の後、チャンバークリーニングを行う。チャンバーク
リーニングは、三フッ化窒素ガスをクリーニングガスと
してチャンバー１に導入した状態で、チャンバー１に誘
導結合プラズマを発生することにより行われる。その誘
導結合プラズマにより、チャンバー１に堆積した膜がエ
ッチングされ、チャンバー１がクリーニングされる。三
フッ化窒素ガスを含む雰囲気で発生された誘導結合プラ
ズマを使用してクリーニングを行うことにより、クリー
ニング効率が向上される。発明者の実験によれば、誘導
結合プラズマによるチャンバークリーニングは、容量結
合プラズマによるチャンバークリーニングの３倍程度の
クリーニング効率を有する。The plasma CVD apparatus 50 performs chamber cleaning after forming a film on the substrate 3. The chamber cleaning is performed by generating inductively coupled plasma in the chamber 1 while introducing nitrogen trifluoride gas as a cleaning gas into the chamber 1. The film deposited in the chamber 1 is etched by the inductively coupled plasma, and the chamber 1 is cleaned. The cleaning efficiency is improved by performing the cleaning using the inductively coupled plasma generated in the atmosphere containing the nitrogen trifluoride gas. According to the experiments conducted by the inventor, chamber cleaning using inductively coupled plasma has a cleaning efficiency that is about three times that of chamber cleaning using capacitively coupled plasma.
【００２９】三フッ化窒素ガスをクリーニングガスとし
て使用した状態で誘導結合プラズマを発生するチャンバ
ークリーニング方法は、従来、行われてこなかった。こ
れは、三フッ化窒素ガスの誘導結合プラズマを発生する
ことが困難であったからである。このため、三フッ化窒
素ガスをクリーニングガスとして使用する場合、従来
は、容量結合プラズマを発生してチャンバークリーニン
グが行われてきた。しかし、発明者は、下記の方法によ
って三フッ化窒素ガスの誘導結合プラズマを安定に発生
することに成功し、クリーニング効率の向上を達成し
た。A chamber cleaning method for generating inductively coupled plasma using nitrogen trifluoride gas as a cleaning gas has not been conventionally performed. This is because it was difficult to generate inductively coupled plasma of nitrogen trifluoride gas. For this reason, when nitrogen trifluoride gas is used as the cleaning gas, conventionally, capacitively coupled plasma is generated to perform chamber cleaning. However, the inventor succeeded in stably generating inductively coupled plasma of nitrogen trifluoride gas by the following method, and achieved improvement in cleaning efficiency.
【００３０】成膜後、まず、バルブ７ｂが開かれ、アル
ゴンガスがノズル６からチャンバー１に供給される。こ
のとき、三フッ化窒素ガスは供給されない。アルゴンガ
スがチャンバー１に導入された状態で、高周波電源１２
により給電アンテナ１１に高周波電圧が印加される。高
周波電圧の印加により、誘導結合プラズマが点火し、チ
ャンバー１に誘導結合プラズマが発生される。アルゴン
ガス雰囲気中では、容易に誘導結合プラズマが点火す
る。After the film formation, first, the valve 7b is opened and the argon gas is supplied to the chamber 1 from the nozzle 6. At this time, nitrogen trifluoride gas is not supplied. With the argon gas introduced into the chamber 1, the high frequency power source 12
Thus, a high frequency voltage is applied to the feeding antenna 11. The inductively coupled plasma is ignited by the application of the high frequency voltage, and the inductively coupled plasma is generated in the chamber 1. The inductively coupled plasma is easily ignited in an argon gas atmosphere.
【００３１】アルゴンガス雰囲気中で誘導結合プラズマ
が発生した状態でバルブ１０ｂが開かれ、アルゴンガス
に加えて少量の三フッ化窒素ガスがノズル６からチャン
バー１に供給される。続いて、三フッ化窒素ガスの供給
量が増加される。以上の過程により、三フッ化窒素ガス
を含む雰囲気で誘導結合プラズマを安定に発生すること
が可能である。The valve 10b is opened in a state where inductively coupled plasma is generated in an argon gas atmosphere, and a small amount of nitrogen trifluoride gas is supplied from the nozzle 6 to the chamber 1 in addition to the argon gas. Subsequently, the supply amount of nitrogen trifluoride gas is increased. Through the above process, it is possible to stably generate inductively coupled plasma in an atmosphere containing nitrogen trifluoride gas.
