JP2006086166A - Method for removing silicon-containing substance and removing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シランガス等を使った高周波プラズマCVD法等の薄膜形成工程において、放電空間周辺部材表面や排気ダクト、排気配管内壁等へ堆積残留してしまうポリシラン等のシリコン含有副生成物を除去する為のクリーニング方法及びクリーニング装置に関する。 The present invention removes silicon-containing by-products such as polysilane that remain on the surface of discharge space peripheral members, exhaust ducts, exhaust pipe inner walls, etc. in thin film formation processes such as high-frequency plasma CVD using silane gas. The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus.
シランガスを含む混合ガスを使ったプラズマCVD装置等の薄膜形成工程の放電炉内において生成される副生成物、主にポリシラン等を除去する手段として、ドライエッチングによるクリーニング方法では、7B族元素を含んだガス、例えばCF4やNF3等のガスを処理装置内へ導入しプラズマを生起させることで前記ガスを励起、分解しクリーニングを行っていた。しかしながらこの方法ではプラズマ放電領域、すなわち電力印加電極から離れた個所にある部材のクリーニングは困難であった。 As a means for removing by-products generated mainly in a discharge furnace in a thin film formation process such as a plasma CVD apparatus using a mixed gas containing silane gas, mainly polysilane, the cleaning method using dry etching includes a 7B group element. A gas such as CF 4 or NF 3 was introduced into the processing apparatus and plasma was generated to excite, decompose and clean the gas. However, with this method, it has been difficult to clean the member in the plasma discharge region, that is, at a position away from the power application electrode.
この問題を解決するためのプラズマ放電に依存しないクリーニング方法として、7B族元素を含む反応性が高いガスとしてClF3等のガスを使いプラズマレスなクリーニング方法が行われている(例えば、特許文献1、2を参照)。この方法は、電極から離れた場所であってもガスに触れる場所であればクリーニングが進行し、前記ポリシランを除去できるという優れた利点があった。さらに、プラズマレスなクリーニング方法は、プラズマ加熱によって部材が温度上昇し必要以上の腐食を進行させるようなダメージが発生しない為、プラズマを使ったクリーニングでは必須となる部材保護の為の冷却手段等の構成で装置が複雑化しがちな面も回避でき、ガスを流すだけでクリーニングが進行するといった手順上の簡便さから運用面でも利点が大きく、プラズマを使ったクリーニング方法に比べて優れていた。 As a cleaning method that does not depend on plasma discharge to solve this problem, a plasmaless cleaning method using a gas such as ClF 3 as a highly reactive gas containing a group 7B element has been performed (for example, Patent Document 1). 2). This method has an excellent advantage that the cleaning can proceed as long as it is in contact with the gas even if it is away from the electrode, and the polysilane can be removed. Furthermore, since the plasmaless cleaning method does not cause damage that causes the temperature of the member to rise due to plasma heating and cause excessive corrosion, a cooling means for protecting the member that is essential in cleaning using plasma, etc. The configuration tends to complicate the apparatus, and it is advantageous in terms of operation due to the procedural simplicity that the cleaning proceeds only by flowing gas, and is superior to the cleaning method using plasma.
この利点をさらに推し進め、積極的にプラズマ放電空間以外の特定の箇所に副生成物を溜め込みクリーニングするといった例として、薄膜形成を行うガス処理部と排気配管の途中にトラップ装置を配置し反応生成物を堆積物としてトラップし、ガス処理部の非処理時に別途ClF3ガスをトラップに供給し堆積物を除去するといったことも行われていた(特許文献3)。 As an example of further promoting this advantage and actively collecting and cleaning by-products in specific places other than the plasma discharge space, a trap device is placed in the middle of the gas processing section and exhaust pipe for forming a thin film, and the reaction product. Is trapped as a deposit, and ClF 3 gas is separately supplied to the trap when the gas processing unit is not processed to remove the deposit (Patent Document 3).
別のトラップの例では、プラズマ放電空間内及び/又はプラズマ放電空間近傍にルーバー状部材を設け、場合によってはルーバー状部材を加熱することで、真空処理容器内においてポリシラン等のパウダーが飛散しないよう固定化させる手段が開示されている(特許文献4)。 In another example of the trap, a louver-like member is provided in the plasma discharge space and / or in the vicinity of the plasma discharge space, and in some cases, the louver-like member is heated so that powder such as polysilane does not scatter in the vacuum processing container. Means for fixing is disclosed (Patent Document 4).
しかしながら、クリーニングによって除去しようとするポリシラン等のシリコン含有副生成物は、薄膜形成工程時に放電空間から下流側に位置する容器内壁や排気バルブ内側、真空排気配管内壁、真空ポンプ内部等いたる箇所に付着すると同時に、比較的排気流速が他に比べて小さい箇所ではより一層選択的に多量に堆積する傾向がある。例えば排気配管が曲がった形状をしている場合にはその配管断面内周側の内壁、配管径が大きくなる箇所すなわちコンダクタンスが大きくなる方向に変化している箇所等では塊状になって内壁に密着し堆積している。一方では排気配管系統の途中において意図的に流速が小さくなるような箇所を設け流れがよどむような状態にする、すなわちトラップ箇所を設ける場合にもポリシランが多量に堆積し次第に塊状に成長していく。 However, silicon-containing by-products such as polysilane to be removed by cleaning adhere to locations such as the inner wall of the vessel, the inner side of the exhaust valve, the inner wall of the vacuum exhaust pipe, the inside of the vacuum pump, etc. located downstream from the discharge space during the thin film formation process At the same time, there is a tendency to deposit a larger amount more selectively at locations where the exhaust gas flow rate is relatively smaller than the others. For example, if the exhaust pipe has a bent shape, the inner wall on the inner circumference side of the pipe cross section, the part where the pipe diameter increases, that is, the part where the conductance increases, etc., becomes a lump and adheres to the inner wall It is piled up. On the other hand, a part where the flow velocity is intentionally reduced is provided in the middle of the exhaust piping system so that the flow is stagnant, that is, even when a trap part is provided, a large amount of polysilane accumulates and gradually grows in a lump. .
このような状況においてクリーニングを開始すると、比較的少量のポリシランが堆積している箇所はクリーニングは短時間で終了するが、多量に堆積した箇所では、まとまった量が塊状を呈しているが為、クリーニングガスとの反応はその塊の表面近傍でしか起こっておらず、ほとんどのクリーニングガスがポリシランと接触することなく未反応のまま排出されているような状況が発生していた。 When cleaning is started in such a situation, the cleaning is completed in a short time in a portion where a relatively small amount of polysilane is deposited, but in a portion where a large amount of polysilane is deposited, a collective amount presents a lump. The reaction with the cleaning gas occurred only in the vicinity of the surface of the lump, and there was a situation in which most of the cleaning gas was discharged unreacted without coming into contact with the polysilane.
この状況をもう少し詳しく説明すると、例えばガス流量が1000〜50000cm3/min程度、圧力が133Paより高圧側のいわゆる低真空プロセスでは、ガス流の性質としては粘性流領域であり、一般的に直管の中を流れているときのガス流速分布は管の断面中心部で最大であって周に向かうほど2次関数的に速度が減少し内壁付近ではほぼ0になってしまう特徴がある。これを換言すると、単位時間あたりに管断面を通過するガス分子数は、管断面中心部が最大であって管内壁に向かうほど大きく減少することを意味し、例えば内壁表面部分に付着したポリシランをガスを流しながら反応させようとしてもクリーニングガスの大部分は流速の大きな管中心部を通り抜けてしまっていてクリーニング反応にほとんど寄与することなく排出されていた。これは直管の場合の例であるが、一般的に真空排気配管は物理的な配置上必ずエルボ等の曲部を有する配管やレデューサ等の径違いを変換する為の配管等の部材の組み合わせで構成される場合が多い。例えば、エルボ等の配管部で流れの向きが変わる場合には、より複雑な流れになるもののおおよそ曲部外周側で流速が大きく曲部内周側で流速が小さくなるので、特にエルボ部出口の内周側にポリシランが多く堆積しやすいにもかかわらずクリーニングガスは供給されにくく外周側を通り抜けてしまう状況は直管の場合と同等であった。また、レデューサ等の配管では、特に径が小径から大径に変換させるような場合には、その変換箇所でガス流速は小さくなる方向へ変化するためそういった箇所の内壁部にはポリシランが堆積し易いが、クリーニングガスの流れは直管の場合と同じく管断面中心部を主に通過するためクリーニングの反応効率は良いとはいえなかった。 This situation will be described in more detail. For example, in a so-called low vacuum process in which the gas flow rate is about 1000 to 50000 cm 3 / min and the pressure is higher than 133 Pa, the gas flow property is a viscous flow region. The gas flow velocity distribution when flowing through the tube is maximum at the central portion of the cross section of the tube, and the velocity decreases in a quadratic function toward the periphery, and is almost zero near the inner wall. In other words, the number of gas molecules that pass through the pipe cross section per unit time means that the central part of the pipe cross section is the largest and decreases toward the inner wall of the pipe. For example, polysilane adhering to the inner wall surface portion is reduced. Even if the reaction was attempted while the gas was flowing, most of the cleaning gas passed through the central portion of the pipe where the flow velocity was large, and was discharged with little contribution to the cleaning reaction. This is an example of a straight pipe, but in general, the vacuum exhaust pipe is a combination of pipes having a curved part such as an elbow and pipes for converting the diameter difference of a reducer, etc. due to physical arrangement. It is often composed of. For example, when the flow direction changes in a piping part such as an elbow, the flow speed is larger on the outer periphery side of the curved part and the flow speed is smaller on the inner peripheral side of the curved part of the more complicated flow. The situation in which the cleaning gas is difficult to be supplied and passes through the outer peripheral side despite the fact that a large amount of polysilane is easily deposited on the peripheral side was the same as that of the straight pipe. Also, in piping such as reducers, especially when the diameter is converted from a small diameter to a large diameter, the gas flow velocity changes at the conversion location so that polysilane is likely to deposit on the inner wall of such location. However, since the flow of the cleaning gas mainly passes through the central portion of the pipe cross section as in the case of the straight pipe, it cannot be said that the cleaning reaction efficiency is good.
さらには、例えば薄膜形成容器内や真空排気配管内における排気経路の適当な箇所においてルーバー状部材を適宜設けガス流が直線的に流れないような構成にした場合、ガス流は折れ曲がりながら流れるようになる結果、ガス流が排気管内壁面と適宜衝突し得る箇所を設けることができるが、しかしながらこの構成は排気管にエルボ部が多数設けられた場合と近似的に同等な構成であり、ルーバー状部材の表裏においてガス流速の大小が発生することは自明であって上記の問題が根本的に取り除かれるわけではない。 Further, for example, when a louver-like member is appropriately provided at an appropriate position of the exhaust path in the thin film formation container or the vacuum exhaust pipe so that the gas flow does not flow linearly, the gas flow flows while being bent. As a result, it is possible to provide a portion where the gas flow can collide with the inner wall surface of the exhaust pipe as appropriate. However, this structure is approximately equivalent to the case where a large number of elbow parts are provided in the exhaust pipe, and a louver-like member. It is self-evident that the magnitude of the gas flow velocity occurs on the front and back of the above, and the above problem is not fundamentally eliminated.
これらの事象をまとめると、ポリシランが溜まり易い箇所はガス流速が小さい箇所であり、その一方でクリーニングガスの供給量が多い箇所はガス流速が大きな箇所であって、両者は相反する箇所になってしまう傾向が元来あって、特にプラズマレスでガスを流しながら行うClF3ガスを使ったクリーニングにおいては本質的には非効率的であるといった問題があった。さらにはClF3ガスは腐食性が高い性質を有する為、実際の運用では装置内部の金属系部材や樹脂系部材を保護する意味でも窒素ガス等の不活性ガスで1%〜50%程度に希釈して使用する場合が多く、当然希釈度が大きくなるほど分子の衝突確率は低下することになり、クリーニング効率をより一層低下させざるを得ない状況であった。 Summarizing these events, the part where polysilane is likely to accumulate is the part where the gas flow rate is small, while the part where the supply amount of the cleaning gas is large is the part where the gas flow rate is large, and the two are contradictory parts. In particular, cleaning using ClF 3 gas, which is performed while flowing gas without using plasma, has a problem that it is essentially inefficient. Furthermore, since ClF 3 gas is highly corrosive, it is diluted to about 1% to 50% with an inert gas such as nitrogen gas for the purpose of protecting metal and resin components inside the device in actual operation. As a matter of course, the higher the dilution, the lower the collision probability of molecules, and the cleaning efficiency has to be further reduced.
こうしたクリーングガス利用効率が低下した状態でクリーニング工程を行うことは、クリーニングガス自体を浪費していると同時にクリーニングが完了するまでの時間も長くなってしまい、装置ダウンタイムを短縮する意味で問題であった。したがってガス流速が小さな場所に堆積し易いポリシランをクリーニングガスに対して一層効率よく反応を起こさせ得る手段を見出し、クリーニング時間を短縮することが可能な手段の提供が望まれていた。 Performing the cleaning process in a state where the efficiency of using the clean gas is reduced is a problem in that the cleaning gas itself is wasted and at the same time the time until the cleaning is completed becomes long, and the apparatus downtime is shortened. there were. Therefore, it has been desired to find a means that can cause polysilane that is easily deposited in a place where the gas flow rate is small to react more efficiently with the cleaning gas, and to provide a means that can shorten the cleaning time.
一方、クリーニング工程の容器内圧力や配管内圧力は、ガス分子同士の衝突確率を増加させる目的で比較的高めの圧力、例えば13.3kPa以上の圧力で行われることが多く、流速が小さな箇所に堆積したポリシランとクリーニングガスとの衝突確率がより増加したことに対応して除去時間が短縮化される意味では一定の効果があった。しかしながら、圧力を高めに設定したとしてもいわゆる粘性流領域であることには変わりなくクリーニングガスの大部分が管断面中心部を通過しやすいという本質的な問題が解消されるわけではなかった為、これだけでは十分な手段とはいえなかった。 On the other hand, the pressure in the container and the pipe in the cleaning process are often performed at a relatively high pressure, for example, a pressure of 13.3 kPa or more, for the purpose of increasing the collision probability between gas molecules, and at a low flow rate. There was a certain effect in the sense that the removal time was shortened corresponding to the increased probability of collision between the deposited polysilane and the cleaning gas. However, even if the pressure is set high, it remains a so-called viscous flow region, and the essential problem that most of the cleaning gas easily passes through the center of the tube cross section has not been solved. This alone was not enough.
上記従来の問題点の解決する本発明の構成は以下のとおりである。
即ち、本発明のシリコン含有物の除去方法は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する方法であって、該シリコン含有物を移動させる工程を含むことを特徴とする。
また、前記シリコン含有物を移動させる工程は、該シリコン含有物の堆積箇所から、前記クリーニングガスの流速がより大きな場所へ向かって移動させる工程であることを特徴とする。
また、前記シリコン含有物を、ガスを吹き付けて移動させることを特徴とする。
そしてまた、前記シリコン含有物を、物理的手段により移動させることを特徴とする。
The configuration of the present invention that solves the above-mentioned conventional problems is as follows.
That is, the silicon-containing material removal method of the present invention is a method of removing at least the silicon-containing material deposited in the reaction chamber and / or the pipe by introducing a cleaning gas, and a step of moving the silicon-containing material. It is characterized by including.
Further, the step of moving the silicon-containing material is a step of moving the silicon-containing material from a deposition location of the silicon-containing material toward a location where the flow rate of the cleaning gas is larger.
Further, the silicon-containing material is moved by blowing a gas.
Further, the silicon-containing material is moved by physical means.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去方法は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する方法であって、該シリコン含有物を攪拌する工程を含むことを特徴とする。 Another method for removing silicon-containing materials of the present invention is a method of removing at least silicon-containing materials deposited in the reaction chamber and / or piping by introducing a cleaning gas, and stirring the silicon-containing materials. Including a process.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去方法は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する方法であって、該シリコン含有物を粉砕する工程を含むことを特徴とする。 Another method for removing a silicon-containing material of the present invention is a method of removing at least a silicon-containing material deposited in a reaction chamber and / or a pipe by introducing a cleaning gas, and pulverizing the silicon-containing material. Including a process.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去方法は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する方法であって、該シリコン含有物に振動を与える工程を含むことを特徴とする。 Another method for removing silicon-containing materials of the present invention is a method for removing at least silicon-containing materials deposited in a reaction chamber and / or piping by introducing a cleaning gas, wherein the silicon-containing materials are vibrated. Including a step of providing.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去方法は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する方法であって、該クリーニングガスを攪拌する工程を含むことを特徴とする。 Another method for removing a silicon-containing material of the present invention is a method of removing at least a silicon-containing material deposited in a reaction chamber and / or a pipe by introducing a cleaning gas, and stirring the cleaning gas It is characterized by including.
そしてまた、これら本発明のシリコン含有物の除去方法は、前記反応室及び/又は配管内の圧力を13.3kPa以上として行うことを特徴とする。 In addition, the silicon-containing material removal method of the present invention is characterized in that the pressure in the reaction chamber and / or the piping is set to 13.3 kPa or more.
本発明のシリコン含有物の除去装置は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する装置であって、該シリコン含有物を移動させる手段を有することを特徴とする。
また、前記シリコン含有物を移動させる手段は、ガスを吹き付けて移動させる手段であることを特徴とする。
また、前記シリコン含有物を移動させる手段は、物理的に移動させる手段であることを特徴とする。
The apparatus for removing silicon-containing material according to the present invention is an apparatus for introducing at least a silicon-containing material that has accumulated in the reaction chamber and / or the piping to remove the silicon-containing material, and has means for moving the silicon-containing material. It is characterized by.
Further, the means for moving the silicon-containing material is a means for moving the silicon-containing material by blowing a gas.
Further, the means for moving the silicon-containing material is a means for physically moving.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去装置は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する装置であって、該シリコン含有物を攪拌する手段を有することを特徴とする。 Another apparatus for removing a silicon-containing material of the present invention is an apparatus that introduces a cleaning gas to remove at least the silicon-containing material deposited in the reaction chamber and / or piping, and stirs the silicon-containing material. It has the means.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去装置は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する装置であって、該シリコン含有物を粉砕する手段を有することを特徴とする。 Further, another silicon-containing material removal apparatus of the present invention is an apparatus for introducing at least a silicon-containing material deposited in a reaction chamber and / or a pipe to remove the silicon-containing material, and pulverizes the silicon-containing material. It has the means.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去装置は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する装置であって、該シリコン含有物に振動を与える手段を有することを特徴とする。 Another apparatus for removing silicon-containing material according to the present invention is an apparatus for introducing at least a silicon-containing material deposited in a reaction chamber and / or piping by introducing a cleaning gas, which vibrates the silicon-containing material. It has the means to give.
また、本発明の他のシリコン含有物の除去装置は、少なくとも反応室及び/又は配管内に堆積したシリコン含有物をクリーニングガスを導入して除去する装置であって、該クリーニングガスを攪拌する手段を有することを特徴とする。 Another apparatus for removing a silicon-containing material of the present invention is an apparatus for introducing and removing at least a silicon-containing material deposited in a reaction chamber and / or a pipe, and a means for stirring the cleaning gas. It is characterized by having.
本発明の除去方法および除去装置を用いることで、プラズマレスで装置クリーニングを行う際、流速の小さな箇所に溜まった塊状に堆積したシリコン含有物があったとしても、効率よく除去反応を促進させることが可能となり、クリーニング時間の大幅な短縮化が実現し、クリーニングガスの有効利用、装置部材損傷の低減が達成され運用コスト面、装置ダウンタイム削減等の効果がある。 By using the removal method and the removal apparatus of the present invention, when performing apparatus cleaning without plasma, even if there is a silicon-containing material accumulated in a lump collected at a small flow velocity, the removal reaction can be efficiently promoted. As a result, the cleaning time can be greatly shortened, the cleaning gas can be effectively used, and the damage to the apparatus members can be reduced, resulting in operational costs and apparatus downtime.
図1に本発明の一例を示す。真空に保持可能な薄膜形成容器101には供給ガス配管103が供給バルブ102を介して接続され容器内にガスを導入することが可能であり、排気バルブ107を開け真空排気配管108を経由させ真空ポンプ109によって排気管110へ排出される。この場合、例えば排気バルブ107として開度調整可能なバルブを使ったり、真空ポンプ109としてモーター回転数調整可能な機能を有する真空ポンプを用いたりすれば、容器内や排気配管内を所望の圧力に調整維持可能である。
FIG. 1 shows an example of the present invention. A
薄膜形成容器101内には不図示の高周波電源が接続された高周波印加電極106が設置され、基板105を保持可能な基板ホルダー兼対向電極104との間の空間にてプラズマ放電可能な構造となっている。例えば、不図示のマスフローコントローラー等で構成されたミキシング装置等を使ってガス流量を調整し、シランガスと水素ガスをそれぞれ500cm3/min、2,000cm3/min流しながら混合し供給ガス配管103を通して容器内へ流し、排気バルブ107を使って容器内圧力を133Paに調整し、高周波印加電極106にRF(13.56MHz)電力を800W印加してプラズマを生起させ、基板105としてガラス板を使いその表面にアモルファスシリコン薄膜を形成した。このような薄膜形成工程を50時間続けた後には、容器101の内壁、排気バルブ107や真空排気配管108の内壁やトラップ111にはポリシランが付着堆積し、特に堆積箇所112、113には多量のポリシランが塊状に堆積した。
A high-
この状態でクリーニング工程を行った。例えば、不図示のマスフローコントローラー等で構成されたミキシング装置等を使ってガス流量を調整し、ClF3ガスと窒素ガスをそれぞれ2,000cm3/min、20,000cm3/min流しながら混合し供給ガス配管103を通して容器内へ流し、排気バルブ107は全開にして、不図示のインバーターを使って真空ポンプの回転数を調整することで容器内圧力、真空排気配管内圧力を13.3kPa以上に調整し混合ガスを流しながら放置しクリーニングを行った。
A cleaning process was performed in this state. For example, by using a mixing device or the like which is constituted by a mass flow controller or the like (not shown) to adjust the gas flow rate, ClF 3 gas and nitrogen gas each 2,000 cm 3 / min, and mixed while passing 20,000 cm 3 / min feed Flow into the container through the
クリーニングの進行度合いあるいは終了の判定方法は、ClF3ガスとポリシランとの反応がかなりの発熱を伴う為配管等の部材の外壁の温度を監視することで判断可能である。すなわち外壁温度はクリーニングが始まると室温付近から40℃以上に上昇しクリーニング反応が起こっている最中は温度が上がった状態を続け、その後ポリシランが除去されてくると外壁温度は下降しはじめ最終的には室温に戻るといった経過を示す。このようにあるひとつの部位における経過が排気管経路の各部位において観測され、クリーニングガス流の上流側の外壁温度が先に上昇しはじめ、下流側に向かって温度上昇箇所が次第に移動していくような状況になる。最終的には最後まで温度上昇がおこっている箇所の温度が室温に戻った時点で系全体のクリーニングが終了したと判定した。 The method for determining the progress or completion of the cleaning can be determined by monitoring the temperature of the outer wall of a member such as a pipe because the reaction between the ClF 3 gas and polysilane is accompanied by considerable heat generation. That is, when the cleaning starts, the outer wall temperature rises from around room temperature to 40 ° C. or higher and continues to rise while the cleaning reaction is taking place. After the polysilane is removed, the outer wall temperature begins to drop and finally reaches the final temperature. Shows the process of returning to room temperature. In this way, the progress in one part is observed in each part of the exhaust pipe path, the temperature of the outer wall on the upstream side of the cleaning gas flow starts to rise first, and the temperature rise part gradually moves toward the downstream side. It becomes the situation like this. Ultimately, it was determined that the cleaning of the entire system was completed when the temperature of the portion where the temperature rose until the end returned to room temperature.
薄膜形成時のガス流速が大きい箇所ではポリシラン堆積量が少ないことから温度が上昇している時間が80分程度の時間経過後室温に戻りクリーニングが終了した。一方、まとまった量のポリシランが存在する堆積箇所112、113のような箇所では反応の進行が遅いため、ポリシランを移動、攪拌、粉砕するような手段を講じると反応が促進され効果的である。例えば、トラップに回転式羽根を使った攪拌器114を設置し、クリーニングガスを流しながら定期的にハンドルを回転させ、堆積箇所113すなわちトラップ内部に堆積しているポリシランを攪拌すると、クリーニングガスと接触するポリシラン量を増加させることができ反応が促進される。この場合回転羽根を使ったが、溜まっているポリシランを物理的に攪拌することができる手段であれば良く、特にこれに限定されない。別の手段としては、例えば超音波発信子を使った振動手段、振動子、振動板等の振動器を攪拌したい箇所に取付け又は接触させて振動エネルギーを与えることによって攪拌することも可能である。またクリーニングガス流路中でポリシランの堆積量の比較的少ない所定の位置に、固定式の突起物117や又は薄膜形成時にはガス流を妨げないように格納され、クリーニング時にはガス流路に適度に飛び出すような移動式突起物118等の障害物を設けておくことによってクリーニングガスを攪拌することも可能である。さらに移動式突起物118のような往復運動可能な機能を有する部材を排気配管内の流速が小さな個所、すなわちポリシラン堆積個所の近傍に設け、エッチング中において適宜これを動作されることによってポリシランを移動させることも可能である。このとき突起物の形状は、丸棒状、角柱状、長板形状等が考えられるが、ガス流を著しく妨げない形状、構造であれば良く特にこれらに限定されない。
Since the amount of polysilane deposited was small at the portion where the gas flow rate during the thin film formation was large, the temperature rising time was returned to room temperature after the lapse of about 80 minutes and cleaning was completed. On the other hand, since the progress of the reaction is slow at places such as the depositing places 112 and 113 where a large amount of polysilane is present, it is effective to promote the reaction by taking measures such as moving, stirring and crushing the polysilane. For example, when a
また、別の例として、真空排気配管108の堆積箇所112の近傍にガス配管115を設け、バルブ116を介して上流に例えば圧力が0.1MPaに調整された窒素ガスを接続しておき、クリーニング中にバルブ116を適宜開閉することで窒素ガスを瞬間的に噴出し堆積箇所112近傍の圧力を急変させても良い。窒素ガスの噴射によって堆積しているポリシランを粉砕し、吹飛ばしながらガス流速の大きな箇所へ移動させることが可能となり、よりクリーニング反応が促進される。またこの窒素ガスの噴射によってクリーニングガス自体が攪拌されることにより未反応のクリーニングガスがポリシランと効率良く接触しクリーニング反応が一層促進される。この場合窒素ガスを使ったが、他にはアルゴンガス、ヘリウムガス等のようにこの系において不活性なガスであれば良く特にこれに限定されない。供給させるガス圧力は、この場合0.1MPaとしたが、個々の装置形態に則して設定されれば良く特にこれに限定されない。
As another example, a
また、ポリシランを移動、拡散、粉砕させるような手段を講じるタイミングとしては、上述に加え、クリーニング開始前、クリーニングを一時停止させた時に行うことも効果がある。すなわちガス流速が大きな箇所というのは、ある特定の装置については予め判明している場合が多く、予測することも難しいことではない為、薄膜形成工程の後に、そういった箇所に予めポリシランを移動させておきクリーニングを開始するといったことを行っても良い。さらに、前述したようにクリーニングする所定の箇所や部位に温度検出手段を設け各部位の温度を検出する。そして検出した温度に基づいて前記ポリシランの移動、攪拌、粉砕を行うことも一層効果がある。 In addition to the above, the timing at which the polysilane is moved, diffused, and pulverized is also effective when the cleaning is temporarily stopped before the cleaning is started. In other words, the location where the gas flow rate is large is often known in advance for a specific device, and it is not difficult to predict. Therefore, after the thin film formation process, the polysilane is moved to such a location in advance. Alternatively, cleaning may be started. Further, as described above, a temperature detecting means is provided at a predetermined place or part to be cleaned to detect the temperature of each part. Further, it is more effective to move, stir and grind the polysilane based on the detected temperature.
上記の通り薄膜形成工程をそれぞれ50時間行った後、クリーニングガスを上記の通り同条件にして流しながら、以下の条件だけを変えて本発明の効果を確認するための実験を行った。 After performing the thin film forming process for 50 hours as described above, an experiment for confirming the effect of the present invention was performed by changing the following conditions while flowing the cleaning gas under the same conditions as described above.
(実験1)堆積箇所112において、上記に示した手法でガス配管115から窒素ガスを噴射させながらクリーニングを行った。窒素ガスの噴射は連続5秒間行い、これを10分おきに繰り返した。
(Experiment 1) Cleaning was performed at the
(実験2)堆積箇所113において、上記に示した手法で攪拌機(回転羽根)114を回転させながらクリーニングを行った。回転羽根の回転は、連続5回転行い、これを10分おきに繰り返した。
(Experiment 2) In the
(実験3)上記実験1および2で行った窒素ガス噴射や回転羽根の回転を一切行うことなくクリーニングを行った。 (Experiment 3) Cleaning was performed without performing any nitrogen gas injection or rotating blade rotation performed in Experiments 1 and 2 above.
これらの条件で行ったときのクリーニング開始から終了までの時間をそれぞれ計測し比較した。それぞれのクリーニング時間は、実験1では230分、実験2では210分、実験3では370分であった。 The time from the start to the end of cleaning under these conditions was measured and compared. Each cleaning time was 230 minutes in Experiment 1, 210 minutes in Experiment 2, and 370 minutes in Experiment 3.
この結果から、実験1および実験2で行った本発明の手法は、実験3で行った従来の手法に比べ時間が短縮されており、本発明の効果が実証された。 From this result, the method of the present invention performed in Experiment 1 and Experiment 2 was shortened in time compared with the conventional method performed in Experiment 3, and the effect of the present invention was proved.
101 薄膜形成容器
102 供給バルブ
103 供給ガス配管
104 基板ホルダー兼対向電極
105 基板
106 高周波印加電極
107 排気バルブ
108 真空排気配管
109 真空ポンプ
110 排気管
111 トラップ
112 堆積箇所
113 堆積箇所
114 攪拌器
115 ガス配管
116 バルブ
117 固定式突起物
118 移動式突起物
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