JP3084024B1 - Plasma CVD apparatus chamber cleaning method and plasma CVD apparatus - Google Patents

Plasma CVD apparatus chamber cleaning method and plasma CVD apparatus

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Abstract

【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。A plasma CVD method having a fixed high-frequency matching circuit
In the chamber cleaning of the equipment, the end point of the cleaning is detected by fixing the opening of the CVD chamber pressure control valve and monitoring the change in the reflected power of the high frequency power when cleaning the deposits on the inner wall of the equipment using plasma. By performing the cleaning at an appropriate time, the operation rate and throughput of the semiconductor manufacturing equipment are maintained at a high level, and the yield of semiconductor devices is prevented from lowering. SOLUTION: Plasma C having a fixed high-frequency matching circuit
In the VD apparatus, when cleaning the deposit on the inner wall of the chamber using plasma, the end point of the cleaning is detected by monitoring the reflected power of the high-frequency power after fixing the opening of the CVD chamber pressure control valve. .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[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。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for cleaning a chamber of a plasma CVD apparatus and a plasma CVD apparatus for performing the method.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, in the production of various semiconductor devices, a plasma CV has been used in various film forming processes of a conductive layer, an insulating layer, and the like.
The D device is widely used. Plasma CVD equipment
A substrate such as a semiconductor is placed on a susceptor in a CVD chamber, a high-frequency electrode is opposed to this susceptor, and the pressure is kept constant by a pressure adjusting valve such as a throttle valve installed in an exhaust line of the CVD chamber connected to a vacuum pump. While introducing a gas, plasma discharge is performed between the high-frequency electrode and the substrate to form a film on the substrate.

【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。In a plasma CVD apparatus, by repeatedly performing a film forming operation, a reaction product is deposited on an inner wall or the like in a CVD chamber. When the amount of deposits on the inner wall of the CVD chamber increases, the impedance inside the CVD chamber changes and the generation of stable plasma is hindered, and the film thickness distribution, film quality, and the like of the formed film deteriorate. Also, C
When the amount of deposits on the inner wall of the VD chamber increases, the deposits are peeled off, causing the generation of foreign matters.

【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。For this reason, in a plasma CVD apparatus, it is necessary to clean the inside of the CVD chamber at regular time intervals. Dry etching (plasma cleaning) using plasma is widely used for cleaning in a CVD chamber. In general, cleaning in the chamber is performed with a margin so as not to leave a residual film in the chamber.However, if this margin is set too large, the cleaning time becomes longer and the equipment throughput is reduced. In addition, over-etching damages members in the chamber, accelerates deterioration of chamber components, and shortens the maintenance cycle, thereby lowering the operation rate of the equipment. In addition, excessive etching deteriorates the aforementioned chamber components,
Foreign matter is generated by the deposition of the product due to the cleaning gas, which causes a reduction in the yield of semiconductor products.

【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。On the other hand, if the cleaning time is too short, the film formed in the chamber remains, and if the processing is continued, a thin film is gradually deposited. If the film becomes thick to a certain extent, it peels off and becomes a foreign substance and adheres to the wafer. This will reduce the yield of semiconductor products. Therefore, it is necessary to appropriately manage the cleaning time.

【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。Here, a high-frequency power control system generally used in a plasma CVD apparatus will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 5 is an example of a block diagram of a plasma CVD chamber and a high-frequency power control system. The high-frequency oscillator 21 converts the high-frequency power (forward power) specified by the voltage signal 25 from the control circuit 24 into a matching unit 22.
Is supplied to the CVD chamber 23 through the. The high-frequency oscillator 21 has a function of monitoring the oscillating high-frequency forward power and reflected power and outputting it as a voltage signal 26.

【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。Plasma CVD with fixed high-frequency matching circuit
The device keeps the impedance of the matching unit 22 constant by the voltage signal 27 from the control circuit 24. Note that a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit may include a matching device having no function of changing impedance.

【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。During film formation and plasma cleaning, CV
The impedance of the CVD chamber 23 changes due to a change in the amount of deposits deposited on the inner wall of the D chamber.
When the impedance of the matching unit 22 is fixed, the reflected power changes with the change in the impedance of the CVD chamber 23.

【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。[0009] From the high-frequency oscillator 21 to the CVD chamber 23
Is the difference between the forward power and the reflected power. Therefore, when the forward power output from the high-frequency oscillator 21 is constant, the change in the reflected power is a change in the high-frequency power supplied to the CVD chamber 23, and the CV
The processing performed by the D chamber 23 is made unstable.

