JPH05226270A - Cleaning method of cold wall type treatment device - Google Patents
Cleaning method of cold wall type treatment deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コールドウォール形処
理装置のクリーニング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a cold wall type processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の成膜工程に使用される
ＣＶＤ装置は、処理容器全体を電気炉の中に入れて半導
体ウエハを加熱するホットウォール形と、処理容器自体
は常温（室温）のままで半導体ウエハだけを加熱するコ
ールドウォール形とに分けられる。一般に、ホットウォ
ール形が一度に多数枚の半導体ウエハを成膜するバッチ
処理に用いられるのに対し、コールドウォール形は半導
体ウエハを１枚毎に成膜する枚葉処理に用いられる。2. Description of the Related Art A CVD apparatus used in a film forming process of a semiconductor integrated circuit has a hot wall type in which the entire processing container is placed in an electric furnace to heat a semiconductor wafer, and the processing container itself has a room temperature (room temperature). It can be divided into a cold wall type that heats only a semiconductor wafer. In general, the hot wall type is used for batch processing in which a large number of semiconductor wafers are formed at one time, whereas the cold wall type is used in single-wafer processing for forming semiconductor wafers one by one.
【０００３】コールドウォール形ＣＶＤ装置では、サセ
プタ（基板設置台）に半導体ウエハを設置し、適当なヒ
ータによりサセプタを介して半導体ウエハを加熱しなが
ら、あるいはサセプタを介さず外部よりウエハに直接光
を当てて加熱しながら、半導体ウエハの表面に所定のガ
スを供給し、そのガスの分解生成物あるいは反応生成物
をウエハ上に堆積させる。このようにして半導体ウエハ
上に被膜が形成される時、半導体ウエハ周囲のサセプ
タ、ウエハ保持手段等の表面にも、反応ガスの分解生成
物あるいは反応生成物が堆積して被膜が付着する。ま
た、処理容器の内側壁面にもそのような被膜が付着する
ことがある。In a cold wall type CVD apparatus, a semiconductor wafer is placed on a susceptor (substrate setting table), and the semiconductor wafer is heated through the susceptor by an appropriate heater, or light is directly applied to the wafer from outside without passing through the susceptor. A predetermined gas is supplied to the surface of the semiconductor wafer while being applied and heated, and a decomposition product or a reaction product of the gas is deposited on the wafer. When the coating film is formed on the semiconductor wafer in this manner, the decomposition products or reaction products of the reaction gas are deposited and adhere to the surface of the susceptor, the wafer holding means, etc. around the semiconductor wafer. Further, such a coating may adhere to the inner wall surface of the processing container.
【０００４】従来から、コールドウォール形ＣＶＤ装置
内をクリーニングする方法として、ＮＦ3 を含むクリー
ニングガスを装置内に供給し、このクリーニングガスで
上記のようなサセプタやウエハ保持手段等に付着した被
膜をエッチングして除去する方法が知られている。この
クリーニング方法では、ＮＦ3 自体の分解性がよくない
ので、プラズマを利用する。つまり、処理容器において
サセプタと対向する位置に電極板を配置し、サセプタと
該電極板との間に高周波電圧を印加して、そこにプラズ
マを発生させ、そのプラズマによってＮＦ3 を活性状態
に励起するようにしている。Conventionally, as a method for cleaning the inside of a cold wall type CVD apparatus, a cleaning gas containing NF3 is supplied into the apparatus, and the coating film adhered to the above-mentioned susceptor or wafer holding means is etched by this cleaning gas. Then, the method of removing is known. In this cleaning method, plasma is used because the decomposability of NF3 itself is not good. That is, an electrode plate is arranged at a position facing the susceptor in the processing container, a high frequency voltage is applied between the susceptor and the electrode plate, plasma is generated there, and NF3 is excited to an active state by the plasma. I am trying.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＮＦ3 プ
ラズマ方式のクリーニング方法は、プラズマが分布する
サセプタやウエハ保持手段近辺の被膜を効果的に除去す
ることはできるが、プラズマの及ばない部分の被膜を除
去するのは難しかった。特に、半導体ウエハのローディ
ング・アンローディングの際にウエハの外周部あるいは
サセプタまたはウエハ保持手段等から剥がれ落ちて処理
容器の底に付着している被膜片は、この従来方法ではな
かなかクリーニングできないため、作業員が処理容器を
開けて布などで拭き取っていた。このようなマニュアル
クリーニングは、作業員にとっては大きな負担であっ
た。The above-mentioned NF3 plasma type cleaning method can effectively remove the coating near the susceptor in which the plasma is distributed and the wafer holding means, but it does not cover the portion that the plasma does not reach. It was difficult to remove the coating. In particular, when the semiconductor wafer is loaded / unloaded, the coating strips that have fallen off from the outer peripheral portion of the wafer or the susceptor or the wafer holding means and are attached to the bottom of the processing container cannot be easily cleaned by this conventional method. A worker opened the processing container and wiped it off with a cloth. Such manual cleaning is a heavy burden on workers.