【００３２】図２は、三フッ化窒素ガスの供給量の変化
の一例を示す。時間０に、アルゴンガスのみが供給され
た状態で、誘導結合プラズマが発生されたとする。時刻
ｔ＝０におけるアルゴンガスの流量は、２００ｓｃｃｍ
である。その後、一定の時間が経過した後に、三フッ化
窒素ガスの供給が開始される。三フッ化窒素ガスの供給
量は、段階的に増やされる。まず、時間ｔ１（＞０）
に、２０ｓｃｃｍの三フッ化窒素ガスの供給が開始され
る。続いて、時刻ｔ２（＞ｔ１）に、三フッ化窒素ガス
の流量が８０ｓｃｃｍだけ増加され、三フッ化窒素ガス
の供給量が１００ｓｃｃｍになる。更に、時刻ｔ３（＞
ｔ２）に、三フッ化窒素ガスの流量が１００ｓｃｃｍだ
け増加され、三フッ化窒素ガスの供給量が２００ｓｃｃ
ｍになる。更に、時刻ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７にそれぞ
れ２００ｓｃｃｍずつ三フッ化窒素ガスの供給が増加さ
れ、時刻ｔ７以降には、１０００ｓｃｃｍの三フッ化窒
素ガスの供給が行われる。１０００ｓｃｃｍの三フッ化
窒素ガスが供給された状態で、チャンバー１のクリーニ
ングが行われる。このように、段階的に三フッ化窒素ガ
スの供給が増加されることは、誘導結合プラズマの安定
性を高める観点から好ましい。更に、三フッ化窒素ガス
の供給の開始直後の三フッ化窒素ガスの増加量が、三フ
ッ化窒素ガスの供給の開始から時間が経過した時の三フ
ッ化窒素ガスの増加量よりも小さくされることは、誘導
結合プラズマの安定性を更に高める観点から好ましい。FIG. 2 shows an example of changes in the supply amount of nitrogen trifluoride gas. It is assumed that at time 0, inductively coupled plasma is generated with only argon gas supplied. The flow rate of the argon gas at time t = 0 is 200 sccm.
Is. Then, after a certain period of time has passed, the supply of nitrogen trifluoride gas is started. The supply amount of nitrogen trifluoride gas is gradually increased. First, time t 1 (> 0)
Then, the supply of nitrogen trifluoride gas of 20 sccm is started. Subsequently, at time t 2 (> t 1 ), the flow rate of nitrogen trifluoride gas is increased by 80 sccm, and the supply amount of nitrogen trifluoride gas is 100 sccm. Further, at time t 3 (>
At t 2 ), the flow rate of nitrogen trifluoride gas is increased by 100 sccm, and the supply amount of nitrogen trifluoride gas is 200 sccc.
It becomes m. Further, the supply of nitrogen trifluoride gas is increased by 200 sccm at each of times t 4 , t 5 , t 6 , and t 7, and after time t 7 , 1000 sccm of nitrogen trifluoride gas is supplied. The chamber 1 is cleaned while the nitrogen trifluoride gas of 1000 sccm is supplied. As described above, it is preferable to increase the supply of nitrogen trifluoride gas stepwise from the viewpoint of increasing the stability of the inductively coupled plasma. Furthermore, the increase amount of the nitrogen trifluoride gas immediately after the start of the supply of the nitrogen trifluoride gas is smaller than the increase amount of the nitrogen trifluoride gas when the time has elapsed from the start of the supply of the nitrogen trifluoride gas. It is preferable from the viewpoint of further increasing the stability of the inductively coupled plasma.
【００３３】三フッ化窒素ガスの供給が開始された後、
アルゴンガスの供給量は、減少されることが可能であ
る。アルゴンガスの供給量が減少されても、誘導結合プ
ラズマは維持される。最終的にアルゴンガスの供給量が
０になっても、誘導結合プラズマは維持され、三フッ化
窒素ガスのみがチャンバー１に供給されている状態で、
誘導結合プラズマを安定に発生することが可能である。
このとき、アルゴンガスの供給量の減少は、段階的に行
われることが好ましい。アルゴンガスの供給を瞬間的に
遮断することは、発生した誘導結合プラズマの安定性を
損なうことがあり、好ましくない。After the supply of nitrogen trifluoride gas is started,
The supply amount of argon gas can be reduced. The inductively coupled plasma is maintained even when the supply amount of argon gas is reduced. Even if the supply amount of the argon gas finally becomes 0, the inductively coupled plasma is maintained and only the nitrogen trifluoride gas is supplied to the chamber 1,
It is possible to stably generate the inductively coupled plasma.
