JP2721847B2 - プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置Info
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- JP2721847B2 JP2721847B2 JP63148718A JP14871888A JP2721847B2 JP 2721847 B2 JP2721847 B2 JP 2721847B2 JP 63148718 A JP63148718 A JP 63148718A JP 14871888 A JP14871888 A JP 14871888A JP 2721847 B2 JP2721847 B2 JP 2721847B2
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- reaction
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置に関
する。
する。
(従来の技術) 反応炉例えば半導体ウエハを熱処理反応させるCVD,拡
散炉等では、プロセス中にウエハ以外の反応容器等に反
応生成物が付着し、これをそのまま放置しておくとコン
タミネーションの発生をまねき、半導体製品の歩留まり
が悪化するので、定期的に反応管等を洗浄する必要があ
った。
散炉等では、プロセス中にウエハ以外の反応容器等に反
応生成物が付着し、これをそのまま放置しておくとコン
タミネーションの発生をまねき、半導体製品の歩留まり
が悪化するので、定期的に反応管等を洗浄する必要があ
った。
ここで、従来の反応管の洗浄方法としては、装置より
反応管を取り外し、専用の洗浄機により弗硝酸等により
ウエットエッチングを行ない、純水により洗浄し、乾燥
機にいれて乾燥を行ない、反応管を装置に取り付け、取
り付け後の調整を要していた。
反応管を取り外し、専用の洗浄機により弗硝酸等により
ウエットエッチングを行ない、純水により洗浄し、乾燥
機にいれて乾燥を行ない、反応管を装置に取り付け、取
り付け後の調整を要していた。
上記の洗浄方法によれば、特に反応管の取り付け,取
り外しに多くの時間と労力とを要し、この間は装置の稼
働を停止せざるを得ないので稼働率が極めて低かった。
り外しに多くの時間と労力とを要し、この間は装置の稼
働を停止せざるを得ないので稼働率が極めて低かった。
このような洗浄は、プロセスの種類,ガスの流量等に
よっても相違するが、洗浄時間としては最短でも1日を
要し、かつ、洗浄の頻度としては通常1回/1週であり、
特にひどい場合として、シリコン窒化膜,テオス{TETR
AETHOXY SILANE;Si(OC2H5)4}酸化膜形成の場合に
は、1回/2〜3日の洗浄頻度となっていた。このような
頻度で上記反応管の取り外し,取り付けを行なうのは、
作業者にとって極めて負担が大きかった。
よっても相違するが、洗浄時間としては最短でも1日を
要し、かつ、洗浄の頻度としては通常1回/1週であり、
特にひどい場合として、シリコン窒化膜,テオス{TETR
AETHOXY SILANE;Si(OC2H5)4}酸化膜形成の場合に
は、1回/2〜3日の洗浄頻度となっていた。このような
頻度で上記反応管の取り外し,取り付けを行なうのは、
作業者にとって極めて負担が大きかった。
そこで、上記問題点を解決するための提案が、特開昭
61−176113号公報に開示されている。
61−176113号公報に開示されている。
この提案によれば、反応管に洗浄用薬品の注入口およ
び排出口を接続し、注入口を介して弗硝酸を反応管内に
導入して所定時間放置することで、反応管のウェットエ
ッチングを実行する。この後、弗硝酸を排出し、純水を
注入口より導入して洗浄を行ない、その後乾燥を実行す
ることで、反応管を装置より取り外さずに洗浄を行なう
というものである。
び排出口を接続し、注入口を介して弗硝酸を反応管内に
導入して所定時間放置することで、反応管のウェットエ
ッチングを実行する。この後、弗硝酸を排出し、純水を
注入口より導入して洗浄を行ない、その後乾燥を実行す
ることで、反応管を装置より取り外さずに洗浄を行なう
というものである。
また、上記反応管外周に設けた金属製筒状電極と、上
記反応管内に挿入した金属製電極に電力を印加し、上記
反応管内に導入したエッチングガスを上記電力によりプ
ラズマ化し、このプラズマ化した上記エッチングガスに
より上記反応管内に付着した反応生成物を除去する技術
も開示されている。
記反応管内に挿入した金属製電極に電力を印加し、上記
反応管内に導入したエッチングガスを上記電力によりプ
ラズマ化し、このプラズマ化した上記エッチングガスに
より上記反応管内に付着した反応生成物を除去する技術
も開示されている。
また、上記ウエハを積載するための石英製ボートを反
応管内に設置した状態で上記反応生成物を除去する技術
が特開昭62−196820号公報に開示されている。
応管内に設置した状態で上記反応生成物を除去する技術
が特開昭62−196820号公報に開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 上述した特開昭61−176113号公報による洗浄方法は、
実用化が極めて困難であった。
実用化が極めて困難であった。
すわわち、装置に取り付けた状態でのウエットエッチ
ングを実行するために、従来構成にさらに追加して、劇
薬である洗浄用液体の供給系および排出系を要し、設備
が大掛りとなり、設置スペースの増大およびコストアッ
プが避けられない。また、既存の反応炉がこのような改
良を行なうことは事実上不可能である。
ングを実行するために、従来構成にさらに追加して、劇
薬である洗浄用液体の供給系および排出系を要し、設備
が大掛りとなり、設置スペースの増大およびコストアッ
プが避けられない。また、既存の反応炉がこのような改
良を行なうことは事実上不可能である。
また、上記反応生成物の除去即ち洗浄装置では、上記
反応管内壁面に付着した反応生成物は除去できるが、上
記ウエハを支持している支持体であるボート表面に付着
