JP2807674B2 - 処理装置および処理装置のクリーニング方法 - Google Patents
処理装置および処理装置のクリーニング方法Info
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- JP2807674B2 JP2807674B2 JP1106567A JP10656789A JP2807674B2 JP 2807674 B2 JP2807674 B2 JP 2807674B2 JP 1106567 A JP1106567 A JP 1106567A JP 10656789 A JP10656789 A JP 10656789A JP 2807674 B2 JP2807674 B2 JP 2807674B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、処理装置および処理装置のクリーニング方
法に関する。
法に関する。
（従来の技術） 半導体ウェハ等の基板に薄膜を形成する方法として
は、従来、CVD（chemical vapor deposition）が多く用
いられている。このCVDは、例えば、コールドウォール
型CVD装置を用いて行なわれる。コールドウォール型CVD
装置は、気相中における反応を抑えるために、サセプタ
を介して基板を加熱するものである。第４図にコールド
ウォール型CVD装置の一例を示す。この装置は、段付き
円筒状の処理容器１およびこの処理容器１の底面に設け
られた開口部から処理容器１の内部に挿入され、高周波
電源６に接続されている円筒状の高周波電極５を具備し
ている。円筒状の高周波電極５の下部円周にはフランジ
が設けられており、このフランジがリング状の絶縁部材
８を介して処理容器１の底面に固着されている。段付き
円筒状処理容器１の上部小円筒部はガス導入室1aであ
り、下部大円筒部は処理室1bである。ガス導入室1aの上
面には、原料ガスを導入するためのガス導入管４が設け
られている。また、処理室1bの側面には、原料ガスを排
出するためのガス排出管９が設けられている。さらに、
処理室1bの内部には、被処理体である基板２を載置して
加熱するためのサセプタ３が配設されている。
は、従来、CVD（chemical vapor deposition）が多く用
いられている。このCVDは、例えば、コールドウォール
型CVD装置を用いて行なわれる。コールドウォール型CVD
装置は、気相中における反応を抑えるために、サセプタ
を介して基板を加熱するものである。第４図にコールド
ウォール型CVD装置の一例を示す。この装置は、段付き
円筒状の処理容器１およびこの処理容器１の底面に設け
られた開口部から処理容器１の内部に挿入され、高周波
電源６に接続されている円筒状の高周波電極５を具備し
ている。円筒状の高周波電極５の下部円周にはフランジ
が設けられており、このフランジがリング状の絶縁部材
８を介して処理容器１の底面に固着されている。段付き
円筒状処理容器１の上部小円筒部はガス導入室1aであ
り、下部大円筒部は処理室1bである。ガス導入室1aの上
面には、原料ガスを導入するためのガス導入管４が設け
られている。また、処理室1bの側面には、原料ガスを排
出するためのガス排出管９が設けられている。さらに、
処理室1bの内部には、被処理体である基板２を載置して
加熱するためのサセプタ３が配設されている。
この第４図に示すコールドウォール型CVD装置を用い
た薄膜の形成は、次のようにして行なわれる。まず、処
理容器１内を予め所定の圧力まで減圧する。次に、薄膜
形成用の原料ガスをガス導入管４からガス導入室1aを通
して処理室1b内に導入する。処理室1b内に原料ガスを導
入した後、通常の熱CVDにより薄膜を形成する。薄膜を
形成した後、ガスをガス排出管９から排出する。
た薄膜の形成は、次のようにして行なわれる。まず、処
理容器１内を予め所定の圧力まで減圧する。次に、薄膜
形成用の原料ガスをガス導入管４からガス導入室1aを通
して処理室1b内に導入する。処理室1b内に原料ガスを導
入した後、通常の熱CVDにより薄膜を形成する。薄膜を
形成した後、ガスをガス排出管９から排出する。
上記コールドウォール型CVD装置においては、前処理
として被処理体例えば半導体ウェハの表面についてプラ
ズマを用いたクリーニング処理が通常行なわれている。
これは、基板の表面に形成された自然酸化膜等を除去す
るためである。ウェハの表面に形成された自然酸化膜
は、電気的に絶縁膜として作用するため、4M、16Mと高
集積化されるに従って除去することが望ましい。同様
に、反応容器内壁やサセプタ表面に堆積した不所望な不
純物も除去することが望ましい。これは、ウェハ表面へ
の薄膜形成の際に、これらの不純物が剥離してウェハ上
に付着する恐れがあるためである。上記クリーニング処
理は、ウェハ表面だけではなく、これらのウェハ以外の
部位に堆積した不純物を除去するために用いることもで
きる。このクリーニング処理は、一般に、以下のように
して行なう。まず、処理容器１内に、原料ガスの代わり
に化学的に安定なクリーニング用ガスを導入する。その
後、高周波電流を高周波電極５に供給して、処理容器１
内に導入したガスをプラズマ状態にする。次いで、クリ
ーニングをしようとする対象をこのプラズマでエッチン
グすることによりクリーニングする。このようなクリー
ニング技術は、例えば特開昭59−142839号公報等に開示
されている。