At this time, it is preferable that the supply amount of the argon gas be reduced stepwise. Momentarily interrupting the supply of the argon gas may impair the stability of the generated inductively coupled plasma, which is not preferable.
【００３４】三フッ化窒素ガスの供給が開始された後、
アルゴンガスの供給が遮断されるか継続されるかは、基
板３に成膜される膜の種類に応じて定められることが好
ましい。基板３に酸化シリコン膜が成膜された後のチャ
ンバークリーニングでは、三フッ化窒素ガスの供給が開
始された後、アルゴンガスの供給が遮断されることが好
ましい。酸化シリコン膜は、化学的にエッチングされや
すい。チャンバー１の内壁に付着した酸化シリコン膜
は、フッ素を含む雰囲気で発生された誘導結合プラズマ
により、容易に選択的にエッチングされて除去される。
このとき、チャンバー１の内部にアルゴンガスが導入さ
れていると、アルゴンイオンによるスパッタリングが行
われ、チャンバー１の内壁の損傷が大きくなる。チャン
バー１の内壁の損傷を防ぐために、基板３に酸化シリコ
ン膜が成膜された後のチャンバークリーニングでは、ア
ルゴンガスの供給が遮断されることが好ましい。After the supply of nitrogen trifluoride gas is started,
Whether the supply of the argon gas is interrupted or continued is preferably determined according to the type of film formed on the substrate 3. In chamber cleaning after the silicon oxide film is formed on the substrate 3, it is preferable that the supply of the argon gas is stopped after the supply of the nitrogen trifluoride gas is started. The silicon oxide film is likely to be chemically etched. The silicon oxide film attached to the inner wall of the chamber 1 is easily and selectively removed by the inductively coupled plasma generated in the atmosphere containing fluorine.
At this time, if argon gas is introduced into the chamber 1, sputtering by argon ions is performed, and damage to the inner wall of the chamber 1 increases. In order to prevent damage to the inner wall of the chamber 1, it is preferable that the supply of the argon gas be shut off in the chamber cleaning after the silicon oxide film is formed on the substrate 3.
【００３５】一方、基板３に窒化シリコン膜及び酸化窒
化シリコン膜が成膜される場合、三フッ化窒素ガスの供
給が開始された後も、アルゴンガスの供給が継続される
ことが好ましい。窒化シリコン膜及び酸化窒化シリコン
膜は、酸化シリコン膜と比較して化学的エッチングが進
みにくい。チャンバー１の内壁に付着した窒化シリコン
膜および酸化窒化シリコン膜をより効果的に除去するた
めに、アルゴンガスの供給が継続され、アルゴンイオン
のスパッタリングによる窒化シリコン膜および酸化窒化
シリコン膜の除去が行われる。これにより、チャンバー
１のクリーニング効率が向上される。On the other hand, when the silicon nitride film and the silicon oxynitride film are formed on the substrate 3, it is preferable that the supply of the argon gas is continued even after the supply of the nitrogen trifluoride gas is started. The silicon nitride film and the silicon oxynitride film are less likely to undergo chemical etching than the silicon oxide film. In order to more effectively remove the silicon nitride film and the silicon oxynitride film attached to the inner wall of the chamber 1, the argon gas is continuously supplied, and the silicon nitride film and the silicon oxynitride film are removed by sputtering argon ions. Be seen. Thereby, the cleaning efficiency of the chamber 1 is improved.
【００３６】以上に説明されたように、本実施の形態で
は、三フッ化窒素ガスをクリーニングガスとして使用し
た誘導結合プラズマが発生され、クリーニング効率が向
上されている。このとき、アルゴンガスがチャンバー１
に供給された状態で誘導結合プラズマの点火が行われ、
その後に三フッ化窒素ガスのチャンバー１への供給が開
始され、これにより三フッ化窒素ガスの誘導結合プラズ
マが安定に発生される。As described above, in the present embodiment, the inductively coupled plasma using nitrogen trifluoride gas as the cleaning gas is generated and the cleaning efficiency is improved. At this time, argon gas is supplied to the chamber 1.
Inductively coupled plasma is ignited while being supplied to
After that, supply of nitrogen trifluoride gas to the chamber 1 is started, and thereby inductively coupled plasma of nitrogen trifluoride gas is stably generated.