した反応生成物を同時に除去することは困難となってい
る。このように上記ボートに反応生成物が付着した状態
で上記ウエハの処理を行なうと、上記反応生成物がウエ
ハに付着して汚染してしまうという問題があった。
反応管内壁面に付着した反応生成物は除去できるが、上
記ウエハを支持している支持体であるボート表面に付着
した反応生成物を同時に除去することは困難となってい
る。このように上記ボートに反応生成物が付着した状態
で上記ウエハの処理を行なうと、上記反応生成物がウエ
ハに付着して汚染してしまうという問題があった。
また、上記特開昭62−196820号公報に開示された技術
では、ボートに付着している反応生成物を除去すること
は可能であるが、除去に時間がかかり、完全に除去する
ことは困難となっていた。これは、プラズマ発生用電極
が反応管外周に配置されており、この電極間の放電によ
り発生するプラズマ強度は上記電極付近が強く、上記反
応管中央部は弱い特性があり、このプラズマ強度の弱い
反応管中央部にボートを設置しても、このボートに付着
した反応生成物の完全除去は困難となっている。
では、ボートに付着している反応生成物を除去すること
は可能であるが、除去に時間がかかり、完全に除去する
ことは困難となっていた。これは、プラズマ発生用電極
が反応管外周に配置されており、この電極間の放電によ
り発生するプラズマ強度は上記電極付近が強く、上記反
応管中央部は弱い特性があり、このプラズマ強度の弱い
反応管中央部にボートを設置しても、このボートに付着
した反応生成物の完全除去は困難となっている。
この発明は上記点に対処してなされたもので、反応管
等を取り外すことなく反応生成物を除去でき、しかも短
時間で反応管内壁面及び支持体表面に付着した反応生成
物を除去することができるプラズマ処理方法及び縦型熱
処理装置を提供しようとするものである。
等を取り外すことなく反応生成物を除去でき、しかも短
時間で反応管内壁面及び支持体表面に付着した反応生成
物を除去することができるプラズマ処理方法及び縦型熱
処理装置を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、処理工程により縦型熱処理装置の反応管内
壁及びこの反応管内部に設置された被処理体を支持する
支持体に付着した反応生成物をプラズマエッチングによ
り除去するに際し、上記支持体を導電性材質で構成し、
この支持体を上記反応管内部に設置した状態で、上記反
応管内部に導入したエッチングガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ化したエッチングガスにより上記反応管内壁
及び上記支持体に付着した反応生成物を除去することを
特徴とする。
壁及びこの反応管内部に設置された被処理体を支持する
支持体に付着した反応生成物をプラズマエッチングによ
り除去するに際し、上記支持体を導電性材質で構成し、
この支持体を上記反応管内部に設置した状態で、上記反
応管内部に導入したエッチングガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ化したエッチングガスにより上記反応管内壁
及び上記支持体に付着した反応生成物を除去することを
特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1において、エッチ
ングガスがNF3であることを特徴とする。
ングガスがNF3であることを特徴とする。
また、請求項3の発明は、円筒状に形成され、略垂直
に立設された反応管と、 前記反応管を囲繞する如く設けられたヒータと、 導電性部材からなり、前記反応管内に挿脱自在とさ
れ、複数の被処理体を支持可能に構成された支持体と、 前記支持体を前記反応管内にロード・アンロードする
搬送機構と、 前記反応管と前記ヒータとの間に設けられた複数の電
極と、 前記電極に高周波電力を供給して前記反応管内にプラ
ズマを生起する高周波電力供給機構とを具備し、 前記支持体を前記反応管内部に挿入した状態で、前記
反応管内部に導入したエッチングガスを、前記高周波電
力供給機構から前記電極に高周波電力を供給してプラズ
マ化し、このプラズマ化したエッチングガスにより前記
反応管内壁及び前記支持体に付着した反応生成物を除去
するよう構成されたことを特徴とする。
に立設された反応管と、 前記反応管を囲繞する如く設けられたヒータと、 導電性部材からなり、前記反応管内に挿脱自在とさ
れ、複数の被処理体を支持可能に構成された支持体と、 前記支持体を前記反応管内にロード・アンロードする
搬送機構と、 前記反応管と前記ヒータとの間に設けられた複数の電
極と、 前記電極に高周波電力を供給して前記反応管内にプラ
ズマを生起する高周波電力供給機構とを具備し、 前記支持体を前記反応管内部に挿入した状態で、前記
反応管内部に導入したエッチングガスを、前記高周波電
力供給機構から前記電極に高周波電力を供給してプラズ
マ化し、このプラズマ化したエッチングガスにより前記
反応管内壁及び前記支持体に付着した反応生成物を除去
するよう構成されたことを特徴とする。
(作用効果) 被処理体を支持するための支持体を導電性材質で構成
し、この支持体を反応管内部に設置した状態で、上記反
応管内部に導入したエッチングガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ化したエッチングガスにより上記反応生成物
を除去することにより、上記反応管内壁面に付着した反
応生成物及び上記支持体に付着した反応生成物を短時間
で同時に除去することができ、従来困難となっていた上
記支持体に付着した反応生成物の除去を実行することが
可能となる。そのため、上記被処理体の処理時間におけ
る反応生成物による汚染を抑止することができる。
し、この支持体を反応管内部に設置した状態で、上記反
応管内部に導入したエッチングガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ化したエッチングガスにより上記反応生成物
を除去することにより、上記反応管内壁面に付着した反
応生成物及び上記支持体に付着した反応生成物を短時間