として被処理体例えば半導体ウェハの表面についてプラ
ズマを用いたクリーニング処理が通常行なわれている。
これは、基板の表面に形成された自然酸化膜等を除去す
るためである。ウェハの表面に形成された自然酸化膜
は、電気的に絶縁膜として作用するため、4M、16Mと高
集積化されるに従って除去することが望ましい。同様
に、反応容器内壁やサセプタ表面に堆積した不所望な不
純物も除去することが望ましい。これは、ウェハ表面へ
の薄膜形成の際に、これらの不純物が剥離してウェハ上
に付着する恐れがあるためである。上記クリーニング処
理は、ウェハ表面だけではなく、これらのウェハ以外の
部位に堆積した不純物を除去するために用いることもで
きる。このクリーニング処理は、一般に、以下のように
して行なう。まず、処理容器１内に、原料ガスの代わり
に化学的に安定なクリーニング用ガスを導入する。その
後、高周波電流を高周波電極５に供給して、処理容器１
内に導入したガスをプラズマ状態にする。次いで、クリ
ーニングをしようとする対象をこのプラズマでエッチン
グすることによりクリーニングする。このようなクリー
ニング技術は、例えば特開昭59−142839号公報等に開示
されている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したようなCVD装置は、一般に、ウェ
ハ上の空間を大きくとっている。これは、ウェハ上の空
間を大きく取ることにより、原料ガスの流れを良くし、
かつ処理容器内に供給される原料ガスの量と処理容器内
において消費される原料ガスの量との比を大きくするた
めである。これにより、均一な膜厚および膜質を確保す
ることができる。したがって、CVD装置は、通常、高周
波電極とグランド電極に相当する処理容器の内壁との間
に高周波電界を印加することにより行なわれる。このた
め、電極間距離が長くなり高周波電極と処理容器との間
に発生する電界の強さが弱くなり、エッチングを行なう
ために、必要な高エネルギーのプラズマを得ることが困
難になる。その結果、ウェハ表面、サセプタ表面等のク
リーニングを完全に行なうことができない。また、発生
したプラズマのエネルギーが低いために、クリーニング
に要する時間が長くなり、作業全体に要する時間が長く
なるという問題があった。
ハ上の空間を大きくとっている。これは、ウェハ上の空
間を大きく取ることにより、原料ガスの流れを良くし、
かつ処理容器内に供給される原料ガスの量と処理容器内
において消費される原料ガスの量との比を大きくするた
めである。これにより、均一な膜厚および膜質を確保す
ることができる。したがって、CVD装置は、通常、高周
波電極とグランド電極に相当する処理容器の内壁との間
に高周波電界を印加することにより行なわれる。このた
め、電極間距離が長くなり高周波電極と処理容器との間
に発生する電界の強さが弱くなり、エッチングを行なう
ために、必要な高エネルギーのプラズマを得ることが困
難になる。その結果、ウェハ表面、サセプタ表面等のク
リーニングを完全に行なうことができない。また、発生
したプラズマのエネルギーが低いために、クリーニング
に要する時間が長くなり、作業全体に要する時間が長く
なるという問題があった。
本発明は上記点に対処してなされたもので、処理を行
なう前に、処理容器内部や被処理体の完全なクリーニン
グを行ない、それにより良好な処理を行なうことができ
る処理および処理装置のクリーニング方法を得るもので
ある。
なう前に、処理容器内部や被処理体の完全なクリーニン
グを行ない、それにより良好な処理を行なうことができ
る処理および処理装置のクリーニング方法を得るもので
ある。
（課題を解決するための手段） 本発明は、処理容器内にSF6,NF3,CF4の内いずれかの
クリーニング用ガスを導入する工程と、 上記処理容器内の電界および磁界雰囲気中で上記クリ
ーニングガスをプラズマ化して処理容器内のクリーニン
グを行なう工程とを具備したことを特徴とする。
クリーニング用ガスを導入する工程と、 上記処理容器内の電界および磁界雰囲気中で上記クリ
ーニングガスをプラズマ化して処理容器内のクリーニン
グを行なう工程とを具備したことを特徴とする。
請求項２の発明は、処理容器内を所定の圧力に減圧す
る工程と、 前記処理容器内にクリーニング用ガスを導入する工程
と、 前記処理容器内に磁界を形成する工程と、 被処理物が載置される電極と、この電極と対向する如
く配置された電極または処理容器との間に高周波電圧を
印加して前記処理容器内に電界を形成しプラズマを発生
させる工程と を具備したことを特徴とする。
る工程と、 前記処理容器内にクリーニング用ガスを導入する工程
と、 前記処理容器内に磁界を形成する工程と、 被処理物が載置される電極と、この電極と対向する如
く配置された電極または処理容器との間に高周波電圧を
印加して前記処理容器内に電界を形成しプラズマを発生
させる工程と を具備したことを特徴とする。
請求項３の発明は、処理容器内に被処理体を搬入する
毎、事前に処理用器内のクリーニングを行なうことを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の処理装置のクリー
ニング方法。
毎、事前に処理用器内のクリーニングを行なうことを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の処理装置のクリー
ニング方法。
請求項４の発明は、被処理体を収容して処理する処理