【００３７】なお、本実施の形態において、誘導結合プ
ラズマが点火される際にチャンバー１に導入されるガス
は、アルゴンガスに限られない。誘導結合プラズマが点
火可能な他のガス、例えば、ヘリウムガス、窒素ガス、
酸素ガスがチャンバー１に導入された状態で、誘導結合
プラズマが点火され、その後、三フッ化窒素ガスの供給
が開始されることが可能である。窒素ガス、酸素ガス
は、アルゴンガスよりも安価であり、窒素ガス及び酸素
ガスの使用は、経済的に有利である。In the present embodiment, the gas introduced into the chamber 1 when the inductively coupled plasma is ignited is not limited to the argon gas. Other gases that the inductively coupled plasma can ignite, such as helium gas, nitrogen gas,
With the oxygen gas introduced into the chamber 1, it is possible to ignite the inductively coupled plasma and then start the supply of the nitrogen trifluoride gas. Nitrogen gas and oxygen gas are cheaper than argon gas, and the use of nitrogen gas and oxygen gas is economically advantageous.
【００３８】但し、本実施の形態で説明されているよう
に、誘導結合プラズマが点火される際にチャンバー１に
導入されるガスは、アルゴンガスであることが好まし
い。アルゴンガスは、ヘリウムガス、窒素ガス、及び酸
素ガスと比較して、誘導結合プラズマの点火が容易であ
る。更に、アルゴンガスは、ヘリウムガス、窒素ガス、
及び酸素ガスと比較してスパッタリング効果が大きく、
窒化シリコン膜及び酸化窒化シリコン膜の成膜の後のチ
ャンバークリーニング効果が高い。これらの観点から、
誘導結合プラズマが点火される際にチャンバー１に導入
されるガスは、アルゴンガスであることが好ましい。However, as described in the present embodiment, the gas introduced into the chamber 1 when the inductively coupled plasma is ignited is preferably argon gas. Argon gas is easier to ignite inductively coupled plasma than helium gas, nitrogen gas, and oxygen gas. Further, argon gas is helium gas, nitrogen gas,
And the sputtering effect is large compared to oxygen gas,
The chamber cleaning effect after the formation of the silicon nitride film and the silicon oxynitride film is high. From these perspectives,
The gas introduced into the chamber 1 when the inductively coupled plasma is ignited is preferably argon gas.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明により、フッ素を含むクリーニン
グガスを使用してプラズマを発生するチャンバークリー
ニング方法のクリーニング効率が向上する。According to the present invention, the cleaning efficiency of the chamber cleaning method for generating plasma by using the cleaning gas containing fluorine is improved.
【００４０】また、本発明により、フッ素を含むクリー
ニングガスを使用してプラズマを発生するチャンバーク
リーニング方法のクリーニング効率が向上し、且つ、ク
リーニングのためのプラズマをチャンバーに安定に発生
することができる。Further, according to the present invention, the cleaning efficiency of the chamber cleaning method for generating plasma using the cleaning gas containing fluorine is improved, and the plasma for cleaning can be stably generated in the chamber.
【図１】図１は、本発明によるチャンバークリーニング
方法の実施の一形態を実施するプラズマＣＶＤ装置５０
を示す。FIG. 1 is a plasma CVD apparatus 50 for carrying out an embodiment of a chamber cleaning method according to the present invention.
Indicates.
【図２】図２は、三フッ化窒素ガスの供給量の変化を示
す。FIG. 2 shows changes in the supply amount of nitrogen trifluoride gas.
１：チャンバー １ａ：天井板 ２：基板支持台 ３：基板 ４、６：ノズル ５ａ〜１０ａ：マスフローコントローラ ５ｂ〜１０ｂ：バルブ １１：給電アンテナ １２：高周波電源 １３：コントローラ 1: Chamber 1a: Ceiling board 2: substrate support 3: substrate 4, 6: Nozzle 5a to 10a: Mass flow controller 5b-10b: Valve 11: feeding antenna 12: High frequency power supply 13: Controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 BA29 BA35 BA40 DA06 JA06 5F004 AA15 BA20 BB11 BC03 BD04 CA02 DA00 DA17 DB03 DB07 5F045 AA08 AB32 AB33 AB34 AC01 AC02 AC11 AC15 AC16 EB06 EE04 EE17 EH02 EH11 HA02 HA12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4K030 BA29 BA35 BA40 DA06 JA06 5F004 AA15 BA20 BB11 BC03 BD04 CA02 DA00 DA17 DB03 DB07 5F045 AA08 AB32 AB33 AB34 AC01 AC02 AC11 AC15 AC16 EB06 EE04 EE17 EH02 EH11 HA02 HA12
Claims (20)
バーに供給することと、 前記クリーニングガスが前記チャンバーに導入された状
態で、誘導結合プラズマを前記チャンバーに発生し、前
記チャンバーをクリーニングすることとを備えたチャン
バークリーニング方法。1. A cleaning gas containing fluorine is supplied to the chamber, and inductively coupled plasma is generated in the chamber while the cleaning gas is introduced into the chamber to clean the chamber. Chamber cleaning method.
