JPH08199361A - Cleaning of film forming device - Google Patents
Cleaning of film forming deviceInfo
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- JPH08199361A JPH08199361A JP1115895A JP1115895A JPH08199361A JP H08199361 A JPH08199361 A JP H08199361A JP 1115895 A JP1115895 A JP 1115895A JP 1115895 A JP1115895 A JP 1115895A JP H08199361 A JPH08199361 A JP H08199361A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子、液晶デイ
スプレイ、マイクロマシンの作製に用いられる成膜装置
等の反応チャンバ内のクリーニング方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a reaction chamber such as a semiconductor device, a liquid crystal display, a film forming apparatus used for manufacturing a micromachine, or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子の微細化に伴い、個々のプロ
セスにも高精度化が求められている。特に装置内で発生
するパーテイクルの抑制は大きな課題であり、またプロ
セス安定化のためにもチャンバ内をクリーンに保つこと
は重要である。そのため、チャンバクリーニング頻度が
増加する傾向にあるが、これは装置稼働率の低下、ひい
てはコストアップ要因となってしまう。2. Description of the Related Art With the miniaturization of semiconductor devices, higher precision is required for individual processes. In particular, the suppression of particles generated in the apparatus is a major issue, and it is important to keep the chamber clean to stabilize the process. Therefore, the frequency of chamber cleaning tends to increase, but this causes a decrease in the operating rate of the device and eventually a cost increase.
【０００３】そのため、最近従来のウエットクリーニン
グや物理的な掻き落とし、拭き取りに代わる方法とし
て、ガスクリーニング技術が開発され始めている。特
に、ＣｌＦ3 、ＨＣｌ等のガスをノンプラズマで使用す
るクリーニング法は、装置構成が簡易であること、プラ
ズマの影のようなものがなくガスが導入される箇所全て
に効果がある、などの優れた特徴が注目されている。Therefore, recently, a gas cleaning technique has begun to be developed as an alternative to the conventional wet cleaning, physical scraping and wiping. In particular, a cleaning method using a gas such as ClF 3 or HCl in a non-plasma has a simple device configuration and is effective for all the places where the gas is introduced without the shadow of plasma. Excellent features are drawing attention.
【０００４】しかし、ノンプラズマであるためエッチン
グレートを高めるために、またエッチング開始までの時
間を短縮するために、エッチング対象の堆積物によって
は加熱が必要な場合が生じる。しかし、これらのガス、
特にＣｌＦ3 ガスによるエッチングは反応熱が大きい発
熱反応であり、加熱を続けると温度が上昇しすぎて、除
去したい堆積物とチャンバ内壁、ガス導入ノズル、被処
理物を設置する基台等のチャンバ内の材料とのエッチン
グ選択比が低下するという問題が生じていた。However, since it is non-plasma, heating may be required depending on the deposit to be etched in order to increase the etching rate and to shorten the time until the start of etching. But these gases,
In particular, the etching with ClF 3 gas is an exothermic reaction with a large reaction heat, and if heating is continued, the temperature rises excessively, and the deposit to be removed and the chamber inner wall, gas introduction nozzle, chamber such as the base on which the object to be treated is installed. There has been a problem that the etching selection ratio with respect to the material in the inside is lowered.
【０００５】また、この過度の温度上昇を回避する場
合、堆積物によってはエッチングレートが確保できな
い、エッチング開始までの時間がかかり過ぎる等の問題
が生じていた。また、効率良くエッチングするために、
加熱をチャンバの隅々まで行うには、ランプ加熱のよう
な表面加熱法は適さず、また加熱装置を用いて加熱した
場合チャンバ自身が熱源となるため、チャンバ材料露出
時の温度がかなり高温になり、チャンバ材料自体もエッ
チングされてしまうという問題があった。Further, when avoiding the excessive temperature rise, there are problems that the etching rate cannot be secured depending on the deposits and that it takes too long until the etching starts. Also, in order to etch efficiently,
Surface heating methods such as lamp heating are not suitable for heating every corner of the chamber, and when heated using a heating device, the chamber itself becomes a heat source, so the temperature at the time of chamber material exposure becomes considerably high. Therefore, there is a problem that the chamber material itself is also etched.