用器と、 前記処理用器外部に設けられるとともに前記処理用器
内部に磁界を形成する磁界形成手段と、 前記処理用器の外部から前記処理用器内部にマイクロ
波を導入するマイクロ波導入手段と、 前記処理用器のマイクロ波導入部近傍に接続され前記
処理用器内部に処理ガス又はSF6,NF3,CF4の内いずれか
のクリーニングガスを導入するガス導入管と、 前記処理用器内部のガスを排出する排出管とを具備
し、 前記ガス導入管より前記クリーニングガスを導入し、
前記マイクロ波導入手段と前記磁界形成手段とによって
前記処理用器内部にプラズマを発生させ、当該処理用器
内部をクリーニングするよう構成されたことを特徴とす
る。
用器と、 前記処理用器外部に設けられるとともに前記処理用器
内部に磁界を形成する磁界形成手段と、 前記処理用器の外部から前記処理用器内部にマイクロ
波を導入するマイクロ波導入手段と、 前記処理用器のマイクロ波導入部近傍に接続され前記
処理用器内部に処理ガス又はSF6,NF3,CF4の内いずれか
のクリーニングガスを導入するガス導入管と、 前記処理用器内部のガスを排出する排出管とを具備
し、 前記ガス導入管より前記クリーニングガスを導入し、
前記マイクロ波導入手段と前記磁界形成手段とによって
前記処理用器内部にプラズマを発生させ、当該処理用器
内部をクリーニングするよう構成されたことを特徴とす
る。
（作用効果） 即ち、本発明は、処理容器内にクリーニング用ガスを
導入する工程と、上記処理容器内の電界および磁界雰囲
気中で上記クリーニング用ガスをプラズマ化して処理容
器内のクリーニングを行なう工程とを具備したことによ
り、高エネルギーのプラズマが生成され、処理容器内部
等を完全に且つ短時間でクリーニング処理することが可
能となる。
導入する工程と、上記処理容器内の電界および磁界雰囲
気中で上記クリーニング用ガスをプラズマ化して処理容
器内のクリーニングを行なう工程とを具備したことによ
り、高エネルギーのプラズマが生成され、処理容器内部
等を完全に且つ短時間でクリーニング処理することが可
能となる。
更に、処理容器内に被処理体を搬入する毎、事前に処
理容器内のクリーニングを行なうことにより、処理の妨
げとなる不純物を処理容器内から完全に除去した後に、
被処理体の処理を行なうことができる。
理容器内のクリーニングを行なうことにより、処理の妨
げとなる不純物を処理容器内から完全に除去した後に、
被処理体の処理を行なうことができる。
（実施例） 次に、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、この発明の方法に使用することができる装
置の断面を模式的に示した図である。第１図に示すよう
に、段付き円筒状の処理容器である真空容器11は、上部
の小円筒部と下部の大円筒部とを有している。この上部
小円筒部はガス導入室11aであり、下部大円筒部は処理
室11bである。ガス導入室11aの上面には、ガスを導入す
るためのガス導入管14が設けられている。このガス導入
管14から、クリーニング処理を行なう場合にはクリーニ
ング用ガスを導入し、薄膜の形成を行なうのであれば原
料ガスを導入する。また、下部大円筒部11bの側面に
は、ガスを排出するためのガス排出管20が、同一円周上
に複数設けられている。各処理を終えた後のガスは、こ
のガス排出管20を通して排出される。さらに、処理室11
bの内部には、被処理体例えば半導体ウェハ12を載置し
て加熱するためのサセプタ13が配設されている。
置の断面を模式的に示した図である。第１図に示すよう
に、段付き円筒状の処理容器である真空容器11は、上部
の小円筒部と下部の大円筒部とを有している。この上部
小円筒部はガス導入室11aであり、下部大円筒部は処理
室11bである。ガス導入室11aの上面には、ガスを導入す
るためのガス導入管14が設けられている。このガス導入
管14から、クリーニング処理を行なう場合にはクリーニ
ング用ガスを導入し、薄膜の形成を行なうのであれば原
料ガスを導入する。また、下部大円筒部11bの側面に
は、ガスを排出するためのガス排出管20が、同一円周上
に複数設けられている。各処理を終えた後のガスは、こ
のガス排出管20を通して排出される。さらに、処理室11
bの内部には、被処理体例えば半導体ウェハ12を載置し
て加熱するためのサセプタ13が配設されている。
前記ガス導入室11aの外側面には、真空容器11の内部
に配設されているサセプタ13に対してほぼ平行に、環状
磁気コイル15が設けられている。この環状磁気コイル15
は、上記真空容器11内に磁界を形成する。
に配設されているサセプタ13に対してほぼ平行に、環状
磁気コイル15が設けられている。この環状磁気コイル15
は、上記真空容器11内に磁界を形成する。
真空容器11の下面には、開口部11cが形成されてい
る。この開口部11cには、円筒状の高周波電極17が真空
容器11の内部に挿入されている。円筒状の高周波電極17
の下部円周にはフランジが設けられており、このフラン
ジがリング状の絶縁部材18を介して真空容器11の底面に
固着されている。この高周波電極17には、高周波電源16
が接続されている。高周波電極17の上面にはサセプタ13
が載置されている。また、高周波電極17の内部には、サ
セプタ13を加熱するための加熱機構、例えば加熱ヒータ
ー19が収納されている。
る。この開口部11cには、円筒状の高周波電極17が真空
容器11の内部に挿入されている。円筒状の高周波電極17
