JP3527915B2 - Ｃｖｄ装置およびそれを用いたｃｖｄ装置のクリーニング方法 - Google Patents
Ｃｖｄ装置およびそれを用いた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、シリコンウェハな
どの半導体用基材の表面に均一で高品質の酸化シリコン
（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4など）などの薄
膜を形成する化学気相蒸着（ＣＶＤ(chemical vapor de
position)）装置に関する。より詳細には、薄膜形成処
理後の反応チャンバーの内壁などに付着した副生成物を
除去するためのクリーニングを実施することのできるＣ
ＶＤ装置、およびそれを用いたＣＶＤ装置のクリーニン
グ方法に関する。
どの半導体用基材の表面に均一で高品質の酸化シリコン
（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4など）などの薄
膜を形成する化学気相蒸着（ＣＶＤ(chemical vapor de
position)）装置に関する。より詳細には、薄膜形成処
理後の反応チャンバーの内壁などに付着した副生成物を
除去するためのクリーニングを実施することのできるＣ
ＶＤ装置、およびそれを用いたＣＶＤ装置のクリーニン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、
窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4など）などの薄膜は、薄膜トラ
ンジスタなどの半導体素子、光電変換素子などに広範に
用いられている。このような酸化シリコン、窒化シリコ
ンなどの薄膜を形成する方法には主に次の３種類が用い
られている。 （１）スパッタ、真空蒸着等の物理的気相成膜法 すなわち、固体の薄膜材料を物理的手法である原子ある
いは原子団にし、被成膜面上に堆積させて薄膜を形成す
る方法 （２）熱ＣＶＤ法 すなわち、気体の薄膜材料を高温にすることにより、化
学反応を起こさせて薄膜を形成する方法 （３）プラズマＣＶＤ法 すなわち、気体の薄膜材料をプラズマ化させることで化
学反応を起こさせて薄膜を形成する方法 特に、（３）のプラズマＣＶＤ法（plasma enhanced ch
emical vapour deposition）が、緻密で均一な薄膜を効
率的に形成することができるために広範に用いられるよ
うになっている。
窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4など）などの薄膜は、薄膜トラ
ンジスタなどの半導体素子、光電変換素子などに広範に
用いられている。このような酸化シリコン、窒化シリコ
ンなどの薄膜を形成する方法には主に次の３種類が用い
られている。 （１）スパッタ、真空蒸着等の物理的気相成膜法 すなわち、固体の薄膜材料を物理的手法である原子ある
いは原子団にし、被成膜面上に堆積させて薄膜を形成す
る方法 （２）熱ＣＶＤ法 すなわち、気体の薄膜材料を高温にすることにより、化
学反応を起こさせて薄膜を形成する方法 （３）プラズマＣＶＤ法 すなわち、気体の薄膜材料をプラズマ化させることで化
学反応を起こさせて薄膜を形成する方法 特に、（３）のプラズマＣＶＤ法（plasma enhanced ch
emical vapour deposition）が、緻密で均一な薄膜を効
率的に形成することができるために広範に用いられるよ
うになっている。
【０００３】このプラズマＣＶＤ法に用いるプラズマＣ
ＶＤ装置１００は、一般的には、図４に示したように構
成されている。すなわち、プラズマＣＶＤ装置１００
は、減圧に維持された反応チャンバー１０２を備えてお
り、反応チャンバー１０２内に一定間隔離間して対向す
るように上部電極１０４と下部電極１０６が配置されて
いる。この上部電極１０４には、図示しない成膜用ガス
源に接続された成膜用ガス供給経路１０８が接続され、
上部電極１０４を介して、成膜用ガスを反応チャンバー
１０２内に供給するように構成されている。
ＶＤ装置１００は、一般的には、図４に示したように構
成されている。すなわち、プラズマＣＶＤ装置１００
は、減圧に維持された反応チャンバー１０２を備えてお
り、反応チャンバー１０２内に一定間隔離間して対向す
るように上部電極１０４と下部電極１０６が配置されて
いる。この上部電極１０４には、図示しない成膜用ガス
源に接続された成膜用ガス供給経路１０８が接続され、
上部電極１０４を介して、成膜用ガスを反応チャンバー
１０２内に供給するように構成されている。
【０００４】また、反応チャンバー１０２には、上部電
極１０４の近傍に、高周波を印加する高周波印加装置１
１０が接続されている。さらに、反応チャンバー１０２
には、ポンプ１１２を介して排気ガスを排気する排気経
路１１４が接続されている。このように構成されるプラ
ズマＣＶＤ装置１００では、例えば、酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、N2
Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4な
ど）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、成膜用ガス供給経路１０
８、上部電極１０４を介して、例えば、１３０Ｐａの減
圧状態に維持された反応チャンバー１０２内に導入され
る。この際、高周波印加装置１１０を介して、反応チャ
ンバー１０２内に対向して配置された電極１０４、１０
６間に、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加
して、高周波電界を発生させて、この電界内で電子を成
膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形
成して成膜用ガスがイオンやラジカルに分解される。そ
して、イオンやラジカルの作用によって、一方の電極
（下部電極１０６）に設置されたシリコンウェハなどの
半導体製品Ｗの表面にシリコン薄膜を形成するように構
成されている。
極１０４の近傍に、高周波を印加する高周波印加装置１
１０が接続されている。さらに、反応チャンバー１０２
には、ポンプ１１２を介して排気ガスを排気する排気経
路１１４が接続されている。このように構成されるプラ
ズマＣＶＤ装置１００では、例えば、酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、N2
Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4な
ど）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、成膜用ガス供給経路１０
８、上部電極１０４を介して、例えば、１３０Ｐａの減
圧状態に維持された反応チャンバー１０２内に導入され
る。この際、高周波印加装置１１０を介して、反応チャ
ンバー１０２内に対向して配置された電極１０４、１０
６間に、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加
して、高周波電界を発生させて、この電界内で電子を成
膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形
成して成膜用ガスがイオンやラジカルに分解される。そ
して、イオンやラジカルの作用によって、一方の電極
（下部電極１０６）に設置されたシリコンウェハなどの
半導体製品Ｗの表面にシリコン薄膜を形成するように構
成されている。
【０００５】ところで、このようなプラズマＣＶＤ装置
１００では、成膜工程の際に、反応チャンバー１０２内
の放電によって、成膜すべき半導体製品Ｗ以外の反応チ
ャンバー１０２の内壁、電極などの表面にも、Ｓｉ
Ｏ2、Ｓｉ3Ｎ4などの薄膜材料が付着、堆積して副生成
物が形成される。この副生成物が、一定の厚さまで成長
すると自重や応力などによって剥離して、これが成膜工
程の際に、異物として、半導体製品への微粒子の混入、
汚染の原因となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体
回路の断線や短絡の原因となり、また、歩留まりなども
低下するおそれがあった。
１００では、成膜工程の際に、反応チャンバー１０２内
の放電によって、成膜すべき半導体製品Ｗ以外の反応チ
ャンバー１０２の内壁、電極などの表面にも、Ｓｉ
Ｏ2、Ｓｉ3Ｎ4などの薄膜材料が付着、堆積して副生成
物が形成される。この副生成物が、一定の厚さまで成長
すると自重や応力などによって剥離して、これが成膜工
程の際に、異物として、半導体製品への微粒子の混入、
汚染の原因となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体
回路の断線や短絡の原因となり、また、歩留まりなども
低下するおそれがあった。
【０００６】このため、従来より、プラズマＣＶＤ装置
１００では、成膜工程が終了した後に、このような副生
成物を随時除去するために、例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、
ＣＯＦ2などの含フッ素化合物と、必要に応じＯ2などを
加えたクリーニングガスを用いて、副生成物を除去する
ことが行われている。すなわち、このようなクリーニン
グガスを用いた従来のプラズマＣＶＤ装置１００のクリ
ーニング方法では、図４に示したように、成膜工程が終
了した後に、成膜時の成膜用ガスの代わりに、ＣＦ4、
Ｃ2Ｆ6、ＣＯＦ2などの含フッ素化合物からなるクリー
ニングガスを、Ｏ2および／またはＡｒなどのガスに同
伴させて、成膜用ガス供給経路１０８、上部電極１０４
を介して、減圧状態に維持された反応チャンバー１０２
内に導入される。成膜時と同様に、高周波印加装置１１
０を介して、反応チャンバー１０２内に対向して配置さ
れた電極１０４、１０６間に高周波電力を印加して、高
周波電界を発生させて、この電界内で電子をクリーニン
グガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形成
してクリーニングガスがイオンやラジカルに分解され
る。そして、イオンやラジカルが、反応チャンバー１０
２の内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物と反応して、ＳｉＦ4として副
生成物をガス化することによって、ポンプ１１２により
排気ガスとともに排気経路１１４を介して、反応チャン
バー１０２の外部に排出されるようになっている。
１００では、成膜工程が終了した後に、このような副生
成物を随時除去するために、例えば、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、
ＣＯＦ2などの含フッ素化合物と、必要に応じＯ2などを
加えたクリーニングガスを用いて、副生成物を除去する
ことが行われている。すなわち、このようなクリーニン
グガスを用いた従来のプラズマＣＶＤ装置１００のクリ
ーニング方法では、図４に示したように、成膜工程が終
了した後に、成膜時の成膜用ガスの代わりに、ＣＦ4、
Ｃ2Ｆ6、ＣＯＦ2などの含フッ素化合物からなるクリー
ニングガスを、Ｏ2および／またはＡｒなどのガスに同
伴させて、成膜用ガス供給経路１０８、上部電極１０４
を介して、減圧状態に維持された反応チャンバー１０２
内に導入される。成膜時と同様に、高周波印加装置１１
０を介して、反応チャンバー１０２内に対向して配置さ
れた電極１０４、１０６間に高周波電力を印加して、高
周波電界を発生させて、この電界内で電子をクリーニン
グガスの中性分子に衝突させて、高周波プラズマを形成
してクリーニングガスがイオンやラジカルに分解され
る。そして、イオンやラジカルが、反応チャンバー１０
２の内壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物と反応して、ＳｉＦ4として副
生成物をガス化することによって、ポンプ１１２により
排気ガスとともに排気経路１１４を介して、反応チャン
バー１０２の外部に排出されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これらのク
リーニングガスとして用いるＣＦ4、Ｃ2Ｆ6などの含フ
ッ素化合物は、大気中で寿命の長い安定な化合物であ
り、また、クリーニング後の排ガス処理が困難で、その
処理コストが高いという問題点があった。また、地球温
暖化係数（積分期間１００年値）が、ＣＦ4は６５０
０、Ｃ2Ｆ6は９２００、ＳＦ6は２３９００と極めて大
きく、環境への悪影響が懸念される。
リーニングガスとして用いるＣＦ4、Ｃ2Ｆ6などの含フ
ッ素化合物は、大気中で寿命の長い安定な化合物であ
り、また、クリーニング後の排ガス処理が困難で、その
処理コストが高いという問題点があった。また、地球温
暖化係数（積分期間１００年値）が、ＣＦ4は６５０
０、Ｃ2Ｆ6は９２００、ＳＦ6は２３９００と極めて大
きく、環境への悪影響が懸念される。
【０００８】また、排気経路１１４を介して、反応チャ
ンバー１０２の外部に排出されるガス排出割合が、例え
ば、Ｃ2Ｆ6の場合にあっては約６０％と高く、地球温暖
化に影響を与えることになるとともに、解離効率が低
く、クリーニング能力も低いのが現状である。また、排
気経路１１４などの配管の側壁などにも、反応チャンバ
ー１０２からの副生物が付着し、これによって、排気経
路１１４が閉塞してしまい、成膜効率、ガス利用効率が
低下してしまうこともあった。
ンバー１０２の外部に排出されるガス排出割合が、例え
ば、Ｃ2Ｆ6の場合にあっては約６０％と高く、地球温暖
化に影響を与えることになるとともに、解離効率が低
く、クリーニング能力も低いのが現状である。また、排
気経路１１４などの配管の側壁などにも、反応チャンバ
ー１０２からの副生物が付着し、これによって、排気経
路１１４が閉塞してしまい、成膜効率、ガス利用効率が
低下してしまうこともあった。
【０００９】本発明は、このような実状に鑑みて、成膜
工程の際に反応チャンバーの内壁、電極などの表面、な
らびに排気経路などの配管などの側壁に付着、堆積した
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物を、効率良く除去す
ることができ、しかも、排出されるクリーニングガスの
排出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影
響も少なく、ガス利用効率も良く、コストも低減できる
クリーニングを実施することができるとともに、高品質
な薄膜製造が可能なＣＶＤ装置、およびそれを用いたＣ
ＶＤ装置のクリーニング方法を提供することを目的とす
る。
工程の際に反応チャンバーの内壁、電極などの表面、な
らびに排気経路などの配管などの側壁に付着、堆積した
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物を、効率良く除去す
ることができ、しかも、排出されるクリーニングガスの
排出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影
響も少なく、ガス利用効率も良く、コストも低減できる
クリーニングを実施することができるとともに、高品質
な薄膜製造が可能なＣＶＤ装置、およびそれを用いたＣ
ＶＤ装置のクリーニング方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
されたものであって、本発明のＣＶＤ装置は、反応チャ
ンバー内に、反応ガスを供給して、反応チャンバー内に
配置した基材表面上に堆積膜を形成するＣＶＤ装置であ
って、前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害
装置を介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドラ
イポンプの下流側で、かつ除害装置の上流側から分岐し
て、排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを還流
する排気ガス還流経路を配設するとともに、前記排気ガ
ス還流経路に、プラズマ発生装置が配設し、前記排気ガ
ス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを還流する反
応チャンバー還流経路を設けたことを特徴とする。
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
されたものであって、本発明のＣＶＤ装置は、反応チャ
ンバー内に、反応ガスを供給して、反応チャンバー内に
配置した基材表面上に堆積膜を形成するＣＶＤ装置であ
って、前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害
装置を介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドラ
イポンプの下流側で、かつ除害装置の上流側から分岐し
て、排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを還流
する排気ガス還流経路を配設するとともに、前記排気ガ
ス還流経路に、プラズマ発生装置が配設し、前記排気ガ
ス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを還流する反
応チャンバー還流経路を設けたことを特徴とする。
【００１１】また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング
方法は、反応チャンバー内に、反応ガス供給経路を介し
て反応ガスを供給して、反応チャンバー内に配置した基
材表面上に堆積膜を形成した後に反応チャンバー内をク
リーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であっ
て、前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害装
置を介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドライ
ポンプの下流側で、かつ除害装置の上流側から分岐し
て、排気経路のドライポンプの上流側に至るように配設
された排気ガス還流経路を介して、排気ガスをプラズマ
化して、排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを
還流して配管内のクリーニングを行うとともに、前記排
気ガス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを還流す
る反応チャンバー還流経路を設け、前記反応チャンバー
還流経路を介して反応チャンバー内をクリーニングする
ことを特徴とする。
方法は、反応チャンバー内に、反応ガス供給経路を介し
て反応ガスを供給して、反応チャンバー内に配置した基
材表面上に堆積膜を形成した後に反応チャンバー内をク
リーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法であっ
て、前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害装
置を介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドライ
ポンプの下流側で、かつ除害装置の上流側から分岐し
て、排気経路のドライポンプの上流側に至るように配設
された排気ガス還流経路を介して、排気ガスをプラズマ
化して、排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを
還流して配管内のクリーニングを行うとともに、前記排
気ガス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを還流す
る反応チャンバー還流経路を設け、前記反応チャンバー
還流経路を介して反応チャンバー内をクリーニングする
ことを特徴とする。
【００１２】このように構成することによって、反応チ
ャンバー内をクリーニングするとともに、排気ガス還流
経路を介して、排気経路のドライポンプの上流側にプラ
ズマ発生装置によってプラズマ化した排気ガスを還流し
ながら、排気経路、排気ガス還流経路などの配管に付着
するＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物をクリーニング
することができるので、配管が閉塞することがないの
で、成膜効率、ガス利用効率が向上されることになる。
ャンバー内をクリーニングするとともに、排気ガス還流
経路を介して、排気経路のドライポンプの上流側にプラ
ズマ発生装置によってプラズマ化した排気ガスを還流し
ながら、排気経路、排気ガス還流経路などの配管に付着
するＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物をクリーニング
することができるので、配管が閉塞することがないの
で、成膜効率、ガス利用効率が向上されることになる。
【００１３】従って、反応チャンバー内に付着堆積した
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、
成膜の際に、半導体製品への微粒子の混入、汚染がなく
なり、高品質な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上
する。また、外部に最終的に排出されるクリーニングガ
ス成分が極めて少なくなるので、クリーニングガスの排
出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影響
も少なくなる。
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、
成膜の際に、半導体製品への微粒子の混入、汚染がなく
なり、高品質な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上
する。また、外部に最終的に排出されるクリーニングガ
ス成分が極めて少なくなるので、クリーニングガスの排
出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影響
も少なくなる。
【００１４】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
が、ドライポンプの下流側から排気経路のドライポンプ
の上流側に排気ガスを還流するように構成されているの
で、圧力が高くなり、パーティクルの発生がなく、フィ
ルターの目詰まりが少なく、パーティクルが反応チャン
バー内に還流することがないので、クリーニング効果が
向上することになる。
が、ドライポンプの下流側から排気経路のドライポンプ
の上流側に排気ガスを還流するように構成されているの
で、圧力が高くなり、パーティクルの発生がなく、フィ
ルターの目詰まりが少なく、パーティクルが反応チャン
バー内に還流することがないので、クリーニング効果が
向上することになる。
【００１５】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、排気ガス中の不活性ガスを吸収除去する高分子膜装
置が配設されていることを特徴とする。このように構成
することによって、高分子膜装置によって、例えば、Ｎ
2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去することができるの
で、クリーニングガス成分のみを排気経路のドライポン
プの上流側に還流して、排気経路、排気ガス還流経路な
どの配管をクリーニングできるのでガス利用効率が向上
する。また、このように吸収除去した不活性ガスを回収
して再利用することが可能である。
に、排気ガス中の不活性ガスを吸収除去する高分子膜装
置が配設されていることを特徴とする。このように構成
することによって、高分子膜装置によって、例えば、Ｎ
2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去することができるの
で、クリーニングガス成分のみを排気経路のドライポン
プの上流側に還流して、排気経路、排気ガス還流経路な
どの配管をクリーニングできるのでガス利用効率が向上
する。また、このように吸収除去した不活性ガスを回収
して再利用することが可能である。
【００１６】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、不要な排気ガス成分を選択的に除去する分離装置が
配設されていることを特徴とする。このように構成する
ことによって、分離装置によって、例えば、ＳｉＦ4、
ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な排気ガス成分を選択的
に除去するので、例えば、ＣＯＦ2、ＣＦ4、Ｆ2などの
クリーニングガス成分または濃縮されたガス成分を反応
チャンバー内に還流して、クリーニングできるのでガス
利用効率が向上する。
に、不要な排気ガス成分を選択的に除去する分離装置が
配設されていることを特徴とする。このように構成する
ことによって、分離装置によって、例えば、ＳｉＦ4、
ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な排気ガス成分を選択的
に除去するので、例えば、ＣＯＦ2、ＣＦ4、Ｆ2などの
クリーニングガス成分または濃縮されたガス成分を反応
チャンバー内に還流して、クリーニングできるのでガス
利用効率が向上する。
【００１７】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、排気経路の上流側に排気ガスを昇圧して還流する圧
縮機が配設されていることを特徴とする。このように圧
縮機によって、排気ガス、すなわちクリーニングガスを
昇圧して排気経路のドライポンプの上流側に還流するの
で、排気経路、排気ガス還流経路などの配管内の圧力を
一定に保持することができるので、クリーニング効果を
一定に維持することが可能である。
に、排気経路の上流側に排気ガスを昇圧して還流する圧
縮機が配設されていることを特徴とする。このように圧
縮機によって、排気ガス、すなわちクリーニングガスを
昇圧して排気経路のドライポンプの上流側に還流するの
で、排気経路、排気ガス還流経路などの配管内の圧力を
一定に保持することができるので、クリーニング効果を
一定に維持することが可能である。
【００１８】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、排気経路の上流側に還流する排気ガスの成分を検知
し、ガス成分を一定にするための制御装置が配設されて
いることを特徴とする。このように構成することによっ
て、制御装置によって、排気ガス還流経路を流れる、例
えば、ＣＯＦ2の濃度をモニターすることによって、排
気経路、排気ガス還流経路などの配管内のクリーニング
ガス成分を一定の定常状態に維持することができるの
で、均一でかつ効率の良いクリーニングを実施すること
ができる。
に、排気経路の上流側に還流する排気ガスの成分を検知
し、ガス成分を一定にするための制御装置が配設されて
いることを特徴とする。このように構成することによっ
て、制御装置によって、排気ガス還流経路を流れる、例
えば、ＣＯＦ2の濃度をモニターすることによって、排
気経路、排気ガス還流経路などの配管内のクリーニング
ガス成分を一定の定常状態に維持することができるの
で、均一でかつ効率の良いクリーニングを実施すること
ができる。
【００１９】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、排気ガス還流経路が一定の圧力以上になった際に圧
力を開放する圧力開放装置が配設されていることを特徴
とする。このように構成することによって、圧力開放装
置によって、排気ガス還流経路の圧力が、一定の圧力以
上になった際に圧力を開放するので、排気ガス還流経路
の圧力が上昇して、排気経路、排気ガス還流経路の配
管、ポンプ、高分子膜装置、分離装置などの機器類が破
損、損傷することがない。
に、排気ガス還流経路が一定の圧力以上になった際に圧
力を開放する圧力開放装置が配設されていることを特徴
とする。このように構成することによって、圧力開放装
置によって、排気ガス還流経路の圧力が、一定の圧力以
上になった際に圧力を開放するので、排気ガス還流経路
の圧力が上昇して、排気経路、排気ガス還流経路の配
管、ポンプ、高分子膜装置、分離装置などの機器類が破
損、損傷することがない。
【００２０】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
と、反応ガス供給経路とを切り換える切り換え装置を備
えるとともに、前記反応チャンバー内に反応ガス供給経
路を介してクリーニングガスを導入して反応チャンバー
内をクリーニングする際には、排気ガス還流経路を開放
し、前記反応チャンバー内の基材表面上に堆積膜を形成
する際には、排気ガス還流経路を閉止するように切り換
え装置によって切り換え制御されるように構成されてい
ることを特徴とする。
と、反応ガス供給経路とを切り換える切り換え装置を備
えるとともに、前記反応チャンバー内に反応ガス供給経
路を介してクリーニングガスを導入して反応チャンバー
内をクリーニングする際には、排気ガス還流経路を開放
し、前記反応チャンバー内の基材表面上に堆積膜を形成
する際には、排気ガス還流経路を閉止するように切り換
え装置によって切り換え制御されるように構成されてい
ることを特徴とする。
【００２１】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
と、反応ガス供給経路とを切り換える切り換え装置を備
えるとともに、前記反応チャンバー内に、リモートプラ
ズマ発生装置を介してクリーニングガスを導入して反応
チャンバー内をクリーニングする際には、排気ガス還流
経路を開放し、前記反応チャンバー内の基材表面上に堆
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するよ
うに切り換え装置によって切り換え制御されるように構
成されていることを特徴とする。
と、反応ガス供給経路とを切り換える切り換え装置を備
えるとともに、前記反応チャンバー内に、リモートプラ
ズマ発生装置を介してクリーニングガスを導入して反応
チャンバー内をクリーニングする際には、排気ガス還流
経路を開放し、前記反応チャンバー内の基材表面上に堆
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するよ
うに切り換え装置によって切り換え制御されるように構
成されていることを特徴とする。
【００２２】このように構成することによって、クリー
ニングの際には、排気ガス還流経路が開放されることに
なるので、排気ガス還流経路を介して、排気経路のドラ
イポンプの上流側に排気ガスを還流しながら、排気経
路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニングするの
で、排気ガス中に含まれる、クリーニングガス成分を再
び、排気経路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニン
グするクリーニングガスとして用いることができる。こ
のため、ガス利用効率が向上されることになる。
ニングの際には、排気ガス還流経路が開放されることに
なるので、排気ガス還流経路を介して、排気経路のドラ
イポンプの上流側に排気ガスを還流しながら、排気経
路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニングするの
で、排気ガス中に含まれる、クリーニングガス成分を再
び、排気経路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニン
グするクリーニングガスとして用いることができる。こ
のため、ガス利用効率が向上されることになる。
【００２３】一方、反応チャンバー内の基材表面上に堆
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するの
で、成膜用ガスの成分を一定に保持することができ、均
一で一定の品質の薄膜を基材上に形成することが可能で
ある。
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するの
で、成膜用ガスの成分を一定に保持することができ、均
一で一定の品質の薄膜を基材上に形成することが可能で
ある。
【００２４】また、本発明は、前記排気ガス還流経路
に、反応チャンバーに排気ガスを還流する反応チャンバ
ー還流経路が設けられているので、反応チャンバー還流
経路を介して、反応チャンバーに排気ガスを還流しなが
ら、反応チャンバー内をクリーニングするので、排気ガ
ス中に含まれる、クリーニングガス成分を再び、反応チ
ャンバー内でクリーニングガスとして用いることができ
るので、ガス利用効率が向上されることになる。
に、反応チャンバーに排気ガスを還流する反応チャンバ
ー還流経路が設けられているので、反応チャンバー還流
経路を介して、反応チャンバーに排気ガスを還流しなが
ら、反応チャンバー内をクリーニングするので、排気ガ
ス中に含まれる、クリーニングガス成分を再び、反応チ
ャンバー内でクリーニングガスとして用いることができ
るので、ガス利用効率が向上されることになる。
【００２５】従って、反応チャンバー内に付着堆積した
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、
成膜の際に、半導体製品への微粒子の混入、汚染がなく
なり、高品質な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上
する。また、外部に最終的に排出されるクリーニングガ
ス成分が極めて少なくなるので、クリーニングガスの排
出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影響
も少なくなる。
ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、
成膜の際に、半導体製品への微粒子の混入、汚染がなく
なり、高品質な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上
する。また、外部に最終的に排出されるクリーニングガ
ス成分が極めて少なくなるので、クリーニングガスの排
出量も極めて低く、地球温暖化などの環境へ与える影響
も少なくなる。
【００２６】また、本発明のＣＶＤ装置は、前記クリー
ニングの際に、クリーニングの初期段階では、反応ガス
供給経路を開放し、必要な時点で排気ガス還流経路と反
応チャンバー還流経路を開放し、クリーニングが進行し
た後に、反応ガス供給経路を閉止してクリーニングを行
うように切り換え装置によって切り換え制御されるよう
に構成されていることを特徴とする。
ニングの際に、クリーニングの初期段階では、反応ガス
供給経路を開放し、必要な時点で排気ガス還流経路と反
応チャンバー還流経路を開放し、クリーニングが進行し
た後に、反応ガス供給経路を閉止してクリーニングを行
うように切り換え装置によって切り換え制御されるよう
に構成されていることを特徴とする。
【００２７】また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング
方法は、前記クリーニングの際に、クリーニングの初期
段階では、反応ガス供給経路を開放し、必要な時点で排
気ガス還流経路と反応チャンバー還流経路を開放し、ク
リーニングが進行した後に、反応ガス供給経路を閉止し
てクリーニングを行うことを特徴とする。
方法は、前記クリーニングの際に、クリーニングの初期
段階では、反応ガス供給経路を開放し、必要な時点で排
気ガス還流経路と反応チャンバー還流経路を開放し、ク
リーニングが進行した後に、反応ガス供給経路を閉止し
てクリーニングを行うことを特徴とする。
【００２８】また、本発明のＣＶＤ装置は、前記クリー
ニングの際に、クリーニングの初期段階では、リモート
プラズマ発生装置からのクリーニングガス供給経路を開
放し、必要な時点で排気ガス還流経路と反応チャンバー
還流経路を開放し、クリーニングが進行した後に、クリ
ーニングガス供給経路を閉止してクリーニングを行うよ
うに切り換え装置によって切り換え制御されるように構
成されていることを特徴とする。
ニングの際に、クリーニングの初期段階では、リモート
プラズマ発生装置からのクリーニングガス供給経路を開
放し、必要な時点で排気ガス還流経路と反応チャンバー
還流経路を開放し、クリーニングが進行した後に、クリ
ーニングガス供給経路を閉止してクリーニングを行うよ
うに切り換え装置によって切り換え制御されるように構
成されていることを特徴とする。
【００２９】また、本発明のＣＶＤ装置のクリーニング
方法は、前記反応チャンバー内に、リモートプラズマ発
生装置を介してクリーニングガスを導入して反応チャン
バー内をクリーニングする際に、クリーニングの初期段
階では、リモートプラズマ発生装置からのクリーニング
ガス供給経路を開放し、必要な時点で排気ガス還流経路
と反応チャンバー還流経路を開放し、クリーニングが進
行した後に、反応ガス供給経路を閉止してクリーニング
を行うことを特徴とする。
方法は、前記反応チャンバー内に、リモートプラズマ発
生装置を介してクリーニングガスを導入して反応チャン
バー内をクリーニングする際に、クリーニングの初期段
階では、リモートプラズマ発生装置からのクリーニング
ガス供給経路を開放し、必要な時点で排気ガス還流経路
と反応チャンバー還流経路を開放し、クリーニングが進
行した後に、反応ガス供給経路を閉止してクリーニング
を行うことを特徴とする。
【００３０】このように構成することによって、クリー
ニングガスである、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後
は、ＣＯＦ2が発生することになるので、このＣＯＦ2を
排気ガス還流経路、反応チャンバー還流経路によって還
流することによって、これをクリーニングガスとして用
いることができ、クリーニングガスの利用効率が向上
し、コストも低減できる。
ニングガスである、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後
は、ＣＯＦ2が発生することになるので、このＣＯＦ2を
排気ガス還流経路、反応チャンバー還流経路によって還
流することによって、これをクリーニングガスとして用
いることができ、クリーニングガスの利用効率が向上
し、コストも低減できる。
【００３１】また、本発明では、前記ＣＶＤ装置によっ
て基板の成膜処理を行なった後に、反応チャンバー内に
付着した副生成物を除去する際に使用するクリーニング
ガスが、フッ素ガスを含むクリーニングガスであること
を特徴とする。このようにフッ素ガスを含むクリーニン
グガスを用いることによって、安定してプラズマを発生
することができるとともに、良好なクリーニング均一性
が得られる。
て基板の成膜処理を行なった後に、反応チャンバー内に
付着した副生成物を除去する際に使用するクリーニング
ガスが、フッ素ガスを含むクリーニングガスであること
を特徴とする。このようにフッ素ガスを含むクリーニン
グガスを用いることによって、安定してプラズマを発生
することができるとともに、良好なクリーニング均一性
が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（実施
例）を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本
発明のＣＶＤ装置の第１の実施例を示す概略図である。
図１に示したように、プラズマＣＶＤ法に用いるプラズ
マＣＶＤ装置１０は、減圧状態（真空状態）に維持され
る反応チャンバー１２を備えており、反応チャンバー１
２の底壁１２ｃに形成された排気経路１６を介して、メ
カニカルブースターポンプ１１、ドライポンプ１４、排
気ガスを無毒化する除害装置１３によって、内部の気体
を外部に排出することによって、一定の真空状態（減圧
状態）に維持されるようになっている。
例）を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本
発明のＣＶＤ装置の第１の実施例を示す概略図である。
図１に示したように、プラズマＣＶＤ法に用いるプラズ
マＣＶＤ装置１０は、減圧状態（真空状態）に維持され
る反応チャンバー１２を備えており、反応チャンバー１
２の底壁１２ｃに形成された排気経路１６を介して、メ
カニカルブースターポンプ１１、ドライポンプ１４、排
気ガスを無毒化する除害装置１３によって、内部の気体
を外部に排出することによって、一定の真空状態（減圧
状態）に維持されるようになっている。
【００３３】また、反応チャンバー１２の内部には、例
えば、シリコンウェハなどの表面にシリコン薄膜を堆積
（蒸着を含む）する基材Ａを載置するためのステージを
構成する下部電極１８が配置されている。この下部電極
１８は、反応チャンバー１２の底壁１２ｃを貫通して、
図示しない駆動機構によって上下に摺動可能に構成さ
れ、位置調整可能となっている。なお、図示しないが、
下部電極１８と底壁１２ｃとの間の摺動部分には、反応
チャンバー１２内の真空度を確保するために、シールリ
ングなどのシール部材が配設されている。
えば、シリコンウェハなどの表面にシリコン薄膜を堆積
（蒸着を含む）する基材Ａを載置するためのステージを
構成する下部電極１８が配置されている。この下部電極
１８は、反応チャンバー１２の底壁１２ｃを貫通して、
図示しない駆動機構によって上下に摺動可能に構成さ
れ、位置調整可能となっている。なお、図示しないが、
下部電極１８と底壁１２ｃとの間の摺動部分には、反応
チャンバー１２内の真空度を確保するために、シールリ
ングなどのシール部材が配設されている。
【００３４】一方、反応チャンバー１２の上方には、上
部電極２０が設けられており、その基端部分２２が、反
応チャンバー１２の頂壁１２ａを貫通して、反応チャン
バー１２外部に設けられた高周波電源２４に接続されて
いる。この上部電極２０には、図示しないが、高周波印
加コイルなどの高周波印加装置２５が設けられており、
この高周波印加装置２５と高周波電源２４の間には、図
示しないマッチング回路が配設されている。これによ
り、高周波電源２４により発生した高周波を損失なく高
周波印加コイルなどの高周波印加装置２５へ伝播できる
ようになっている。
部電極２０が設けられており、その基端部分２２が、反
応チャンバー１２の頂壁１２ａを貫通して、反応チャン
バー１２外部に設けられた高周波電源２４に接続されて
いる。この上部電極２０には、図示しないが、高周波印
加コイルなどの高周波印加装置２５が設けられており、
この高周波印加装置２５と高周波電源２４の間には、図
示しないマッチング回路が配設されている。これによ
り、高周波電源２４により発生した高周波を損失なく高
周波印加コイルなどの高周波印加装置２５へ伝播できる
ようになっている。
【００３５】また、上部電極２０には、反応ガス供給経
路２６が形成されており、成膜用ガス供給源２８から、
反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成膜用
ガスが、減圧状態に維持された反応チャンバー１２内に
導入されるように構成されている。一方、反応ガス供給
経路２６には、クリーニングガス供給経路３０が分岐し
て接続されており、クリーニングガス源３４からのクリ
ーニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介し
て、反応チャンバー１２内に導入することができるよう
になっている。
路２６が形成されており、成膜用ガス供給源２８から、
反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成膜用
ガスが、減圧状態に維持された反応チャンバー１２内に
導入されるように構成されている。一方、反応ガス供給
経路２６には、クリーニングガス供給経路３０が分岐し
て接続されており、クリーニングガス源３４からのクリ
ーニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介し
て、反応チャンバー１２内に導入することができるよう
になっている。
【００３６】また、排気経路１６のドライポンプ１４の
下流側で、かつ除害装置１３の上流側から分岐して、排
気経路１６のドライポンプ１４の上流側に至るように配
設された排気ガス還流経路３６が配設されている。ま
た、排気ガス還流経路３６には、途中で分岐して、反応
ガス供給経路２６に至り、反応チャンバー１２に還流す
る排気ガスを還流する反応チャンバー還流経路３２が配
設されている。さらに、排気ガス還流経路３６には、ク
リーニングの際に、反応チャンバー１２内に導入された
クリーニングガスの排気ガスを、プラズマ化した後に、
排気経路１６のドライポンプ１４の上流側に還流するプ
ラズマ発生装置３３が配設されている。
下流側で、かつ除害装置１３の上流側から分岐して、排
気経路１６のドライポンプ１４の上流側に至るように配
設された排気ガス還流経路３６が配設されている。ま
た、排気ガス還流経路３６には、途中で分岐して、反応
ガス供給経路２６に至り、反応チャンバー１２に還流す
る排気ガスを還流する反応チャンバー還流経路３２が配
設されている。さらに、排気ガス還流経路３６には、ク
リーニングの際に、反応チャンバー１２内に導入された
クリーニングガスの排気ガスを、プラズマ化した後に、
排気経路１６のドライポンプ１４の上流側に還流するプ
ラズマ発生装置３３が配設されている。
【００３７】なお、プラズマ発生装置３３としては、特
に限定されるものではないが、ASTEX社のアストロン
（商品名）などが使用可能である。排気ガス還流経路３
６には、排気ガス中の、例えば、Ｎ2、Ｏ2などの不活性
ガスを吸収除去する高分子膜装置４０が配設されてい
る。このような高分子膜装置４０としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、ポリスルホンや中空糸膜
などの高分子膜を用いたものを採用することが可能であ
る。
に限定されるものではないが、ASTEX社のアストロン
（商品名）などが使用可能である。排気ガス還流経路３
６には、排気ガス中の、例えば、Ｎ2、Ｏ2などの不活性
ガスを吸収除去する高分子膜装置４０が配設されてい
る。このような高分子膜装置４０としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、ポリスルホンや中空糸膜
などの高分子膜を用いたものを採用することが可能であ
る。
【００３８】そして、高分子膜装置４０の下流には、必
要に応じて、例えば、０．０１〜０．５ＭＰａの圧力に
昇圧する圧縮機４２を介して、分離装置４４を配設する
ことができる。この分離装置４４によって、例えば、Ｓ
ｉＦ4、ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な排気ガス成分を
選択的に除去することも考えられる。さらに、排気ガス
還流経路３６には、ガス分析センサー４６が配設されて
おり、これにより、反応チャンバー１２内に還流する排
気ガス還流経路３６中の排気ガスの成分を検知して、図
示しない制御装置によって、高分子膜装置４０と、分離
装置４４と、反応チャンバー１２内に導入されるクリー
ニングガスガスの量を制御することによって、ガス成分
を一定にするようになっている。例えば、ＣＯＦ2の濃
度をモニターすることによって、反応チャンバー還流経
路３２が開放された場合でも、反応チャンバー１２内の
クリーニングガス成分を一定の定常状態に持するように
なっている。
要に応じて、例えば、０．０１〜０．５ＭＰａの圧力に
昇圧する圧縮機４２を介して、分離装置４４を配設する
ことができる。この分離装置４４によって、例えば、Ｓ
ｉＦ4、ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な排気ガス成分を
選択的に除去することも考えられる。さらに、排気ガス
還流経路３６には、ガス分析センサー４６が配設されて
おり、これにより、反応チャンバー１２内に還流する排
気ガス還流経路３６中の排気ガスの成分を検知して、図
示しない制御装置によって、高分子膜装置４０と、分離
装置４４と、反応チャンバー１２内に導入されるクリー
ニングガスガスの量を制御することによって、ガス成分
を一定にするようになっている。例えば、ＣＯＦ2の濃
度をモニターすることによって、反応チャンバー還流経
路３２が開放された場合でも、反応チャンバー１２内の
クリーニングガス成分を一定の定常状態に持するように
なっている。
【００３９】また、排気ガス還流経路３６には、圧力開
放装置を構成する安全バルブ５０が構成されており、排
気ガス還流経路３６が、例えば、０．５ＭＰａの一定の
圧力以上になった際に、図示しない制御装置の制御によ
って、圧力を開放するように構成されている。なお、こ
の安全バルブ５０は、制御装置の制御によらず、自動的
に一定圧力になったら開弁するリリーフバルブから構成
してもよい。
放装置を構成する安全バルブ５０が構成されており、排
気ガス還流経路３６が、例えば、０．５ＭＰａの一定の
圧力以上になった際に、図示しない制御装置の制御によ
って、圧力を開放するように構成されている。なお、こ
の安全バルブ５０は、制御装置の制御によらず、自動的
に一定圧力になったら開弁するリリーフバルブから構成
してもよい。
【００４０】さらに、排気ガス還流経路３６には、排気
ガス還流経路３６から分岐して反応チャンバー１２に排
気ガスを還流する反応チャンバー還流経路３２が設けら
れている。なお、図中、５２、５４、５６、５８、６
０，６２は、開閉バルブである。このように構成される
本発明のＣＶＤ装置１０は、下記のように作動される。
ガス還流経路３６から分岐して反応チャンバー１２に排
気ガスを還流する反応チャンバー還流経路３２が設けら
れている。なお、図中、５２、５４、５６、５８、６
０，６２は、開閉バルブである。このように構成される
本発明のＣＶＤ装置１０は、下記のように作動される。
【００４１】先ず、反応チャンバー１２の下部電極１８
のステージ上に、例えば、シリコンウェハなどの表面に
シリコン薄膜を蒸着する基材Ａを載置して、図示しない
駆動機構によって、上部電極２０との間の距離を所定の
距離に調整される。そして、反応チャンバー１２の底壁
１２ｃに形成された排気経路１６を介して、ドライポン
プ１４を介して内部の気体を外部に排出することによっ
て、一定の真空状態（減圧状態）例えば、１０〜２００
０Ｐａの減圧状態に維持される。
のステージ上に、例えば、シリコンウェハなどの表面に
シリコン薄膜を蒸着する基材Ａを載置して、図示しない
駆動機構によって、上部電極２０との間の距離を所定の
距離に調整される。そして、反応チャンバー１２の底壁
１２ｃに形成された排気経路１６を介して、ドライポン
プ１４を介して内部の気体を外部に排出することによっ
て、一定の真空状態（減圧状態）例えば、１０〜２００
０Ｐａの減圧状態に維持される。
【００４２】そして、反応ガス供給経路２６に配設され
た開閉バルブ５２を開弁して、成膜用ガス供給源２８か
ら、反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成
膜用ガスが、減圧状態に維持された反応チャンバー１２
内に導入される。この際、反応ガス供給経路２６に配設
された開閉バルブ５２と、排気経路１６に配設された開
閉バルブ５４は開弁し、クリーニングガス供給経路３０
に配設された開閉バルブ５６と、排気ガス還流経路３６
に配設された開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー
還流経路３２に配設された開閉バルブ６０とは閉止され
ている。
た開閉バルブ５２を開弁して、成膜用ガス供給源２８か
ら、反応ガス供給経路２６、上部電極２０を介して、成
膜用ガスが、減圧状態に維持された反応チャンバー１２
内に導入される。この際、反応ガス供給経路２６に配設
された開閉バルブ５２と、排気経路１６に配設された開
閉バルブ５４は開弁し、クリーニングガス供給経路３０
に配設された開閉バルブ５６と、排気ガス還流経路３６
に配設された開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー
還流経路３２に配設された開閉バルブ６０とは閉止され
ている。
【００４３】この場合、成膜用ガス供給源２８から供給
される成膜用ガスとしては、例えば、酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
2Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4な
ど）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2、Ｏ2およびＡｒを供給すればよい。しかしな
がら、この成膜用ガスとしては、これに限定されるもの
ではなく、成膜する薄膜の種類などに応じて、例えば、
成膜用ガスとして、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン；Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4）等、同伴
ガスとして、Ｏ2、Ｏ3などを使用するなど適宜変更する
ことができる。
される成膜用ガスとしては、例えば、酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ2）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
2Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、Ａｒ等を、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4な
ど）を成膜する際には、モノシラン（ＳｉＨ4）、Ｎ
Ｈ3、Ｎ2、Ｏ2およびＡｒを供給すればよい。しかしな
がら、この成膜用ガスとしては、これに限定されるもの
ではなく、成膜する薄膜の種類などに応じて、例えば、
成膜用ガスとして、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ＴＥＯＳ
（テトラエトキシシラン；Ｓｉ(ＯＣ2Ｈ5)4）等、同伴
ガスとして、Ｏ2、Ｏ3などを使用するなど適宜変更する
ことができる。
【００４４】そして、高周波電源２４により発生した高
周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から
上部電極２０に高周波電界を発生させて、この電界内で
電子を成膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラ
ズマを形成して成膜用ガスがイオンとラジカルに分解さ
れる。そして、イオンやラジカルの作用によって、下部
電極１８に設置されたシリコンウェハなどの基材Ａの表
面にシリコン薄膜を形成する。
周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から
上部電極２０に高周波電界を発生させて、この電界内で
電子を成膜用ガスの中性分子に衝突させて、高周波プラ
ズマを形成して成膜用ガスがイオンとラジカルに分解さ
れる。そして、イオンやラジカルの作用によって、下部
電極１８に設置されたシリコンウェハなどの基材Ａの表
面にシリコン薄膜を形成する。
【００４５】ところで、このようなＣＶＤ装置１０で
は、成膜工程の際に、反応チャンバー１２内の放電によ
って、成膜すべき半導体製品Ａ以外の反応チャンバー１
２の内壁、電極などの表面にも、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4な
どの薄膜材料が付着、堆積して副生成物が形成される。
この副生成物が、一定の厚さまで成長すると自重、応力
などによって剥離、飛散して、これが成膜工程の際に、
異物として、半導体製品への微粒子の混入、汚染の原因
となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体回路の断線
や短絡の原因となり、また、歩留まりなども低下するお
それがある。
は、成膜工程の際に、反応チャンバー１２内の放電によ
って、成膜すべき半導体製品Ａ以外の反応チャンバー１
２の内壁、電極などの表面にも、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4な
どの薄膜材料が付着、堆積して副生成物が形成される。
この副生成物が、一定の厚さまで成長すると自重、応力
などによって剥離、飛散して、これが成膜工程の際に、
異物として、半導体製品への微粒子の混入、汚染の原因
となり、高品質な薄膜製造ができず、半導体回路の断線
や短絡の原因となり、また、歩留まりなども低下するお
それがある。
【００４６】また、排気経路１６などの配管の側壁など
にも、反応チャンバー１２からの副生物が付着し、これ
によって、排気経路１６の流路が狭くなってしまい、成
膜効率、ガス利用効率が低下してしまうこともあった。
このため、本発明のＣＶＤ装置１０では、含フッ素化合
物を含んだフッ素系のクリーニングガス、すなわち、ク
リーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリ
ーニングガス供給経路３０を介して、反応チャンバー１
２内に導入するようになっている。
にも、反応チャンバー１２からの副生物が付着し、これ
によって、排気経路１６の流路が狭くなってしまい、成
膜効率、ガス利用効率が低下してしまうこともあった。
このため、本発明のＣＶＤ装置１０では、含フッ素化合
物を含んだフッ素系のクリーニングガス、すなわち、ク
リーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリ
ーニングガス供給経路３０を介して、反応チャンバー１
２内に導入するようになっている。
【００４７】すなわち、上記のように薄膜処理が終了し
た後、反応ガス供給経路２６に配設された開閉バルブ５
２を閉止して、成膜用ガス供給源２８からの反応チャン
バー１２内への成膜用ガスの供給を停止する。そして、
クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ
５６を開弁して、クリーニングガス源３４からのクリー
ニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介し
て、反応チャンバー１２内に導入する。
た後、反応ガス供給経路２６に配設された開閉バルブ５
２を閉止して、成膜用ガス供給源２８からの反応チャン
バー１２内への成膜用ガスの供給を停止する。そして、
クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ
５６を開弁して、クリーニングガス源３４からのクリー
ニングガスを、クリーニングガス供給経路３０を介し
て、反応チャンバー１２内に導入する。
【００４８】そして、高周波電源２４により発生した高
周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から
上部電極２０に高周波電界を発生させて、高周波プラズ
マを形成してクリーニングガスがイオンやラジカルに分
解され、イオンとラジカルが、反応チャンバー１２の内
壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ
4などの副生成物と反応して、ＳｉＦ4として副生成物を
ガス化されるようになっている。
周波を高周波印加コイルなどの高周波印加装置２５から
上部電極２０に高周波電界を発生させて、高周波プラズ
マを形成してクリーニングガスがイオンやラジカルに分
解され、イオンとラジカルが、反応チャンバー１２の内
壁、電極などの表面に付着、堆積したＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ
4などの副生成物と反応して、ＳｉＦ4として副生成物を
ガス化されるようになっている。
【００４９】この際、排気経路１６に配設された開閉バ
ルブ５４を閉止し、排気ガス還流経路３６に配設された
開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー還流経路３２
に配設された開閉バルブ６０とを開弁することによっ
て、排気ガス還流経路３６と、反応チャンバー還流経路
３２が開放される。この場合、開閉バルブ５４は全閉の
必要はなく、排気ガスの一部は、排気経路１６の除害装
置１３に流れるようにしても良い。
ルブ５４を閉止し、排気ガス還流経路３６に配設された
開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー還流経路３２
に配設された開閉バルブ６０とを開弁することによっ
て、排気ガス還流経路３６と、反応チャンバー還流経路
３２が開放される。この場合、開閉バルブ５４は全閉の
必要はなく、排気ガスの一部は、排気経路１６の除害装
置１３に流れるようにしても良い。
【００５０】これによって、反応チャンバー１２内でク
リーニング処理を行った後の排気ガスが、排気ガス還流
経路３６を流れて、プラズマ発生装置３３によって、排
気ガスがプラズマ化された後に、排気経路１６のドライ
ポンプ１４の上流側に還流するようになる。また、反応
チャンバー１２内でクリーニング処理を行った後の排気
ガスが、排気ガス還流経路３６から、反応チャンバー還
流経路３２に流れて、反応ガス供給経路２６に至り、反
応チャンバー１２に還流するようになる。
リーニング処理を行った後の排気ガスが、排気ガス還流
経路３６を流れて、プラズマ発生装置３３によって、排
気ガスがプラズマ化された後に、排気経路１６のドライ
ポンプ１４の上流側に還流するようになる。また、反応
チャンバー１２内でクリーニング処理を行った後の排気
ガスが、排気ガス還流経路３６から、反応チャンバー還
流経路３２に流れて、反応ガス供給経路２６に至り、反
応チャンバー１２に還流するようになる。
【００５１】ところで、反応チャンバー１２内でクリー
ニング処理を行った後の排気ガス中には、例えば、ＣＯ
Ｆ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2、ＳｉＦ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ
Ｆ、Ｎ2、Ｏ2などのガス成分が含まれている。そして、
排気ガス還流経路３６を流れる排ガスは、高分子膜装置
４０によって、排気ガス中の、例えば、Ｎ2、Ｏ2などの
不活性ガスを吸収除去される。なお、このように高分子
膜装置４０によって吸収除去した不活性ガスは、別途図
示しない回収経路を介して回収して再利用することも可
能である。
ニング処理を行った後の排気ガス中には、例えば、ＣＯ
Ｆ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2、ＳｉＦ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ
Ｆ、Ｎ2、Ｏ2などのガス成分が含まれている。そして、
排気ガス還流経路３６を流れる排ガスは、高分子膜装置
４０によって、排気ガス中の、例えば、Ｎ2、Ｏ2などの
不活性ガスを吸収除去される。なお、このように高分子
膜装置４０によって吸収除去した不活性ガスは、別途図
示しない回収経路を介して回収して再利用することも可
能である。
【００５２】このように高分子膜装置４０によって、排
気ガス中の不活性ガスが除去された排気ガスは、必要に
応じて、圧縮機４２を介して昇圧された後、分離装置４
４が必要な場合には、分離装置４４に導入される。な
お、この場合、圧縮機４２によって昇圧する圧力として
は、分離装置４４の目詰まりを防止するとともに、パー
ティクルの発生を防止するためには、０．０１〜０．５
ＭＰａの圧力に昇圧するのが望ましい。
気ガス中の不活性ガスが除去された排気ガスは、必要に
応じて、圧縮機４２を介して昇圧された後、分離装置４
４が必要な場合には、分離装置４４に導入される。な
お、この場合、圧縮機４２によって昇圧する圧力として
は、分離装置４４の目詰まりを防止するとともに、パー
ティクルの発生を防止するためには、０．０１〜０．５
ＭＰａの圧力に昇圧するのが望ましい。
【００５３】このように分離装置４４を設置した場合に
は、排気ガスから、例えば、ＳｉＦ 4、ＨＦ、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2などの不要な排気ガス成分を選択的に除去すること
ができる。なお、この場合には、分離装置４４を介して
除去した不要な排気ガス成分は、適宜、図示しないが、
無害化する除害装置を介して廃棄されるか、または、適
宜分離して再利用するようにしてもよい。
は、排気ガスから、例えば、ＳｉＦ 4、ＨＦ、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2などの不要な排気ガス成分を選択的に除去すること
ができる。なお、この場合には、分離装置４４を介して
除去した不要な排気ガス成分は、適宜、図示しないが、
無害化する除害装置を介して廃棄されるか、または、適
宜分離して再利用するようにしてもよい。
【００５４】従って、この分離装置４４を通過した排気
ガス中には、クリーニングガス成分として、例えば、Ｃ
ＯＦ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2などのクリーニングガス成
分、または濃縮されたガスを含むことになる。この排気
ガスを、排気ガス還流経路３６から、プラズマ発生装置
３３によって、排気ガスがプラズマ化した後に、排気経
路１６のドライポンプ１４の上流側に還流することによ
って、排気経路１６などの配管内の側壁をクリーニング
でき、排気経路１６が閉塞することがないので、成膜効
率、ガス利用効率が向上することになる。
ガス中には、クリーニングガス成分として、例えば、Ｃ
ＯＦ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2などのクリーニングガス成
分、または濃縮されたガスを含むことになる。この排気
ガスを、排気ガス還流経路３６から、プラズマ発生装置
３３によって、排気ガスがプラズマ化した後に、排気経
路１６のドライポンプ１４の上流側に還流することによ
って、排気経路１６などの配管内の側壁をクリーニング
でき、排気経路１６が閉塞することがないので、成膜効
率、ガス利用効率が向上することになる。
【００５５】また、分離装置４４を通過して、反応チャ
ンバー還流経路３２を介して、反応ガス供給経路２６に
至り、反応チャンバー１２に還流する排気ガス中には、
クリーニングガス成分として、例えば、ＣＯＦ2、Ｃ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2などのクリーニングガス成分または濃
縮されたガス成分を含み、クリーニングできるのでガス
利用効率が向上することになる。なお、この場合ガス利
用効率とは、供給されたクリーニングガスの何％がリサ
イクルガスで置換されたかを示す比率を意味する。
ンバー還流経路３２を介して、反応ガス供給経路２６に
至り、反応チャンバー１２に還流する排気ガス中には、
クリーニングガス成分として、例えば、ＣＯＦ2、Ｃ
Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｆ2などのクリーニングガス成分または濃
縮されたガス成分を含み、クリーニングできるのでガス
利用効率が向上することになる。なお、この場合ガス利
用効率とは、供給されたクリーニングガスの何％がリサ
イクルガスで置換されたかを示す比率を意味する。
【００５６】この場合、上記の排気ガス還流経路３６、
プラズマ発生装置３３による排気ガス（クリーニングガ
ス）の排気経路１６のドライポンプ１４の上流側に還
流、および反応チャンバー還流経路３２による排気ガス
（クリーニングガス）の反応チャンバー１２に還流は、
両方を同時に行ってもよく、また、いずれか一方のみを
行ってもよい。このような制御は、予め制御装置でのプ
ログラムに基づいて、排気ガス還流経路３６に配設され
た開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー還流経路３
２に配設された開閉バルブ６０とを制御することによっ
て行えばよい。
プラズマ発生装置３３による排気ガス（クリーニングガ
ス）の排気経路１６のドライポンプ１４の上流側に還
流、および反応チャンバー還流経路３２による排気ガス
（クリーニングガス）の反応チャンバー１２に還流は、
両方を同時に行ってもよく、また、いずれか一方のみを
行ってもよい。このような制御は、予め制御装置でのプ
ログラムに基づいて、排気ガス還流経路３６に配設され
た開閉バルブ５８、６２と、反応チャンバー還流経路３
２に配設された開閉バルブ６０とを制御することによっ
て行えばよい。
【００５７】なお、この場合、上記したように、排気ガ
ス還流経路３６には、ガス分析センサー４６が配設され
ている。これにより、反応チャンバー１２内に還流する
排気ガス還流経路３６および反応チャンバー還流経路３
２中の排気ガスの成分を検知して、制御装置によって、
高分子膜装置４０と、分離装置４４と、反応チャンバー
１２内に導入されるクリーニングガスガスの量を制御す
ることによって、ガス成分を一定にするようになってい
る。
ス還流経路３６には、ガス分析センサー４６が配設され
ている。これにより、反応チャンバー１２内に還流する
排気ガス還流経路３６および反応チャンバー還流経路３
２中の排気ガスの成分を検知して、制御装置によって、
高分子膜装置４０と、分離装置４４と、反応チャンバー
１２内に導入されるクリーニングガスガスの量を制御す
ることによって、ガス成分を一定にするようになってい
る。
【００５８】すなわち、例えば、ＣＯＦ2の濃度をモニ
ターすることによって、反応チャンバー１２内のクリー
ニングガス成分を一定の定常状態に持するようになって
いる。これによって、均一でかつ効率の良いクリーニン
グを実施することができる。このような定常状態として
は、ガス利用効率を考慮すれば、例えば、ＣＯＦ2の濃
度として、５０％以上、好ましくは７０〜８０％の濃度
範囲になるように設定すればよい。
ターすることによって、反応チャンバー１２内のクリー
ニングガス成分を一定の定常状態に持するようになって
いる。これによって、均一でかつ効率の良いクリーニン
グを実施することができる。このような定常状態として
は、ガス利用効率を考慮すれば、例えば、ＣＯＦ2の濃
度として、５０％以上、好ましくは７０〜８０％の濃度
範囲になるように設定すればよい。
【００５９】また、上記したように、排気ガス還流経路
３６には、圧力開放装置を構成する安全バルブ５０が構
成されており、排気ガス還流経路３６が、一定の圧力以
上になった際に、制御装置の制御によって、圧力を開放
するように構成されている。このように構成することに
よって、圧力開放装置によって、排気ガス還流経路３６
の圧力が、一定の圧力以上になった際に圧力を開放する
ので、排気ガス還流経路３６の圧力が上昇して、排気ガ
ス還流経路３６の配管、ポンプ、高分子膜装置、分離装
置などの機器類が破損、損傷することがないようになっ
ている。なお、この安全バルブ５０は、前述したように
成膜工程の際に、この排気ガス還流経路３６に滞留する
排気ガスの圧力が上昇した際にも、作動するように制御
されている。
３６には、圧力開放装置を構成する安全バルブ５０が構
成されており、排気ガス還流経路３６が、一定の圧力以
上になった際に、制御装置の制御によって、圧力を開放
するように構成されている。このように構成することに
よって、圧力開放装置によって、排気ガス還流経路３６
の圧力が、一定の圧力以上になった際に圧力を開放する
ので、排気ガス還流経路３６の圧力が上昇して、排気ガ
ス還流経路３６の配管、ポンプ、高分子膜装置、分離装
置などの機器類が破損、損傷することがないようになっ
ている。なお、この安全バルブ５０は、前述したように
成膜工程の際に、この排気ガス還流経路３６に滞留する
排気ガスの圧力が上昇した際にも、作動するように制御
されている。
【００６０】そして、このように排気ガスを排気ガス還
流経路３６を介して反応チャンバー１２内に還流しなが
ら、クリーニング処理を行うとともに、排気ガス還流経
路３６を流れて、プラズマ発生装置３３によって、排気
ガスをプラズマ化した後に、排気経路１６のドライポン
プ１４の上流側に還流することによって、排気経路１６
などの配管内の側壁をクリーニングを行う。
流経路３６を介して反応チャンバー１２内に還流しなが
ら、クリーニング処理を行うとともに、排気ガス還流経
路３６を流れて、プラズマ発生装置３３によって、排気
ガスをプラズマ化した後に、排気経路１６のドライポン
プ１４の上流側に還流することによって、排気経路１６
などの配管内の側壁をクリーニングを行う。
【００６１】その後、クリーニング処理が終了した後、
クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ
５６を閉止して、クリーニングガス源３４からのクリー
ニングガスの供給を停止する。また、排気ガス還流経路
３６に配設された開閉バルブ５８、６２と、反応チャン
バー還流経路３２に配設された開閉バルブ６０とを閉止
して、排気ガス還流経路３６と反応チャンバー還流経路
３２を閉止する。そして、排気経路１６に配設された開
閉バルブ５４を開放するとともに、反応ガス供給経路２
６に配設された開閉バルブ５２を開弁して、成膜用ガス
供給源２８からの反応チャンバー１２内への成膜用ガス
の供給を開始し、再び成膜処理サイクルが開始されるよ
うになっている。
クリーニングガス供給経路３０に配設された開閉バルブ
５６を閉止して、クリーニングガス源３４からのクリー
ニングガスの供給を停止する。また、排気ガス還流経路
３６に配設された開閉バルブ５８、６２と、反応チャン
バー還流経路３２に配設された開閉バルブ６０とを閉止
して、排気ガス還流経路３６と反応チャンバー還流経路
３２を閉止する。そして、排気経路１６に配設された開
閉バルブ５４を開放するとともに、反応ガス供給経路２
６に配設された開閉バルブ５２を開弁して、成膜用ガス
供給源２８からの反応チャンバー１２内への成膜用ガス
の供給を開始し、再び成膜処理サイクルが開始されるよ
うになっている。
【００６２】この場合、クリーニングの際に、クリーニ
ングの初期段階では、反応ガス供給経路２６を開放し、
必要な時点で、排気ガス還流経路３６と反応チャンバー
還流経路３２とを開放し、クリーニングが進行した後
に、反応ガス供給経路２６を閉止してクリーニングを行
うように制御装置によって制御するようにしてもよい。
このように構成することによって、クリーニングガスで
ある、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後は、ＣＯＦ2
が発生することになるので、このＣＯＦ2を反応チャン
バー還流経路３２、排気ガス還流経路３６によって還流
することによって、これをクリーニングガスとして用い
ることができ、クリーニングガスの利用効率が向上し、
コストも低減できる。
ングの初期段階では、反応ガス供給経路２６を開放し、
必要な時点で、排気ガス還流経路３６と反応チャンバー
還流経路３２とを開放し、クリーニングが進行した後
に、反応ガス供給経路２６を閉止してクリーニングを行
うように制御装置によって制御するようにしてもよい。
このように構成することによって、クリーニングガスで
ある、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後は、ＣＯＦ2
が発生することになるので、このＣＯＦ2を反応チャン
バー還流経路３２、排気ガス還流経路３６によって還流
することによって、これをクリーニングガスとして用い
ることができ、クリーニングガスの利用効率が向上し、
コストも低減できる。
【００６３】この場合、クリーニング処理に使用するフ
ッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスとして
は、例えば、CF4、C2F6、C3Ｆ8、C4Ｆ10、C5Ｆ12などの
鎖状脂肪族系パーフルオロカーボン類；C4F8、C5F10、C
6F12などの脂環系パーフルオロカーボン類；CF3OCF3、C
F3OC2F5、C2F5OC2F5などの直鎖状パーフルオロエーテル
類；C3F6O、C4F8O、C5F10Oなどの環状パーフルオロエー
テル類；C3F6、C4F8、C5F10などの不飽和系パーフルオ
ロカーボン類；C4F6、C5F8などのジエン系パーフルオロ
カーボン類などの炭素原子数１〜６のパーフルオロカー
ボン類が挙げられる。
ッ素化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスとして
は、例えば、CF4、C2F6、C3Ｆ8、C4Ｆ10、C5Ｆ12などの
鎖状脂肪族系パーフルオロカーボン類；C4F8、C5F10、C
6F12などの脂環系パーフルオロカーボン類；CF3OCF3、C
F3OC2F5、C2F5OC2F5などの直鎖状パーフルオロエーテル
類；C3F6O、C4F8O、C5F10Oなどの環状パーフルオロエー
テル類；C3F6、C4F8、C5F10などの不飽和系パーフルオ
ロカーボン類；C4F6、C5F8などのジエン系パーフルオロ
カーボン類などの炭素原子数１〜６のパーフルオロカー
ボン類が挙げられる。
【００６４】また、COF2、CF3COF、CF3OFなどの酸素を
含むパーフルオロカーボン類、NF3、FNO、F3NO、FNO2な
どの窒素を含むフッ素化合物、好ましくは酸素と窒素を
含むフッ素化合物などを用いることもできる。なお、こ
れらの含フッ素化合物は、フッ素原子の一部が水素原子
で置き換えられた少なくとも１個のフッ素原子を含む含
フッ素化合物であってもよい。これらのうちでは、C
F4、C2F6、C3Ｆ8を用いることが好ましく、CF4、C2F6を
用いることがさらに好ましい。
含むパーフルオロカーボン類、NF3、FNO、F3NO、FNO2な
どの窒素を含むフッ素化合物、好ましくは酸素と窒素を
含むフッ素化合物などを用いることもできる。なお、こ
れらの含フッ素化合物は、フッ素原子の一部が水素原子
で置き換えられた少なくとも１個のフッ素原子を含む含
フッ素化合物であってもよい。これらのうちでは、C
F4、C2F6、C3Ｆ8を用いることが好ましく、CF4、C2F6を
用いることがさらに好ましい。
【００６５】これらの含フッ素化合物は、１種単独でま
たは複数を組み合わせて用いることができる。また、本
発明で用いる含フッ素化合物を含んだクリーニングガス
は、本発明の効果を損なわない範囲で、適宜他のガスを
混合して用いることができる。このような他のガスとし
ては、たとえば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｏ2などが挙げら
れる。このような他のガスの配合量は特に限定されず、
ＣＶＤ装置１０の反応チャンバー１２の内壁などに付着
した副生成物（付着物）の量、厚さ、使用する含フッ素
化合物の種類、副生成物の組成などに対応して決定する
ことができる。
たは複数を組み合わせて用いることができる。また、本
発明で用いる含フッ素化合物を含んだクリーニングガス
は、本発明の効果を損なわない範囲で、適宜他のガスを
混合して用いることができる。このような他のガスとし
ては、たとえば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｏ2などが挙げら
れる。このような他のガスの配合量は特に限定されず、
ＣＶＤ装置１０の反応チャンバー１２の内壁などに付着
した副生成物（付着物）の量、厚さ、使用する含フッ素
化合物の種類、副生成物の組成などに対応して決定する
ことができる。
【００６６】また、クリーニング処理に使用するクリー
ニングガスとしては、上記のフッ素化合物を含んだフッ
素系のクリーニングガス以外にも、フッ素ガス（Ｆ2）
を用いることができる。すなわち、通常、プラズマクリ
ーニングの際には、クリーニングガスとともに、酸素、
アルゴン等の適量の添加ガスを混合して用いている。
ニングガスとしては、上記のフッ素化合物を含んだフッ
素系のクリーニングガス以外にも、フッ素ガス（Ｆ2）
を用いることができる。すなわち、通常、プラズマクリ
ーニングの際には、クリーニングガスとともに、酸素、
アルゴン等の適量の添加ガスを混合して用いている。
【００６７】ところで、クリーニングガスと添加ガスと
の混合ガス系において、ガス総流量一定の条件下に、ク
リーニングガスの含有濃度を高めてゆくと、エッチング
速度が上昇する傾向がある。しかしながら、クリーニン
グガスが一定濃度を超えるとプラズマの発生の不安定
化、エッチング速度の鈍化、低下が起こったり、クリー
ニング均一性が悪化したりするなどの問題がある。特
に、クリーニングガスを１００％の濃度で用いると、プ
ラズマの発生の不安定化、エッチング速度の鈍化、低下
や、クリーニング均一性の悪化がより顕著となる傾向が
あり、実用性に欠けるという問題がある。
の混合ガス系において、ガス総流量一定の条件下に、ク
リーニングガスの含有濃度を高めてゆくと、エッチング
速度が上昇する傾向がある。しかしながら、クリーニン
グガスが一定濃度を超えるとプラズマの発生の不安定
化、エッチング速度の鈍化、低下が起こったり、クリー
ニング均一性が悪化したりするなどの問題がある。特
に、クリーニングガスを１００％の濃度で用いると、プ
ラズマの発生の不安定化、エッチング速度の鈍化、低下
や、クリーニング均一性の悪化がより顕著となる傾向が
あり、実用性に欠けるという問題がある。
【００６８】このため、クリーニングガスの濃度をエッ
チング速度−クリーニングガス濃度曲線のピークの濃度
または、それら以下の低濃度に希釈して使用する必要が
あり、希釈化に伴うエッチング速度の低下を抑えるため
にクリーニング時のチャンバー圧を高める、もしくはガ
ス流量を増加させて、クリーニング条件の最適化がなさ
れている。しかしながら、このように、クリーニング時
のチャンバー圧を高める、もしくはガス流量を増加させ
ると、プラズマの発生が安定しなくなり、クリーニング
均一性が損なわれ、効率的なクリーニングが行えないこ
とになる。
チング速度−クリーニングガス濃度曲線のピークの濃度
または、それら以下の低濃度に希釈して使用する必要が
あり、希釈化に伴うエッチング速度の低下を抑えるため
にクリーニング時のチャンバー圧を高める、もしくはガ
ス流量を増加させて、クリーニング条件の最適化がなさ
れている。しかしながら、このように、クリーニング時
のチャンバー圧を高める、もしくはガス流量を増加させ
ると、プラズマの発生が安定しなくなり、クリーニング
均一性が損なわれ、効率的なクリーニングが行えないこ
とになる。
【００６９】一方、フッ素ガス、またはフッ素ガスと、
プラズマ中において実質的にフッ素と反応しないガスと
の混合ガスをクリーニングガスとして用いると、プラズ
マ処理することができ、極めて優れたエッチング速度が
得られ、しかも、ガス総流量が１０００sccm程度でチャ
ンバー圧が４００Pa程度の条件下においても安定してプ
ラズマを発生させることができるとともに、良好なクリ
ーニング均一性が確保できる。
プラズマ中において実質的にフッ素と反応しないガスと
の混合ガスをクリーニングガスとして用いると、プラズ
マ処理することができ、極めて優れたエッチング速度が
得られ、しかも、ガス総流量が１０００sccm程度でチャ
ンバー圧が４００Pa程度の条件下においても安定してプ
ラズマを発生させることができるとともに、良好なクリ
ーニング均一性が確保できる。
【００７０】また、このようなフッ素ガスを用いれば、
反応チャンバー１２内でクリーニング処理を行った後の
排気ガスには、未反応のＦ2の他は、HF、SiF4などを含
むものである。従って、分離装置４４を作動させなくて
も、高分子膜装置４０を作動させることによって、排気
ガス還流経路３６中の排気ガス中に含まれる、例えば、
Ｎ2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去するだけで、再び
排気ガスをクリーニングガスとして再利用することがで
きるので、さらに均一でかつ効率の良いクリーニングを
実施することができる。
反応チャンバー１２内でクリーニング処理を行った後の
排気ガスには、未反応のＦ2の他は、HF、SiF4などを含
むものである。従って、分離装置４４を作動させなくて
も、高分子膜装置４０を作動させることによって、排気
ガス還流経路３６中の排気ガス中に含まれる、例えば、
Ｎ2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去するだけで、再び
排気ガスをクリーニングガスとして再利用することがで
きるので、さらに均一でかつ効率の良いクリーニングを
実施することができる。
【００７１】この際、開閉バルブ５４を全閉とせず、一
部の排気ガスを除害装置１３の方に流して、HF、SiF4の
過剰蓄積を抑制する。このようなクリーニングガスとし
て用いるフッ素ガスは、１００容量％のフッ素ガスであ
って、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスであ
るのが望ましい。
部の排気ガスを除害装置１３の方に流して、HF、SiF4の
過剰蓄積を抑制する。このようなクリーニングガスとし
て用いるフッ素ガスは、１００容量％のフッ素ガスであ
って、放電によりプラズマを発生させるフッ素ガスであ
るのが望ましい。
【００７２】また、クリーニング用ガスが、放電により
プラズマを発生させるフッ素ガスと、プラズマ中におい
て実質的にフッ素と反応しないガスとから構成されてい
てもよい。この場合、放電によりプラズマを発生させる
フッ素ガスの濃度が２０容量％を超えて１００容量％未
満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と反
応しないガスの濃度が０容量％を超えて８０容量％以下
の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生させ
るフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１０
０容量％）ことが好ましい。
プラズマを発生させるフッ素ガスと、プラズマ中におい
て実質的にフッ素と反応しないガスとから構成されてい
てもよい。この場合、放電によりプラズマを発生させる
フッ素ガスの濃度が２０容量％を超えて１００容量％未
満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と反
応しないガスの濃度が０容量％を超えて８０容量％以下
の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生させ
るフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１０
０容量％）ことが好ましい。
【００７３】また、前記放電によりプラズマを発生させ
るフッ素ガスの濃度が３０容量％を超えて１００容量％
未満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と
反応しないガスの濃度が０容量％を超えて７０容量％以
下の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生さ
せるフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１
００容量％）ことがより好ましい。
るフッ素ガスの濃度が３０容量％を超えて１００容量％
未満の範囲にあり、前記プラズマ中で実質的にフッ素と
反応しないガスの濃度が０容量％を超えて７０容量％以
下の範囲にある（ただし、放電によりプラズマを発生さ
せるフッ素ガス＋実質的にフッ素と反応しないガス＝１
００容量％）ことがより好ましい。
【００７４】さらに、プラズマ中で実質的にフッ素と反
応しないガスが、窒素、酸素、二酸化炭素、Ｎ2Ｏ、乾
燥空気、アルゴン、ヘリウム、ネオンからなる群から選
ばれる少なくとも１種であることが好ましい。なお、こ
の場合、実質的にフッ素と反応しないガスにおける「フ
ッ素」は、フッ素分子、フッ素原子、フッ素ラジカル、
フッ素イオンなどを含んでいる。
応しないガスが、窒素、酸素、二酸化炭素、Ｎ2Ｏ、乾
燥空気、アルゴン、ヘリウム、ネオンからなる群から選
ばれる少なくとも１種であることが好ましい。なお、こ
の場合、実質的にフッ素と反応しないガスにおける「フ
ッ素」は、フッ素分子、フッ素原子、フッ素ラジカル、
フッ素イオンなどを含んでいる。
【００７５】このようなフッ素系化合物によるチャンバ
ークリーニングの目的化合物としては、ＣＶＤ法等によ
り、ＣＶＤチャンバー壁あるいはＣＶＤ装置の冶具等に
付着した、ケイ素系化合物からなる付着物が挙げられ
る。このようなケイ素系化合物の付着物としては、たと
えば、（１）ケイ素からなる化合物、（２）酸素、窒
素、フッ素または炭素のうちの少なくとも１種と、ケイ
素とからなる化合物、または（３）高融点金属シリサイ
トからなる化合物などのうちの少なくとも１種が挙げら
れ、より具体的には、たとえば、Ｓｉ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3
Ｎ4、ＷＳｉ等の高融点金属シリサイトなどが挙げられ
る。
ークリーニングの目的化合物としては、ＣＶＤ法等によ
り、ＣＶＤチャンバー壁あるいはＣＶＤ装置の冶具等に
付着した、ケイ素系化合物からなる付着物が挙げられ
る。このようなケイ素系化合物の付着物としては、たと
えば、（１）ケイ素からなる化合物、（２）酸素、窒
素、フッ素または炭素のうちの少なくとも１種と、ケイ
素とからなる化合物、または（３）高融点金属シリサイ
トからなる化合物などのうちの少なくとも１種が挙げら
れ、より具体的には、たとえば、Ｓｉ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3
Ｎ4、ＷＳｉ等の高融点金属シリサイトなどが挙げられ
る。
【００７６】また、クリーニングガスの反応チャンバー
１２内への導入流量としては、上記のチャンバー１２の
内壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮
すれば、０．１〜１０Ｌ／分、好ましくは、０．５〜１
Ｌ／分とするのが望ましい。すなわち、クリーニングガ
スの反応チャンバー１２内への導入流量が、０．１Ｌ／
分より少なければ、上記クリーニング効果が期待でき
ず、逆に導入流量が、１０Ｌ／分より多くなれば、クリ
ーニングに寄与せずに外部に排出されるクリーニングガ
スの量が多くなってしまうからである。
１２内への導入流量としては、上記のチャンバー１２の
内壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮
すれば、０．１〜１０Ｌ／分、好ましくは、０．５〜１
Ｌ／分とするのが望ましい。すなわち、クリーニングガ
スの反応チャンバー１２内への導入流量が、０．１Ｌ／
分より少なければ、上記クリーニング効果が期待でき
ず、逆に導入流量が、１０Ｌ／分より多くなれば、クリ
ーニングに寄与せずに外部に排出されるクリーニングガ
スの量が多くなってしまうからである。
【００７７】なお、この導入流量は、例えば、フラット
パネルディスクなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよ
って適宜変更可能である。一例を挙げれば、例えば、含
フッ素化合物が、C2F6の場合には、０．５〜５Ｌ／分と
すればよい。さらに、クリーニングガスの反応チャンバ
ー１２内での圧力としては、上記のチャンバー１２の内
壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮す
れば、１０〜２０００Ｐａ、好ましくは、５０〜５００
Ｐａとするのが望ましい。すなわち、クリーニングガス
の反応チャンバー１２内での圧力が、１０Ｐａより小さ
いか、もしくは、逆に、反応チャンバー１２内での圧力
が、２０００Ｐａより大きくなれば、上記クリーニング
効果が期待できないからである。なお、この反応チャン
バー１２内での圧力は、例えば、フラットパネルディス
クなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよって適宜変更
可能である。一例を挙げれば、例えば、含フッ素化合物
が、C2F6の場合には、１００〜５００Ｐａとすればよ
い。
パネルディスクなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよ
って適宜変更可能である。一例を挙げれば、例えば、含
フッ素化合物が、C2F6の場合には、０．５〜５Ｌ／分と
すればよい。さらに、クリーニングガスの反応チャンバ
ー１２内での圧力としては、上記のチャンバー１２の内
壁に付着した副生成物をクリーニングする効果を考慮す
れば、１０〜２０００Ｐａ、好ましくは、５０〜５００
Ｐａとするのが望ましい。すなわち、クリーニングガス
の反応チャンバー１２内での圧力が、１０Ｐａより小さ
いか、もしくは、逆に、反応チャンバー１２内での圧力
が、２０００Ｐａより大きくなれば、上記クリーニング
効果が期待できないからである。なお、この反応チャン
バー１２内での圧力は、例えば、フラットパネルディス
クなど、基材Ａの種類、大きさなどにもよって適宜変更
可能である。一例を挙げれば、例えば、含フッ素化合物
が、C2F6の場合には、１００〜５００Ｐａとすればよ
い。
【００７８】図２は、本発明のＣＶＤ装置１０の第２の
実施例の概略図である。この実施例のＣＶＤ装置１０、
図１に示したＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成で
あり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。なお、図２中、６３は、それ
ぞれの排気ガス還流経路３６に設けられた開閉弁を示し
ている。
実施例の概略図である。この実施例のＣＶＤ装置１０、
図１に示したＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成で
あり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。なお、図２中、６３は、それ
ぞれの排気ガス還流経路３６に設けられた開閉弁を示し
ている。
【００７９】図１の実施例のＣＶＤ装置１０では、反応
チャンバー１２を単一の反応チャンバーとしたが、この
実施例のＣＶＤ装置１０では、図２に示したように、複
数の反応チャンバー１２を並列に接続した、いわゆるマ
ルチチャンバー方式としている。これにより、成膜効率
およびガス利用効率がより向上することになる。図３
は、本発明のＣＶＤ装置１０の第３の実施例の概略図で
ある。
チャンバー１２を単一の反応チャンバーとしたが、この
実施例のＣＶＤ装置１０では、図２に示したように、複
数の反応チャンバー１２を並列に接続した、いわゆるマ
ルチチャンバー方式としている。これにより、成膜効率
およびガス利用効率がより向上することになる。図３
は、本発明のＣＶＤ装置１０の第３の実施例の概略図で
ある。
【００８０】この実施例のＣＶＤ装置１０、図１に示し
たＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成であり、同一
の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説
明を省略する。図１の実施例のＣＶＤ装置１０では、ク
リーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリ
ーニングガス供給経路３０を介して、反応チャンバー１
２内に導入するように構成したが、この実施例のＣＶＤ
装置１０では、図３に示したように、リモートプラズマ
発生装置７０によって、含フッ素化合物を含んだフッ素
系のクリーニングガスをプラズマ化して、接続配管７２
を介して、減圧状態に維持された反応チャンバー１２の
側壁１２ｂから反応チャンバー１２内に導入されるよう
になっている。
たＣＶＤ装置１０と基本的には同様な構成であり、同一
の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説
明を省略する。図１の実施例のＣＶＤ装置１０では、ク
リーニングガス源３４からのクリーニングガスを、クリ
ーニングガス供給経路３０を介して、反応チャンバー１
２内に導入するように構成したが、この実施例のＣＶＤ
装置１０では、図３に示したように、リモートプラズマ
発生装置７０によって、含フッ素化合物を含んだフッ素
系のクリーニングガスをプラズマ化して、接続配管７２
を介して、減圧状態に維持された反応チャンバー１２の
側壁１２ｂから反応チャンバー１２内に導入されるよう
になっている。
【００８１】この場合、接続配管７２の材質としては、
特に限定されるものではないが、上記のガス化効率の低
下を防ぐ効果を考慮すれば、例えば、アルミナ、不働態
化したアルミニウム、フッ素系樹脂、フッ素系樹脂でコ
ーティングした金属などとするのが望ましい。また、こ
の実施例の場合には、リモートプラズマ発生装置７０と
反応チャンバー１２を、接続配管７２を介して、チャン
バー側壁１２ｂからプラズマ化したクリーニングガスを
導入するようにしたが、これに限定されるものではな
く、直接クリーニングガスを反応チャンバー１２内に導
入するようにすればよく、例えば、チャンバー１２の頂
壁１２ａから、底壁１２ｃから導入するようにしても良
い。
特に限定されるものではないが、上記のガス化効率の低
下を防ぐ効果を考慮すれば、例えば、アルミナ、不働態
化したアルミニウム、フッ素系樹脂、フッ素系樹脂でコ
ーティングした金属などとするのが望ましい。また、こ
の実施例の場合には、リモートプラズマ発生装置７０と
反応チャンバー１２を、接続配管７２を介して、チャン
バー側壁１２ｂからプラズマ化したクリーニングガスを
導入するようにしたが、これに限定されるものではな
く、直接クリーニングガスを反応チャンバー１２内に導
入するようにすればよく、例えば、チャンバー１２の頂
壁１２ａから、底壁１２ｃから導入するようにしても良
い。
【００８２】さらに、図３に示したように、クリーニン
グガスをリモートプラズマ発生装置７４を介して、プラ
ズマ化したクリーニングガスを、反応チャンバー１２の
上部の上部電極２０のシャワーヘッドを通して、反応チ
ャンバー１２内に導入することも可能である。なお、排
気ガス還流経路３６によって還流されるクリーニングガ
スは、図３に示したように、リモートプラズマ発生装置
７０またはリモートプラズマ発生装置７４の前に戻し
て、これらのリモートプラズマ発生装置７０またはリモ
ートプラズマ発生装置７４によって、クリーニングガス
をプラズマ化して、反応チャンバー１２のチャンバー側
壁１２ｂから、または反応チャンバー１２の上部の上部
電極２０のシャワーヘッドを通して、反応チャンバー１
２内に導入するのが望ましい。
グガスをリモートプラズマ発生装置７４を介して、プラ
ズマ化したクリーニングガスを、反応チャンバー１２の
上部の上部電極２０のシャワーヘッドを通して、反応チ
ャンバー１２内に導入することも可能である。なお、排
気ガス還流経路３６によって還流されるクリーニングガ
スは、図３に示したように、リモートプラズマ発生装置
７０またはリモートプラズマ発生装置７４の前に戻し
て、これらのリモートプラズマ発生装置７０またはリモ
ートプラズマ発生装置７４によって、クリーニングガス
をプラズマ化して、反応チャンバー１２のチャンバー側
壁１２ｂから、または反応チャンバー１２の上部の上部
電極２０のシャワーヘッドを通して、反応チャンバー１
２内に導入するのが望ましい。
【００８３】この場合、クリーニングの際に、クリーニ
ングの初期段階では、リモートプラズマ発生装置７０ま
たは７４からのクリーニングガス供給経路（接続配管７
２）を開放して、必要な時点で、排気ガス還流経路３
６、反応チャンバー還流経路３２を開放し、クリーニン
グが進行した後に、クリーニングガス供給経路を閉止し
てクリーニングを行うように制御装置によって制御する
ようにしてもよい。このように構成することによって、
クリーニングガスである、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流
した後は、ＣＯＦ2が発生することになるので、このＣ
ＯＦ2を排気ガス還流経路によって還流することによっ
て、これをクリーニングガスとして用いることができ、
クリーニングガスの利用効率が向上し、コストも低減で
きる。
ングの初期段階では、リモートプラズマ発生装置７０ま
たは７４からのクリーニングガス供給経路（接続配管７
２）を開放して、必要な時点で、排気ガス還流経路３
６、反応チャンバー還流経路３２を開放し、クリーニン
グが進行した後に、クリーニングガス供給経路を閉止し
てクリーニングを行うように制御装置によって制御する
ようにしてもよい。このように構成することによって、
クリーニングガスである、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流
した後は、ＣＯＦ2が発生することになるので、このＣ
ＯＦ2を排気ガス還流経路によって還流することによっ
て、これをクリーニングガスとして用いることができ、
クリーニングガスの利用効率が向上し、コストも低減で
きる。
【００８４】さらに、リモートプラズマ発生装置７０と
しては、公知のリモートプラズマ発生装置を用いれば良
く、特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、
「ＡＳＴＲＯＮ」（ＡＳＴＥＸ社製）を使用することが
できる。このように成膜処理を行なった後に、含フッ素
化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスをリモート
プラズマ発生装置７０によってプラズマ化し、プラズマ
化したクリーニングガスを、反応チャンバー１２内に導
入して、反応チャンバー内に付着した副生成物を除去す
るように構成したので、クリーニングガスの解離効率が
良く、反応チャンバー１２の内壁、電極などの表面に付
着、堆積したＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物を、効
率良く除去することができる。しかも、排出されるクリ
ーニングガスの排出量も極めて低く、地球温暖化などの
環境へ与える影響も少なく、コストも低減できる。
しては、公知のリモートプラズマ発生装置を用いれば良
く、特に限定されるものではないが、一例を挙げれば、
「ＡＳＴＲＯＮ」（ＡＳＴＥＸ社製）を使用することが
できる。このように成膜処理を行なった後に、含フッ素
化合物を含んだフッ素系のクリーニングガスをリモート
プラズマ発生装置７０によってプラズマ化し、プラズマ
化したクリーニングガスを、反応チャンバー１２内に導
入して、反応チャンバー内に付着した副生成物を除去す
るように構成したので、クリーニングガスの解離効率が
良く、反応チャンバー１２の内壁、電極などの表面に付
着、堆積したＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物を、効
率良く除去することができる。しかも、排出されるクリ
ーニングガスの排出量も極めて低く、地球温暖化などの
環境へ与える影響も少なく、コストも低減できる。
【００８５】以上、本発明のプラズマＣＶＤ装置のクリ
ーニング装置の実施例について説明したが、本発明の範
囲内において、例えば、以上の実施例については、シリ
コン薄膜の形成について述べたが、他のシリコンゲルマ
ニウム膜（ＳｉＧｅ）、シリコンカーバイド膜（Ｓｉ
Ｃ）、ＳｉＯＦ膜、ＳｉＯＮ膜、含炭素ＳｉＯ2膜など
の薄膜を形成する場合にも適用可能である。
ーニング装置の実施例について説明したが、本発明の範
囲内において、例えば、以上の実施例については、シリ
コン薄膜の形成について述べたが、他のシリコンゲルマ
ニウム膜（ＳｉＧｅ）、シリコンカーバイド膜（Ｓｉ
Ｃ）、ＳｉＯＦ膜、ＳｉＯＮ膜、含炭素ＳｉＯ2膜など
の薄膜を形成する場合にも適用可能である。
【００８６】また、上記実施例では、横置き型の装置に
ついて説明したが、縦置き型の装置に変更することも可
能であり、また、上記実施例では、枚葉式のものについ
て説明したが、バッチ式のＣＶＤ装置にも適用可能であ
る。また、上記実施例では、排気ガス（クリーニングガ
ス）を、排気ガス還流経路３６から、プラズマ発生装置
３３によって、排気ガスがプラズマ化した後に、排気経
路１６のドライポンプ１４の上流側に還流することによ
って、排気経路１６などの配管内の側壁をクリーニング
するように構成したが、このような排気経路１６などの
配管以外にも使用することも可能である。
ついて説明したが、縦置き型の装置に変更することも可
能であり、また、上記実施例では、枚葉式のものについ
て説明したが、バッチ式のＣＶＤ装置にも適用可能であ
る。また、上記実施例では、排気ガス（クリーニングガ
ス）を、排気ガス還流経路３６から、プラズマ発生装置
３３によって、排気ガスがプラズマ化した後に、排気経
路１６のドライポンプ１４の上流側に還流することによ
って、排気経路１６などの配管内の側壁をクリーニング
するように構成したが、このような排気経路１６などの
配管以外にも使用することも可能である。
【００８７】さらには、上記実施例では、一例としてプ
ラズマＣＶＤ装置に適用したが、薄膜材料を高温中で熱
分解、酸化、還元、重合、気相化反応などによって基板
上に薄膜を堆積する、真空蒸着法などのその他のＣＶＤ
法にも適用可能であるなど種々変更することが可能であ
ることはもちろんである。以上、本発明の好ましい実施
例を説明したが、本発明はこれに限定されることはな
く、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
である。
ラズマＣＶＤ装置に適用したが、薄膜材料を高温中で熱
分解、酸化、還元、重合、気相化反応などによって基板
上に薄膜を堆積する、真空蒸着法などのその他のＣＶＤ
法にも適用可能であるなど種々変更することが可能であ
ることはもちろんである。以上、本発明の好ましい実施
例を説明したが、本発明はこれに限定されることはな
く、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
である。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、反応チャンバー内をク
リーニングするとともに、排気ガス還流経路を介して、
排気経路のドライポンプの上流側にプラズマ発生装置に
よってプラズマ化した排気ガスを還流しながら、排気経
路、排気ガス還流経路などの配管に付着するＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物をクリーニングすることができ
るので、配管が閉塞することがないので、成膜効率、ガ
ス利用効率が向上されることになる。
リーニングするとともに、排気ガス還流経路を介して、
排気経路のドライポンプの上流側にプラズマ発生装置に
よってプラズマ化した排気ガスを還流しながら、排気経
路、排気ガス還流経路などの配管に付着するＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4などの副生成物をクリーニングすることができ
るので、配管が閉塞することがないので、成膜効率、ガ
ス利用効率が向上されることになる。
【００８９】また、本発明によれば、排気ガス還流経
路、反応チャンバー還流経路を介して、反応チャンバー
に排気ガスを還流しながら、反応チャンバー内をクリー
ニングするので、排気ガス中に含まれる、クリーニング
ガス成分を再び、反応チャンバー内でクリーニングガス
として用いることができるので、ガス利用効率が向上さ
れることになる。
路、反応チャンバー還流経路を介して、反応チャンバー
に排気ガスを還流しながら、反応チャンバー内をクリー
ニングするので、排気ガス中に含まれる、クリーニング
ガス成分を再び、反応チャンバー内でクリーニングガス
として用いることができるので、ガス利用効率が向上さ
れることになる。
【００９０】従って、排気経路、排気ガス還流経路など
の配管、反応チャンバー内に付着堆積したＳｉＯ2、Ｓ
ｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、成膜の際に、
半導体製品への微粒子の混入、汚染がなくなり、高品質
な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上する。また、
外部に最終的に排出されるクリーニングガス成分が極め
て少なくなるので、クリーニングガスの排出量も極めて
低く、地球温暖化などの環境へ与える影響も少なくな
る。
の配管、反応チャンバー内に付着堆積したＳｉＯ2、Ｓ
ｉ3Ｎ4などの副生成物が除去できるので、成膜の際に、
半導体製品への微粒子の混入、汚染がなくなり、高品質
な薄膜製造が可能で、歩留まりなども向上する。また、
外部に最終的に排出されるクリーニングガス成分が極め
て少なくなるので、クリーニングガスの排出量も極めて
低く、地球温暖化などの環境へ与える影響も少なくな
る。
【００９１】また、本発明によれば、ドライポンプの下
流側から排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを
還流するように構成されているので、圧力が高くなり、
パーティクルの発生がなく、フィルターの目詰まりが少
なく、パーティクルが反応チャンバー内に還流すること
がないので、クリーニング効果が向上することになる。
また、本発明によれば、高分子膜装置によって、例え
ば、Ｎ2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去することがで
きるので、クリーニングガス成分のみを排気経路のドラ
イポンプの上流側に還流して、排気経路、排気ガス還流
経路などの配管をクリーニングできるのでガス利用効率
が向上する。また、このように吸収除去した不活性ガス
を回収して再利用することが可能である。
流側から排気経路のドライポンプの上流側に排気ガスを
還流するように構成されているので、圧力が高くなり、
パーティクルの発生がなく、フィルターの目詰まりが少
なく、パーティクルが反応チャンバー内に還流すること
がないので、クリーニング効果が向上することになる。
また、本発明によれば、高分子膜装置によって、例え
ば、Ｎ2、Ｏ2などの不活性ガスを吸収除去することがで
きるので、クリーニングガス成分のみを排気経路のドラ
イポンプの上流側に還流して、排気経路、排気ガス還流
経路などの配管をクリーニングできるのでガス利用効率
が向上する。また、このように吸収除去した不活性ガス
を回収して再利用することが可能である。
【００９２】また、本発明によれば、分離装置によっ
て、例えば、ＳｉＦ4、ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な
排気ガス成分を選択的に除去するので、例えば、ＣＯＦ
2、ＣＦ4、Ｆ2などのクリーニングガス成分または濃縮
されたガス成分を排気経路のドライポンプの上流側に還
流して、排気経路、排気ガス還流経路などの配管をクリ
ーニングできるのでガス利用効率が向上する。
て、例えば、ＳｉＦ4、ＨＦ、ＣＯ、ＣＯ2などの不要な
排気ガス成分を選択的に除去するので、例えば、ＣＯＦ
2、ＣＦ4、Ｆ2などのクリーニングガス成分または濃縮
されたガス成分を排気経路のドライポンプの上流側に還
流して、排気経路、排気ガス還流経路などの配管をクリ
ーニングできるのでガス利用効率が向上する。
【００９３】また、本発明によれば、圧縮機によって、
排気ガス、すなわちクリーニングガスを昇圧して排気経
路のドライポンプの上流側に還流するので、排気経路、
排気ガス還流経路などの配管内の圧力を一定に保持する
ことができるので、クリーニング効果を一定に維持する
ことが可能である。また、本発明によれば、制御装置に
よって、排気ガス還流経路を流れる、例えば、ＣＯＦ2
の濃度をモニターすることによって、排気経路、排気ガ
ス還流経路などの配管内のクリーニングガス成分を一定
の定常状態に維持することができるので、均一でかつ効
率の良いクリーニングを実施することができる。
排気ガス、すなわちクリーニングガスを昇圧して排気経
路のドライポンプの上流側に還流するので、排気経路、
排気ガス還流経路などの配管内の圧力を一定に保持する
ことができるので、クリーニング効果を一定に維持する
ことが可能である。また、本発明によれば、制御装置に
よって、排気ガス還流経路を流れる、例えば、ＣＯＦ2
の濃度をモニターすることによって、排気経路、排気ガ
ス還流経路などの配管内のクリーニングガス成分を一定
の定常状態に維持することができるので、均一でかつ効
率の良いクリーニングを実施することができる。
【００９４】また、本発明によれば、圧力開放装置によ
って、排気ガス還流経路の圧力が、一定の圧力以上にな
った際に圧力を開放するので、排気ガス還流経路の圧力
が上昇して、排気経路、排気ガス還流経路の配管、ポン
プ、高分子膜装置、分離装置などの機器類が破損、損傷
することがない。また、本発明によれば、クリーニング
の際には、排気ガス還流経路が開放されることになるの
で、排気ガス還流経路を介して、排気経路のドライポン
プの上流側に排気ガスを還流しながら、排気経路、排気
ガス還流経路の配管内をクリーニングするので、排気ガ
ス中に含まれる、クリーニングガス成分を再び、排気経
路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニングするクリ
ーニングガスとして用いることができるので、ガス利用
効率が向上されることになる。
って、排気ガス還流経路の圧力が、一定の圧力以上にな
った際に圧力を開放するので、排気ガス還流経路の圧力
が上昇して、排気経路、排気ガス還流経路の配管、ポン
プ、高分子膜装置、分離装置などの機器類が破損、損傷
することがない。また、本発明によれば、クリーニング
の際には、排気ガス還流経路が開放されることになるの
で、排気ガス還流経路を介して、排気経路のドライポン
プの上流側に排気ガスを還流しながら、排気経路、排気
ガス還流経路の配管内をクリーニングするので、排気ガ
ス中に含まれる、クリーニングガス成分を再び、排気経
路、排気ガス還流経路の配管内をクリーニングするクリ
ーニングガスとして用いることができるので、ガス利用
効率が向上されることになる。
【００９５】一方、反応チャンバー内の基材表面上に堆
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するの
で、成膜用ガスの成分を一定に保持することができ、均
一で一定の品質の薄膜を基材上に形成することが可能で
ある。さらに、本発明によれば、クリーニングガスであ
る、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後は、ＣＯＦ2が
発生することになるので、このＣＯＦ2を排気ガス還流
経路、反応チャンバー還流経路によって還流することに
よって、これをクリーニングガスとして用いることがで
き、クリーニングガスの利用効率が向上し、コストも低
減できるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極
めて優れた発明である。
積膜を形成する際には、排気ガス還流経路を閉止するの
で、成膜用ガスの成分を一定に保持することができ、均
一で一定の品質の薄膜を基材上に形成することが可能で
ある。さらに、本発明によれば、クリーニングガスであ
る、例えば、Ｃ2Ｆ6を一定時間流した後は、ＣＯＦ2が
発生することになるので、このＣＯＦ2を排気ガス還流
経路、反応チャンバー還流経路によって還流することに
よって、これをクリーニングガスとして用いることがで
き、クリーニングガスの利用効率が向上し、コストも低
減できるなどの幾多の顕著で特有な作用効果を奏する極
めて優れた発明である。
【図１】図１は、本発明のＣＶＤ装置の第１の実施例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】図２は、本発明のＣＶＤ装置の第２の実施例の
概略図である。
概略図である。
【図３】図３は、本発明のＣＶＤ装置の第３の実施例の
概略図である。
概略図である。
【図４】図４は、従来のプラズマＣＶＤ法に用いるプラ
ズマＣＶＤ装置示す概略図である。
ズマＣＶＤ装置示す概略図である。
１０ ＣＶＤ装置
１１ メカニカルブースターポンプ、
１２ 反応チャンバー
１２ａ 頂壁
１２ｂ 側壁
１２ｃ 底壁
１３ 除害装置
１４ ドライポンプ
１６ 排気経路
１８ 下部電極
２０ 上部電極
２２ 基端部分
２４ 高周波電源
２５ 高周波印加装置
２６ 反応ガス供給経路
２８ 成膜用ガス供給源
３０ クリーニングガス供給経路
３２ 反応チャンバー還流経路
３３ プラズマ発生装置
３４ クリーニングガス源
３６ 排気ガス還流経路
４０ 高分子膜装置
４２ 圧縮機
４４ 分離装置
４６ ガス分析センサー
５０ 安全バルブ
５２、５４、５６、５８、６０、６２ 開閉バルブ
７０ リモートプラズマ発生装置
７２ 接続配管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(73)特許権者 000003078
株式会社東芝
東京都港区芝浦一丁目１番１号
(73)特許権者 000005049
シャープ株式会社
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
(73)特許権者 000006013
三菱電機株式会社
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
(73)特許権者 000001122
株式会社日立国際電気
東京都中野区東中野三丁目14番20号
(73)特許権者 000219967
東京エレクトロン株式会社
東京都港区赤坂五丁目３番６号
(73)特許権者 000227294
アネルバ株式会社
東京都府中市四谷５丁目８番１号
(73)特許権者 000157119
関東電化工業株式会社
東京都千代田区丸の内１丁目２番１号
(73)特許権者 000231464
株式会社アルバック
神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地
(73)特許権者 000002004
昭和電工株式会社
東京都港区芝大門１丁目13番９号
(73)特許権者 301021533
独立行政法人産業技術総合研究所
東京都千代田区霞が関１−３−１
(72)発明者 坂 井 克 夫
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 大 倉 誠 司
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 坂 村 正 二
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 安 部 薫
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 村 田 等
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 和 仁 悦 夫
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 亀 田 賢 治
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 三 井 有 規
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 大 平 豊
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 米 村 泰 輔
東京都港区西新橋２丁目11番地６号 ニ
ュー西新橋ビル９階 財団法人地球環境
産業技術研究機構 半導体ＣＶＤ洗浄プ
ロジェクト室内
(72)発明者 関 屋 章
茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政
法人産業技術総合研究所つくばセンター
内
(56)参考文献 特開2000−9037（ＪＰ，Ａ)
特開2002−75973（ＪＰ，Ａ)
特開2001−332498（ＪＰ，Ａ)
特開2002−33315（ＪＰ，Ａ)
特開2003−17416（ＪＰ，Ａ)
特開2003−59916（ＪＰ，Ａ)
特開2003−77897（ＪＰ，Ａ)
実開 平11−219936（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/31
H01L 21/205
C23C 16/44
Claims (21)
- 【請求項１】 反応チャンバー内に、反応ガスを供給し
て、反応チャンバー内に配置した基材表面上に堆積膜を
形成するＣＶＤ装置であって、 前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害装置を
介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドライポンプの下流側で、かつ除害装置の上流側か
ら分岐して、 排気経路のドライポンプの上流側に排気ガ
スを還流する排気ガス還流経路を配設するとともに、 前記排気ガス還流経路に、プラズマ発生装置が配設し、 前記排気ガス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを
還流する反応チャンバー還流経路を設けた ことを特徴と
するＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 前記排気ガス還流経路に、排気ガス中の
不活性ガスを吸収除去する高分子膜装置が配設されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 前記排気ガス還流経路に、不要な排気ガ
ス成分を選択的に除去する分離装置が配設されているこ
とを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項４】 前記排気ガス還流経路に、排気経路の上
流側に排気ガスを昇圧して還流する圧縮機が配設されて
いることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
のＣＶＤ装置。 - 【請求項５】 前記排気ガス還流経路に、排気経路の上
流側に還流する排気ガスの成分を検知し、ガス成分を一
定にするための制御装置が配設されていることを特徴と
する請求項１から４のいずれかに記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項６】 前記排気ガス還流経路に、排気ガス還流
経路が一定の圧力以上になった際に圧力を開放する圧力
開放装置が配設されていることを特徴とする請求項１か
ら５のいずれかに記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項７】 前記排気ガス還流経路と、反応ガス供給
経路とを切り換える切り換え装置を備えるとともに、 前記反応チャンバー内に反応ガス供給経路を介してクリ
ーニングガスを導入して反応チャンバー内をクリーニン
グする際には、排気ガス還流経路を開放し、 前記反応チャンバー内の基材表面上に堆積膜を形成する
際には、排気ガス還流経路を閉止するように切り換え装
置によって切り換え制御されるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項８】 前記排気ガス還流経路と、反応ガス供給
経路とを切り換える切り換え装置を備えるとともに、 前記反応チャンバー内に、リモートプラズマ発生装置を
介してクリーニングガスを導入して反応チャンバー内を
クリーニングする際には、排気ガス還流経路を開放し、 前記反応チャンバー内の基材表面上に堆積膜を形成する
際には、排気ガス還流経路を閉止するように切り換え装
置によって切り換え制御されるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項９】 前記クリーニングの際に、クリーニング
の初期段階では、反応ガス供給経路を開放し、必要な時
点で排気ガス還流経路と反応チャンバー還流経路を開放
し、 クリーニングが進行した後に、反応ガス供給経路を閉止
してクリーニングを行うように切り換え装置によって切
り換え制御されるように構成されていることを特徴とす
る請求項８に記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項１０】 前記クリーニングの際に、クリーニン
グの初期段階では、リモートプラズマ発生装置からのク
リーニングガス供給経路を開放し、必要な時点で排気ガ
ス還流経路と反応チャンバー還流経路を開放し、 クリーニングが進行した後に、クリーニングガス供給経
路を閉止してクリーニングを行うように切り換え装置に
よって切り換え制御されるように構成されていることを
特徴とする請求項８に記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項１１】 前記ＣＶＤ装置によって基板の成膜処
理を行なった後に、反応チャンバー内に付着した副生成
物を除去する際に使用するクリーニングガスが、フッ素
ガスを含むクリーニングガスであることを特徴とする請
求項１から１０のいずれかに記載のＣＶＤ装置。 - 【請求項１２】 反応チャンバー内に、反応ガス供給経
路を介して反応ガスを供給して、反応チャンバー内に配
置した基材表面上に堆積膜を形成した後に反応チャンバ
ー内をクリーニングするＣＶＤ装置のクリーニング方法
であって、 前記反応チャンバー内から、ドライポンプ、除害装置を
介して排気ガスを排気する排気経路に、前記ドライポン
プの下流側で、かつ除害装置の上流側から分岐して、排
気経路のドライポンプの上流側に至るように配設された
排気ガス還流経路を介して、 排気ガスをプラズマ化して、排気経路のドライポンプの
上流側に排気ガスを還流して配管内のクリーニングを行
うとともに、 前記排気ガス還流経路に、反応チャンバーに排気ガスを
還流する反応チャンバー還流経路を設け、 前記反応チャンバー還流経路を介して反応チャンバー内
をクリーニングすることを特徴とするＣＶＤ装置のクリ
ーニング方法。 - 【請求項１３】 前記排気ガス還流経路が、ドライポン
プの下流側から排気経路の上流側に排気ガスを還流する
ように構成されていることを特徴とする請求項１２に記
載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１４】 前記排気ガス還流経路に、排気ガス中
の不活性ガスを吸収除去する高分子膜装置が配設されて
いることを特徴とする請求項１２から１３のいずれかに
記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１５】 前記排気ガス還流経路に、不要な排気
ガス成分を選択的に除去する分離装置が配設されている
ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載
のＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１６】 前記排気ガス還流経路に、排気経路の
上流側に排気ガスを昇圧して還流する圧縮機が配設され
ていることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか
に記載のＣＶＤ装置のクリーニング方法。 - 【請求項１７】 前記排気ガス還流経路に、排気経路の
上流側に還流する排気ガスの成分を検知し、ガス成分を
一定にするための制御装置が配設されていることを特徴
とする請求項１２から１６のいずれかに記載のＣＶＤ装
置のクリーニング方法。 - 【請求項１８】 前記排気ガス還流経路に、排気ガス還
流経路が一定の圧力以上になった際に圧力を開放する圧
力開放装置が配設されていることを特徴とする請求項１
２から１７のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニン
グ方法。 - 【請求項１９】 前記クリーニングの際に、クリーニン
グの初期段階では、反応ガス供給経路を開放し、必要な
時点で排気ガス還流経路と反応チャンバー還流経路を開
放し、クリーニングが進行した後に、反応ガス供給経路
を閉止してクリーニングを行うことを特徴とする請求項
１２から１８のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニ
ング方法。 - 【請求項２０】 前記反応チャンバー内に、リモートプ
ラズマ発生装置を介してクリーニングガスを導入して反
応チャンバー内をクリーニングする際に、クリーニング
の初期段階では、リモートプラズマ発生装置からのクリ
ーニングガス供給経路を開放し、必要な時点で排気ガス
還流経路と反応チャンバー還流経路を開放し、 クリーニングが進行した後に、反応ガス供給経路を閉止
してクリーニングを行うことを特徴とする請求項１２か
ら１８のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリーニング方
法。 - 【請求項２１】 前記ＣＶＤ装置によって基板の成膜処
理を行なった後に、反応チャンバー内に付着した副生成
物を除去する際に使用するクリーニングガスが、フッ素
ガスを含むクリーニングガスであることを特徴とする請
求項１２から２０のいずれかに記載のＣＶＤ装置のクリ
ーニング方法。
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