【０００６】また、排ガス規制の面から、ＣＶＤ装置に
おいても排気ガスから有害、危険なガス成分を分解除去
するための高価な除去装置を付設するのが通例となって
いるが、ＮＦ3 は分解しにくいガスであるため、反応ガ
ス等の他の排気ガスと共通の除去装置が使えず、別個に
専用の除去装置が必要であり、このため２台の除去装置
を設置しなければならなかった。Further, from the viewpoint of exhaust gas regulation, it is customary to attach an expensive removing device for decomposing and removing harmful and dangerous gas components from exhaust gas also in a CVD device, but NF3 is decomposed. Since it is a difficult gas, a common removing device cannot be used with other exhaust gases such as a reaction gas, and a separate removing device is required separately. Therefore, two removing devices had to be installed.
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、処理装置内の隅々まで効果的にクリーニングす
ることができ、かつ特別な除去装置を必要としないコー
ルドウォール形処理装置のクリーニング方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to effectively clean every corner of a processing apparatus and to clean a cold wall type processing apparatus that does not require a special removing device. The purpose is to provide a method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の方法は、コールドウォール形の処
理装置の内部をクリーニングする方法において、前記処
理装置内の温度を常温に維持した状態で前記処理装置内
にＣｌＦ3 を含むクリーニングガスを供給し、前記処理
装置内に付着した被膜を除去する方法とした。また、本
発明の第２の方法は、コールドウォール形の処理装置の
内部をクリーニングする方法において、前記処理装置内
の加熱可能な部分を炭化シリコンで構成し、前記加熱可
能な部分の温度を約２００゜Ｃに維持した状態で前記処
理装置内にＣｌＦ3 を含むクリーニングガスを供給し、
前記処理装置内に付着した被膜を除去する方法とした。In order to achieve the above object, the first method of the present invention is a method for cleaning the inside of a cold wall type processing apparatus, wherein the temperature in the processing apparatus is set to room temperature. A cleaning gas containing ClF3 was supplied into the processing apparatus in the state of being maintained to remove the coating film adhering to the inside of the processing apparatus. A second method of the present invention is a method for cleaning the inside of a cold wall type processing apparatus, in which the heatable portion in the processing apparatus is made of silicon carbide and the temperature of the heatable portion is set to about While maintaining the temperature at 200 ° C., a cleaning gas containing ClF3 is supplied into the processing apparatus,
A method of removing the coating film adhering to the inside of the processing apparatus was adopted.
【０００９】[0009]
【作用】コールドウォール形の処理装置において所定の
処理が何回か行われ、被処理体設置台その他の各部に不
所望な被膜が付着した時点で、本発明のクリーニング方
法が行われてよい。本発明によるクリーニングは、常温
〜約４００゜Ｃの温度で該処理装置内にＣｌＦ3 を含む
クリーニングガスを供給する。その際、プラズマを使う
必要はない。ＣｌＦ3 ガスは非常に活性であるため、常
温〜約４００゜Ｃの温度下で被膜と容易に反応する。つ
まり、ＣｌＦ3 ガスの一部が反応して反応熱を発生する
と、その反応熱で付近のＣｌＦ3 ガスが活性化されて反
応し、その反応熱によってさらに多くのＣｌＦ3 ガスが
活性化されて反応するという具合に自発的にエッチング
を展開する。したがってプラズマを必要としない。The cleaning method of the present invention may be carried out when a predetermined treatment is carried out several times in the cold wall type treatment apparatus and an undesired film is adhered to the object installation base and other parts. In the cleaning according to the present invention, a cleaning gas containing ClF3 is supplied into the processing apparatus at a temperature of room temperature to about 400 ° C. At that time, it is not necessary to use plasma. Since ClF3 gas is very active, it reacts easily with the coating at temperatures between room temperature and about 400 ° C. That is, when a part of the ClF3 gas reacts to generate heat of reaction, the heat of reaction activates and reacts the nearby ClF3 gas, and the heat of reaction activates and reacts more ClF3 gas. The etching is developed spontaneously. Therefore, no plasma is needed.
【００１０】このように、ＣｌＦ3 ガスはプラズマがな
くとも被膜と反応してエッチングを行うので、ＣｌＦ3
ガスが処理装置内の隅々まで十分に行きわたるようにク
リーニングガスの圧力、流量を適当に制御することで、
処理装置内の隅々まで各部の被膜を除去することができ
る。また、ＣｌＦ3 ガスは分解性がよいので、その排ガ
スを反応ガスの排ガスと共通の除去装置で処理すること
ができる。As described above, ClF3 gas reacts with the film to perform etching without plasma, so that ClF3 gas is used.