グ方法において、 前記クリーニングガスは、三フッ化窒素を含むチャンバ
ークリーニング方法。2. The chamber cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning gas contains nitrogen trifluoride.
ることと、 前記プラズマ点火ガスが前記チャンバーに導入された状
態で、前記チャンバーに誘導結合プラズマを点火して発
生することと、 前記誘導結合プラズマが発生した状態で、前記チャンバ
ーにフッ素を含むクリーニングガスを供給し、前記チャ
ンバーをクリーニングすることとを備えたチャンバーク
リーニング方法。3. A plasma igniting gas is supplied to the chamber; and, when the plasma igniting gas is introduced into the chamber, an inductively coupled plasma is ignited and generated in the chamber; A chamber cleaning method comprising: supplying a cleaning gas containing fluorine to the chamber in a generated state to clean the chamber.
グ方法において、 前記クリーニングガスは、三フッ化窒素を含むチャンバ
ークリーニング方法。4. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein the cleaning gas contains nitrogen trifluoride.
グ方法において、 前記クリーニングガスは、三フッ化窒素とフッ素ガスと
を含むチャンバークリーニング方法。5. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein the cleaning gas contains nitrogen trifluoride and fluorine gas.
グ方法において、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含むチャンバーク
リーニング方法。6. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein the plasma ignition gas contains argon.
グ方法において、 更に、前記クリーニングガスが前記チャンバーに供給さ
れた後、前記プラズマ点火ガスの供給を停止することを
備えたチャンバークリーニング方法。7. The chamber cleaning method according to claim 3, further comprising: stopping the supply of the plasma ignition gas after the cleaning gas is supplied to the chamber.
グ方法において、 前記チャンバーでは、酸化シリコン膜が成膜され、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、 前記クリーニングガスが前記チャンバーに供給された
後、前記プラズマ点火ガスの供給が停止されるチャンバ
ークリーニング方法。8. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein a silicon oxide film is formed in the chamber, the plasma ignition gas contains argon, and the cleaning gas is supplied to the chamber, A chamber cleaning method in which the plasma ignition gas supply is stopped.
グ方法において、 前記チャンバーでは、窒化シリコン膜が成膜され、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、且つ、前記
クリーニングガスが前記チャンバーに供給された後、継
続して前記チャンバーに供給されるチャンバークリーニ
ング方法。9. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein a silicon nitride film is formed in the chamber, the plasma ignition gas contains argon, and the cleaning gas is supplied to the chamber. After that, a chamber cleaning method in which the chamber is continuously supplied.
ング方法において、 前記チャンバーでは、酸化窒化シリコン膜が成膜され、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、且つ、前記
クリーニングガスが前記チャンバーに供給された後、継
続して前記チャンバーに供給されるチャンバークリーニ
ング方法。10. The chamber cleaning method according to claim 3, wherein a silicon oxynitride film is formed in the chamber, the plasma ignition gas contains argon, and the cleaning gas is supplied to the chamber. After that, the chamber cleaning method is continuously supplied to the chamber.
するクリーニングガス供給装置と、 前記クリーニングガスが前記チャンバーに導入された状
態で、誘導結合プラズマを前記チャンバーに発生し、前
記チャンバーをクリーニングするプラズマ発生装置とを
備えた成膜装置。11. A chamber for forming a film on a substrate, a cleaning gas supply device for supplying a cleaning gas containing fluorine to the chamber, and an inductively coupled plasma for supplying the cleaning gas to the chamber. And a plasma generator for cleaning the chamber.
て、 前記クリーニングガスは、三フッ化窒素を含む成膜装
置。12. The film forming apparatus according to claim 11, wherein the cleaning gas contains nitrogen trifluoride.