【０００６】さらに、クリーニング除去すべき堆積物は
チャンバ内に均一に堆積することはなく、エッチング過
剰領域が生じてチャンバ本体を損傷してしまうという問
題も生じていた。一方反応チャンバ内に付着堆積する反
応生成物を完全に除去するクリーニング方法として半導
体製造装置使用前に予め反応チャンバの内面に反応チャ
ンバの内面表層を構成する材料とは異なる材料の薄膜を
被着し、半導体製造装置使用後に薄膜を選択的にエッチ
ングして薄膜上に付着した反応生成物を薄膜と共に除去
する技術が開示されている（特開平６−３７０７４号公
報）。Further, the deposits to be removed by cleaning are not uniformly deposited in the chamber, and there is a problem that an over-etched region is generated and the chamber body is damaged. On the other hand, as a cleaning method for completely removing the reaction products attached and deposited in the reaction chamber, a thin film of a material different from the material forming the inner surface layer of the reaction chamber is previously deposited on the inner surface of the reaction chamber before using the semiconductor manufacturing apparatus. Japanese Patent Laid-Open No. 6-37074 discloses a technique of selectively etching a thin film after using a semiconductor manufacturing apparatus to remove reaction products attached to the thin film together with the thin film.
【０００７】しかし、この方法はクリーニング方法とし
ては有効であるが、クリーニング所要時間は堆積物の多
い箇所の堆積物の厚みに依存するため、エッチング所要
時間が長くなるという問題がある。However, although this method is effective as a cleaning method, the time required for cleaning depends on the thickness of the deposit at the place where there are many deposits, and therefore the time required for etching becomes long.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決しチャンバ材料を損傷せず、所要時間を短縮可能
で、かつ十分なクリーニングが達成可能な成膜装置の反
応チャンバ内のクリーニング方法を提供することを目的
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, does not damage the chamber material, can shorten the required time, and can achieve sufficient cleaning. It is intended to provide a method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、チャンバ内に
堆積した堆積物上に皮膜を形成した後、エッチングガス
を導入し該堆積物を除去することを特徴とする成膜装置
のクリーニング方法を提供するものである。本発明にお
いては、好ましくは、前記皮膜がシリコンであり、前記
エッチングガスがＣｌＦ3 ガスであり、またエッチング
ガス導入開始時のチャンバ内雰囲気温度が７００℃以下
であり、またエッチングガスとして、エッチングガスの
濃度が１〜２０ｖｏｌ％である希釈ガスを用いるのがよ
い。According to the present invention, a method for cleaning a film forming apparatus is characterized in that after forming a film on a deposit deposited in a chamber, an etching gas is introduced to remove the deposit. Is provided. In the present invention, preferably, the film is silicon, the etching gas is ClF 3 gas, the atmospheric temperature in the chamber at the start of introducing the etching gas is 700 ° C. or lower, and the etching gas is the etching gas. It is preferable to use a diluent gas having a concentration of 1 to 20% by volume.
【００１０】また本発明においては、前記皮膜の形成
は、ＣＶＤ（化学蒸着）法で行うことが好ましく、該皮
膜形成時のガスは成膜装置の成膜時の反応ガスの導入方
向と同一方向から導入することが好ましい。さらに皮膜
形成時のガスの導入は、前記成膜時の反応ガス導入ノズ
ルを用いて行うことがより好ましい。これは、成膜用の
反応ガス導入ノズル系統のクリーニングも併せて行うこ
とが可能となるためである。In the present invention, it is preferable that the film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the gas at the time of forming the film is in the same direction as the introduction direction of the reaction gas at the time of film formation by the film forming apparatus. Is preferably introduced from. Further, it is more preferable to introduce the gas at the time of forming the film by using the reaction gas introducing nozzle at the time of forming the film. This is because cleaning of the reaction gas introduction nozzle system for film formation can be performed at the same time.
【００１１】[0011]
【作用】前記のとおり、効率良くエッチングするために
加熱装置を用いてチャンバを加熱した場合、チャンバ自
身が熱源となるため、チャンバ材料露出時の温度がかな
り高温になり、チャンバ材料自体もエッチングされてし
まうという問題があった。As described above, when the chamber is heated by the heating device for efficient etching, the chamber itself serves as a heat source, so that the temperature when the chamber material is exposed becomes considerably high and the chamber material itself is also etched. There was a problem that it would end up.
【００１２】本発明者は、鋭意検討した結果、チャンバ
側は高温とせず、堆積物の特に表面の温度だけを高くす
ることができれば問題は解決できると考え、その知見に
基づいて本発明をなすに至った。すなわち、本発明では
成膜装置の反応チャンバ内のクリーニング前に、除去す
べき堆積物の上層にエッチングされ易い物質からなる皮
膜を形成し、該皮膜をエッチングする際に生じる反応熱
により、除去すべき堆積物のエッチング開始時間を早く
し、エッチングレートを向上せしめる成膜装置のクリー
ニング方法を提案する。As a result of earnest studies, the inventor of the present invention believes that the problem can be solved if only the temperature of the surface of the deposit can be raised without raising the temperature on the chamber side, and the present invention is based on the findings. Came to. That is, according to the present invention, before cleaning the reaction chamber of the film forming apparatus, a film made of a substance that is easily etched is formed on the upper layer of the deposit to be removed, and the film is removed by the reaction heat generated when the film is etched. We propose a method for cleaning a film forming apparatus, which can accelerate the etching start time of a deposit to be improved and improve the etching rate.