By appropriately controlling the pressure and flow rate of the cleaning gas so that the gas is sufficiently distributed to every corner of the processing device,
It is possible to remove the coating of each part to every corner in the processing device. Further, since the ClF3 gas has a good decomposability, the exhaust gas can be treated by the same removal device as the exhaust gas of the reaction gas.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、添付図を参照して、本発明をコールド
ウォール形の枚葉式ＣＶＤ装置に適用した実施例を説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a cold wall type single-wafer CVD apparatus will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１２】図１において、このＣＶＤ装置の処理容器
１０はたとえばアルミニウムからなる円筒状のチャンバ
で、その中央部にサセプタ（基板設置台）１２が配設さ
れている。成膜処理が行われる時、サセプタ１２上には
点線で示すように半導体ウエハ１４が載置される。処理
容器１０の一側壁にはゲートバルブ１６が設けられ、こ
のゲートバルブ１６を介して半導体ウエハ１４が出し入
れされるようになっている。In FIG. 1, a processing container 10 of this CVD apparatus is a cylindrical chamber made of, for example, aluminum, and a susceptor (substrate mounting table) 12 is arranged at the center thereof. When the film forming process is performed, the semiconductor wafer 14 is placed on the susceptor 12 as shown by the dotted line. A gate valve 16 is provided on one side wall of the processing container 10, and the semiconductor wafer 14 is loaded and unloaded through the gate valve 16.
【００１３】サセプタ１２の上方にはガスを均一に供給
するための多孔板１８が取付され、この多孔板１８の奥
（上部）よりガス導入管２０のガス吐出部２０ａが垂直
に容器内に入れられている。このガス導入管２０には、
反応ガス供給系２２とクリーニングガス供給系２４とが
接続されており、これらの切り替えはバルブ２６，２８
によって行われる。A perforated plate 18 for evenly supplying gas is attached above the susceptor 12, and a gas discharge part 20a of a gas introduction pipe 20 is vertically inserted into the container from the back (upper part) of the perforated plate 18. Has been. In this gas introduction pipe 20,
The reaction gas supply system 22 and the cleaning gas supply system 24 are connected to each other, and switching between them is performed by valves 26 and 28.
Done by
【００１４】クリーニングガス供給系２４には、エッチ
ングガスとしてＣｌＦ3 を供給するＣｌＦ3 ガス供給部
３０と、希釈用キャリアガスとしてＮ2 ガスを供給する
Ｎ2ガス供給部３２とが備えられ、これらのガス供給部
３０，３２はそれぞれガス流量調整器（ＭＦＣ）３４，
３６およびバルブ３８，４０等を介してガス導入管２０
に接続される。ガス流量調整器３４，３６でＣｌＦ3 ガ
スおよびＮ2 ガスそれぞれの供給流量が調節されること
によって、ＣｌＦ3 が所定の濃度に希釈されたクリーニ
ングガスがガス導入管２０に供給されるようになってい
る。The cleaning gas supply system 24 is provided with a ClF3 gas supply section 30 for supplying ClF3 as an etching gas and an N2 gas supply section 32 for supplying N2 gas as a diluting carrier gas. 30 and 32 are gas flow rate controllers (MFC) 34,
Gas introduction pipe 20 through 36 and valves 38, 40, etc.
Connected to. By adjusting the supply flow rates of the ClF3 gas and the N2 gas by the gas flow rate regulators 34 and 36, the cleaning gas in which ClF3 is diluted to a predetermined concentration is supplied to the gas introduction pipe 20.
【００１５】処理容器１０の下部において、容器底面１
０ａには複数の排気口４２が設けられている。処理容器
１０内で発生した反応生成物のガスや余った反応ガスま
たはクリーニングガスは、これらの排気口４２から排気
管４４を通って真空ポンプ４６側へ排出される。この真
空ポンプ４６としては、オイルフリーのドライポンプを
用いるのが好ましい。これは、クリーニングガスとして
ＣｌＦ3 を用いるために、ウェットポンプを使用すると
ポンプオイルの劣化やオイル中に混入した塩素やフッ素
によってポンプ自体の劣化を生ずるおそれがあるからで
ある。At the bottom of the processing container 10, the container bottom 1
0a is provided with a plurality of exhaust ports 42. The gas of the reaction product generated in the processing container 10 and the remaining reaction gas or cleaning gas are discharged from these exhaust ports 42 through the exhaust pipe 44 to the vacuum pump 46 side. It is preferable to use an oil-free dry pump as the vacuum pump 46. This is because, since ClF3 is used as the cleaning gas, when a wet pump is used, the pump oil may be deteriorated or chlorine and fluorine mixed in the oil may deteriorate the pump itself.
【００１６】真空ポンプ４６より後段の排出系には、こ
のポンプから排出された反応ガスまたはクリーニングガ
スの排ガスから有害、危険なガス成分を除去するための
除去装置４８が設けられている。この除去装置４８に
は、有害、危険なガス成分を吸着または分解するための
薬剤が入った筒５０が収容されている。The exhaust system downstream of the vacuum pump 46 is provided with a removing device 48 for removing harmful or dangerous gas components from the exhaust gas of the reaction gas or cleaning gas exhausted from this pump. The removing device 48 contains a cylinder 50 containing a chemical for adsorbing or decomposing harmful or dangerous gas components.