で同時に除去することができ、従来困難となっていた上
記支持体に付着した反応生成物の除去を実行することが
可能となる。そのため、上記被処理体の処理時間におけ
る反応生成物による汚染を抑止することができる。
(実施例) 以下、本発明を半導体ウエハを複数毎同時にバッチ処
理するCVD装置に適用した一実施例につき図面を参照し
て説明する。
理するCVD装置に適用した一実施例につき図面を参照し
て説明する。
まず、CVD装置の構成を説明する。
この装置は、例えば第1図に示すように縦型反応炉
で、軸方向を垂直にした反応管(1)から成る処理部
(2)と、この処理部(2)に搬入・搬出される被処理
体例えば半導体ウエハ(3)を上記垂直方向に複数枚例
えば100〜150枚程度所定間隔を設けて積載した支持体例
えばボート(4)と、このボート(4)を、上記反応管
(1)下方の予め定められたボート(4)受け渡し位置
(5)から上記反応管(1)にロード・アンロードする
搬送機構(6)とから構成されている。
で、軸方向を垂直にした反応管(1)から成る処理部
(2)と、この処理部(2)に搬入・搬出される被処理
体例えば半導体ウエハ(3)を上記垂直方向に複数枚例
えば100〜150枚程度所定間隔を設けて積載した支持体例
えばボート(4)と、このボート(4)を、上記反応管
(1)下方の予め定められたボート(4)受け渡し位置
(5)から上記反応管(1)にロード・アンロードする
搬送機構(6)とから構成されている。
上記処理部(2)の上記反応管(1)は、耐熱性で処
理ガスに対して反応しにくい材質例えば石英から成り上
面が封止されている。この反応管(1)を同軸的に囲繞
する如く筒状加熱機構例えばコイル状に巻回されたヒー
タ(7)が設けられ、このヒータ(7)は上記ウエハ
(3)の載置される領域内部を所望する温度例えば700
〜1000℃に均一加熱する如く設けられている。
理ガスに対して反応しにくい材質例えば石英から成り上
面が封止されている。この反応管(1)を同軸的に囲繞
する如く筒状加熱機構例えばコイル状に巻回されたヒー
タ(7)が設けられ、このヒータ(7)は上記ウエハ
(3)の載置される領域内部を所望する温度例えば700
〜1000℃に均一加熱する如く設けられている。
又、上記反応管(1)の上部には、反応管(1)内部
に所定の処理ガスを供給するためのガス供給管(13)が
接続されていて、このガス供給管(13)は、図示しない
マスフローコントローラ等を介してガス供給源に接続さ
れている。そして、上記反応管(1)の下部には、排気
管(14)が接続され、この排気管(14)には、反応管
(1)内を所望の圧力に減圧及び処理ガス等を排出可能
な真空ポンプ(図示せず)に接続されている。
に所定の処理ガスを供給するためのガス供給管(13)が
接続されていて、このガス供給管(13)は、図示しない
マスフローコントローラ等を介してガス供給源に接続さ
れている。そして、上記反応管(1)の下部には、排気
管(14)が接続され、この排気管(14)には、反応管
(1)内を所望の圧力に減圧及び処理ガス等を排出可能
な真空ポンプ(図示せず)に接続されている。
上記のように構成された反応管(1)内を気密に設定
する如く蓋体(15)が着脱自在に設けられている。この
蓋体(15)上方には、上記ウエハ(3)を積載したボー
ト(4)が設けられている。このボート(4)は、導電
性材質例えばシリコンカーバイト,グラファイト,或い
は導電性を有するセラミックから構成されており、この
ボート(4)を上記反応管(1)内の予め定められた高
さ位置に設定可能な保温筒(16)が、上記ボート(4)
と蓋体(15)との間に設けられている。
する如く蓋体(15)が着脱自在に設けられている。この
蓋体(15)上方には、上記ウエハ(3)を積載したボー
ト(4)が設けられている。このボート(4)は、導電
性材質例えばシリコンカーバイト,グラファイト,或い
は導電性を有するセラミックから構成されており、この
ボート(4)を上記反応管(1)内の予め定められた高
さ位置に設定可能な保温筒(16)が、上記ボート(4)
と蓋体(15)との間に設けられている。
そして、上記蓋体(15)は、例えばボールネジとモー
タ等からなる搬送機構(6)に支持されており、縦軸方
向に上記ボート(4)が移動可能となっている。
タ等からなる搬送機構(6)に支持されており、縦軸方
向に上記ボート(4)が移動可能となっている。
上述した構成のCVD装置は、図示しない制御部で動作
制御される。
制御される。
このようにして通常のCVD装置が構成されている。こ
の実施例では更に次に説明するクリーニング手段が設け
られている。
の実施例では更に次に説明するクリーニング手段が設け
られている。
即ち、上記反応管(1)とヒータ(7)との間には、
例えば上記反応管(1)の外周形状に適応させた円筒形
の導電体を、所定の角度間隔を設けて縦方向に複数分割
例えば対向する如く2分割させた電極(8)が上記ヒー
タ(7)と絶縁して設けられている。この電極(8)
は、導電性で上記反応管(1)内部の少なくともウエハ
載置領域の均熱効果を有し、さらに貴金属例えばNa,K,M
g,Fe,Cu,Ni等を透過しない材質例えばシリコンカーバイ
ト,導電性セラミック,グラファイト等で形成されてい
る。そして、上記電極(8)(8)対には、第2図
(A)(B)に示すようにRF電源(11)からの電力がマ
ッチングボックス(10)及びバランストランス(9)を
介し高周波電力が供給される如く構成されている。この
電極の供給により、上記対向した電極(8)間に高周波
放電を生起させ、上記反応管(1)内部に導入された処
理ガスを励起してプラズマを発生させる。また、電極
(8)(8)対を近接あるいは密着させる如く、円周方
向にスライド移動させることによりプラズマの発生領域
を反応管(1)の全内周域に形成でき、更にプラズマ発
生効率を向上できる。又、上記反応管(1)の交換時等
においては、上記反応管(1)と各電極(8)の密着を
解除する如く第2図(A)に示すようにスライド移動可
能とするように移動機構(12)が設けられている。ここ
