JPH10147877A - ガスクリーニング方法 - Google Patents
ガスクリーニング方法Info
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- JPH10147877A JPH10147877A JP30800796A JP30800796A JPH10147877A JP H10147877 A JPH10147877 A JP H10147877A JP 30800796 A JP30800796 A JP 30800796A JP 30800796 A JP30800796 A JP 30800796A JP H10147877 A JPH10147877 A JP H10147877A
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- gas cleaning
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスクリーニングにより生じたフッ化物を分
解除去して、正規の電極表面の再生を行い、ガスクリー
ニング後の成膜速度の低下や膜厚分布の劣化を防止し
て、生産歩留まりを向上する。 【解決手段】 ＣＶＤ装置による積算膜厚が所定値にな
るたびに、ＮＦ3 、ＳＦ6 などのフッ化物系ガスをＣＶ
Ｄ装置内に導入し、クリーニングに必要なＦ原子をプラ
ズマにより発生させて、ＣＶＤ装置内に堆積したポリシ
リコンやアモルファスシリコン等の膜を除去するガスク
リーニングを行う。この際、電極表面などのＣＶＤ装置
内にフッ化物が生成される。そこで、ガスクリーニング
途中で、アルゴンガスなどの不活性ガスを導入してプラ
ズマを発生させて、フッ化物のクリーニングを行う。こ
のクリーニングによりフッ化物は破砕され、電極表面の
再生が行なわれる。
解除去して、正規の電極表面の再生を行い、ガスクリー
ニング後の成膜速度の低下や膜厚分布の劣化を防止し
て、生産歩留まりを向上する。 【解決手段】 ＣＶＤ装置による積算膜厚が所定値にな
るたびに、ＮＦ3 、ＳＦ6 などのフッ化物系ガスをＣＶ
Ｄ装置内に導入し、クリーニングに必要なＦ原子をプラ
ズマにより発生させて、ＣＶＤ装置内に堆積したポリシ
リコンやアモルファスシリコン等の膜を除去するガスク
リーニングを行う。この際、電極表面などのＣＶＤ装置
内にフッ化物が生成される。そこで、ガスクリーニング
途中で、アルゴンガスなどの不活性ガスを導入してプラ
ズマを発生させて、フッ化物のクリーニングを行う。こ
のクリーニングによりフッ化物は破砕され、電極表面の
再生が行なわれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスクリーニング方法に
係り、特に、プラズマＣＶＤ装置をガスクリーニングす
るときに発生する生成物を除去するようにしたクリー二
ング方法に関するものである。
係り、特に、プラズマＣＶＤ装置をガスクリーニングす
るときに発生する生成物を除去するようにしたクリー二
ング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程の１つに基板上に所定の
成膜を行うＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ１Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜エ程がある。これは気密な処理
室に基板を装填し、該処理室内に設けられた一対の電極
間に反応ガスを供給しながら高周波電力を印加してプラ
ズマを発生させ、気相のガス分子をプラズマにより分解
して基板表面に薄膜を形成するものである。
成膜を行うＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ１Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜エ程がある。これは気密な処理
室に基板を装填し、該処理室内に設けられた一対の電極
間に反応ガスを供給しながら高周波電力を印加してプラ
ズマを発生させ、気相のガス分子をプラズマにより分解
して基板表面に薄膜を形成するものである。
【０００３】ところが、このＣＶＤ成膜処理は、基板上
のみならず、電極や処理室内壁にも成膜されるため、成
膜工程の繰り返しに伴い、電極や処理室内壁に付着・堆
積した膜はやがて剥離し、処理中の基板上に付着して基
板を汚染してしまう。この汚染は、膜機能を著しく低下
させ、生産性の低下を招くため、是非とも排除されなけ
ればならない。したがって、従来より処理室を分解し処
理室内を定期的に清掃して、この汚染を排除していた。
のみならず、電極や処理室内壁にも成膜されるため、成
膜工程の繰り返しに伴い、電極や処理室内壁に付着・堆
積した膜はやがて剥離し、処理中の基板上に付着して基
板を汚染してしまう。この汚染は、膜機能を著しく低下
させ、生産性の低下を招くため、是非とも排除されなけ
ればならない。したがって、従来より処理室を分解し処
理室内を定期的に清掃して、この汚染を排除していた。
【０００４】しかし、処理室の清掃は、処理室の構成部
品を交換する等して時間短縮が図られているが、相当の
時間を要している。さらに、処理室の温度降下や、処理