【００１７】また、サセプタ１２の下方の容器底面には
クォーツウィンドウ５２が取付されその下に加熱用のハ
ロゲンランプ５４が配設されている。成膜工程時、この
ハロゲンランプ５４からの光はクォーツウィンドウ５２
を通ってサセプタ１２の裏面を照射し、その光エネルギ
でサセプタ１２がたとえば６５０〜７００゜Ｃに加熱さ
れ、この加熱されたサセプタ１２を介して半導体ウエハ
１４がたとえば５００〜５５０゜Ｃ程度に加熱されるよ
うになっている。A quartz window 52 is attached to the bottom surface of the container below the susceptor 12, and a halogen lamp 54 for heating is arranged below the quartz window 52. During the film forming process, the light from the halogen lamp 54 is emitted from the quartz window 52.
The back surface of the susceptor 12 is irradiated therethrough, and the light energy heats the susceptor 12 to, for example, 650 to 700 ° C., and the semiconductor wafer 14 is heated to about 500 to 550 ° C. through the heated susceptor 12. It is supposed to be done.
【００１８】次に、このＣＶＤ装置におけるタングステ
ン系被膜の成膜工程と、このＣＶＤ装置のクリーニング
工程について説明する。Next, the step of forming a tungsten film on the CVD apparatus and the step of cleaning the CVD apparatus will be described.
【００１９】先ず、タングステン系被膜の成膜工程につ
いて説明する。成膜処理を受ける半導体ウエハ１４は、
ゲートバルブ１６を介してハンドアーム等のウエハ搬送
機構（図示せず）によりサセプタ１２上にローディング
される。次に、反応ガスとして、たとえばＷＦ6 （六フ
ッ化タングステン）およびＳi Ｈ2 Ｃ12（ジクロールシ
ラン）がそれぞれ所定の流量で反応ガス供給系２２より
ガス導入管２０を介して処理容器１０内に導入され、こ
の導入された反応ガスが多孔板１８を通って半導体ウエ
ハ１４に吹き付けられることにより、半導体ウエハ１４
の表面にＷＳi（タングステン・シリサイド）の被膜が
形成される。また、別の反応ガスとしてＷＦ6 とＨ2 を
用いたときは、Ｗ（タングステン）の被膜が半導体ウエ
ハ１４の表面に形成される。First, the film forming process of the tungsten film will be described. The semiconductor wafer 14 that is subjected to the film forming process is
The wafer is loaded onto the susceptor 12 via a gate valve 16 by a wafer transfer mechanism (not shown) such as a hand arm. Next, for example, WF6 (tungsten hexafluoride) and Si H2 C12 (dichlorosilane) are introduced as reaction gases at predetermined flow rates from the reaction gas supply system 22 into the processing container 10 through the gas introduction pipe 20. The introduced reaction gas is blown to the semiconductor wafer 14 through the perforated plate 18, so that the semiconductor wafer 14
A film of WSi (tungsten silicide) is formed on the surface of the. When WF6 and H2 are used as the other reaction gases, a W (tungsten) film is formed on the surface of the semiconductor wafer 14.
【００２０】この成膜工程において、半導体ウエハ１４
はサセプタ１２を介して加熱ランプ５４によって加熱さ
れるが、処理容器１０自体は常温（室温）状態におかれ
る。また、反応ガスの分解生成物または反応生成物の大
部分は半導体ウエハ１４の表面に堆積するが、一部はサ
セプタ１２の外周縁部やウエハ保持部材（図示せず）に
付着し、処理容器１０の内壁面にもわずかであるが付着
する。そして、成膜工程が終了すると、半導体ウエハ１
４は上記ウエハ搬送機構によりサセプタ１２からアンロ
ーディングされる。このアンローディングまたはローデ
ィングの際に、半導体ウエハ１４あるいはサセプタ１
２、ウエハ保持部材等から被膜が剥がれ落ちることがあ
り、その剥がれ落ちた被膜片は処理容器１０の底面１０
ａ等に付着する。In this film forming process, the semiconductor wafer 14
Is heated by the heating lamp 54 via the susceptor 12, but the processing container 10 itself is kept at room temperature (room temperature). Most of the decomposition products or reaction products of the reaction gas are deposited on the surface of the semiconductor wafer 14, but some of them are attached to the outer peripheral edge portion of the susceptor 12 or a wafer holding member (not shown), and thus the processing container. A small amount also adheres to the inner wall surface of 10. Then, when the film forming process is completed, the semiconductor wafer 1
4 is unloaded from the susceptor 12 by the wafer transfer mechanism. During this unloading or loading, the semiconductor wafer 14 or the susceptor 1
2. The coating film may peel off from the wafer holding member or the like, and the peeled-off coating film piece is the bottom surface 10 of the processing container 10.
Attaches to a, etc.