で、この移動機構(12)と上記電極(8)との結合部は
上記RF電源(11)との接続端子を兼ねており、例えば移
動機構(12)に設けられた上記接続端子と電極(8)が
スプリングワッシャ等を介してSUS製のネジにより止め
られている。この時、上記ヒータ(7)の熱により上記
結合部が加熱されると、電極(8)及び上記ネジの熱膨
張係数の違いからゆるみ等が発生するため、上記結合部
を上記ゆるみ等が発生しない温度例えば200℃以下に設
定することが好ましい。
例えば上記反応管(1)の外周形状に適応させた円筒形
の導電体を、所定の角度間隔を設けて縦方向に複数分割
例えば対向する如く2分割させた電極(8)が上記ヒー
タ(7)と絶縁して設けられている。この電極(8)
は、導電性で上記反応管(1)内部の少なくともウエハ
載置領域の均熱効果を有し、さらに貴金属例えばNa,K,M
g,Fe,Cu,Ni等を透過しない材質例えばシリコンカーバイ
ト,導電性セラミック,グラファイト等で形成されてい
る。そして、上記電極(8)(8)対には、第2図
(A)(B)に示すようにRF電源(11)からの電力がマ
ッチングボックス(10)及びバランストランス(9)を
介し高周波電力が供給される如く構成されている。この
電極の供給により、上記対向した電極(8)間に高周波
放電を生起させ、上記反応管(1)内部に導入された処
理ガスを励起してプラズマを発生させる。また、電極
(8)(8)対を近接あるいは密着させる如く、円周方
向にスライド移動させることによりプラズマの発生領域
を反応管(1)の全内周域に形成でき、更にプラズマ発
生効率を向上できる。又、上記反応管(1)の交換時等
においては、上記反応管(1)と各電極(8)の密着を
解除する如く第2図(A)に示すようにスライド移動可
能とするように移動機構(12)が設けられている。ここ
で、この移動機構(12)と上記電極(8)との結合部は
上記RF電源(11)との接続端子を兼ねており、例えば移
動機構(12)に設けられた上記接続端子と電極(8)が
スプリングワッシャ等を介してSUS製のネジにより止め
られている。この時、上記ヒータ(7)の熱により上記
結合部が加熱されると、電極(8)及び上記ネジの熱膨
張係数の違いからゆるみ等が発生するため、上記結合部
を上記ゆるみ等が発生しない温度例えば200℃以下に設
定することが好ましい。
次に、上述したCVD装置による半導体ウエハ(3)へ
の膜形成処理及び反応管(1)内に付着した反応生成物
を除去する方法即ち洗浄方法を説明する。
の膜形成処理及び反応管(1)内に付着した反応生成物
を除去する方法即ち洗浄方法を説明する。
まず、図示しないウエハ移替え装置によりウエハ
(3)が積載されたボート(4)を、受け渡し位置
(5)に設定した保温筒(16)上に、ハンドラ(17)に
より把持搬送し載置する。そして、上記ボート(4)
を、搬送機構(6)により所定量上昇させ、上記反応管
(1)内の予め定められた位置に反応管(1)内壁に接
触させることなく搬入する。この時、上記反応管(1)
下端部と上記蓋体(15)を当接させることにより、自動
的にウエハを位置決めすると共に上記反応管(1)内部
を気密にする。次に、上記反応管(1)内を所望の低圧
状態例えば0.1〜3Torrに保つように図示しない真空ポン
プで排気制御し、ヒータ(7)により所望の温度例えば
500〜1000℃程度に設定する。そして、この設定後上記
排気制御しながらガス供給源から図示しないマスフロー
コントローラ等で流量を調節しつつ、処理ガス例えばSi
H4とO2を反応管(1)内にガス供給管(13)から所定時
間供給する。すると、反応管(1)内に設置されたウエ
ハ(3)表面には、下式に示すSiO2膜が堆積する。
(3)が積載されたボート(4)を、受け渡し位置
(5)に設定した保温筒(16)上に、ハンドラ(17)に
より把持搬送し載置する。そして、上記ボート(4)
を、搬送機構(6)により所定量上昇させ、上記反応管
(1)内の予め定められた位置に反応管(1)内壁に接
触させることなく搬入する。この時、上記反応管(1)
下端部と上記蓋体(15)を当接させることにより、自動
的にウエハを位置決めすると共に上記反応管(1)内部
を気密にする。次に、上記反応管(1)内を所望の低圧
状態例えば0.1〜3Torrに保つように図示しない真空ポン
プで排気制御し、ヒータ(7)により所望の温度例えば
500〜1000℃程度に設定する。そして、この設定後上記
排気制御しながらガス供給源から図示しないマスフロー
コントローラ等で流量を調節しつつ、処理ガス例えばSi
H4とO2を反応管(1)内にガス供給管(13)から所定時
間供給する。すると、反応管(1)内に設置されたウエ
ハ(3)表面には、下式に示すSiO2膜が堆積する。
SiH4+O2→SiO2+2H2↑ … このCVD処理後、処理ガスの供給を停止し、反応管
(1)内部を不活性ガス例えばN2ガスに置換し、常圧復
帰する。そして、上記処理後のウエハ(3)を積載した
ボート(4)を受け渡し位置(5)に搬送機構(6)に
より搬送し処理が終了する。
(1)内部を不活性ガス例えばN2ガスに置換し、常圧復
帰する。そして、上記処理後のウエハ(3)を積載した
ボート(4)を受け渡し位置(5)に搬送機構(6)に
より搬送し処理が終了する。
このようなCVD処理をくり返し実行すると、上記反応
管(1)内壁面及び上記ボート(4)に反応生成物例え
ば上記処理の場合SiO2が付着してしまう。このような反
応生成物が付着したまま上記CVD処理を実行すると、処
理中に上記付着物が反応管(1)から剥離し、塵となっ
てウエハ(3)に付着してしまい汚染の原因となる。そ
のため上記付着した反応生成物を定期的に除去する必要
がある。
管(1)内壁面及び上記ボート(4)に反応生成物例え
ば上記処理の場合SiO2が付着してしまう。このような反
応生成物が付着したまま上記CVD処理を実行すると、処
理中に上記付着物が反応管(1)から剥離し、塵となっ
てウエハ(3)に付着してしまい汚染の原因となる。そ
のため上記付着した反応生成物を定期的に除去する必要
がある。
次に、反応管(1)内に付着した反応生成物の除去を