【００１３】本発明において、除去すべき堆積物の上層
にエッチングされ易い物質からなる皮膜を形成すると、
チャンバ内のもともとガスが拡散しやすく堆積物が厚く
付着した箇所には該皮膜が厚く形成され、逆にチャンバ
内のもともとガスが拡散しにくく堆積物が薄く付着した
箇所には該皮膜が薄く形成される。次に、クリーニング
ガスであるエッチングガスを導入すると、エッチングさ
れ易い物質で形成された皮膜が急速にエッチングされ、
除去すべき堆積物が露出する。この過程で、該皮膜のエ
ッチング量に応じた反応熱により堆積物の表面温度が上
昇する。In the present invention, when a film made of a material which is easily etched is formed on the deposit to be removed,
The film is thickly formed in the chamber where the gas originally diffused and the deposit is thick, and conversely the film is thinly formed in the chamber where the gas is originally difficult to diffuse and the deposit is thin. To be done. Next, when an etching gas, which is a cleaning gas, is introduced, the film formed of a substance that is easily etched is rapidly etched,
The deposit to be removed is exposed. In this process, the surface temperature of the deposit rises due to the reaction heat corresponding to the etching amount of the film.
【００１４】この結果、堆積物の表面温度が高くなって
いるので、エッチング開始時間は早く、エッチングレー
トも大幅に向上する。しかも、除去したい堆積物の温度
が堆積物の厚さに比例して高くなっているため、堆積物
が厚い箇所も、薄い箇所もほぼ同じ時間でエッチング除
去される。そのため、チャンバのエッチング度合がどの
箇所でも均等となり、チャンバ材料のエッチング時間を
最小限に抑えることが可能であり、その結果チャンバ材
料に損傷を与えないようにクリーニング処理することが
可能になる。As a result, since the surface temperature of the deposit is high, the etching start time is short and the etching rate is greatly improved. In addition, since the temperature of the deposit to be removed is increased in proportion to the thickness of the deposit, the thick deposit and the thin deposit are removed by etching in substantially the same time. Therefore, the degree of etching of the chamber becomes uniform at every position, the etching time of the chamber material can be minimized, and as a result, the cleaning process can be performed without damaging the chamber material.
【００１５】以下に本発明について詳細を述べる。本発
明は、主に半導体素子の配線材料、層間膜等の成膜装置
のチャンバークリーニングに好ましく適用される。成膜
装置としては、Ｗ、ＰＳＧ等の成膜装置が例示される
が、本発明はそれらに限定されるものではない。本発明
においては、まずチャンバ内に堆積した堆積物上にエッ
チングされやすい物質を用いて皮膜を形成する。この場
合、チャンバ自体の温度条件は特に限定されないが、チ
ャンバ自体の加熱は避けることが好ましく、やむを得ず
加熱した場合は、クリーニング前にチャンバ自体を冷却
することが好ましい。The present invention will be described in detail below. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is preferably applied mainly to chamber material cleaning of chambers of film forming devices such as wiring materials for semiconductor elements and interlayer films. Examples of the film forming apparatus include W and PSG film forming apparatuses, but the present invention is not limited thereto. In the present invention, first, a film is formed on the deposit deposited in the chamber by using a substance that is easily etched. In this case, the temperature condition of the chamber itself is not particularly limited, but it is preferable to avoid heating the chamber itself, and if it is unavoidably heated, it is preferable to cool the chamber itself before cleaning.
【００１６】前記皮膜の形成は、ＣＶＤ（化学蒸着）法
で行うことが好ましい。これは、前記皮膜の形成をＣＶ
Ｄ法で行うことにより、チャンバ内のもともとガスが拡
散しやすく堆積物が厚く付着した箇所には該皮膜が厚く
形成され、逆にチャンバ内のもともとガスが拡散しにく
く堆積物が薄く付着した箇所には該皮膜が薄く形成さ
れ、後工程でのエッチングレートがチャンバ内の各箇所
の堆積物の厚みに比例した大きさとなるためである。The film is preferably formed by a CVD (chemical vapor deposition) method. This is the CV
By the method D, the film is formed thickly in the chamber where the gas originally diffused easily and the deposit adhered thickly, and conversely where the gas originally diffused and the deposit adhered thinly in the chamber. This is because the film is thinly formed, and the etching rate in the post-process becomes large in proportion to the thickness of the deposit at each location in the chamber.