【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。In high-frequency power control of a CVD apparatus having a fixed matching circuit, the CVD chamber 23
In order to prevent the processing performed in
While the processing is being performed by the CVD chamber 23, the forward power and the reflected power are monitored from the high-frequency oscillator, and the forward power is controlled so that the difference between the forward power and the reflected power becomes constant. As described above, in the plasma CVD apparatus having the fixed high-frequency matching circuit, the monitor of the reflected power is a function provided as a standard.

【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。Next, a mechanism for maintaining a constant chamber pressure during cleaning in a general plasma CVD apparatus will be briefly described. In a conventional plasma CVD apparatus, the chamber pressure during cleaning is determined by the APC (Auto Pressure Controlle) based on the value of a pressure gauge attached to the chamber.
r) The voltage is constantly adjusted to a constant value by supplying the voltage pulse signal to the dedicated valve for adjusting the conductance of the exhaust pipe, which is called a valve, while appropriately changing the number of pulse signals. One of the main components of the APC valve is a throttle valve. Inside the APC valve, by changing the angle of the throttle valve, the conductance of the pipe is changed to control the chamber pressure.

【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。As a method of detecting the end point of the plasma cleaning, there is a method of detecting the end point of the luminescent species based on a change in luminous intensity, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-82645. When detecting the end point of the plasma cleaning from the change in the emission intensity, the plasma CVD apparatus is provided with an observation window for observing plasma emission on the side wall surface of the CVD chamber, and a light receiving system is installed outside the chamber adjacent to the window. It is common.

【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。In a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-236412, it is determined whether or not the high-frequency reflected power during plasma cleaning has reached a stable level. Then, there is a method of detecting the end point of the cleaning.

【００１４】[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。However, in the method of detecting the end point of cleaning from the change in the emission intensity of the luminescent species, a reaction product is deposited on the inner wall surface of the observation window during film formation. Cannot be detected stably over a long period of time. In addition, the installation of a light receiving system for measuring the emission intensity of the emission species leads to an increase in complexity and cost of the apparatus.

【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。In the plasma CVD apparatus having the fixed high-frequency matching circuit, the method for detecting the end point of the cleaning by sensing whether or not the high-frequency reflected power has reached a stable level. It is difficult to determine the definition of the cleaning end point due to phenomena such as a small change amount and a change in reflected power even after the deposit on the inner wall of the CVD chamber is removed. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to accurately detect an end point at low cost by plasma CVD.
It is an object of the present invention to provide a method for cleaning an apparatus.

【００１６】[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。A plasma CV according to the present invention.
The method of cleaning the chamber of the apparatus D is as follows. In a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit, when cleaning the deposits on the inner wall of the apparatus using plasma,
By fixing the opening of the VD chamber pressure control valve and monitoring the reflected power of the high frequency power,
The end point of cleaning is detected based on the fluctuation of the reflected power.
In addition, the plasma CVD apparatus of the present invention automatically terminates a series of cleaning processes such as stopping the gas used for cleaning and the high frequency after the time calculated by the set calculation method from the detection time of the end point. Have means to do so.

【００１７】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a plasma CV according to the present invention will be described.
The principle and operation of the chamber cleaning method for the D apparatus will be described. When a film is formed in a plasma CVD apparatus, a reaction product adheres in a CVD chamber, and
The impedance in the chamber changes. When plasma cleaning is performed from this state, products in the CVD chamber are removed, and the impedance gradually returns to the value before film formation. When plasma cleaning is performed with the opening of the CVD chamber pressure control valve fixed, C
The pressure of the VD chamber increases at the same time as the start of cleaning and the application of high frequency, decreases as the removal of products in the CVD chamber progresses, and becomes constant after the removal of the products is completed. The change in the CVD chamber pressure with the progress of the cleaning amplifies the amount of impedance change in the CVD chamber with the progress of the plasma cleaning as compared with the case where the CVD chamber pressure during the cleaning is controlled to be constant. This change in impedance is captured by high-frequency reflected power, and the end point of plasma cleaning is detected.

【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。The function of monitoring the reflected power and the function of fixing the opening of the throttle valve are functions provided as standard in a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit. In the present invention, in the chamber pressure control method described above, the feedback of the pressure gauge is not performed during the cleaning process, and the voltage of the voltage is controlled so that the opening of the APC valve is stopped at a constant value at a set value at which the inside of the chamber becomes an appropriate pressure. By stopping the pulse signal, the opening of the throttle valve can be easily fixed. Therefore, the present invention detects an accurate end point without adding a special function for detecting the end point of plasma cleaning to the plasma CVD apparatus.