プラズマエッチングにて行なう方法について説明する。
プラズマエッチングにて行なう方法について説明する。
まず、反応管(1)垂直下方の受け渡し位置に、ボー
ト(4)を設置し、蓋体(15)を搬送機構(6)により
上昇して、反応管(1)下端部と当接させる。このこと
により上記反応管(1)内を気密とする。この状態で、
反応管(1)内を所望の低圧状態例えば1×10-3Torrに
保つように図示しない真空ポンプで排気制御する。この
時既に、RF電源(11)に接続された電極(8)は、移動
機構(12)により反応管(1)の外周と密着する如くス
ライド移動している。このような状態で、ガス供給源か
ら図示しないマスフローコントローラ等で流量を例えば
1000SCCM程度に調節しながらエッチングガス例えばNF3
を反応管(1)内にガス供給管(13)から所定時間供給
する。この時は、反応管(1)内を0.2〜1Torrになるよ
うに排気制御しておく。
ト(4)を設置し、蓋体(15)を搬送機構(6)により
上昇して、反応管(1)下端部と当接させる。このこと
により上記反応管(1)内を気密とする。この状態で、
反応管(1)内を所望の低圧状態例えば1×10-3Torrに
保つように図示しない真空ポンプで排気制御する。この
時既に、RF電源(11)に接続された電極(8)は、移動
機構(12)により反応管(1)の外周と密着する如くス
ライド移動している。このような状態で、ガス供給源か
ら図示しないマスフローコントローラ等で流量を例えば
1000SCCM程度に調節しながらエッチングガス例えばNF3
を反応管(1)内にガス供給管(13)から所定時間供給
する。この時は、反応管(1)内を0.2〜1Torrになるよ
うに排気制御しておく。
そして、RF電源(11)から高周波数例えば400kHz,電
力例えば1KWを上記電源(8)(8)に印加する。する
と、電源(8)(8)間に放置が起こり、即ち、反応管
(1)内に放電が起こり、反応管(1)内に供給された
エッチングガスが励起されプラズマが発生し、このプラ
ズマにより反応管(1)内壁面及び上記ボート(4)表
面に付着した反応生成物をプラズマエッチングする。こ
のプラズマエッチングは、プラズマによって発生したラ
ジカルによるケミカルエッチと、プラズマによって発生
したイオンシースで加速されたイオンのスパッタエッチ
とで行なわれる。
力例えば1KWを上記電源(8)(8)に印加する。する
と、電源(8)(8)間に放置が起こり、即ち、反応管
(1)内に放電が起こり、反応管(1)内に供給された
エッチングガスが励起されプラズマが発生し、このプラ
ズマにより反応管(1)内壁面及び上記ボート(4)表
面に付着した反応生成物をプラズマエッチングする。こ
のプラズマエッチングは、プラズマによって発生したラ
ジカルによるケミカルエッチと、プラズマによって発生
したイオンシースで加速されたイオンのスパッタエッチ
とで行なわれる。
上記したように反応管(1)内部にプラズマを発生す
るが、この時、上記反応管(1)外周に上記各電極
(8)を密着させた状態で電力を印加することにより、
上記電極(8)間に上記反応管(1)が存在即ち反応管
(1)材質の石英が存在することとなり、この石英の誘
電率が空気より数倍高いことから上記電極(8)間の静
電容量を十分に大きくすることができ、上記プラズマが
容易に発生し、更に強いプラズマ強度が得られる。その
ため、低いRF電源(11)周波数例えば10MHz以下でのプ
ラズマの発生が可能となり、従来使用していた高い周波
数例えば13.56MHzを使用せずに上記プラズマを発生させ
ることができる。この13.56MHzの周波数は、電波となっ
て周囲に存在する他の装置を誤動作させてしまうトラブ
ルが頻繁に発生しており、上記周波数の電波シールドは
困難となっていた。しかし、上記各電極(8)を反応管
(1)外周に接触させることにより、上記10MHz以下で
のプラズマの発生が困難であるため、上記のように他の
装置を誤動作させる問題は解決することができる。ま
た、上記各電極(8)は移動機構(12)により上記反応
管(1)外周と接触或いは非接触に設定可能であるた
め、少なくとも上記プラズマを発生させる場合に上記接
触状態とし、上記反応管(1)の交換等の場合に上記非
接触状態とすることにより、上記反応管(1)を容易に
取り外すことができる。また、この反応管(1)の取り
外し時も、上記各電極(8)とその周囲に設けられてい
るヒータ(7)とは常に非接触状態を保っておき、接触
による上記ヒータ(7)の破損及び上記電極(8)の破
損を防止する。
るが、この時、上記反応管(1)外周に上記各電極
(8)を密着させた状態で電力を印加することにより、
上記電極(8)間に上記反応管(1)が存在即ち反応管
(1)材質の石英が存在することとなり、この石英の誘
電率が空気より数倍高いことから上記電極(8)間の静
電容量を十分に大きくすることができ、上記プラズマが
容易に発生し、更に強いプラズマ強度が得られる。その
ため、低いRF電源(11)周波数例えば10MHz以下でのプ
ラズマの発生が可能となり、従来使用していた高い周波
数例えば13.56MHzを使用せずに上記プラズマを発生させ
ることができる。この13.56MHzの周波数は、電波となっ
て周囲に存在する他の装置を誤動作させてしまうトラブ
ルが頻繁に発生しており、上記周波数の電波シールドは
困難となっていた。しかし、上記各電極(8)を反応管
(1)外周に接触させることにより、上記10MHz以下で
のプラズマの発生が困難であるため、上記のように他の
装置を誤動作させる問題は解決することができる。ま
た、上記各電極(8)は移動機構(12)により上記反応
管(1)外周と接触或いは非接触に設定可能であるた
め、少なくとも上記プラズマを発生させる場合に上記接
触状態とし、上記反応管(1)の交換等の場合に上記非
接触状態とすることにより、上記反応管(1)を容易に
取り外すことができる。また、この反応管(1)の取り
外し時も、上記各電極(8)とその周囲に設けられてい
るヒータ(7)とは常に非接触状態を保っておき、接触
による上記ヒータ(7)の破損及び上記電極(8)の破
損を防止する。