室の大気開放等の事前工程、あるいは清掃後の真空排気
や温度上昇および圧力、温度の安定化等の事後工程が付
随し、装置の稼働率を低下させていた。
品を交換する等して時間短縮が図られているが、相当の
時間を要している。さらに、処理室の温度降下や、処理
室の大気開放等の事前工程、あるいは清掃後の真空排気
や温度上昇および圧力、温度の安定化等の事後工程が付
随し、装置の稼働率を低下させていた。
【０００５】近年、処理室清掃の他の方法として、成膜
と同様にプラズマによる処理室内を清掃するガスクリー
ニング方法が注目を集めている。これは、成膜と同様
に、ＮＦ3 やＳＦ6 等のクリーニングガスを処理室内に
供給しながら、電極に高周波電力を印加してプラズマを
発生させ、気相のクリーニングガス分子をプラズマによ
り分解してＦ原子を発生させ、電極表面や処理室内壁に
付着・堆積した膜をエッチング除去するものである。
と同様にプラズマによる処理室内を清掃するガスクリー
ニング方法が注目を集めている。これは、成膜と同様
に、ＮＦ3 やＳＦ6 等のクリーニングガスを処理室内に
供給しながら、電極に高周波電力を印加してプラズマを
発生させ、気相のクリーニングガス分子をプラズマによ
り分解してＦ原子を発生させ、電極表面や処理室内壁に
付着・堆積した膜をエッチング除去するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したプラズマによ
るクリーニング方法は、処理室を分解して清掃を行う従
来からの清掃作業に比較して、温度降下や大気開放ある
いは真空排気や温度上昇といった付随工程を省略するこ
とができるため、稼働率向上に非常に有効である。しか
し、特にＮＦ3 やＳＦ6 等のフッ化物系のクリーニング
ガスによりガスクリーニングを施した場合、処理室内の
電極表面にフッ化物が生成され、これによりクリーニン
グ後の処理室内における成膜時の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を招いていた。
るクリーニング方法は、処理室を分解して清掃を行う従
来からの清掃作業に比較して、温度降下や大気開放ある
いは真空排気や温度上昇といった付随工程を省略するこ
とができるため、稼働率向上に非常に有効である。しか
し、特にＮＦ3 やＳＦ6 等のフッ化物系のクリーニング
ガスによりガスクリーニングを施した場合、処理室内の
電極表面にフッ化物が生成され、これによりクリーニン
グ後の処理室内における成膜時の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を招いていた。
【０００７】本発明の目的は、ガスクリーニングにより
生じた生成物を分解除去することによって、上述した従
来技術の問題点を解消し、成膜時の成膜速度の低下や膜
厚分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を抑制するよ
うにしたガスクリーニング方法を提供することにある。
生じた生成物を分解除去することによって、上述した従
来技術の問題点を解消し、成膜時の成膜速度の低下や膜
厚分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を抑制するよ
うにしたガスクリーニング方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、クリーニングガスを導入しプラズマを発
生させてプラズマＣＶＤ装置内に堆積した膜を除去する
ガスクリーニング方法において、ガスクリーニング中に
生成される生成物を不活性ガスを導入しプラズマを発生
させて除去するようにしたものである。不活性ガスを導
入しプラズマを発生させると、ガスクリーニング中に生
成された生成物が破砕される。これによりＣＶＤ装置の
再生が行われるので、ガスクリーニング後の成膜におけ
る成膜速度の低下や膜厚分布の劣化およびデバイス特性
の劣化が抑制され、生産歩留まりが向上する。
決するために、クリーニングガスを導入しプラズマを発
生させてプラズマＣＶＤ装置内に堆積した膜を除去する
ガスクリーニング方法において、ガスクリーニング中に
生成される生成物を不活性ガスを導入しプラズマを発生
させて除去するようにしたものである。不活性ガスを導
入しプラズマを発生させると、ガスクリーニング中に生
成された生成物が破砕される。これによりＣＶＤ装置の
再生が行われるので、ガスクリーニング後の成膜におけ
る成膜速度の低下や膜厚分布の劣化およびデバイス特性
の劣化が抑制され、生産歩留まりが向上する。
【０００９】ここに、不活性ガスを導入する時期は、ガ
スクリーニング終了後とすることもできるが、ガスクリ
ー二ング途中とすることが好ましい。ガスクリーニング
途中とは、一連のガスクリーニング工程の中で行うこと
を意味し、ガスクリーニング処理とは別の処理として位
置づける場合も、あるいはプログラムによってガスクリ
ーニング中のガス組成を順次変更する場合も含まれる。
不活性ガスとは、ＣＶＤにおいて成膜には関与しないガ
スをいい、特にアルゴンガスが有効であり、必要に応じ
て窒素ガスを混合してもよい。
スクリーニング終了後とすることもできるが、ガスクリ
ー二ング途中とすることが好ましい。ガスクリーニング
途中とは、一連のガスクリーニング工程の中で行うこと