【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。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a parallel plate type plasma CVD apparatus. In the plasma CVD apparatus, a susceptor 3 for disposing a substrate 2 on which a film is to be formed is disposed in a CVD chamber 1 for maintaining a vacuum state.
The susceptor 3 is provided with a heating means 4 for maintaining the substrate at a constant temperature. On the upper part of the susceptor 3, the opposed high-frequency electrodes 5 are arranged. A high-frequency oscillator 6 that supplies high-frequency power is connected to the high-frequency electrode 5 via a matching device 7 having a fixed high-frequency matching circuit. Further, the high-frequency electrode 5 is provided with a gas supply system 8 for supplying a gas necessary for film formation and plasma cleaning.
An exhaust system 9 such as a vacuum pump for exhausting gas in the CVD chamber is connected to the CVD chamber via a throttle valve 10 (pressure control valve) for keeping the pressure in the CVD chamber constant. Also, C
A pressure gauge 11 for monitoring the pressure of the CVD chamber is provided in the VD chamber.

【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。Next, a method for detecting the end point of chamber cleaning when the parallel plate type plasma CVD apparatus of FIG. 1 is used will be described. FIG. 2 shows that the silicon oxide film was formed at 1000 nm and 2000 nm in the CVD chamber of FIG.
A state of a change in the pressure of the CVD chamber when a cleaning gas is introduced into the chamber after the film is formed, and thereafter, plasma cleaning is performed by supplying high-frequency power is shown. The CVD chamber pressure was monitored by the pressure gauge 11 shown in FIG. 1, and it was confirmed that the CVD chamber pressure changed during the plasma cleaning.
In FIG. 2, the thick solid line curve indicates that the silicon oxide film has a thickness of 1000 n.
m, a thin solid line indicates a silicon oxide film
The state of a change in the CVD chamber pressure when a 000 nm film is formed is shown.

【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。After a silicon oxide film is formed in a CVD chamber, the conditions are as follows: C2F6 flow rate 900 sccm, NF3 flow rate 135 sccm, 02 flow rate 1250 sccm, susceptor temperature 400 ° C., throttle valve opening 60%. Is held at 4 Torr as shown in FIG. In this state, the high-frequency power 40
00W was supplied (time t1 in FIG. 2), and cleaning was started. After the start of cleaning, the pressure in the CVD chamber decreases over time as shown in FIG. After that, the CVD chamber pressure is set to 100
In the cleaning after the 0 nm deposition, about 40 seconds after the start of the cleaning (time t2 in FIG. 2), the silicon oxide film 20 is removed.
In the cleaning after the deposition of 00 nm, the respective values become constant approximately 70 seconds after the start of the cleaning (time t3 in FIG. 2). As described above, by performing the plasma cleaning while fixing the opening of the pressure control valve, the pressure of the CVD chamber during the cleaning changes as the cleaning proceeds.

【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。FIG. 3 shows a change in reflected power and a change in emission intensity of F radicals in plasma cleaning after a silicon oxide film is formed to a thickness of 1000 nm. FIG. 4 shows a change in reflected power and a change in SiF in plasma cleaning after forming a 2000 nm silicon oxide film.
4 shows a change in the emission intensity of a radical. Since the reflected power monitor is a standard function in a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit,
This was used. The time change of the emission intensity of F radical is C
It monitored from the light emission observation window provided in the VD chamber.
After the start of the plasma cleaning, the point at which the increase in the emission intensity of the F radical stops and stabilizes to a constant value is the end point of the cleaning.

【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。As shown in FIGS. 3 and 4, the reflected power increases for a very short time at the start of the plasma cleaning (time t1 in FIGS. 3 and 4), takes a minimum value, and thereafter increases with time. I do. Further, thereafter, the reflected power is about 40 seconds after the start of cleaning (time t2 in FIG. 3) in the cleaning after the deposition of the silicon oxide film of 1000 nm, and about 70 seconds after the start of the cleaning in the cleaning after the deposition of the silicon oxide film of 2000 nm (FIG. 4). At time t3), the respective values become constant.

【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。The emission intensity of F radicals increases with time after the start of plasma cleaning. afterwards,
The emission intensity of the F radical is 1000 nm for the silicon oxide film.
In the cleaning after the deposition, about 35 seconds after the start of the cleaning (time T2 in FIG. 3), the silicon oxide film 2000n
In the cleaning after the deposition of m, the respective values become constant approximately 60 seconds after the start of the cleaning (time T3 in FIG. 4).