【００２１】上記のような成膜工程が所定回数実施され
ると、成膜工程が一時中断され、反応ガス供給系２２お
よび加熱ランプ５４がオフに切り替えられ、処理容器１
０内に半導体ウエハ１４が入っていない状態で、常温の
まま、本実施例によるクリーニングが行われる。このク
リーニングに先立ち、Ｈ2 ガスまたはＮ2 ガス等による
パージが行われ、処理容器１０から反応ガスが除去され
る。When the film forming process as described above is performed a predetermined number of times, the film forming process is temporarily interrupted, the reaction gas supply system 22 and the heating lamp 54 are switched off, and the processing container 1 is processed.
In the state where the semiconductor wafer 14 is not contained in 0, the cleaning according to the present embodiment is performed at room temperature. Prior to this cleaning, purging with H2 gas or N2 gas is performed to remove the reaction gas from the processing container 10.
【００２２】本実施例によるクリーニングにおいては、
上記のようにクリーニングガス供給系２４よりＣｌＦ3
ガスをＮ2 ガスで所定の濃度に希釈したクリーニングガ
スがガス導入管２０を介して処理容器１０内に導入さ
れ、その導入されたクリーニングガスは多孔板１８から
サセプタ１２その他の装置各部へ供給される。In the cleaning according to this embodiment,
As described above, ClF3 is supplied from the cleaning gas supply system 24.
A cleaning gas obtained by diluting the gas with N2 gas to a predetermined concentration is introduced into the processing container 10 through the gas introduction pipe 20, and the introduced cleaning gas is supplied from the porous plate 18 to the susceptor 12 and other parts of the apparatus. ..
【００２３】ＣｌＦ3 ガスは化学的に活性なガスで、プ
ラズマがなくても、被膜、特にタングステン系の被膜と
よく反応する。したがって、クリーニングガスが処理容
器１０内に充満するようにその供給流量が制御されるこ
とで、ＣｌＦ3 ガスが処理容器１０内の隅々まで行き渡
り、各部に付着しているＷＳi 被膜もしくはＷ被膜はＣ
ｌＦ3 ガスの供給を受けるだけで効果的にエッチングさ
れることになる。ClF3 gas is a chemically active gas and reacts well with a coating, especially a tungsten-based coating even without plasma. Therefore, by controlling the supply flow rate so that the cleaning gas fills the processing container 10, the ClF3 gas spreads to every corner of the processing container 10, and the WSi coating or the W coating adhering to each part becomes C
Effective etching is achieved only by supplying the 1F3 gas.
【００２４】これにより、従来のＮＦ3 のプラズマ式ク
リーニング方法によっては除去することが難しい容器底
面１０ａ上の被膜も、本実施例のクリーニング方法によ
れば容易に除去される。したがって、作業員の手を煩わ
せるマニュアルクリーニングは不要である。なお、Ｃｌ
Ｆ3 ガスが排気口４２、排気管４４を通る際に、そこに
付着している被膜もエッチングされ除去される。Thus, the coating on the bottom surface 10a of the container, which is difficult to remove by the conventional NF3 plasma cleaning method, is easily removed by the cleaning method of this embodiment. Therefore, manual cleaning which is troublesome for workers is unnecessary. In addition, Cl
When the F3 gas passes through the exhaust port 42 and the exhaust pipe 44, the film adhered thereto is also etched and removed.
【００２５】また、ＣｌＦ3 ガスは分解性がよく、アリ
カリ溶液等にも容易に溶けるため、その排ガスを反応ガ
スの排ガスと同様に共通の除去装置４８で処理すること
ができる。したがって、クリーニング用の特別な除去装
置は不要である。Further, since ClF3 gas has a good decomposability and is easily dissolved in an alkaline solution or the like, the exhaust gas thereof can be treated by the common removing device 48 like the exhaust gas of the reaction gas. Therefore, no special removal device for cleaning is required.
【００２６】図２〜図５は、本実施例のクリーニング方
法によるエッチング効果を示すグラフである。図示のデ
ータは、表面にＷ被膜が形成された半導体ウエハを試験
材としてサセプタ１２上に置き、種々の条件の下で上記
のＣｌＦ3 ガスを含むクリーニングガスを供給したとき
の該半導体ウエハのＷ被膜のエッチングレートを測定し
た実験例で得られたものである。2 to 5 are graphs showing the etching effect of the cleaning method of this embodiment. The data shown in the figure shows that a semiconductor wafer having a W film formed on the surface thereof is placed on the susceptor 12 as a test material, and the W film of the semiconductor wafer when the cleaning gas containing ClF3 gas is supplied under various conditions. It was obtained in an experimental example in which the etching rate of was measured.
【００２７】まず、図２のグラフは、室温下で、クリー
ニングガス中のＣｌＦ3 ガス、Ｎ2ガスの流量をそれぞ
れ５００ｓｃｃｍに一定に保ち、ガスの圧力を変化させ
たときのエッチングレートの特性を示す。この図２に示
されるように、ガス圧を高くするほど、ＣｌＦ3 ガスと
Ｗ被膜との反応が促進されてエッチングレートが上が
り、１０〜５０Ｔｏｏｒの圧力に対して約２０００〜４
０００オングストローム／ｍｉｎのエッチングレートが
得られることが判る。First, the graph of FIG. 2 shows the characteristics of the etching rate when the pressures of ClF3 gas and N2 gas in the cleaning gas are kept constant at 500 sccm and the gas pressure is changed at room temperature. As shown in FIG. 2, as the gas pressure is increased, the reaction between the ClF3 gas and the W film is promoted to increase the etching rate, and the pressure is about 2000 to 4 for a pressure of 10 to 50 Torr.