点火ガス供給装置と、 フッ素を含むクリーニングガスを前記チャンバーに供給
するクリーニングガス供給装置と、 プラズマ発生装置とを備え、 前記プラズマ発生装置は、前記プラズマ点火ガスが前記
チャンバーに導入された状態で、前記チャンバーに誘導
結合プラズマを点火して発生し、 前記クリーニングガス供給装置は、前記誘導結合プラズ
マが発生した状態で、前記チャンバーに前記クリーニン
グガスを供給する成膜装置。13. A chamber for forming a film on a substrate, a plasma ignition gas supply device for supplying a plasma ignition gas to the chamber, a cleaning gas supply device for supplying a cleaning gas containing fluorine to the chamber, and a plasma generation device. The plasma generator ignites and generates inductively coupled plasma in the chamber in a state where the plasma ignition gas is introduced into the chamber, and the cleaning gas supply device generates the inductively coupled plasma. A film forming apparatus that supplies the cleaning gas to the chamber in the state described above.
て、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含む成膜装置。14. The film forming apparatus according to claim 13, wherein the plasma ignition gas contains argon.
て、 前記プラズマ点火ガス供給装置は、前記クリーニングガ
スが前記チャンバーに供給された後、前記プラズマ点火
ガスの供給を停止する成膜装置。15. The film forming apparatus according to claim 13, wherein the plasma ignition gas supply device stops the supply of the plasma ignition gas after the cleaning gas is supplied to the chamber.
て、 前記膜は、酸化シリコン膜を含み、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、 前記プラズマ点火ガス供給装置は、前記クリーニングガ
スが前記チャンバーに供給された後、前記プラズマ点火
ガスの供給を停止する成膜装置。16. The film forming apparatus according to claim 13, wherein the film includes a silicon oxide film, the plasma ignition gas includes argon, and the plasma ignition gas supply device includes the cleaning gas in the chamber. A film forming apparatus that stops the supply of the plasma ignition gas after being supplied to the plasma deposition gas.
て、 前記膜は、窒化シリコン膜を含み、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、 前記プラズマ点火ガス供給装置は、前記クリーニングガ
スが前記チャンバーに供給された後、前記チャンバーに
前記プラズマ点火ガスを継続して供給する成膜装置。17. The film forming apparatus according to claim 13, wherein the film includes a silicon nitride film, the plasma ignition gas includes argon, and the plasma ignition gas supply device includes the cleaning gas in the chamber. After being supplied to the chamber, the plasma ignition gas is continuously supplied to the chamber.
て、 前記膜は、酸化窒化シリコン膜を含み、 前記プラズマ点火ガスは、アルゴンを含み、 前記プラズマ点火ガス供給装置は、前記クリーニングガ
スが前記チャンバーに供給された後、前記チャンバーに
前記プラズマ点火ガスを継続して供給する成膜装置。18. The film forming apparatus according to claim 13, wherein the film includes a silicon oxynitride film, the plasma ignition gas includes argon, and the plasma ignition gas supply device includes the cleaning gas. A film forming apparatus, which continuously supplies the plasma ignition gas to the chamber after being supplied to the chamber.
ることと、 前記膜の形成の後、フッ素を含むクリーニングガスを前
記チャンバーに供給することと、 前記クリーニングガスが前記チャンバーに導入された状
態で、誘導結合プラズマを前記チャンバーに発生し、前
記チャンバーをクリーニングすることとを備えた半導体
装置の製造方法。19. A state in which a film is formed on a substrate inside a chamber, a cleaning gas containing fluorine is supplied to the chamber after the film is formed, and the cleaning gas is introduced into the chamber. And generating inductively coupled plasma in the chamber and cleaning the chamber.
することと、 前記プラズマ点火ガスが前記チャンバーに導入された状
態で、前記チャンバーに誘導結合プラズマを点火して発
生することと、 前記誘導結合プラズマが発生した状態で、前記チャンバ
ーにフッ素原子を含むクリーニングガスを供給し、前記
チャンバーをクリーニングすることとを実行するチャン
バークリーニング制御プログラム。20. Supplying a plasma ignition gas to the chamber, igniting and generating inductively coupled plasma in the chamber with the plasma ignition gas introduced into the chamber, A chamber cleaning control program that, when generated, supplies a cleaning gas containing fluorine atoms to the chamber to clean the chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349387A JP2003151971A (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Chamber-cleaning method, deposition apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349387A JP2003151971A (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Chamber-cleaning method, deposition apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2003151971A true JP2003151971A (en) | 2003-05-23 |
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ID=19162067
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|---|---|---|---|
| JP2001349387A Pending JP2003151971A (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Chamber-cleaning method, deposition apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
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| Country | Link |
|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20110025142A (en) | 2009-09-03 | 2011-03-09 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Chamber cleaning method |
-
2001
- 2001-11-14 JP JP2001349387A patent/JP2003151971A/en active Pending
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