の下部円周にはフランジが設けられており、このフラン
ジがリング状の絶縁部材18を介して真空容器11の底面に
固着されている。この高周波電極17には、高周波電源16
が接続されている。高周波電極17の上面にはサセプタ13
が載置されている。また、高周波電極17の内部には、サ
セプタ13を加熱するための加熱機構、例えば加熱ヒータ
ー19が収納されている。
このような装置を用いたことの発明の薄膜形成方法に
ついて、以下に説明する。
ついて、以下に説明する。
まず、図示を省略した排気装置により、真空容器11の
内部を所定の圧力、例えば10-6Torrに減圧する。その
後、クリーニング用ガス、例えばNF3を、ガス導入管14
からガス導入室11aに導入する。
内部を所定の圧力、例えば10-6Torrに減圧する。その
後、クリーニング用ガス、例えばNF3を、ガス導入管14
からガス導入室11aに導入する。
次に、環状磁気コイル15に電流を流して真空容器11内
に磁界Ａを形成する。さらに、高周波電極17に高周波電
力を供給して、真空容器11内に電界Ｂを形成する。高周
波電極17に供給する高周波電力の周波数は、例えば13.5
6MHzである。上記磁界Ａの磁力線および電界Ｂの電気力
線は、ある領域において直交する。磁界Ａの磁力線と電
界Ｂの電気力線とが直交する領域では、その相互作用に
より、その領域に存在するガスの電子がサイクロイド運
動を起こす。このサイクロイド運動によって生じた電子
の運動エネルギーは、クリーニング用ガス（NF3）をプ
ラズマに変換するためのエネルギーとなる。このように
して、高エネルギーのプラズマ領域が形成される。生成
した高エネルギーのプラズマは、磁界Ａの磁力線に沿っ
て加速し、真空容器11内壁、サセプタ13等に衝突する。
このプラズマの衝突と化学反応によって、真空容器11内
部のクリーニングが行なわれる。
に磁界Ａを形成する。さらに、高周波電極17に高周波電
力を供給して、真空容器11内に電界Ｂを形成する。高周
波電極17に供給する高周波電力の周波数は、例えば13.5
6MHzである。上記磁界Ａの磁力線および電界Ｂの電気力
線は、ある領域において直交する。磁界Ａの磁力線と電
界Ｂの電気力線とが直交する領域では、その相互作用に
より、その領域に存在するガスの電子がサイクロイド運
動を起こす。このサイクロイド運動によって生じた電子
の運動エネルギーは、クリーニング用ガス（NF3）をプ
ラズマに変換するためのエネルギーとなる。このように
して、高エネルギーのプラズマ領域が形成される。生成
した高エネルギーのプラズマは、磁界Ａの磁力線に沿っ
て加速し、真空容器11内壁、サセプタ13等に衝突する。
このプラズマの衝突と化学反応によって、真空容器11内
部のクリーニングが行なわれる。
ウェハの表面をクリーニングする場合には、上記手順
により真空容器11の内部のクリーニングを終えた後に、
まず、クリーニングに使用したガスをガス排出管20を通
して排出する。次いで、真空容器11内のサセプタ13上に
基板12を載置する。その後、再び、クリーニング用ガス
をガス導入管14から真空容器11に導入する。ガスを導入
した後、上記と同様の手順でクリーニングを行なう。
により真空容器11の内部のクリーニングを終えた後に、
まず、クリーニングに使用したガスをガス排出管20を通
して排出する。次いで、真空容器11内のサセプタ13上に
基板12を載置する。その後、再び、クリーニング用ガス
をガス導入管14から真空容器11に導入する。ガスを導入
した後、上記と同様の手順でクリーニングを行なう。
クリーニングを終えた後、クリーニングに使用したガ
スをガス排出管20から排出する。
スをガス排出管20から排出する。
次に、形成しようとする薄膜に応じた原料ガスを、ガ
ス導入管14から真空容器11内に導入する。その後、通常
行なわれる成膜処理を行なう。例えば、高周波電極17の
内部に収納された加熱ヒーター19を用いて、サセプタ13
上に載置された基板12を加熱して熱CVDを行なう。ま
た、プラズマCVDによって成膜することもできる。
ス導入管14から真空容器11内に導入する。その後、通常
行なわれる成膜処理を行なう。例えば、高周波電極17の
内部に収納された加熱ヒーター19を用いて、サセプタ13
上に載置された基板12を加熱して熱CVDを行なう。ま
た、プラズマCVDによって成膜することもできる。
このような方法によると、真空容器11の内部のクリー
ニングが短時間で、かつ完全に行なわれるため、基板表
面に良好な薄膜を効率良く形成することができる。真空
容器11の内部のクリーニングが短時間で完全に行なわれ
るのは、上記方法において形成されるプラズマのエネル
ギーが高いためである。この高エネルギーのプラズマ
は、真空容器11内に形成された磁界Ａと電界Ｂとの相互
作用によって形成される。このため、従来のプラズマを
使用したクリーニングでは重要な要素であった高周波電
極17とグランド電極である真空容器11との距離は、この
発明の方法においてはそれほど大きな問題とはならな
い。
ニングが短時間で、かつ完全に行なわれるため、基板表
面に良好な薄膜を効率良く形成することができる。真空
容器11の内部のクリーニングが短時間で完全に行なわれ
るのは、上記方法において形成されるプラズマのエネル
ギーが高いためである。この高エネルギーのプラズマ
は、真空容器11内に形成された磁界Ａと電界Ｂとの相互
作用によって形成される。このため、従来のプラズマを