It can be seen that an etching rate of 000 Å / min can be obtained.
【００２８】図３のグラフは、室温下で、Ｎ2 ガスの流
量を１５００ｓｃｃｍ、圧力を１０Ｔｏｏｒにそれぞれ
一定に保ち、ＣｌＦ3 ガスの流量を変えたときのエッチ
ングレートの特性を示す。この図３から、ＣｌＦ3 ガス
の流量を大きくするほどＣｌＦ3 ガスの供給量が増大し
てエッチングレートが上がり、４００〜１０００ｓｃｃ
ｍのＣｌＦ3 ガス流量に対して約３０００〜６０００オ
ングストローム／ｍｉｎのエッチングレートが得られる
ことが判る。The graph of FIG. 3 shows the characteristics of the etching rate when the flow rate of ClF3 gas is changed while keeping the flow rate of N2 gas at 1500 sccm and the pressure at 10 Toor at room temperature. From FIG. 3, as the flow rate of ClF3 gas is increased, the supply amount of ClF3 gas is increased and the etching rate is increased.
It can be seen that an etching rate of about 3000 to 6000 angstrom / min can be obtained for a ClF3 gas flow rate of m.
【００２９】図４のグラフは、室温下で、ＣｌＦ3 ガス
の流量を５００ｓｃｃｍ、圧力を１０Ｔｏｏｒにそれぞ
れ一定に保ち、Ｎ2 ガスの流量を変えたときのエッチン
グレートの特性を示す。この図４から、Ｎ2 ガスの流量
を大きくするほどＣｌＦ3 ガスが希釈されてエッチング
レートが下がり、５００〜５０００ｓｃｃｍのＮ2 ガス
流量に対して約４５００〜２５００オングストローム／
ｍｉｎのエッチングレートが得られることが判る。The graph of FIG. 4 shows the characteristics of the etching rate when the flow rate of ClF3 gas was kept constant at 500 sccm and the pressure was kept at 10 Toor at room temperature and the flow rate of N2 gas was changed. From FIG. 4, as the flow rate of the N2 gas is increased, the ClF3 gas is diluted and the etching rate is reduced, and about 4500 to 2500 angstrom /
It can be seen that an etching rate of min can be obtained.
【００３０】図５のグラフは、室温下で、圧力を１０To
rrに保ち、ＣｌＦ3 ガスとＮ2 ガスの流量比を一定
（１：３）にして全流量を変化させたときのエッチング
レートの特性を示す。この図から、クリーニングガスの
流量を上げるほどＣｌＦ3 ガスの供給量が増大してエッ
チングレートが上がり、４００／１２００〜１０００／
３０００のＣｌＦ3 ／Ｎ2 ガスの流量に対して約３６０
０〜４８００オングストローム／ｍｉｎのエッチングレ
ートが得られることが判る。The graph of FIG. 5 shows that the pressure is 10 To at room temperature.
The characteristics of the etching rate are shown when the total flow rate is changed by keeping the flow rate ratio of ClF3 gas and N2 gas constant (1: 3) while keeping the flow rate at rr. From this figure, as the flow rate of the cleaning gas increases, the supply amount of ClF3 gas increases and the etching rate increases.
Approximately 360 for a ClF3 / N2 gas flow rate of 3000
It can be seen that an etching rate of 0 to 4800 Å / min can be obtained.
【００３１】このように、本実施例のクリーニング方法
によれば、室温でも、ガスの流量、圧力、ＣｌＦ3 ガス
の濃度等の条件を適当に選ぶことで、３０００オングス
トローム／ｍｉｎ以上のエッチングレートを容易に得る
ことができる。なお、ＷＳi被膜においても同様のエッ
チングレートが得られることが実験で確認できた。この
点、従来のＮＦ3 ガスによるプラズマ式のクリーニング
方法で得られるエッチングレートは高々２０００オング
ストローム／ｍｉｎ程度であるから、クリーニング効率
においても従来方法に勝るとも劣らない効果が得られ
る。As described above, according to the cleaning method of this embodiment, the etching rate of 3000 angstroms / min or more can be easily achieved even at room temperature by appropriately selecting the conditions such as gas flow rate, pressure, and ClF3 gas concentration. Can be obtained. It has been confirmed by experiments that the same etching rate can be obtained for the WSi film. In this respect, since the etching rate obtained by the conventional plasma type cleaning method using NF3 gas is about 2000 angstroms / min at most, the cleaning efficiency is as good as that of the conventional method.