更に、上記反応管(1)内壁面及び上記ボート(4)
表面に付着した反応生成物を除去する際、上記ボート
(4)を導電性材質例えばシリコンカーバイト,グラフ
ァイト或いは導電性を有するセラミックにより構成し、
このように構成したボート(4)を周囲と絶縁状態即ち
フローティング状態に設けて上記電極(8)に電力を印
加すると、上記ボート(4)が導電性を有するため、電
界が上記ボート(4)に集中して電界強度が強くなり、
強いプラズマが発生するようになる。これは、上記導電
部であるボート(4)に電界が集中し、このことにより
発生したイオンシースにより加速されたイオンが導電部
分に衝突して表面をスパッタエッチングするため、ラジ
カルによるケミカルエッチングと併合して効率良くエッ
チングすることができる。上記強いプラズマの発生によ
り上記反応管(1)内壁面及び上記ボート(4)表面に
付着した反応生成物を同時に且つ高速にエッチング除去
することができる。更に、上記反応管(1)外周に複数
例えば4分割された電極(8)を設け、まず、対向する
1組の電極(8)に所定時間電力を印加して放電させ、
所定時間の後、他の対向する1組の電極(8)に切り換
えて電力を印加し、放電させるように繰り返し行なうこ
とにより、上記反応管(1)の中央部に強い電界を発生
させることができ、上記ボート(4)に付着している反
応生成物を効率よく除去することができる。この場合、
上記電極(8)は4分割のみに限らず、対向電極を有す
る複数構造であれば何れでもよい。また、上記ボート
(4)をフローティング状態とせずに接地(アース)
し、内部電極として使用しても同様に上記反応生成物の
除去が可能となる。これと同時に、上記ボート(4)を
載置している保温筒(16)に付着している反応生成物も
除去することができ、より洗浄効果が向上する。上記ボ
ート(4)を内部電極として上記反応管(1)外周の電
極(8)と放電させた場合、この放電をより均一化する
ために上記ボート(4)を連続或いは間欠的に回転させ
てもよい。また、上記ボート(4)の周囲に上記反応管
(1)と非接触状態で、導電性材質例えば複数の開孔を
有するシリコンカーバイト,グラファイト,或いは導電
性を有するセラミックにより構成された筒状内部電極を
設け、この筒状内部電極及び上記反応管外周の電極
(8)間に電力を印加してプラズマを発生させ、この発
生したプラズマにより上記ボート(4)表面に付着した
反応生成物を除去しても良い。この時、上記発生したプ
ラズマは、上記筒状内部電極に形成された複数の開孔を
通過してこの筒状内部電極内側に進入することで上記ボ
ート(4)表面に付着した反応生成物の除去が可能とな
る。また、上記反応管内壁面のみの除去を必要とする場
合、上記ボート(4)を内部に設定せずに上記筒状内部
電極或いはフローティング状態の内部導電体を設けて、
上記と同様に反応生成物の除去を行なってもよい。この
ようなエッチングガスにより剥離された反応生成物は、
排気管(14)から排気され、反応管(1)内に反応生成
物は残留しない。そして、所定時間エッチング後、エッ
チングガスを停止し、反応管(1)内部を不活性ガス例
えばN2ガスに置換し、常圧復帰する。この後、蓋体(1
5)を移動機構(12)により受け渡し位置(5)に設置
してエッチング処理が終了する。
表面に付着した反応生成物を除去する際、上記ボート
(4)を導電性材質例えばシリコンカーバイト,グラフ
ァイト或いは導電性を有するセラミックにより構成し、
このように構成したボート(4)を周囲と絶縁状態即ち
フローティング状態に設けて上記電極(8)に電力を印
加すると、上記ボート(4)が導電性を有するため、電
界が上記ボート(4)に集中して電界強度が強くなり、
強いプラズマが発生するようになる。これは、上記導電
部であるボート(4)に電界が集中し、このことにより
発生したイオンシースにより加速されたイオンが導電部
分に衝突して表面をスパッタエッチングするため、ラジ
カルによるケミカルエッチングと併合して効率良くエッ
チングすることができる。上記強いプラズマの発生によ
り上記反応管(1)内壁面及び上記ボート(4)表面に
付着した反応生成物を同時に且つ高速にエッチング除去
することができる。更に、上記反応管(1)外周に複数
例えば4分割された電極(8)を設け、まず、対向する
1組の電極(8)に所定時間電力を印加して放電させ、
所定時間の後、他の対向する1組の電極(8)に切り換
えて電力を印加し、放電させるように繰り返し行なうこ
とにより、上記反応管(1)の中央部に強い電界を発生
させることができ、上記ボート(4)に付着している反
応生成物を効率よく除去することができる。この場合、
上記電極(8)は4分割のみに限らず、対向電極を有す
る複数構造であれば何れでもよい。また、上記ボート
(4)をフローティング状態とせずに接地(アース)
し、内部電極として使用しても同様に上記反応生成物の
除去が可能となる。これと同時に、上記ボート(4)を
載置している保温筒(16)に付着している反応生成物も
除去することができ、より洗浄効果が向上する。上記ボ
ート(4)を内部電極として上記反応管(1)外周の電
極(8)と放電させた場合、この放電をより均一化する
ために上記ボート(4)を連続或いは間欠的に回転させ
てもよい。また、上記ボート(4)の周囲に上記反応管
(1)と非接触状態で、導電性材質例えば複数の開孔を
有するシリコンカーバイト,グラファイト,或いは導電
性を有するセラミックにより構成された筒状内部電極を
設け、この筒状内部電極及び上記反応管外周の電極
(8)間に電力を印加してプラズマを発生させ、この発
生したプラズマにより上記ボート(4)表面に付着した
反応生成物を除去しても良い。この時、上記発生したプ
ラズマは、上記筒状内部電極に形成された複数の開孔を
通過してこの筒状内部電極内側に進入することで上記ボ
ート(4)表面に付着した反応生成物の除去が可能とな
る。また、上記反応管内壁面のみの除去を必要とする場
合、上記ボート(4)を内部に設定せずに上記筒状内部
電極或いはフローティング状態の内部導電体を設けて、
上記と同様に反応生成物の除去を行なってもよい。この
