JP3178431B2 - プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法に関するものである。
置のクリーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤ装置においては、基板に
成膜処理を行なった後にチャンバーの内壁にフッ素を付
着するため、このフッ素を除去する必要がある。
成膜処理を行なった後にチャンバーの内壁にフッ素を付
着するため、このフッ素を除去する必要がある。
【０００３】従来、プラズマＣＶＤ装置のチャンバーを
セルフクリーニングする技術では、クリーニング実施後
のチャンバー内に残留するフッ素系のガスにより、トラ
ンジスタの特性が変化する問題がある。
セルフクリーニングする技術では、クリーニング実施後
のチャンバー内に残留するフッ素系のガスにより、トラ
ンジスタの特性が変化する問題がある。
【０００４】上記問題を解決をするため、特公平７−１
００８６５号公報には、ＮＦ3のクリーニング後に、水
素と窒素との混合ガスによりプラズマ処理を行う方法が
提案されている。また、特開昭６３−２６７４３０号公
報には、ＮＦ3のクリーニング後に、水素プラズマ処理
を行う方法が提案されている。
００８６５号公報には、ＮＦ3のクリーニング後に、水
素と窒素との混合ガスによりプラズマ処理を行う方法が
提案されている。また、特開昭６３−２６７４３０号公
報には、ＮＦ3のクリーニング後に、水素プラズマ処理
を行う方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−１００８６５号公報及び特開昭６３−２６７４３０
号公報に開示された方法では、水素や窒素が反応性の高
いラジカルの状態に十分に分解しないため、チャンバー
に吸着しているフッ素との反応が起きにくく、フッ素の
除去率が悪くなるという問題があり、従って、プラズマ
処理時間が長くなるという問題がある。
７−１００８６５号公報及び特開昭６３−２６７４３０
号公報に開示された方法では、水素や窒素が反応性の高
いラジカルの状態に十分に分解しないため、チャンバー
に吸着しているフッ素との反応が起きにくく、フッ素の
除去率が悪くなるという問題があり、従って、プラズマ
処理時間が長くなるという問題がある。
【０００６】そのため特開平３−１３０３６８号公報に
は、ＮＦ3のクリーニング後に、還元性のガス（水素、
シラン、フォスフィンなど）を用いる処理を行うことが
提案されている。
は、ＮＦ3のクリーニング後に、還元性のガス（水素、
シラン、フォスフィンなど）を用いる処理を行うことが
提案されている。
【０００７】しかしながら、特開平３−１３０３６８号
公報に開示された方法では、たとえばシランを使用した
場合、水素のラジカルは発生するが、チャンバーの内壁
に窒化膜に比べて付着力の弱いアモルファスシリコンが
チャンバーの内壁に形成されるため、成膜プロセスを実
施中にチャンバーの内壁から膜剥がれが起きやすくなる
という問題がある。
公報に開示された方法では、たとえばシランを使用した
場合、水素のラジカルは発生するが、チャンバーの内壁
に窒化膜に比べて付着力の弱いアモルファスシリコンが
チャンバーの内壁に形成されるため、成膜プロセスを実
施中にチャンバーの内壁から膜剥がれが起きやすくなる
という問題がある。
【０００８】そのため、特開平３−１３０３６８号公報
に開示された方法では、頻繁にガスクリーニングを行わ
なければならないという問題がある。
に開示された方法では、頻繁にガスクリーニングを行わ
なければならないという問題がある。
【０００９】さらに、特公平３−４８２６８号公報に
は、ＣｌＦ系のガスクリーニング後に水素とアルゴン又
はヘリウムなど希ガスとの混合ガスを用いて、プラズマ
レスの処理が提案されている。
は、ＣｌＦ系のガスクリーニング後に水素とアルゴン又
はヘリウムなど希ガスとの混合ガスを用いて、プラズマ
レスの処理が提案されている。
【００１０】しかし、ＣｌＦ系のガスクリーニングは、
安価なアルミニウムやステンレスをエッチングするた
め、装置自体が高価になってしまうという問題がある。
安価なアルミニウムやステンレスをエッチングするた
め、装置自体が高価になってしまうという問題がある。
【００１１】また、特開平２−２４０２６７号公報に
は、クリーニング後の後処理の代えて、クリーニング後
に予めチャンバー内をプラズマ窒化シリコン膜でコーテ
ィングする方法が提案されている。
は、クリーニング後の後処理の代えて、クリーニング後
に予めチャンバー内をプラズマ窒化シリコン膜でコーテ
ィングする方法が提案されている。
【００１２】しかしながら、特開平２−２４０２６７号
公報に開示された方法では、コーティングする膜厚を厚
くする必要があるため、タクトタイムが長くなるという
問題がある。
公報に開示された方法では、コーティングする膜厚を厚
くする必要があるため、タクトタイムが長くなるという
問題がある。