【００３２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例は、コールドウォール形の処理装
置、たとえば図１に示すような処理装置において、サセ
プタ１４、ウエハ保持部材（図示せず）、処理容器１０
の内壁等の加熱可能な部分をＣｌＦ3 に対して耐食温度
の範囲内で高温に維持した状態で、そこにＣｌＦ3 を含
むクリーニングガスを供給して、容器１０等の各部、特
に加熱可能な部分のクリーニングを行うものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is a cold wall type processing apparatus, for example, in the processing apparatus shown in FIG. 1, the susceptor 14, the wafer holding member (not shown), the processing container 10 are used.
While maintaining the heatable portion such as the inner wall of ClF3 at a high temperature within the corrosion resistance range with respect to ClF3, a cleaning gas containing ClF3 is supplied to the portion, such as the container 10 It is for cleaning.
【００３３】図６は、コールドウォール形処理装置内の
加熱可能な部分に利用可能な種々の材質のＣｌＦ3 に対
する各耐食温度を示す。これらの材料をサセプタ、ウエ
ハ保持部材、処理容器等の加熱可能な部分に用いた場合
は、それらを高温にするほどクリーニング速度が大きく
なる。しかし、耐食範囲を越えると、その部材自体から
逆にパーティクルが発生するので、具合が悪い。したが
って、高温にするとはいっても、各部の耐食温度以下に
抑えるのが望ましい。FIG. 6 shows the respective corrosion resistance temperatures for various materials of ClF3 which can be used for the heatable portion in the cold wall type processing apparatus. When these materials are used for heatable parts such as the susceptor, the wafer holding member, and the processing container, the cleaning speed becomes higher as the temperature becomes higher. However, when the corrosion resistance is exceeded, particles are generated from the member itself, which is unsatisfactory. Therefore, even if the temperature is raised, it is desirable to keep the temperature below the corrosion resistance temperature of each part.
【００３４】図７は、コールドウォール形処理装置内の
加熱可能部分を炭化シリコン（ＳｉＣ）で構成し、容器
内の真空度（１０Ｔｏｒｒ）、クリーニングガス（Ｃｌ
Ｆ3／Ｎ2 ）の流量（１００／２０００ｓｃｃｍ）、ク
リーニングガス供給法（ＣｌＦ3 ／Ｎ2 の同時出し）、
クリーニング時間（２０秒間）の諸条件を固定し、クリ
ーニング温度を変化させたときのエッチングレートの特
性を示す。この図７に示されるように、クリーニング温
度を高くするほどエッチングレートは上昇し、２００゜
Ｃ付近の高温下では約３２００オングストローム／ｍｉ
ｎのエッチングレートが得られることがわかる。In FIG. 7, the heatable portion in the cold wall type processing apparatus is composed of silicon carbide (SiC), the degree of vacuum in the container (10 Torr), the cleaning gas (Cl).
F3 / N2) flow rate (100 / 2000sccm), cleaning gas supply method (simultaneous delivery of ClF3 / N2),
The characteristics of the etching rate when the cleaning temperature is changed while the various conditions of the cleaning time (20 seconds) are fixed are shown. As shown in FIG. 7, the higher the cleaning temperature is, the higher the etching rate is. At a high temperature of around 200 ° C., the etching rate is about 3200 Å / mi.
It can be seen that an etching rate of n can be obtained.
【００３５】なお、加熱手段としては、図１のハロゲン
ランプ５４のような加熱処理用の加熱手段を利用しても
よく、さらにはクリーニング用としてニクロム線等の発
熱手段を処理容器１０の壁等の内部に埋設してもよい。As the heating means, a heating means for heat treatment such as the halogen lamp 54 shown in FIG. 1 may be used. Further, a heating means such as a nichrome wire for cleaning is provided on the wall of the processing container 10 or the like. It may be embedded inside.
【００３６】上述した実施例は、Ｗ被膜またはＷＳi 被
膜を除去してクリーニングを行うものであったが、タン
グステン系の被膜に限らず、酸化シリコン系等の被膜に
対しても本発明のクリーニング方法を用いることができ
る。また、上述した実施例におけるコールドウォール形
処理装置は枚葉式ＣＶＤ装置であったが、本発明のクリ
ーニング方法はその種の成膜処理装置に限定されるもの
ではなく、スパッタ装置等の他の方式のコールドウォー
ル形成膜処理装置にも使用できるものであり、さらには
成膜以外の処理を行う装置であっても内部に付着した不
所望な被膜を除去してクリーニングする必要がある任意
のコールドウォール形処理装置に使用することができ
る。In the above-mentioned embodiment, the W film or the WSi film is removed and cleaning is performed, but the cleaning method of the present invention is not limited to the tungsten-based film and the silicon oxide-based film. Can be used. Further, although the cold wall type processing apparatus in the above-mentioned embodiment is the single wafer type CVD apparatus, the cleaning method of the present invention is not limited to the film forming processing apparatus of that kind, and other sputtering apparatus or the like. It can also be used in a cold-wall forming film processing apparatus of the system, and even if it is an apparatus that performs processing other than film formation, it is necessary to remove any undesired coating adhered inside and clean it. It can be used for wall type processing equipment.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーニ
ング方法によれば、コールドウォール形の処理装置内の
温度を常温〜約４００゜Ｃに維持してそこにＣｌＦ3 を
含むクリーニングガスを供給して、プラズマなしで処理
装置内の各部に付着した不所望な被膜をエッチングして
除去するようにしたので、処理装置内の隅々まで各部の
被膜を除去することができ、クリーニング残しを出さな
い効果的なクリーニングを実現することができる。した
がって、作業員のマニュアルクリーニングは不要とな
る。さらに、クリーニングの排ガスを反応ガス等の他の
排ガスと共通の除去装置で処理することができ、特別の
除去装置を必要としないので、除去装置の設置コストを
安価にすることができる。As described above, according to the cleaning method of the present invention, the temperature in the cold wall type processing apparatus is maintained at room temperature to about 400 ° C and the cleaning gas containing ClF3 is supplied thereto. The undesired coating adhered to each part in the processing device is removed by etching without plasma, so that the coating in each part can be removed to every corner in the processing device, leaving no cleaning residue. Effective cleaning can be achieved. Therefore, manual cleaning of the worker is not necessary. Furthermore, since the exhaust gas for cleaning can be treated with a common removing device with other exhaust gas such as a reaction gas, and no special removing device is required, the installation cost of the removing device can be reduced.
【図１】本発明の一実施例によるクリーニング方法を実
施するためのコールドウォール形枚葉式ＣＶＤ装置の全
体構成を示す略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a cold wall type single wafer CVD apparatus for carrying out a cleaning method according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施例のクリーニング方法において圧力に対す
るエッチングレートの特性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing characteristics of etching rate with respect to pressure in the cleaning method of the example.
【図３】実施例のクリーニング方法においてＣｌＦ3 ガ
スの流量に対するエッチングレートの特性を示すグラフ
である。FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the etching rate with respect to the flow rate of ClF3 gas in the cleaning method of the example.
【図４】実施例のクリーニング方法においてＮ2 ガスの
流量に対するエッチングレートの特性を示すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing the characteristics of the etching rate with respect to the flow rate of N 2 gas in the cleaning method of the example.
【図５】実施例のクリーニング方法においてクリーニン
グガスの総流量に対するエッチングレートの特性を示す
グラフである。FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the etching rate with respect to the total flow rate of the cleaning gas in the cleaning method of the example.
【図６】コールドウォール形処理装置内の加熱可能部分
に利用可能な種々の材質のＣｌＦ3 に対する各耐食温度
を示す表である。FIG. 6 is a table showing each corrosion resistance temperature for various materials of ClF3 that can be used for a heatable portion in a cold wall type processing apparatus.
【図７】第２の実施例のクリーニング方法において温度
に対するエッチングレートの特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing characteristics of etching rate with respect to temperature in the cleaning method of the second embodiment.
１０ 処理容器 １２ サセプタ １４ 半導体ウエハ ２２ 反応ガス供給系 ２４ クリーニングガス供給系 ３０ ＣｌＦ3 ガス供給部 ３２ Ｎ2 ガス供給部 ４８ 除去装置 10 Processing Container 12 Susceptor 14 Semiconductor Wafer 22 Reaction Gas Supply System 24 Cleaning Gas Supply System 30 ClF3 Gas Supply Section 32 N2 Gas Supply Section 48 Removal Device
Claims (2)
クリーニングする方法において、 前記処理装置内の温度を常温〜約４００゜Ｃに維持した
状態で前記処理装置内にＣｌＦ3 を含むクリーニングガ
スを供給し、前記処理装置内に付着した被膜を除去する
ようにしたことを特徴とするクリーニング方法。1. A method of cleaning the inside of a cold wall type processing apparatus, wherein a cleaning gas containing ClF3 is supplied into the processing apparatus while the temperature inside the processing apparatus is maintained at room temperature to about 400.degree. A cleaning method, characterized in that the coating film adhering to the inside of the processing apparatus is removed.
クリーニングする方法において、 前記処理装置内の加熱可能な部分を炭化シリコンで構成
し、前記加熱可能な部分の温度を約２００゜Ｃに維持し
た状態で前記処理装置内にＣｌＦ3 を含むクリーニング
ガスを供給し、前記処理装置内に付着した被膜を除去す
るようにしたことを特徴とするクリーニング方法。2. A method of cleaning the inside of a cold wall type processing apparatus, wherein the heatable portion in the processing apparatus is made of silicon carbide and the temperature of the heatable portion is maintained at about 200 ° C. In this state, a cleaning gas containing ClF3 is supplied into the processing apparatus to remove the coating film adhering to the inside of the processing apparatus.
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|---|---|---|---|
| JP30925892A JP3326538B2 (en) | 1991-10-24 | 1992-10-23 | Cold wall forming film processing equipment |
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|---|---|---|---|
| JP30534791 | 1991-10-24 | ||
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1992
- 1992-10-23 JP JP30925892A patent/JP3326538B2/en not_active Expired - Fee Related
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