を意味し、ガスクリーニング処理とは別の処理として位
置づける場合も、あるいはプログラムによってガスクリ
ーニング中のガス組成を順次変更する場合も含まれる。
不活性ガスとは、ＣＶＤにおいて成膜には関与しないガ
スをいい、特にアルゴンガスが有効であり、必要に応じ
て窒素ガスを混合してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００１１】図２において本発明の実施されるプラズマ
ＣＶＤ装置について説明する。
ＣＶＤ装置について説明する。
【００１２】処理室１の天井面に電極ホルダ２が設けら
れ、該電極ホルダ２の内部に絶縁体４を介して上電極
（カソード）５が設けられる。該上電極５にはカソード
ヒータ６が埋設され、また上電極５の下面にはシャワー
プレート８が設けられ、前記上電極５とシャワープレー
ト８間には間隙７が形成される。該間隙７には前記処理
室１とは絶縁された反応ガス導入管３が連通されてい
る。前記シャワープレート８には多数のガス分散孔９が
穿設され、前記反応ガス導入管３より導入された反応ガ
スを前記ガス分散孔９より後述するプラズマ処理空間１
２に供給するようになっている。
れ、該電極ホルダ２の内部に絶縁体４を介して上電極
（カソード）５が設けられる。該上電極５にはカソード
ヒータ６が埋設され、また上電極５の下面にはシャワー
プレート８が設けられ、前記上電極５とシャワープレー
ト８間には間隙７が形成される。該間隙７には前記処理
室１とは絶縁された反応ガス導入管３が連通されてい
る。前記シャワープレート８には多数のガス分散孔９が
穿設され、前記反応ガス導入管３より導入された反応ガ
スを前記ガス分散孔９より後述するプラズマ処理空間１
２に供給するようになっている。
【００１３】前記電極ホルダ２の下端に内室外壁１０が
連設され、該内室外壁１０の内側に内室内壁１１が設け
られ、前記内室外壁１０、内室内壁１１の下端に下電極
（アノード）１３が設けられ、該下電極１３にはアノー
ドヒータ１４が埋設されている。前記下電極１３には基
板載置台１５を介して基板１６が装填され、前記プラズ
マ処理空間１２には排気管１７が連通されている。尚、
図中、１８、１９は基板搬入搬出用の開口部を示す。
連設され、該内室外壁１０の内側に内室内壁１１が設け
られ、前記内室外壁１０、内室内壁１１の下端に下電極
（アノード）１３が設けられ、該下電極１３にはアノー
ドヒータ１４が埋設されている。前記下電極１３には基
板載置台１５を介して基板１６が装填され、前記プラズ
マ処理空間１２には排気管１７が連通されている。尚、
図中、１８、１９は基板搬入搬出用の開口部を示す。
【００１４】前記シャワープレート８、内室内壁１１、
下電極１３により囲繞される空間でプラズマ処理空間１
２が形成され、前記反応ガス導入管３よりシャワープレ
ート８を介して前記プラズマ処理空間１２に反応ガスを
供給しつつ前記上電極５、下電極１３間に高周波電源２
０により高周波電力を印加することでシャワープレート
８下方にプラズマを発生させ、前記基板１６を処理す
る。
下電極１３により囲繞される空間でプラズマ処理空間１
２が形成され、前記反応ガス導入管３よりシャワープレ
ート８を介して前記プラズマ処理空間１２に反応ガスを
供給しつつ前記上電極５、下電極１３間に高周波電源２
０により高周波電力を印加することでシャワープレート
８下方にプラズマを発生させ、前記基板１６を処理す
る。
【００１５】基板１６に所要の薄膜を生成する場合は、
前記反応ガス導入管３より反応ガスとしてＳｉＨ4 、Ｓ
ｉ2 Ｈ6 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、ＮＨ3 、ＰＨ3 等を導入し
て行う。
前記反応ガス導入管３より反応ガスとしてＳｉＨ4 、Ｓ
ｉ2 Ｈ6 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、ＮＨ3 、ＰＨ3 等を導入し
て行う。
【００１６】また、所定時間経過した場合ガスクリーニ
ングを実施する。ガスクリーニングする場合は反応ガス
としてＮＦ3 、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ化物系ガスを反
応ガス導入管３よりプラズマ処理空間１２内に導入して
ガスクリーニングする。フッ化物系ガスを導入し、クリ
ーニングに必要なＦ原子をプラズマにより発生させてガ
スクリーニングを行うと、処理室１内の電極５、１３や
プラズマ処理空間１２内に堆積したポリシリコンやアモ
ルファスシリコン等の膜が除去されるが、代りに電極
５、１３の表面にフッ化物が生成される。しかし、ガス
クリーニング途中に反応ガス導入管３より不活性ガスを
プラズマ処理空間１２内に導入してプラズマを発生させ
ると、このフッ化物は破砕され電極５、１３の表面から
除去できる。したがって、正規の電極表面の再生が行な
われ、ガスクリーニング後の成膜における成膜速度の低
下や、膜厚分布の劣化が抑制される。
ングを実施する。ガスクリーニングする場合は反応ガス
としてＮＦ3 、ＣＦ4 、ＳＦ6 等のフッ化物系ガスを反
応ガス導入管３よりプラズマ処理空間１２内に導入して
ガスクリーニングする。フッ化物系ガスを導入し、クリ
ーニングに必要なＦ原子をプラズマにより発生させてガ