【００１３】本発明の目的は、残留ガスのトランジスタ
への影響を短タクトタイムで低減するプラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法を提供することにある。
への影響を短タクトタイムで低減するプラズマＣＶＤ装
置のクリーニング方法を提供することにある。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【課題を解決するための手段】 前記目的を達成するた
め、 本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法は、プラズマＣＶＤ装置の成膜用チャンバー内をフッ
素系ガスを用いてプラズマクリーニングする方法であっ
て、前記成膜用チャンバーをフッ素系のガスを用いてプ
ラズマクリーニングした後、水素に希ガスを添加したガ
スを用いた放電により前記クリーニング後に成膜用のチ
ャンバー内に付着しているフッ素を除去し、更にＳｉ−
Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５から５の窒化膜を成長
し、チャンバー内に付着しているフッ素を取り込み、チ
ャンバーに付着したＦを除去するものである。
め、 本発明に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方
法は、プラズマＣＶＤ装置の成膜用チャンバー内をフッ
素系ガスを用いてプラズマクリーニングする方法であっ
て、前記成膜用チャンバーをフッ素系のガスを用いてプ
ラズマクリーニングした後、水素に希ガスを添加したガ
スを用いた放電により前記クリーニング後に成膜用のチ
ャンバー内に付着しているフッ素を除去し、更にＳｉ−
Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５から５の窒化膜を成長
し、チャンバー内に付着しているフッ素を取り込み、チ
ャンバーに付着したＦを除去するものである。
【００１８】以下、本発明の実施の形態を図により説明
する。
する。
【００１９】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を工程
順に示すフローチャートである。
１に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を工程
順に示すフローチャートである。
【００２０】図１に示すように、本発明の実施形態１に
係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、まず、
プラズマＣＶＤ装置の成膜用チャンバー内にガラス基板
を搬入する。
係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、まず、
プラズマＣＶＤ装置の成膜用チャンバー内にガラス基板
を搬入する。
【００２１】次に、成膜用チャンバー内にシランガス等
を導入して、シランガス等を用いてガラス基板に、アモ
ルファスシリコン膜，シリコン窒化膜の成膜を行う。
を導入して、シランガス等を用いてガラス基板に、アモ
ルファスシリコン膜，シリコン窒化膜の成膜を行う。
【００２２】ガラス基板への成膜が完了した後、チャン
バー内からプロセスガスを１Ｐａ以下まで排気し、排気
が完了した後に、ガラス基板を成膜用チャンバーから搬
出する。
バー内からプロセスガスを１Ｐａ以下まで排気し、排気
が完了した後に、ガラス基板を成膜用チャンバーから搬
出する。
【００２３】引き続いて、クリーニングガスとしてＮＦ
3を５００ＳＣＣＭ、成膜用チャンバー内に導入する。
このとき、成膜用チャンバー内の圧力制御は行わず、圧
力制御のためのオリフィス開度は１００％とする。
3を５００ＳＣＣＭ、成膜用チャンバー内に導入する。
このとき、成膜用チャンバー内の圧力制御は行わず、圧
力制御のためのオリフィス開度は１００％とする。
【００２４】成膜用チャンバー内へのガス流量が安定し
たら、高周波電源（ＲＦ）を２０００Ｗ印加する。
たら、高周波電源（ＲＦ）を２０００Ｗ印加する。
【００２５】成膜用チャンバーへのＲＦの印加を開始す
ると、代表的には ＮＦ3＋ｅ-→ＮＦ2＋Ｆ*＋ｅ- Ｓｉ＋４Ｆ*→ＳｉＦ4↑ という化学反応が起こり、成膜用チャンバーの内壁に付
着したシリコン膜がエッチングされる。
ると、代表的には ＮＦ3＋ｅ-→ＮＦ2＋Ｆ*＋ｅ- Ｓｉ＋４Ｆ*→ＳｉＦ4↑ という化学反応が起こり、成膜用チャンバーの内壁に付
着したシリコン膜がエッチングされる。
【００２６】ここで、成膜用チャンバーの内壁に付着し
たシリコン膜の除去が完了すると、上記の反応が完了
するため、上記の反応のみが起こり、成膜用チャンバ
ーの内壁に付着したシリコン膜のエッチングが完了す
る。
たシリコン膜の除去が完了すると、上記の反応が完了
するため、上記の反応のみが起こり、成膜用チャンバ
ーの内壁に付着したシリコン膜のエッチングが完了す
る。
【００２７】成膜用チャンバーの内壁に付着したシリコ