【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。Therefore, a silicon oxide film of 1000 nm
In the cleaning after the deposition, the time until the increase in the reflected power during the cleaning stops (about 40 seconds) is the time until the increase in the emission intensity of the F radical stops (about 35 seconds).
Second) about 13%. Further, in the cleaning after depositing the silicon oxide film of 2000 nm, the time until the increase of the reflected power during the cleaning stops (about 7 times).
0 second) is about 17% longer than the time (about 60 seconds) until the increase in the emission intensity of the F radical stops. As described above, in the present embodiment, the fact that the end point of the plasma cleaning can be detected from the change in the reflected power was verified by the emission intensity of the conventionally used emission type.

【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。Therefore, if the supply of high-frequency power and the stop of cleaning, ie, the stop of cleaning, are set to the time until the increase of the reflected power during cleaning stops, this is the time until the increase of the emission intensity of the F radical stops. About 13 hours
~ 17% increase, on average about 15% increase in time. In this way, the inside of the chamber can be maintained in a good state, and it is possible to keep the adhesion of particles to the semiconductor substrate low while keeping the throughput and the operation rate high. From the above results, the plasma CV having the fixed high-frequency matching circuit
In the plasma cleaning of the D apparatus, it is possible to accurately detect the end point of the plasma cleaning by monitoring the change in the reflected power after fixing the opening of the pressure control valve. By detecting the end point of the cleaning in this manner, the supply of the gas used for the cleaning and the supply of the high-frequency power can be stopped at an appropriate timing.

【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。Also, as described above, according to this embodiment, the plasma CVD method is capable of detecting the end point of the CVD chamber cleaning and automatically performing the cleaning end processing at an appropriate timing.
A device is obtained. That is, according to this embodiment,
In a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit, the end point of cleaning is monitored by monitoring the change in reflected power of high-frequency power during cleaning of deposits on the inner wall of the chamber using plasma while fixing the opening of the CVD chamber pressure control valve. Is provided. Also,
The microcomputer may be provided with means for automatically performing a process for terminating the cleaning process including stopping the gas used for cleaning and the high frequency after a time calculated by the set calculation method from the detection time of the end point. .

【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。The present invention is not limited to the above embodiment. That is, the present invention is not limited to the above-described example of the object to be processed, and can be applied to plasma cleaning after forming various thin films such as a silicon nitride film and a fluorocarbon film. . Further, the present invention is not limited to the above-described example of the supply gas at the time of cleaning, and it is not limited to NF3 alone or C3F8 and O2.
It can be applied to plasma cleaning using various etching gases such as a mixed system of.

【００２９】[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。As described above, according to the present invention, when plasma cleaning is performed in a plasma CVD apparatus having a fixed high-frequency matching circuit, the change in reflected power is monitored to determine the end point of plasma cleaning. Detection can be performed accurately without increasing the cost and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a parallel plate type plasma CVD apparatus which is an example of a plasma CVD apparatus to which a plasma cleaning method according to the present invention is applied.

【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。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a plasma cleaning time and a CVD chamber pressure.

【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。FIG. 3 is a graph showing the relationship between plasma cleaning time after depositing a silicon oxide film of 1000 nm, reflected power, and F radical emission intensity.

【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。FIG. 4 is a graph showing the relationship between plasma cleaning time after depositing a silicon oxide film of 2000 nm, reflected power, and F radical emission intensity.

【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。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a plasma CVD chamber and a high-frequency power control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。1 CVD chamber, 2 substrate, 3 susceptor,
4 heating means, 5 high-frequency electrode, 6 high-frequency oscillator, 7 high-frequency matching device, 8 gas supply system, 9 exhaust system, 10 throttle valve (pressure control valve),
11 Pressure gauge.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 H01L 21/3065 H01L 21/31 H05H 1/00 - 1/54 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 H01L 21/205 H01L 21/3065 H01L 21/31 H05H 1/00-1 / 54 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。1. A plasma C having a fixed high-frequency matching circuit
In a VD apparatus, the end of cleaning is detected by fixing the opening of the pressure control valve of the CVD chamber, cleaning the deposits on the inner wall of the chamber using plasma, and monitoring the change in the reflected power of the high-frequency power. A method for cleaning a chamber of a plasma CVD apparatus, comprising: 【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。2. The method for cleaning a chamber of a plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein an end point of the cleaning is detected, and supply of high-frequency power is stopped. 【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。3. A plasma C having a fixed high-frequency matching circuit
A means for detecting an end point of cleaning by monitoring a change in reflected power of high-frequency power during cleaning of deposits on the inner wall of the chamber performed by using a plasma while fixing the opening of the CVD chamber pressure control valve in the VD apparatus; A plasma CVD apparatus, comprising: means for automatically terminating a cleaning process including stopping a gas used for cleaning and a high frequency after a time calculated by a set calculation method from a detection time of an end point.
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