ようなエッチングガスにより剥離された反応生成物は、
排気管(14)から排気され、反応管(1)内に反応生成
物は残留しない。そして、所定時間エッチング後、エッ
チングガスを停止し、反応管(1)内部を不活性ガス例
えばN2ガスに置換し、常圧復帰する。この後、蓋体(1
5)を移動機構(12)により受け渡し位置(5)に設置
してエッチング処理が終了する。
上記実施例では電極を複数分割する構造として、2分
割する例について説明したが、これに限定するのではな
く、例えば第3図に示すように8分割に構成しても同様
な効果が得られる。このように複数分割した電極(8)
と夫々隣接する電極(8)に、各々異なる極性の電力を
印加してもよく、この場合、上記隣接する電極(8)
間、即ち反応管(1)内壁の表面付近に強い電界(18)
が発生するため、上記反応管(1)内壁に付着した反応
生成物を効率良く、高速にエッチングすることができ
る。この時、上記各電極(8)に電力を印加するRF電源
(11)は、複数系統使用してもよいし、1系統のRF電源
(11)から上記各電極(8)に複数分配してもよい。
割する例について説明したが、これに限定するのではな
く、例えば第3図に示すように8分割に構成しても同様
な効果が得られる。このように複数分割した電極(8)
と夫々隣接する電極(8)に、各々異なる極性の電力を
印加してもよく、この場合、上記隣接する電極(8)
間、即ち反応管(1)内壁の表面付近に強い電界(18)
が発生するため、上記反応管(1)内壁に付着した反応
生成物を効率良く、高速にエッチングすることができ
る。この時、上記各電極(8)に電力を印加するRF電源
(11)は、複数系統使用してもよいし、1系統のRF電源
(11)から上記各電極(8)に複数分配してもよい。
また、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば石英製の反応管は単管でなくとも、石英製の
二重管例えば上面が封止された筒状の外管と、この外管
と非接触状態で筒状の内管とから反応管を構成したもの
でも良い。この場合、二重管構造の反応管の内管にエッ
チングガスを供給し、内管と外管との間にエッチングガ
スが流れるように排気制御すると、エッチングガスは、
外部電極に沿って流れる。すると、電極の近くは電界が
強く、プラズマが強く発生するため、供給されたエッチ
ングガスのプラズマへの変換効率が向上する。例えばNF
3ガス流量1000SCCM,RF周波数400kHz,電極1KW時ではプラ
ズマへの変換効率が95%と高効率が得られた。又、上記
実施例では、RF電源(11)からの接続端子と電極(8)
との結合をネジ等により行ない、ネジのゆるみ対策とし
て、結合部を200℃以下に設定していたが、200℃以上の
場所で結合する場合は、RF電源からはRF信号を伝えるの
で結合部で直流の導通がなくとも交流の導通が得られれ
ば良いことになる。即ち、SiC等の電極(8)とRF電源
(11)の金属性端子との結合表面積を大きくし、複数箇
所でネジ止めする。すると、大気中におかれたSiCは高
温となると表面に酸化膜が発生し直流の導通が得られな
くなるが、結合表面積が大きいため、静電容量を大きく
とることが出来るので、RF電流を十分に流すことが出来
る。この時、金属性接続端子と引き出しリードの接続
は、接続端子の温度が200℃以下の所で接続する。さら
に、上記実施例では電極は均熱管を兼ねて設けられてい
たが、夫々別系統で設けても良く、電極の分割は2分割
でなくともプラズマが有効に発生するものなら何分割で
も良く、又、電極材質として耐熱性金属をセラミックで
被覆したものでも良く、電極に印加する周波数は周縁装
置に悪影響を与えない例えば10MHz以下であれば何れで
も良い。
く、例えば石英製の反応管は単管でなくとも、石英製の
二重管例えば上面が封止された筒状の外管と、この外管
と非接触状態で筒状の内管とから反応管を構成したもの
でも良い。この場合、二重管構造の反応管の内管にエッ
チングガスを供給し、内管と外管との間にエッチングガ
スが流れるように排気制御すると、エッチングガスは、
外部電極に沿って流れる。すると、電極の近くは電界が
強く、プラズマが強く発生するため、供給されたエッチ
ングガスのプラズマへの変換効率が向上する。例えばNF
3ガス流量1000SCCM,RF周波数400kHz,電極1KW時ではプラ
ズマへの変換効率が95%と高効率が得られた。又、上記
実施例では、RF電源(11)からの接続端子と電極(8)
との結合をネジ等により行ない、ネジのゆるみ対策とし
て、結合部を200℃以下に設定していたが、200℃以上の
場所で結合する場合は、RF電源からはRF信号を伝えるの
で結合部で直流の導通がなくとも交流の導通が得られれ
ば良いことになる。即ち、SiC等の電極(8)とRF電源
(11)の金属性端子との結合表面積を大きくし、複数箇
所でネジ止めする。すると、大気中におかれたSiCは高
温となると表面に酸化膜が発生し直流の導通が得られな
くなるが、結合表面積が大きいため、静電容量を大きく
とることが出来るので、RF電流を十分に流すことが出来
る。この時、金属性接続端子と引き出しリードの接続
は、接続端子の温度が200℃以下の所で接続する。さら
に、上記実施例では電極は均熱管を兼ねて設けられてい
たが、夫々別系統で設けても良く、電極の分割は2分割
でなくともプラズマが有効に発生するものなら何分割で
も良く、又、電極材質として耐熱性金属をセラミックで
被覆したものでも良く、電極に印加する周波数は周縁装
置に悪影響を与えない例えば10MHz以下であれば何れで
も良い。
さらに又、上記実施例ではウエハをバッチ処理する縦
型反応炉からなるCVD装置として説明したが、CVD装置で
なくとも気相エピタキシャル成長装置や拡散装置等の反
応炉から成る装置であれば何れでも良く、反応炉も横型
に適応して良いことは言うまでもない。又、上記実施例
を応用してウエハをバッチ処理するプラズマCVD装置等
として使用しても良い。
型反応炉からなるCVD装置として説明したが、CVD装置で
なくとも気相エピタキシャル成長装置や拡散装置等の反