ン膜に対するエッチングの完了は、圧力によりモニター
するため、成膜用チャンバー内壁へのシリコン膜の付着
量に左右されず、常に一定のエッチングが可能となる。
ン膜に対するエッチングの完了は、圧力によりモニター
するため、成膜用チャンバー内壁へのシリコン膜の付着
量に左右されず、常に一定のエッチングが可能となる。
【００２８】成膜用チャンバーの内壁に付着したシリコ
ン膜のエッチングが完了した時点で、ＲＦを停止し、次
いでＮＦ3の供給を停止し、成膜用チャンバー内を１Ｐ
ａ以下まで真空引きする。
ン膜のエッチングが完了した時点で、ＲＦを停止し、次
いでＮＦ3の供給を停止し、成膜用チャンバー内を１Ｐ
ａ以下まで真空引きする。
【００２９】この場合、成膜用チャンバー内部には、大
量のＦが付着しているため、次の除去プロセスを行う。
量のＦが付着しているため、次の除去プロセスを行う。
【００３０】まず、成膜用チャンバー内に、水素を２０
００ＳＣＣＭ，Ａｒを１００ＳＣＣＭそれぞれ導入す
る。このとき、圧力は１００Ｐａに制御する。
００ＳＣＣＭ，Ａｒを１００ＳＣＣＭそれぞれ導入す
る。このとき、圧力は１００Ｐａに制御する。
【００３１】成膜用チャンバーへのガス流量が安定した
ときに、高周波電源（ＲＦ）を１０００Ｗ印加する。
ときに、高周波電源（ＲＦ）を１０００Ｗ印加する。
【００３２】ＲＦの印加を開始すると、 Ｈ2＋ｅ-→Ｈ*＋Ｈ+＋ｅ- Ｆ＋Ｈ*→ＨＦ↑ という化学反応が起こり、成膜用チャンバー内に残留す
るＦを除去することが可能となる。
るＦを除去することが可能となる。
【００３３】このプロセスを５分間行い、完了後にＲＦ
を停止し、かつＨ2及びＡｒの供給を停止し、成膜用チ
ャンバー内を１Ｐａ以下まで真空引きしてクリーニング
プロセスを完了する。
を停止し、かつＨ2及びＡｒの供給を停止し、成膜用チ
ャンバー内を１Ｐａ以下まで真空引きしてクリーニング
プロセスを完了する。
【００３４】以上説明したクリーニングの完了後、再び
ガラス基板を成膜用チャンバーに搬入し、成膜を開始す
る。
ガラス基板を成膜用チャンバーに搬入し、成膜を開始す
る。
【００３５】成膜用チャンバー内部に付着したＦの除去
プロセスを水素のみの放電で行った場合と、水素にＡｒ
を添加した場合と、水素にＨｅを添加した場合とについ
て、クリーニングプロセス後のアモルファスシリコン膜
中のＦ濃度をＳＩＭＳ分析した結果を図２に示す。
プロセスを水素のみの放電で行った場合と、水素にＡｒ
を添加した場合と、水素にＨｅを添加した場合とについ
て、クリーニングプロセス後のアモルファスシリコン膜
中のＦ濃度をＳＩＭＳ分析した結果を図２に示す。
【００３６】この場合、成膜用チャンバー内の付着膜
は、アモルファスシリコン膜とシリコン窒化膜の積層膜
を２μｍの膜厚に成膜したものであり、エッチング後の
Ｆ除去プロセスの放電条件は、ガス流量以外は一定に設
定している。
は、アモルファスシリコン膜とシリコン窒化膜の積層膜
を２μｍの膜厚に成膜したものであり、エッチング後の
Ｆ除去プロセスの放電条件は、ガス流量以外は一定に設
定している。
【００３７】図２から明らかなように、水素のみの場
合、膜中のＦ濃度が１．０＊Ｅ１９ａｔｍｓ／ｃｃ以上
であるのに対して、希ガスを添加することにより、膜中
のＦ濃度が５＊Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下に下がること
が分かった。
合、膜中のＦ濃度が１．０＊Ｅ１９ａｔｍｓ／ｃｃ以上
であるのに対して、希ガスを添加することにより、膜中
のＦ濃度が５＊Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下に下がること
が分かった。
【００３８】図１に示す実施形態１では、（水素＋Ａ
ｒ）の下に放電を５分間行う場合を説明したが、高周波
電源（ＲＦ）の印加パワー、Ａｒと水素との流量比率な
どの放電条件によっては、さらに短時間で膜中のＦ濃度
を５＊Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下まで除去できることは
いうまでもない。
ｒ）の下に放電を５分間行う場合を説明したが、高周波
電源（ＲＦ）の印加パワー、Ａｒと水素との流量比率な
どの放電条件によっては、さらに短時間で膜中のＦ濃度
を５＊Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下まで除去できることは
いうまでもない。
【００３９】図２に示すように、本発明の実施形態１に
よるクリーニング方法を実施することにより、成膜用チ
ャンバー内壁に付着しているフッ素を除去することが可
能となる。
よるクリーニング方法を実施することにより、成膜用チ
ャンバー内壁に付着しているフッ素を除去することが可
能となる。
【００４０】その理由は、水素放電処理に比べて、希ガ
スを添加することにより、水素ラジカルの密度が高くな
るため、効率よくチャンバーに付着したＦをＨＦとして
除去できるためである。
スを添加することにより、水素ラジカルの密度が高くな
るため、効率よくチャンバーに付着したＦをＨＦとして
除去できるためである。
【００４１】また、希ガスよるスパッタリング効果によ
り、Ｆを有効に除去できるという効果もある。
り、Ｆを有効に除去できるという効果もある。
【００４２】（実施形態２）図４は、本発明の実施形態
２に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を工程
順に示すフローチャートである。
２に係るプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法を工程
順に示すフローチャートである。
【００４３】図４に示す本発明の実施形態２に係るプラ
ズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、水素＋希ガスの
放電を行う処理工程までは実施形態１と同じである。
ズマＣＶＤ装置のクリーニング方法は、水素＋希ガスの
放電を行う処理工程までは実施形態１と同じである。
【００４４】本発明の実施形態２に係るプラズマＣＶＤ
装置のクリーニング方法では、水素＋希ガスの放電処理
として、水素＋Ａｒ放電を５分間実施した後にシラン３
００ＳＣＣＭ、アンモニア３００ＳＣＣＭ、窒素５００
０ＳＣＣＭ、高周波電源（ＲＦ）１０００Ｗ、圧力１０
０Ｐａという条件の下に窒化膜を１０００Åの膜厚に成
膜する。
装置のクリーニング方法では、水素＋希ガスの放電処理
として、水素＋Ａｒ放電を５分間実施した後にシラン３
００ＳＣＣＭ、アンモニア３００ＳＣＣＭ、窒素５００
０ＳＣＣＭ、高周波電源（ＲＦ）１０００Ｗ、圧力１０
０Ｐａという条件の下に窒化膜を１０００Åの膜厚に成
膜する。
【００４５】本発明の実施形態２の方法において、実施
形態１と同様にＳＩＭＳ分析による膜中のＦ濃度の測定
を行った結果を図５に示す。
形態１と同様にＳＩＭＳ分析による膜中のＦ濃度の測定
を行った結果を図５に示す。
【００４６】図５から明らかなように、（水素＋Ａｒ処
理）＋窒化膜の形成を行うと、膜中のＦ濃度が１＊Ｅ１
８ａｔｍｓ／ｃｃ以下になる。
理）＋窒化膜の形成を行うと、膜中のＦ濃度が１＊Ｅ１
８ａｔｍｓ／ｃｃ以下になる。
【００４７】ここで、前記窒化膜の膜中の水素濃度をＦ
Ｔ−ＩＴで調査したところ、窒化膜のＳｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ
結合数の比が１．８であることが分かった。
Ｔ−ＩＴで調査したところ、窒化膜のＳｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ
結合数の比が１．８であることが分かった。
【００４８】また、Ｓｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１か
ら４までの異なる膜を前記窒化膜と同じ膜厚だけ成膜を
行った結果を図３に示す。
ら４までの異なる膜を前記窒化膜と同じ膜厚だけ成膜を
行った結果を図３に示す。
【００４９】これより、Ｓｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が
１．５以上でＳＩＭＳ分析による膜中のＦ濃度が、１＊
Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下となる。
１．５以上でＳＩＭＳ分析による膜中のＦ濃度が、１＊
Ｅ１８ａｔｍｓ／ｃｃ以下となる。
【００５０】このように、水素＋希ガスの放電処理と、
Ｓｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５以上の窒化膜成膜
を組み合わせることにより、より効率よく膜中のＦ濃度
を低減することができる。
Ｓｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５以上の窒化膜成膜
を組み合わせることにより、より効率よく膜中のＦ濃度
を低減することができる。
【００５１】ここで、水素＋希ガス放電処理を行わずに
窒化膜処理のみ実施した場合、図５に示すように１＊Ｅ
１８ａｔｍｓ／ｃｃとなる窒化膜膜厚が厚くなるか、ま
たは、膜中のＦ濃度が十分には下がらないため量産には
適しない。
窒化膜処理のみ実施した場合、図５に示すように１＊Ｅ
１８ａｔｍｓ／ｃｃとなる窒化膜膜厚が厚くなるか、ま
たは、膜中のＦ濃度が十分には下がらないため量産には
適しない。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
素ラジカルの密度を高めて、効率よくチャンバーに付着
したＦをＨＦとして除去することができる。
素ラジカルの密度を高めて、効率よくチャンバーに付着
したＦをＨＦとして除去することができる。
【００５３】さらに、希ガスよるスパッタリング効果に
より、Ｆを有効に除去することができる。
より、Ｆを有効に除去することができる。