スクリーニングを行うと、処理室１内の電極５、１３や
プラズマ処理空間１２内に堆積したポリシリコンやアモ
ルファスシリコン等の膜が除去されるが、代りに電極
５、１３の表面にフッ化物が生成される。しかし、ガス
クリーニング途中に反応ガス導入管３より不活性ガスを
プラズマ処理空間１２内に導入してプラズマを発生させ
ると、このフッ化物は破砕され電極５、１３の表面から
除去できる。したがって、正規の電極表面の再生が行な
われ、ガスクリーニング後の成膜における成膜速度の低
下や、膜厚分布の劣化が抑制される。
【００１７】
【実施例】次に本発明のガスクリーニングの実施例と従
来方法でガスクリーニングした比較例とについて説明す
る。
来方法でガスクリーニングした比較例とについて説明す
る。
【００１８】（実施例）処理室内にガラス基板を装填し
て、ＳｉＮ膜２０枚（積算膜厚：４００００オングスト
ローム）を連続して成膜した。次いで、処理室内に供給
するガスをＮＦ3 に変更し、ＲＦ電力を５００Ｗとして
２分間ガスクリーニングを行った。その後、アルゴンガ
スを３００ＳＣＣＭ、圧力０．４Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力を
５００Ｗとして２分間不活性ガスによるプラズマ処理を
行った。この操作を３回行い、ガスクリーニング時間と
しては計６分間とした。これらの操作を１サイクルとし
て、これを繰り返した場合の成膜における膜厚均一性お
よび成膜速度の変化を調ベた。
て、ＳｉＮ膜２０枚（積算膜厚：４００００オングスト
ローム）を連続して成膜した。次いで、処理室内に供給
するガスをＮＦ3 に変更し、ＲＦ電力を５００Ｗとして
２分間ガスクリーニングを行った。その後、アルゴンガ
スを３００ＳＣＣＭ、圧力０．４Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力を
５００Ｗとして２分間不活性ガスによるプラズマ処理を
行った。この操作を３回行い、ガスクリーニング時間と
しては計６分間とした。これらの操作を１サイクルとし
て、これを繰り返した場合の成膜における膜厚均一性お
よび成膜速度の変化を調ベた。
【００１９】膜厚均一性は大日本スクリーン製造社製の
光学式膜厚計ＬａｍｂｄａＡ（ＬＶＭ８０００−Ｓ）を
用いて基板端１０ｍｍを除く内側を均等２５分割して測
定した。なお、膜厚均ー性の算出は（１）式によった。
光学式膜厚計ＬａｍｂｄａＡ（ＬＶＭ８０００−Ｓ）を
用いて基板端１０ｍｍを除く内側を均等２５分割して測
定した。なお、膜厚均ー性の算出は（１）式によった。
【００２０】 膜厚均一性=(最大膜厚- 最小膜厚) ×100/( 最大膜厚+ 最小膜厚) (1) 成膜速度は、成膜した膜をエッチング液により剥離し、
膜厚段差をテンコール社製の形状測定器（ＦＰ−２）で
得られた膜厚を成膜時間で除して求めた。
膜厚段差をテンコール社製の形状測定器（ＦＰ−２）で
得られた膜厚を成膜時間で除して求めた。
【００２１】（比較例）実施例において、ガスクリーニ
ング時の不活性プラズマ処理を省略した以外は、実施例
と同様にして連続成膜およびガスクリー二ングを行っ
た。
ング時の不活性プラズマ処理を省略した以外は、実施例
と同様にして連続成膜およびガスクリー二ングを行っ
た。
【００２２】（結果）図１に実施例と比較例のガスクリ
ーニング後の成膜に及ぼす効果の比較結果を示す。図１
（ａ）は積算膜厚（オングストローム）に対する成膜速
度（オングストローム／ｍｉｎ）との関係を示し、図１
（ｂ）は積算膜厚（オングストローム）と膜厚均一性
（±％）との関係を示す。図において、白丸は実施例
を、黒丸は比較例を示す。
ーニング後の成膜に及ぼす効果の比較結果を示す。図１
（ａ）は積算膜厚（オングストローム）に対する成膜速
度（オングストローム／ｍｉｎ）との関係を示し、図１
（ｂ）は積算膜厚（オングストローム）と膜厚均一性
（±％）との関係を示す。図において、白丸は実施例
を、黒丸は比較例を示す。
【００２３】図から分かるように、不活性プラズマ処理
を施した実施例では、正規の電極表面の再生が行われる
ので、ガスクリーニングが終了する毎に成膜速度も膜厚
均一性もともに初期状態に復帰するが、不活性プラズマ
処理を施さない比較例では、積算膜厚の増大に伴って成
膜速度はサイクル毎に低下していき、膜厚均一性もサイ
クル毎に悪くなっていく。
を施した実施例では、正規の電極表面の再生が行われる
ので、ガスクリーニングが終了する毎に成膜速度も膜厚
均一性もともに初期状態に復帰するが、不活性プラズマ
処理を施さない比較例では、積算膜厚の増大に伴って成
膜速度はサイクル毎に低下していき、膜厚均一性もサイ
クル毎に悪くなっていく。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、不活性ガスを導入しプ
ラズマを発生させることにより、ガスクリーニング中に
生成された生成物を除去するようにしたので、ガスクリ
ーニング後の成膜速度の低下や膜厚分布の劣化、あるい
はデバイス特性の劣化を防止でき、生産歩留まりを向上
できる。
ラズマを発生させることにより、ガスクリーニング中に
生成された生成物を除去するようにしたので、ガスクリ
ーニング後の成膜速度の低下や膜厚分布の劣化、あるい