応炉から成る装置であれば何れでも良く、反応炉も横型
に適応して良いことは言うまでもない。又、上記実施例
を応用してウエハをバッチ処理するプラズマCVD装置等
として使用しても良い。
以上述べたようにこの実施例によれば、被処理体を支
持するための支持体を導電性材料で構成し、この支持体
を反応管内部に設置した状態で、上記反応管内部に導入
したエッチングガスをプラズマ化し、このプラズマ化し
たエッチングガスにより上記反応生成物を除去すること
により、上記反応管内壁面に付着した反応生成物及び上
記支持体に付着した反応生成物を短時間で同時に除去す
ることができ、従来困難となっていた上記支持体に付着
した反応生成物の除去を効率よく、且つ短時間で実行す
ることが可能となる。そのため、上記被処理体の処理時
における反応生成物による汚染を抑止することができ
る。
持するための支持体を導電性材料で構成し、この支持体
を反応管内部に設置した状態で、上記反応管内部に導入
したエッチングガスをプラズマ化し、このプラズマ化し
たエッチングガスにより上記反応生成物を除去すること
により、上記反応管内壁面に付着した反応生成物及び上
記支持体に付着した反応生成物を短時間で同時に除去す
ることができ、従来困難となっていた上記支持体に付着
した反応生成物の除去を効率よく、且つ短時間で実行す
ることが可能となる。そのため、上記被処理体の処理時
における反応生成物による汚染を抑止することができ
る。
第1図は本発明方法の一実施例を説明するためのCVD装
置の構成図、第2図は第1図の電極説明図、第3図は第
1図電極の他の実施例説明図である。 1……反応管、3……ウエハ 4……ボート、8……電極 16……保温筒
置の構成図、第2図は第1図の電極説明図、第3図は第
1図電極の他の実施例説明図である。 1……反応管、3……ウエハ 4……ボート、8……電極 16……保温筒
Claims (3)
- 【請求項1】処理工程により縦型熱処理装置の反応管内
壁及びこの反応管内部に設置された被処理体を支持する
支持体に付着した反応生成物をプラズマエッチングによ
り除去するに際し、上記支持体を導電性材質で構成し、
この支持体を上記反応管内部に設置した状態で、上記反
応管内部に導入したエッチングガスをプラズマ化し、こ
のプラズマ化したエッチングガスにより上記反応管内壁
及び上記支持体に付着した反応生成物を除去することを
特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項2】エッチングガスがNF3であることを特徴と
する請求項1記載のプラズマ処理方法。 - 【請求項3】円筒状に形成され、略垂直に立設された反
応管と、 前記反応管を囲繞する如く設けられたヒータと、 導電性部材からなり、前記反応管内に挿脱自在とされ、
複数の被処理体を支持可能に構成された支持体と、 前記支持体を前記反応管内にロード・アンロードする搬
送機構と、 前記反応管と前記ヒータとの間に設けられた複数の電極
と、 前記電極に高周波電力を供給して前記反応管内にプラズ
マを生起する高周波電力供給機構とを具備し、 前記支持体を前記反応管内部に挿入した状態で、前記反
応管内部に導入したエッチングガスを、前記高周波電力
供給機構から前記電極に高周波電力を供給してプラズマ
化し、このプラズマ化したエッチングガスにより前記反
応管内壁及び前記支持体に付着した反応生成物を除去す
るよう構成されたことを特徴とする縦型熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63148718A JP2721847B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63148718A JP2721847B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01315137A JPH01315137A (ja) | 1989-12-20 |
JP2721847B2 true JP2721847B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=15459047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63148718A Expired - Fee Related JP2721847B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | プラズマ処理方法及び縦型熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2721847B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3115015B2 (ja) * | 1991-02-19 | 2000-12-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 縦型バッチ処理装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61100141U (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-26 | ||
JPS6219732U (ja) * | 1985-07-22 | 1987-02-05 | ||
JPH0754801B2 (ja) * | 1986-02-25 | 1995-06-07 | 株式会社フレンドテツク研究所 | 半導体装置製造装置およびその反応管内部の洗浄方法 |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63148718A patent/JP2721847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01315137A (ja) | 1989-12-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |