JP4836780B2 - 基板処理装置における処理室のクリーニング方法およびクリーニングの終点検出方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の観点によれば、基板に対して減圧処理を施す基板処理装置における金属で汚染された処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法が提供される。
本発明の第4の観点によれば、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法が提供される。
本発明の第6の観点によれば、コンピュータ上で動作し、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、コンピュータプログラムが提供される。
本発明の第8の観点によれば、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶された記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように、前記基板処理装置を制御するものである、記憶媒体が提供される。
本発明の第10の観点によれば、プラズマを発生させるプラズマ供給源と、前記プラズマにより、基板の処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、前記処理容器内で前記基板を載置する基板支持台と、前記処理容器内を減圧するための排気手段と、前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部とを具備する、プラズマ処理装置が提供される。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る処理室のクリーニング方法が実施されるプラズマ処理装置の一例を模式的に示す断面図である。
まず、クリーニングのガス種および流量を変化させてクリーニング効果を確認した。この実験では、図1の装置を用い、最初にW汚染のないチャンバーに全面にW膜が形成されたSiウエハ(200mm)1枚をチャンバーに搬入し、クリーニング処理を模擬して、O2ガス単独、O2ガス+Arガス、O2ガス+H2ガス+Arガスを用い、流量を種々変化させてチャンバーに導入するとともに、マイクロ波発生装置のパワーを3.4kWとしてマイクロ波をチャンバーに導入し、ウエハ温度400℃でプラズマを180秒間生成した。チャンバー壁温度は45℃であった。
Reflection X-Ray Fluorescence:全反射蛍光X線分析)により計測した。このW汚染量は上述のクリーニング条件によってW付きウエハから取り去られたW量と強い相関があると考えられ、取り去られたW量が多いほどクリーニング効果が大きいと判断できるため、このW汚染量によってクリーニング効果の大小を判断した。結果を図5に示す。
ここでは、図1の構造の装置を用い、まず、チャンバーをクリーニングし、Wフリーの状態とした。次いで、次の酸化処理と同じ条件でチャンバー内のシーズニングを行った。シーズニングは、チャンバー内において酸素プラズマ形成と真空引きとを少なくとも1サイクル実施することにより行った。
ここでは、図1の構造の装置を用い、上のテストと同様、まず、チャンバーをクリーニングし、Wフリーの状態とし、次いで、チャンバー内のシーズニングを行い、その後、1枚目のサンプリング用のベアSiウエハをサセプタ上に載せ、上記テストと同様に酸化処理を行った。処理後、この1枚目のウエハを取り出して表面のW濃度を測定し、W濃度は検出限界以下であることを確認した。
図11は、本発明の第2の実施形態に係る処理室のクリーニング方法が実施されるプラズマ処理装置の一例を模式的に示す断面図である。
チャンバ内のW汚染に対し、図11と同様のプラズマ処理装置200を用い、RLSAプラズマによる in-situ クリーニングを実施し、H*の発光をモニターした。なお、この試験では、クリーニングガスとして、Ar/H2/O2の混合ガスを用い、流量比はAr/H2/O2=1000/400/50mL/min、チャンバー内圧力は、6.7Pa(50mT)、マイクロ波発生装置のパワー3.4kW、サセプタ2の温度400℃、チャンバー壁温度45℃でクリーニングを実施した。
Claims (37)
- 基板に対して減圧処理を施す基板処理装置における金属で汚染された処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガス単独、またはO 2 ガスおよび不活性ガスを導入し、このガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法。 - 基板に対して減圧処理を施す基板処理装置における金属で汚染された処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法。 - 前記基板の処理は金属を含む基板の酸化処理である、請求項1または請求項2に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記金属はタングステンである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板の処理はプラズマ処理である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板のプラズマ処理および前記クリーニングは、平面アンテナを用いたプラズマまたは誘導結合型プラズマを用いたプラズマにより実施される、請求項5に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板のプラズマ処理および前記クリーニングは、複数のスロットを有する平面アンテナにて前記処理室内にマイクロ波を導入して形成されるプラズマにより実施される、請求項5に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングを実施するプラズマのO2ガスに対するH2ガスの比が2以上である、請求項2に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングを実施するプラズマのO2ガスに対するH2ガスの比が4以上である、請求項2に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングに先立って、前記処理室をプラズマにより加熱する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板処理装置は、前記処理室のプラズマに曝される面の少なくとも一部が誘電体で構成されている、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガス単独、またはO 2 ガスおよび不活性ガスを導入し、このガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法。 - 金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成して前記処理室をクリーニングする、基板処理装置における処理室のクリーニング方法。 - 前記金属を含む膜は、タングステン系膜である、請求項12または請求項13に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記金属を含む膜を有する基板のプラズマ処理は、タングステン系膜とポリシリコン膜とを含むゲート電極の選択酸化処理である、請求項12から請求項14のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板のプラズマ処理および前記クリーニングは、平面アンテナを用いたプラズマまたは誘導結合型プラズマを用いたプラズマにより実施される、請求項12から請求項15のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板のプラズマ処理および前記クリーニングは、複数のスロットを有する平面アンテナにて前記処理室内にマイクロ波を導入して形成されるプラズマにより実施される、請求項12から請求項15のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングを実施するプラズマのO2ガスに対するH2ガスの比が2以上である、請求項13に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングを実施するプラズマのO2ガスに対するH2ガスの比が4以上である、請求項13に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングに先立って、前記処理室をプラズマにより加熱する、請求項12から請求項19のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングは、処理室内の温度を400〜800℃にして行う、請求項12から請求項20のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記クリーニングは、処理室内の圧力を126Pa未満にして行う、請求項12から請求項21のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- 前記基板処理装置は、前記処理室のプラズマに曝される面の少なくとも一部が誘電体で構成されている、請求項12から請求項22のいずれか1項に記載の処理室のクリーニング方法。
- コンピュータ上で動作し、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガス単独、またはO 2 ガスおよび不活性ガスを導入し、このガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、コンピュータプログラム。
- コンピュータ上で動作し、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように前記基板処理装置を制御する、コンピュータプログラム。
- コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガス単独、またはO 2 ガスおよび不活性ガスを導入し、このガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように、前記基板処理装置を制御するものである、記憶媒体。 - コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように、前記基板処理装置を制御するものである、記憶媒体。 - プラズマを発生させるプラズマ供給源と、
前記プラズマにより、基板の処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、
前記処理容器内で前記基板を載置する基板支持台と、
前記処理容器内を減圧するための排気手段と、
前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、
金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガス単独、またはO 2 ガスおよび不活性ガスを導入し、このガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部とを具備する、プラズマ処理装置。 - プラズマを発生させるプラズマ供給源と、
前記プラズマにより、基板の処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、
前記処理容器内で前記基板を載置する基板支持台と、
前記処理容器内を減圧するための排気手段と、
前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、
金属を含む膜を有する基板にプラズマ処理を施す基板処理装置における処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスを導入し、これらのガスのプラズマを形成してクリーニングするクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部とを具備する、プラズマ処理装置。 - 金属系膜が形成された基板の処理に用いるプラズマ処理装置の処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスをクリーニングガスとして導入し、そのクリーニングガスのプラズマによりクリーニングするにあたり、クリーニングの終点を検出するクリーニングの終点検出方法であって、
前記処理室内でクリーニングの進行に伴い増加する水素ラジカルの発光強度を測定し、その値からクリーニングの終点検出を行なう、クリーニングの終点検出方法。 - 前記基板の処理は、前記金属系膜を含む基板の酸化処理である、請求項30に記載のクリーニングの終点検出方法。
- 前記金属系膜がタングステン系膜である、請求項30または請求項31に記載のクリーニングの終点検出方法。
- 前記タングステン系膜を含む基板の酸化処理は、タングステン系膜とポリシリコン膜とを含む積層膜におけるポリシリコン膜の選択酸化処理である、請求項32に記載のクリーニングの終点検出方法。
- 前記選択酸化処理および前記クリーニングは、誘導結合方式によるプラズマ、平行平板方式によるプラズマ、平面アンテナ方式によるプラズマ、反射波プラズマ、またはマグネトロンプラズマにより実施される、請求項33に記載のクリーニングの終点検出方法。
- 前記選択酸化処理および前記クリーニングは、複数のスロットを有する平面アンテナにて前記処理室内にマイクロ波を導入して形成されるプラズマにより実施される、請求項33に記載のクリーニングの終点検出方法。
- プラズマを発生させるプラズマ供給源と、
前記プラズマにより、基板の処理を行なうための処理室を区画する処理容器と、
前記処理容器内で前記基板を載置する基板支持台と、
前記処理容器内を減圧するための排気手段と、
前記処理容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、
金属系膜が形成された基板の処理に用いるプラズマ処理装置の処理室を、前記処理後、大気開放することなく前記処理室内にO 2 ガスおよびH 2 ガスおよび不活性ガス、またはO 2 ガスおよびH 2 ガスをクリーニングガスとして導入し、そのクリーニングガスのプラズマによりクリーニングする際に、前記処理室内でクリーニングの進行に伴い増加する水素ラジカルの発光強度を測定し、その値からクリーニングの終点を検出するクリーニング方法が行なわれるように制御する制御部と
を備えた、プラズマ処理装置。 - 前記水素ラジカルの波長が656nmである、請求項30から請求項35のいずれか1項に記載のクリーニングの終点検出方法。
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