【００１７】また、本発明においては、皮膜形成時のガ
スは成膜装置の成膜時の反応ガスの導入方向と同一方向
から導入することが好ましく、さらに皮膜形成時のガス
の導入は、前記成膜時の反応ガス導入ノズルを用いて行
うことがより好ましい。これにより、チャンバ内の各箇
所の堆積物の厚みと、その上層に形成せしめる皮膜の厚
みがより相応した厚みとなる。Further, in the present invention, it is preferable that the gas at the time of forming the film is introduced from the same direction as the introduction direction of the reaction gas at the time of film forming of the film forming apparatus, and the introduction of the gas at the time of film forming is the It is more preferable to use a reaction gas introduction nozzle at the time of film formation. As a result, the thickness of the deposit at each location in the chamber and the thickness of the film formed on the upper layer are more appropriate.
【００１８】本発明において形成する前記皮膜として
は、シリコン、アモルファスシリコン、ポリシリコン等
のシリコン、タンタルシリサイド、タングステンシリサ
イド等のシリサイド、タンタル、パウダー状のＳｉＯ等
から選ばれる皮膜が好ましい。より好ましくは、シリコ
ン、アモルファスシリコン、ポリシリコン等から選ばれ
るシリコンからなる皮膜、さらに好ましくは、ポリシリ
コンからなる皮膜であることが好ましい。これは、室温
でもドライエッチングにより、容易に除去できるためで
ある。The film formed in the present invention is preferably a film selected from silicon such as silicon, amorphous silicon, and polysilicon, tantalum silicide, silicide such as tungsten silicide, tantalum, and powdered SiO. A film made of silicon selected from silicon, amorphous silicon, polysilicon and the like is more preferable, and a film made of polysilicon is more preferable. This is because it can be easily removed by dry etching even at room temperature.
【００１９】次に、クリーニングガスであるエッチング
ガスを導入する。エッチングガスによる前記皮膜のエッ
チング方式はノンプラズマの化学エッチング方式が好ま
しい。エッチングガスとしては、前記皮膜に対してエッ
チング効果を有するガスを用いる。エッチングガスは希
釈ガスで希釈して導入することが好ましく、導入方法は
封入ではなく、スルー式、あるいはダンプ式が好まし
い。Next, an etching gas, which is a cleaning gas, is introduced. As a method of etching the film with an etching gas, a non-plasma chemical etching method is preferable. As the etching gas, a gas having an etching effect on the film is used. It is preferable to introduce the etching gas after diluting it with a diluting gas, and the introduction method is preferably a through type or a dump type instead of enclosing.
【００２０】本発明においては、前記エッチングガスと
してＣｌＦ3 、ＨＣｌ、Ｃｌ2 Ｆ5等から選ばれるガ
ス、またはこれらの混合ガスを用いることが好ましい。
より好ましくはＣｌＦ3 ガスを用いることが好ましい。
これは、ＣｌＦ3 ガスによるエッチングは反応熱が大き
い発熱反応であるため、ＣｌＦ3 ガスと皮膜との反応熱
をＣｌＦ3 ガスによる堆積物のエッチングに有効に利用
でき、また低温（室温)下でもエッチングが進行するた
めである。In the present invention, it is preferable to use a gas selected from ClF 3 , HCl, Cl 2 F 5, etc., or a mixed gas thereof as the etching gas.
It is more preferable to use ClF 3 gas.
This is because the etching with ClF 3 gas is an exothermic reaction with large reaction heat, so the reaction heat between the ClF 3 gas and the film can be effectively used for etching deposits with ClF 3 gas, and even at low temperatures (room temperature). This is because etching proceeds.
【００２１】エッチングガス導入開始時のチャンバ内雰
囲気温度は好ましくは７００℃以下、さらに好ましくは
１００℃以下であるのが好ましい。これは、チャンバ材
料が石英の場合７００℃超えで、ＳｉＣの場合６００℃
超えで、アルミニウムの場合４００℃超えで、またＳＵ
Ｓ３１６等ステンレスの場合１２０℃超えで、前記皮膜
とチャンバ材料とのエッチング選択比が低下するためで
ある。The ambient temperature in the chamber at the start of introducing the etching gas is preferably 700 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. This is over 700 ° C when the chamber material is quartz and 600 ° C when SiC is used.
Above 400 ° C for aluminum, and above SU
This is because in the case of stainless steel such as S316, when the temperature exceeds 120 ° C., the etching selection ratio between the film and the chamber material decreases.
【００２２】また、エッチングガス導入開始時のチャン
バ内雰囲気温度は好ましくは５０℃以上であるのが好ま
しい。これは、５０℃未満の場合、堆積物によってはエ
ッチングレートが低下し、クリーニング所要時間が増加
するためである。前記希釈ガスとしては、窒素等不活性
ガスが例示されるが、本発明において用いるエッチング
ガスおよびチャンバ材料との反応性のないガスであれば
他のガスでも良い。希釈率は、エッチングガスの濃度と
して１〜２０ｖｏｌ％が好ましい。１ｖｏｌ％未満では
皮膜および堆積物のエッチングが迅速に進行せず、２０
ｖｏｌ％超えの場合チャンバ材料自体が損傷する可能性
があるためである。The atmosphere temperature in the chamber at the start of introducing the etching gas is preferably 50 ° C. or higher. This is because when the temperature is lower than 50 ° C., the etching rate is lowered depending on the deposits and the cleaning time is increased. An example of the diluent gas is an inert gas such as nitrogen, but any other gas may be used as long as it has no reactivity with the etching gas and the chamber material used in the present invention. The dilution rate is preferably 1 to 20 vol% as the concentration of the etching gas. If it is less than 1 vol%, the etching of the film and deposit does not proceed rapidly, and
This is because the chamber material itself may be damaged when the content exceeds vol%.
【００２３】以上述べたクリーニング方法を用いること
により、まず堆積物上に形成した皮膜がエッチングされ
て発熱し、エッチング除去したい堆積物の表面温度が十
分なエッチングレートが得られる温度迄上昇する。さら
に、除去したい堆積物が厚く付着している部分にはエッ
チングされる皮膜も厚く付着しているため温度上昇が大
きく、逆に除去したい堆積物が薄く付着している部分に
はエッチングされる皮膜も薄く付着しているため温度上
昇が小さい。By using the cleaning method described above, the film formed on the deposit is first etched to generate heat, and the surface temperature of the deposit to be removed by etching rises to a temperature at which a sufficient etching rate can be obtained. In addition, since the film to be etched is thickly attached to the part where the deposit to be removed is thick, the temperature rises significantly, and conversely, the film to be etched is attached to the part where the deposit to be removed is thinly attached. The temperature rise is small due to the thin adhesion.
【００２４】皮膜が全てエッチングされ、エッチング除
去したい堆積物が露出すると、エッチングガスと反応し
堆積物が除去される。この時、除去したい堆積物が厚く
付着している箇所では、エッチング開始時の温度がより
高いので、エッチングレートが大きくなる。一方、除去
したい堆積物が薄く付着している箇所では、その温度は
堆積物が厚く付着している部分に比べると低いので、エ
ッチングレートは堆積物が厚く付着している箇所より小
さい。When the entire film is etched and the deposit to be removed by etching is exposed, it reacts with the etching gas to remove the deposit. At this time, since the temperature at the start of etching is higher in the portion where the deposit to be removed is thickly attached, the etching rate becomes large. On the other hand, since the temperature of the portion where the deposit to be removed is thinly attached is lower than that of the portion where the deposit is thickly attached, the etching rate is smaller than the portion where the deposit is thickly attached.
【００２５】すなわち、除去したい堆積物の量とエッチ
ングレートと相関があるため、チャンバ内のどの箇所も
ほぼ同じ時間でクリーニングが終了する。そのため、チ
ャンバ材料のエッチング時間を最小限に抑えることが可
能となり、チャンバ材料の損傷を抑制することが可能と
なる。That is, since there is a correlation between the amount of deposits to be removed and the etching rate, cleaning is completed at almost any time in the chamber at almost the same time. Therefore, the etching time of the chamber material can be minimized and damage to the chamber material can be suppressed.
【００２６】[0026]
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定さ
れるものではない。図１〜図６は本発明の成膜装置のク
リーニング方法の手順を示す図であり、Ｗ−ＣＶＤ装置
のチャンバ内の縦断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the examples below. 1 to 6 are views showing a procedure of a method for cleaning a film forming apparatus of the present invention, which is a vertical cross-sectional view of the inside of a chamber of a W-CVD apparatus.
【００２７】図１〜図６において１はガス導入用のノズ
ルであり、該ノズルよりＷ膜成膜時の反応ガス、本発明
における皮膜形成用のガス、エッチングガス、および窒
素等のパージガスが導入される。また、２はサセプタ
（ウエハーの保持体）、３は除去すべきＷ等の堆積物、
４はポリシリコン皮膜、またはパウダー状ＳｉＯ皮膜、
５は基板ホルダ部、６は石英ウエハー、７は前記ガスの
排気孔である。なお、図示は省略したがチャンバ内壁の
材質はＡｌである。In FIG. 1 to FIG. 6, reference numeral 1 denotes a gas introduction nozzle from which a reaction gas for forming a W film, a film formation gas in the present invention, an etching gas, and a purge gas such as nitrogen are introduced. To be done. Further, 2 is a susceptor (wafer holder), 3 is a deposit such as W to be removed,
4 is a polysilicon film or a powdery SiO film,
Reference numeral 5 is a substrate holder portion, 6 is a quartz wafer, and 7 is an exhaust hole for the gas. Although not shown, the material of the inner wall of the chamber is Al.
【００２８】図１において（ａ）はポリシリコン皮膜、
またはパウダー状ＳｉＯ皮膜の形成を示すチャンバ内の
縦断面図、（ｂ）はＡ部の拡大縦断面図、図２において
（ａ）はＣｌＦ3 ガスの導入を示すチャンバ内の縦断面
図、（ｂ）はＣｌＦ3 ガス導入開始後５秒後のＢ部の拡
大縦断面図、図３において（ａ）はポリシリコン皮膜、
またはパウダー状ＳｉＯ皮膜のエッチング終了、Ｗ等の
堆積物のエッチング開始を示すチャンバ内の縦断面図、
（ｂ）はＣｌＦ3 ガス導入開始後１０秒後のＣ部の拡大
縦断面図、図４において（ａ）はＷ等の堆積物のエッチ
ングを示すチャンバ内の縦断面図、（ｂ）はＣｌＦ3 ガ
ス導入開始後２０分後のＤ部の拡大縦断面図、図５にお
いて（ａ）はＷ等の堆積物のエッチング終了を示すチャ
ンバ内の縦断面図、（ｂ）はＣｌＦ3 ガス導入開始後３
０分後のＥ部の拡大縦断面図、また図６において（ａ）
は窒素ガスによるエッチングガスの排気を示すチャンバ
内の縦断面図、（ｂ）はＦ部の拡大縦断面図である。In FIG. 1, (a) is a polysilicon film,
Alternatively, a vertical cross-sectional view in the chamber showing the formation of the powdery SiO film, (b) an enlarged vertical cross-sectional view of the portion A, and (a) in FIG. 2 shows a vertical cross-sectional view in the chamber showing the introduction of ClF 3 gas, b) is an enlarged vertical cross-sectional view of the portion B 5 seconds after the start of ClF 3 gas introduction. In FIG. 3, (a) is a polysilicon film,
Alternatively, a vertical cross-sectional view in the chamber showing the end of etching of the powdery SiO film and the start of etching of deposits such as W,
(B) is an enlarged vertical cross-sectional view of the C portion 10 seconds after the introduction of ClF 3 gas is started, (a) is a vertical cross-sectional view in the chamber showing etching of deposits such as W, and (b) is ClF. 20 minutes after the start of 3 gas introduction, an enlarged vertical cross-sectional view of the D portion, (a) in FIG. 5 is a vertical cross-sectional view in the chamber showing the end of etching of deposits such as W, (b) shows the start of ClF 3 gas After 3
An enlarged vertical cross-sectional view of part E after 0 minutes, and also in FIG. 6 (a)
FIG. 3B is a vertical cross-sectional view of the inside of the chamber showing the exhaust of the etching gas with nitrogen gas, and FIG.
【００２９】以下に本発明の成膜装置のクリーニング方
法の手順について説明する。 ：本実施例においては、基板ホルダ部５に予め石英ウ
エハー６をセットした後、先ずガス導入用のノズル１よ
りジシランを導入し減圧ＣＶＤ法により、またはモノシ
ランと空気の混合ガスを導入し常圧ＣＶＤ法により、厚
みが５０〜１００μm のＷ等の堆積物３上に基板（石英
ウエハー）部分で５００〜２０００Åの厚みのポリシリ
コン皮膜、またはパウダー状ＳｉＯ皮膜４を形成する。
〔図１〕 なお、ジシランを導入し、減圧ＣＶＤ法により、ポリシ
リコン皮膜４を形成する場合、皮膜形成時のチャンバ内
雰囲気温度は４００〜５００℃であることが好ましい。The procedure of the cleaning method of the film forming apparatus of the present invention will be described below. In this embodiment, after the quartz wafer 6 is set in the substrate holder portion 5 in advance, disilane is first introduced from the gas introduction nozzle 1 by the low pressure CVD method, or a mixed gas of monosilane and air is introduced under normal pressure. By a CVD method, a polysilicon film or a powdery SiO film 4 having a thickness of 500 to 2000 Å is formed on a substrate 3 (quartz wafer) on a deposit 3 such as W having a thickness of 50 to 100 μm.
[FIG. 1] When disilane is introduced and the polysilicon film 4 is formed by the low pressure CVD method, the atmospheric temperature in the chamber during film formation is preferably 400 to 500 ° C.
【００３０】：次に、５〜２０ｖｏｌ％／Ｎ2 balanc
e のＣｌＦ3 ガスを、該エッチングガス導入開始時のチ
ャンバ内雰囲気温度が５０℃〜１００℃の条件下で、１
００〜５００Ｔｏｒｒの圧力でガス導入用のノズル１よ
り導入する。〔図２〕 ガスの導入はスルー式とする。この過程でまずポリシリ
コン皮膜、またはパウダー状ＳｉＯ皮膜４がエッチング
されて発熱する。Next, 5 to 20 vol% / N 2 balanc
The ClF 3 gas of e is added under the condition that the atmospheric temperature in the chamber at the start of introducing the etching gas is 50 ° C. to 100 ° C.
It is introduced from the nozzle 1 for introducing gas at a pressure of 00 to 500 Torr. [Fig. 2] The gas introduction is a through type. In this process, first, the polysilicon film or the powdery SiO film 4 is etched to generate heat.
【００３１】：ポリシリコン皮膜、またはパウダー状
ＳｉＯ皮膜４のエッチングが終了し、除去したいＷ等の
堆積物３のエッチングが開始する。〔図３〕 この時点で、エッチングした箇所のポリシリコン、また
はパウダー状ＳｉＯの量に応じて堆積物３の表面温度が
上昇しており、表面温度に対応したエッチングレートで
除去したい堆積物３のエッチングが進行する。〔図４〕 なお、図３（ｂ）において、ＣｌＦ3 ガス導入開始後１
０秒後のＷ等の堆積物３の表面温度ｔ1 およびｔ2 は各
々２００℃、１５０℃である。: The etching of the polysilicon film or the powdery SiO film 4 is completed, and the etching of the deposit 3 such as W to be removed is started. [FIG. 3] At this point, the surface temperature of the deposit 3 has risen according to the amount of polysilicon or powdery SiO in the etched portion, and the deposit 3 to be removed at an etching rate corresponding to the surface temperature Etching proceeds. [4] In addition, in FIG. 3 (b), ClF 3 gas introduction after starting 1
The surface temperatures t 1 and t 2 of the deposit 3 such as W after 0 seconds are 200 ° C. and 150 ° C., respectively.
【００３２】：エッチングはどの箇所もほぼ同じ時間
で完全に終了する。従って、オーバーエッチングによる
チャンバ材料の損傷は少なく、またその損傷も均等であ
る。〔図５、図６〕 ：エッチング終了後、エッチングガスの導入を止め、
窒素を導入し、またエッチングガスが残留しないように
注意する。〔図６〕 以上でチャンバ内のクリーニングは終了し、またすでに
チャンバ内壁等チャンバ内の装置表面の温度は３００℃
程度に高くなっており、チャンバへの吸着が懸念される
塩素もチャンバ外へ放出されているため、チャンバーベ
ークは不要である。: Etching is completely completed at almost the same time in any place. Therefore, the chamber material is less damaged by overetching, and the damage is even. [FIGS. 5 and 6]: After the etching is finished, the introduction of the etching gas is stopped,
Introduce nitrogen and be careful not to leave etching gas. [FIG. 6] With the above, the cleaning of the chamber is completed, and the temperature of the apparatus surface in the chamber such as the inner wall of the chamber is already 300 ° C.
Chlorine, which is high enough to be adsorbed in the chamber, is also released to the outside of the chamber, so that the chamber baking is unnecessary.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、Ｗ、ＰＳＧ等の成膜装
置のチャンバークリーニングが簡略化できるとともに下
記に示す種々の効果が得られる。すなわち、本発明は、
チャンバ内の除去すべき堆積物表面上に予め形成した皮
膜のエッチングを行うことにより、従来のウエットクリ
ーニング方法、物理的な掻き落とし、拭き取りによるク
リーニング方法、およびガスクリーニング方法に対し、
1 ．クリーニング所要時間が短縮される、２．チャンバ
材料の損傷を最小限にできる、３．チャンバ内の隅々ま
で十分にクリーニングできる、４．クリーンルーム内の
パーテイクル等による汚染が完全に防止できる、５．作
業に直接人間が介在しないため安全である、６．クリー
ニング後のチャンバ内への塩素等の残存がなくチャンバ
ーベークが不要となる、また７．チャンバが真空装置の
場合、真空破壊しないので、メンテナンス時間が短縮で
きる等の優れた効果を有する。According to the present invention, chamber cleaning of a film forming apparatus such as W or PSG can be simplified and various effects described below can be obtained. That is, the present invention is
By performing etching of a film previously formed on the surface of the deposit to be removed in the chamber, the conventional wet cleaning method, physical scraping, cleaning method by wiping, and gas cleaning method,
1. 1. The time required for cleaning is shortened, 2. 2. Minimize damage to chamber material 3. Can thoroughly clean every corner of the chamber. 4. Contamination due to particles etc. in the clean room can be completely prevented. It is safe because no human is directly involved in the work. 7. No chlorine remains in the chamber after cleaning, eliminating the need for chamber baking. When the chamber is a vacuum device, since the vacuum is not broken, it has an excellent effect such that the maintenance time can be shortened.