使用したクリーニングでは重要な要素であった高周波電
極17とグランド電極である真空容器11との距離は、この
発明の方法においてはそれほど大きな問題とはならな
い。
この発明の薄膜形成方法においては、他の装置もまた
使用することができる。第２図にそのような装置の一つ
の断面図を示す。第１図に示す装置が真空容器11の底部
に円筒状の高周波電極17を具備しているのに対して、第
２図に示す装置には環状磁気コイル15の中央部に平板状
の高周波電極21が設けられている。この高周波電極21に
は高周波電源16が接続されている。平板状の電極をこの
ように配置することにより、より強い電界を形成するこ
とが可能である。したがって、第２図に示す装置は、よ
り高エネルギーのプラズマを生成することができる。ま
た、第２図に示すようにサセプタ13の上方に可動グラン
ド電極41を配置することにより、高周波電極21が形成す
る電界をさらに強めることができる。この可動グランド
電極41は、CVD等により成膜する際には不要となる。し
たがって、成膜の際には、サセプタ13の上方から除かれ
るようにする必要がある。
使用することができる。第２図にそのような装置の一つ
の断面図を示す。第１図に示す装置が真空容器11の底部
に円筒状の高周波電極17を具備しているのに対して、第
２図に示す装置には環状磁気コイル15の中央部に平板状
の高周波電極21が設けられている。この高周波電極21に
は高周波電源16が接続されている。平板状の電極をこの
ように配置することにより、より強い電界を形成するこ
とが可能である。したがって、第２図に示す装置は、よ
り高エネルギーのプラズマを生成することができる。ま
た、第２図に示すようにサセプタ13の上方に可動グラン
ド電極41を配置することにより、高周波電極21が形成す
る電界をさらに強めることができる。この可動グランド
電極41は、CVD等により成膜する際には不要となる。し
たがって、成膜の際には、サセプタ13の上方から除かれ
るようにする必要がある。
第３図は、この発明の薄膜形成方法に使用することが
できるさらに別の装置の断面を示す図である。第１図に
示す装置が電界を形成するための高周波電極17と磁界を
形成するための環状磁気コイル15とを具備しているのに
対して、この装置には、電子サイクロトロン共鳴（EC
R）プラズマ発生機構が設けられている。具体的に説明
すると以下の通りである。第３図において、ガス導入室
11aの上面にはマイクロ波導波管31の一端が接続されて
いる。このマイクロ波導波管31の他の一端はマイクロ波
発生機構32に接続されている。マイクロ波発生機構32で
出力されたマイクロ波は、マイクロ波導波管31を伝わ
り、真空容器11の内部に導かれる。
できるさらに別の装置の断面を示す図である。第１図に
示す装置が電界を形成するための高周波電極17と磁界を
形成するための環状磁気コイル15とを具備しているのに
対して、この装置には、電子サイクロトロン共鳴（EC
R）プラズマ発生機構が設けられている。具体的に説明
すると以下の通りである。第３図において、ガス導入室
11aの上面にはマイクロ波導波管31の一端が接続されて
いる。このマイクロ波導波管31の他の一端はマイクロ波
発生機構32に接続されている。マイクロ波発生機構32で
出力されたマイクロ波は、マイクロ波導波管31を伝わ
り、真空容器11の内部に導かれる。
次に、この第３図に示す装置を用いたこの発明の方法
の実施例を説明する。
の実施例を説明する。
まず、図示を省略した排気装置により、真空容器11の
内部を所定の圧力、例えば10-6Torrに減圧する。その
後、クリーニング用瓦斯、例えばNF3を、ガス導入管14
からガス導入室11aに導入する。
内部を所定の圧力、例えば10-6Torrに減圧する。その
後、クリーニング用瓦斯、例えばNF3を、ガス導入管14
からガス導入室11aに導入する。
次に、マイクロ波発生機構32から、例えば2.45GHzの
マイクロ波を出力する。出力されたマイクロ波は導波管
31を通して真空容器11に導入する。
マイクロ波を出力する。出力されたマイクロ波は導波管
31を通して真空容器11に導入する。
次に、マイクロ波を真空容器11の内部に導入しなが
ら、環状磁気コイル15に電流を流して真空容器11内に磁
界を形成する。このとき、マイクロ波の周波数と磁場の
強さがある一定の条件を満たすと、真空容器11内に存在
するガスの電子がサイクロトロン共鳴を起こす。例え
ば、マイクロ波の周波数が2.45GHzであり、磁場の強さ
が875ガウスである場合にこの条件を満たし、ガスの電
子はサイクロトロン共鳴を起こす。サイクロトロン共鳴
を起こした電子は大きな運動エネルギーを得て高エネル
ギーのプラズマを生成する。この高エネルギーのプラズ
マを用いて真空容器11内部のクリーニングを行なう。
ら、環状磁気コイル15に電流を流して真空容器11内に磁
界を形成する。このとき、マイクロ波の周波数と磁場の
強さがある一定の条件を満たすと、真空容器11内に存在
するガスの電子がサイクロトロン共鳴を起こす。例え
ば、マイクロ波の周波数が2.45GHzであり、磁場の強さ
が875ガウスである場合にこの条件を満たし、ガスの電
子はサイクロトロン共鳴を起こす。サイクロトロン共鳴
を起こした電子は大きな運動エネルギーを得て高エネル
ギーのプラズマを生成する。この高エネルギーのプラズ
マを用いて真空容器11内部のクリーニングを行なう。
基板の表面をクリーニングする場合には、上記手順に
より真空容器11の内部のクリーニングを終えた後に、ま
ず、クリーニングに使用したガスをガス排出管20を通し
て排出する。次いで、真空容器11内のサセプタ13上にウ
ェハ12を載置する。その後、再び、クリーニング用ガス
をガス導入管14から真空容器11に導入する。ガスを導入
した後、上記と同様の手順でクリーニングを行なう。
より真空容器11の内部のクリーニングを終えた後に、ま
ず、クリーニングに使用したガスをガス排出管20を通し
て排出する。次いで、真空容器11内のサセプタ13上にウ
ェハ12を載置する。その後、再び、クリーニング用ガス
をガス導入管14から真空容器11に導入する。ガスを導入
した後、上記と同様の手順でクリーニングを行なう。
クリーニングを終えた後、クリーニングに使用したガ
スをガス排出管20から排出する。
スをガス排出管20から排出する。
次に、形成しようとする薄膜に応じた原料ガスを、ガ
ス導入管14から真空容器11内に導入する。その後、通常
行なわれる成膜処理を行なう。
ス導入管14から真空容器11内に導入する。その後、通常
行なわれる成膜処理を行なう。
このようにECRプラズマ発生手段を設けることによ
り、第１図に示す装置における高周波電極17が不要とな
る。したがって、サセプタ13近傍の設計上の自由度が増
加する。例えば、第３図に示すように、サセプタ13の裏
面に石英ガラス33などで閉塞された真空室34を設け、真
空容器11の外部にハロゲンランプ、赤外線ランプ等の光
熱源35を設けることもできる。この場合には、光熱源35
から発せられた熱が、上記石英ガラス33を通してサセプ
タ13を加熱する。
り、第１図に示す装置における高周波電極17が不要とな
る。したがって、サセプタ13近傍の設計上の自由度が増
加する。例えば、第３図に示すように、サセプタ13の裏
面に石英ガラス33などで閉塞された真空室34を設け、真
空容器11の外部にハロゲンランプ、赤外線ランプ等の光
熱源35を設けることもできる。この場合には、光熱源35
から発せられた熱が、上記石英ガラス33を通してサセプ
タ13を加熱する。
この発明の薄膜形成方法においては、クリーニング用
ガスとして化学的に安定な不活性ガスまたはエッチング
ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、通
常、Ar（アルゴンガス）が使用される。また、エッチン
グガスとしては、通常エッチングに使用するSF6、NF3、
CF4等を用いることができ、特にNF3が好ましい。
ガスとして化学的に安定な不活性ガスまたはエッチング
ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、通
常、Ar（アルゴンガス）が使用される。また、エッチン
グガスとしては、通常エッチングに使用するSF6、NF3、
CF4等を用いることができ、特にNF3が好ましい。
この発明の薄膜形成方法のクリーニング工程において
は、反応容器内に電界を形成すると共に磁界を発生さ
せ、その相互作用により高エネルギーのプラズマを生成
させる。
は、反応容器内に電界を形成すると共に磁界を発生さ
せ、その相互作用により高エネルギーのプラズマを生成
させる。
上記処理容器内における電界の形成は、例えば、処理
容器内に２つの電極を設けることにより行なうことがで
きる。これらの電極は２枚の板状電極であってもよい
し、処理容器そのものを電極として用いることもでき
る。電界を形成する際に電極に供給する電力は、50〜1K
wであることが好ましい。また、電極を用いて電界を形
成する代わりに、マイクロ波を使用することもできる。
この場合には、処理容器の外部でマイクロ波を発生さ
せ、処理容器内部に導入する。
容器内に２つの電極を設けることにより行なうことがで
きる。これらの電極は２枚の板状電極であってもよい
し、処理容器そのものを電極として用いることもでき
る。電界を形成する際に電極に供給する電力は、50〜1K
wであることが好ましい。また、電極を用いて電界を形
成する代わりに、マイクロ波を使用することもできる。
この場合には、処理容器の外部でマイクロ波を発生さ
せ、処理容器内部に導入する。
上記処理容器内において、磁界は、その磁界の力線
（磁力線）の少なくとも一部が前記電界の力線（電気力
線）と直交するように形成される。この磁界は、例え
ば、永久磁石、電磁石等によって形成することができ
る。形成される磁場の強さは、通常、30〜300ガウスで
ある。電界として周波数2.45GHzのマイクロ波を用いた
場合には、磁界の強さは875ガウスであることが最も望
ましい。
（磁力線）の少なくとも一部が前記電界の力線（電気力
線）と直交するように形成される。この磁界は、例え
ば、永久磁石、電磁石等によって形成することができ
る。形成される磁場の強さは、通常、30〜300ガウスで
ある。電界として周波数2.45GHzのマイクロ波を用いた
場合には、磁界の強さは875ガウスであることが最も望
ましい。
このように電界と共に磁界が形成されている系におい
ては、磁力線と電気力線が直交する領域において、その
領域に存在するガス分子の電子のサイクロイド運動が起
こる。この電子運動エネルギーは、ガスをプラズマに変
換するためのエネルギーに転換される。これにより、高
エネルギーのプラズマが生成する。
ては、磁力線と電気力線が直交する領域において、その
領域に存在するガス分子の電子のサイクロイド運動が起
こる。この電子運動エネルギーは、ガスをプラズマに変
換するためのエネルギーに転換される。これにより、高
エネルギーのプラズマが生成する。
このクリーニング工程は、処理容器内壁、サセプタ等
の処理容器内部をクリーニングすることができる。特
に、被処理体を支持するサセプタを完全にクリーニング
することは、より良好な薄膜を形成するために重要であ
る。
の処理容器内部をクリーニングすることができる。特
に、被処理体を支持するサセプタを完全にクリーニング
することは、より良好な薄膜を形成するために重要であ
る。
このクリーニング工程においては、クリーニングをし
ようとする物を、予め加熱して高温状態にしておくこと
が望ましい。その温度は、高ければ高い程良いが、500
℃以上、出来れば800℃以上が好ましい。
ようとする物を、予め加熱して高温状態にしておくこと
が望ましい。その温度は、高ければ高い程良いが、500
℃以上、出来れば800℃以上が好ましい。
クリーニングを終えた後、処理容器からクリーニング
に使用したガスを排出し、次いで、処理容器内に薄膜形
成用の原料ガスを導入する。原料ガスは、形成しようと
する薄膜の種類に応じて種々のガスを使用することがで
きる。例えば、被処理体上にSi膜を形成する場合には、
SiH4、Si（OCH）４等を使用することができる。
に使用したガスを排出し、次いで、処理容器内に薄膜形
成用の原料ガスを導入する。原料ガスは、形成しようと
する薄膜の種類に応じて種々のガスを使用することがで
きる。例えば、被処理体上にSi膜を形成する場合には、
SiH4、Si（OCH）４等を使用することができる。
被処理体表面上への薄膜の形成は、通常行なわれる成
膜方法と同様の方法で行なうことができる。
膜方法と同様の方法で行なうことができる。
この発明の薄膜形成方法においては、処理容器内壁や
サセプタなどの処理容器内部のクリーニングだけではな
く、被処理体表面をクリーニングすることもできる。こ
の場合には、上記クリーニング工程において、処理容器
内部のクリーニングを終えた後、処理容器内に被処理体
例えば半導体ウェハを搬入し、処理容器内部のクリーニ
ングと同様に被処理体表面のソフトエッチングを行な
う。
サセプタなどの処理容器内部のクリーニングだけではな
く、被処理体表面をクリーニングすることもできる。こ
の場合には、上記クリーニング工程において、処理容器
内部のクリーニングを終えた後、処理容器内に被処理体
例えば半導体ウェハを搬入し、処理容器内部のクリーニ
ングと同様に被処理体表面のソフトエッチングを行な
う。
上記実施例では、クリーニングした後の処理をCVDと
して説明したが、これに限定するものではなく、例えば
エッチング、アッシング、スパッタ等の処理でも同様な
効果が得られる。
して説明したが、これに限定するものではなく、例えば
エッチング、アッシング、スパッタ等の処理でも同様な
効果が得られる。
以上述べたようにこの実施例によれば、処理容器内に
クリーニング用ガスを導入する工程と、上記処理容器内
の電界および磁界雰囲気中で上記クリーニング用ガスを
プラズマ化して処理容器内のクリーニングを行なう工程
とを具備したことにより、処理容器内部や被処理体表面
等を完全に且つ短時間でクリーニング処理することがで
きる。
クリーニング用ガスを導入する工程と、上記処理容器内
の電界および磁界雰囲気中で上記クリーニング用ガスを
プラズマ化して処理容器内のクリーニングを行なう工程
とを具備したことにより、処理容器内部や被処理体表面
等を完全に且つ短時間でクリーニング処理することがで
きる。
また、処理容器内に被処理体を搬入する毎、事前に処
理容器内のクリーニングを行なうことにより、処理の妨
げとなる不純物を処理容器内から完全に除去した後に、
被処理体の処理を行なうことができ、歩留まりの向上が
可能となる。
理容器内のクリーニングを行なうことにより、処理の妨
げとなる不純物を処理容器内から完全に除去した後に、
被処理体の処理を行なうことができ、歩留まりの向上が
可能となる。
第１図は本発明方法の一実施例を説明するためのCVD装
置の構成図、第２図及び第３図は本発明方法の他の実施
例説明図、第４図は従来のコールドウォール型CVD装置
の構成図である。 11……真空容器、12……ウェハ 13……サセプタ、14……ガス導入管 15……磁気コイル、16……高周波電源 17……高周波電極、19……コイル 21……高周波電極、31……マイクロ波導波管 32……マイクロ波発生機構
置の構成図、第２図及び第３図は本発明方法の他の実施
例説明図、第４図は従来のコールドウォール型CVD装置
の構成図である。 11……真空容器、12……ウェハ 13……サセプタ、14……ガス導入管 15……磁気コイル、16……高周波電源 17……高周波電極、19……コイル 21……高周波電極、31……マイクロ波導波管 32……マイクロ波発生機構
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/31 H01L 21/205 H01L 21/302 C23C 16/44 C23F 4/00
Claims (4)
- 【請求項１】処理容器内にSF6,NF3,CF4の内いずれかの
クリーニング用ガスを導入する工程と、 上記処理容器内の電界および磁界雰囲気中で上記クリー
ニングガスをプラズマ化して処理容器内のクリーニング
を行なう工程とを具備したことを特徴とする処理装置の
クリーニング方法。 - 【請求項２】処理容器内を所定の圧力に減圧する工程
と、 前記処理容器内にクリーニング用ガスを導入する工程
と、 前記処理容器内に磁界を形成する工程と、 被処理物が載置される電極と、この電極と対向する如く
配置された電極または処理容器との間に高周波電圧を印
加して前記処理容器内に電界を形成しプラズマを発生さ
せる工程と を具備したことを特徴とする処理装置のクリーニング方
法。 - 【請求項３】処理容器内に被処理体を搬入する毎、事前
に処理用器内のクリーニングを行なうことを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の処理装置のクリーニング方
法。 - 【請求項４】被処理体を収容して処理する処理用器と、 前記処理用器外部に設けられ前記処理用器内部に磁界を
形成する磁界形成手段と、 前記処理用器の外部から前記処理用器内部にマイクロ波
を導入するマイクロ波導入手段と、 前記処理用器のマイクロ波導入部近傍に接続され前記処
理用器内部に処理ガス又はSF6,NF3,CF4の内いずれかの
クリーニングガスを導入するガス導入管と、 前記処理用器内部のガスを排出する排出管とを具備し、 前記ガス導入管より前記クリーニングガスを導入し、前
記マイクロ波導入手段と前記磁界形成手段とによって前
記処理用器内部にプラズマを発生させ、当該処理用器内
部をクリーニングするよう構成されたことを特徴とする
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106567A JP2807674B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-26 | 処理装置および処理装置のクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-105924 | 1988-04-28 | ||
| JP10592488 | 1988-04-28 | ||
| JP1106567A JP2807674B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-26 | 処理装置および処理装置のクリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242724A JPH0242724A (ja) | 1990-02-13 |
| JP2807674B2 true JP2807674B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=26446143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106567A Expired - Lifetime JP2807674B2 (ja) | 1988-04-28 | 1989-04-26 | 処理装置および処理装置のクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807674B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0767930B2 (ja) * | 1990-11-02 | 1995-07-26 | 東洋精機株式会社 | 包装装置 |
| US5200232A (en) † | 1990-12-11 | 1993-04-06 | Lam Research Corporation | Reaction chamber design and method to minimize particle generation in chemical vapor deposition reactors |
| DE4235344C2 (de) * | 1991-10-21 | 1998-01-29 | Honda Motor Co Ltd | Vorrichtung zum Überführen und Positionieren einer mit einem Werkstück beladbaren Palette |
| KR20250019118A (ko) * | 2022-06-29 | 2025-02-07 | 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 | 실리콘막의 제조 방법 및 실리콘막 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358490A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for film |
| JPS6286861A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電荷転送素子の出力装置 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1106567A patent/JP2807674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0242724A (ja) | 1990-02-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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