【００５４】さらに、水素＋希ガスの放電処理と、Ｓｉ
−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５以上の窒化膜成膜を組
み合わせることにより、より効率よく膜中のＦ濃度を低
減することができる。
−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５以上の窒化膜成膜を組
み合わせることにより、より効率よく膜中のＦ濃度を低
減することができる。
【図１】本発明の実施形態１に係るプラズマＣＶＤ装置
のクリーニング方法を工程順に示すフローチャートであ
る。
のクリーニング方法を工程順に示すフローチャートであ
る。
【図２】本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るプラズマＣＶＤ装置
のクリーニング方法を工程順に示すフローチャートであ
る。
のクリーニング方法を工程順に示すフローチャートであ
る。
【図５】本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置の
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
クリーニング方法の効果を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/44 C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマＣＶＤ装置の成膜用チャンバー
内をフッ素系ガスを用いてプラズマクリーニングする方
法であって、 前記成膜用チャンバーをフッ素系のガスを用いてプラズ
マクリーニングした後、水素に希ガスを添加したガスを
用いた放電により前記クリーニング後に成膜用のチャン
バー内に付着しているフッ素を除去し、 更にＳｉ−Ｈ／Ｎ−Ｈ結合数の比が１．５から５の窒化
膜を成長し、チャンバー内に付着しているフッ素を取り
込み、チャンバーに付着したＦを除去することを特徴と
するプラズマＣＶＤ装置のクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26495398A JP3178431B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26495398A JP3178431B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000100729A JP2000100729A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3178431B2 true JP3178431B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=17410503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26495398A Expired - Fee Related JP3178431B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | プラズマｃｖｄ装置のクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178431B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110000508A1 (en) | 2009-07-02 | 2011-01-06 | L'Air Liquide, Societe Anonyme pour I'Etude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude | Method of removing residual fluorine from deposition chamber |
| JP7182577B2 (ja) * | 2020-03-24 | 2022-12-02 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラム |
| CN112404022B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-09-09 | 苏州镓港半导体有限公司 | 一种mocvd设备用石墨盘的清洗方法 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26495398A patent/JP3178431B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000100729A (ja) | 2000-04-07 |
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