【図１】（ａ）は皮膜の形成を示すチャンバ内の縦断面
図であり、（ｂ）はＡ部の拡大縦断面図である。FIG. 1A is a vertical cross-sectional view in a chamber showing formation of a film, and FIG. 1B is an enlarged vertical cross-sectional view of a portion A.
【図２】（ａ）はＣｌＦ3 ガスの導入を示すチャンバ内
の縦断面図であり、（ｂ）はＢ部の拡大縦断面図であ
る。FIG. 2 (a) is a vertical cross-sectional view in the chamber showing the introduction of ClF 3 gas, and FIG. 2 (b) is an enlarged vertical cross-sectional view of a B part.
【図３】（ａ）は皮膜のエッチング終了、Ｗ等の堆積物
のエッチング開始を示すチャンバ内の縦断面図であり、
（ｂ）はＣ部の拡大縦断面図である。FIG. 3A is a vertical cross-sectional view of the inside of the chamber showing the end of etching of the film and the start of etching of deposits such as W,
(B) is an enlarged vertical sectional view of a C portion.
【図４】（ａ）はＷ等の堆積物のエッチングを示すチャ
ンバ内の縦断面図であり、（ｂ）はＤ部の拡大縦断面図
である。FIG. 4A is a vertical cross-sectional view in the chamber showing etching of a deposit such as W, and FIG. 4B is an enlarged vertical cross-sectional view of a D portion.
【図５】（ａ）はＷ等の堆積物のエッチング終了を示す
チャンバ内の縦断面図であり、（ｂ）はＥ部の拡大縦断
面図である。5A is a vertical cross-sectional view in the chamber showing the end of etching of a deposit such as W, and FIG. 5B is an enlarged vertical cross-sectional view of the E portion.
【図６】（ａ）は窒素ガスによるエッチングガスの排気
を示すチャンバ内の縦断面図であり、（ｂ）はＦ部の拡
大縦断面図である。FIG. 6A is a vertical cross-sectional view of the inside of the chamber showing the exhaust of the etching gas with nitrogen gas, and FIG. 6B is an enlarged vertical cross-sectional view of the F portion.
１ ガス導入用のノズル ２ サセプタ ３ 堆積物 ４ 皮膜 ５ 基板ホルダ部 ６ 石英ウエハー ７ ガスの排気孔 1 Nozzle for gas introduction 2 Susceptor 3 Deposit 4 Film 5 Substrate holder 6 Quartz wafer 7 Gas exhaust hole
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 21/31 Ｂ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/3065 21/31 B
Claims (4)
形成した後、エッチングガスを導入し該堆積物を除去す
ることを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。1. A method for cleaning a film forming apparatus, comprising forming a film on a deposit deposited in a chamber, and then introducing an etching gas to remove the deposit.
ガスがＣｌＦ3 ガスである請求項１記載の成膜装置のク
リーニング方法。2. The method for cleaning a film forming apparatus according to claim 1, wherein the film is silicon and the etching gas is ClF 3 gas.
雰囲気温度が７００℃以下である請求項1 または２記載
の成膜装置のクリーニング方法。3. The method for cleaning a film forming apparatus according to claim 1, wherein the atmospheric temperature in the chamber at the start of introducing the etching gas is 700 ° C. or lower.
の濃度が１〜２０ｖｏｌ％である希釈ガスを用いる請求
項1 〜３いずれかに記載の成膜装置のクリーニング方
法。4. The method for cleaning a film forming apparatus according to claim 1, wherein a diluting gas having an etching gas concentration of 1 to 20 vol% is used as the etching gas.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01115895A JP3624963B2 (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Cleaning method for film forming apparatus |
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| JP01115895A JP3624963B2 (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Cleaning method for film forming apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199361A true JPH08199361A (en) | 1996-08-06 |
| JP3624963B2 JP3624963B2 (en) | 2005-03-02 |
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ID=11770232
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01115895A Expired - Fee Related JP3624963B2 (en) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Cleaning method for film forming apparatus |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3624963B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290075A (en) * | 1997-01-10 | 2008-12-04 | Chevron Chemical Co Llc | Method for removing reactive metal from metal-coated reactor system |
| JP2009277757A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Denso Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP01115895A patent/JP3624963B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290075A (en) * | 1997-01-10 | 2008-12-04 | Chevron Chemical Co Llc | Method for removing reactive metal from metal-coated reactor system |
| JP2009277757A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Denso Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3624963B2 (en) | 2005-03-02 |
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