はデバイス特性の劣化を防止でき、生産歩留まりを向上
できる。
【図１】本発明のガスクリーニング方法の実施例と、従
来のガスクリーニング方法の比較例との効果の比較結果
を示す説明図である。
来のガスクリーニング方法の比較例との効果の比較結果
を示す説明図である。
【図２】本発明が実施されるＣＶＤ装置の一例を示す断
面図である。 １ 処理室 ５ 上電極 １１ 下電極 １２ プラズマ処理空間 １６ 基板 ２０ 高周波電源
面図である。 １ 処理室 ５ 上電極 １１ 下電極 １２ プラズマ処理空間 １６ 基板 ２０ 高周波電源
Claims (2)
- 【請求項１】クリーニングガスを導入しプラズマを発生
させてプラズマＣＶＤ装置内に堆積した膜を除去するガ
スクリーニング方法において、 ガスクリーニング中に生成される生成物を不活性ガスを
導入しプラズマを発生させて除去するようにしたことを
特徴とするガスクリーニング方法。 - 【請求項２】上記不活性ガスがアルゴンガスを含む請求
項１に記載のガスクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30800796A JPH10147877A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | ガスクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30800796A JPH10147877A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | ガスクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10147877A true JPH10147877A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17975775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30800796A Pending JPH10147877A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | ガスクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10147877A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009130229A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| US7807585B2 (en) | 2007-05-15 | 2010-10-05 | Canon Anelva Corporation | Method of fabricating a semiconductor device |
| US7816272B2 (en) | 2003-01-16 | 2010-10-19 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Process of cleaning a semiconductor manufacturing system and method of manufacturing a semiconductor device |
| US10083830B2 (en) | 2007-11-02 | 2018-09-25 | Canon Anelva Corporation | Substrate cleaning method for removing oxide film |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP30800796A patent/JPH10147877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7816272B2 (en) | 2003-01-16 | 2010-10-19 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Process of cleaning a semiconductor manufacturing system and method of manufacturing a semiconductor device |
| US7807585B2 (en) | 2007-05-15 | 2010-10-05 | Canon Anelva Corporation | Method of fabricating a semiconductor device |
| US10083830B2 (en) | 2007-11-02 | 2018-09-25 | Canon Anelva Corporation | Substrate cleaning method for removing oxide film |
| JP2009130229A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
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