JPH0242724A - Treating method - Google Patents

Treating method

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JPH0242724A
JPH0242724A JP1106567A JP10656789A JPH0242724A JP H0242724 A JPH0242724 A JP H0242724A JP 1106567 A JP1106567 A JP 1106567A JP 10656789 A JP10656789 A JP 10656789A JP H0242724 A JPH0242724 A JP H0242724A
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cleaning
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plasma
processing container
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Abstract

PURPOSE:To enable cleaning treatment to be carried out in a short time by introducing a cleaning gas into a treating container and convert the gas into plasma in the electric and magnetic field environment within the treating container. CONSTITUTION:A cleaning gas is introduced into a gas introduction chamber 11a by decompressing the interior of a vacuum container 11 to a predetermined pressure. Then, an annular magnetic coil 15 is electrified to form a magnetic field A in the vacuum container 11, and further, high frequency power is supplied to a high frequency electrode 17 to form an electric field B in the vacuum container 11. The kinetic energy of electrons provided by the cycloid motion thereof is used as the energy to convert the cleaning gas (NF3) into plasma, and the interior of the vacuum container 11 is cleaned by the collision and the chemical reaction of this plasma. Thus, high energy plasma is formed and the interior of the treating container, etc., can be cleaned perfectly in a short time.

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、処理方法に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a processing method.

(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、CV D (chemical vapor d
eposit4on)が多く用いられている。このCV
Dは、例えば、コールドウオール型CVD装置を用いて
行なわれる。コールドウオール型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図にコールドウオール型CV
D装置の一例を示す。この装置は。
(Prior art) As a method of forming a thin film on a substrate such as a semiconductor wafer,
Conventionally, CVD (chemical vapor d)
eposit4on) is often used. This CV
D is performed using, for example, a cold wall type CVD apparatus. A cold wall CVD apparatus heats a substrate via a susceptor in order to suppress reactions in a gas phase. Figure 4 shows cold wall type CV.
An example of D device is shown. This device is.

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。
It is inserted into the processing container 1 through a stepped cylindrical processing container 1 and an opening provided at the bottom of the processing container 1,
It includes a cylindrical high frequency electrode 5 connected to a high frequency power source 6. A flange is provided on the lower circumference of the cylindrical high-frequency electrode 5, and this flange is fixed to the bottom surface of the processing container 1 via a ring-shaped insulating member 8.

段付き円筒状処理容器1の上部小円筒部はガス導入室1
a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。
The upper small cylindrical part of the stepped cylindrical processing container 1 is the gas introduction chamber 1
a, and the lower large cylindrical portion is the processing chamber 1b. A gas introduction pipe 4 for introducing source gas is provided on the upper surface of the gas introduction chamber 1a. In addition, on the side of the processing chamber 1b,
A gas exhaust pipe 9 is provided for exhausting raw material gas. Further, inside the processing chamber 1b, a susceptor 3 for placing and heating a substrate 2, which is an object to be processed, is arranged.

この第4図に示すコールドウオール型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l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Ib内に導入する。処理室Ib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
Formation of a thin film using the cold wall type CVD apparatus shown in FIG. 4 is carried out as follows. First, the pressure inside the processing container 1 is reduced to a predetermined pressure. Next, a raw material gas for forming a thin film is introduced from the gas introduction pipe 4 into the processing chamber Ib through the gas introduction chamber 1a. After introducing the raw material gas into the processing chamber Ib, a thin film is formed by normal thermal CVD. After forming the thin film, the gas is discharged from the gas discharge pipe 9.

上記コールドウオール型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0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。
In the cold wall CVD apparatus described above, a zero cleaning process using plasma is usually performed on the surface of the object to be processed, such as a semiconductor wafer, as a pretreatment. This is to remove a natural oxide film or the like formed on the surface of the substrate. The natural oxide film formed on the surface of the wafer acts as an electrically insulating film, so 4M, 16M
It is desirable to remove them as the integration becomes higher. Similarly, it is desirable to remove undesirable impurities deposited on the inner walls of the reaction vessel and the surface of the susceptor. This is because when forming a thin film on the wafer surface, these impurities may peel off and adhere to the wafer.

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りリーニング用ガ
スを導入する。
The cleaning process described above can be used to remove impurities deposited not only on the wafer surface but also on areas other than the wafer. This cleaning process is generally performed as follows. - First, a chemically stable leaning gas is introduced into the processing container 1 instead of the raw material gas.

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ツ
チングすることによりクリーニングする。このようなり
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。
Thereafter, a high frequency current is supplied to the high frequency electrode 5 to turn the gas introduced into the processing container 1 into a plasma state. Then,
The object to be cleaned is cleaned by etching it with this plasma. Such a leaning technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 142839/1983.

(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、エツチングを行な
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1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1作業全体に要する時間が長く
なるという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the above-mentioned CVD apparatus generally takes up a large space on the wafer. This improves the flow of raw material gas by taking up a large space above the wafer.
This is also to increase the ratio between the amount of raw material gas supplied into the processing container and the amount of raw material gas consumed within the processing container. Thereby, uniform film thickness and film quality can be ensured. Therefore, CVD apparatuses typically operate by applying a high-frequency electric field between a high-frequency electrode and the inner wall of a processing chamber, which corresponds to a ground electrode. As a result, the distance between the electrodes becomes longer and the strength of the electric field generated between the high-frequency electrode and the processing container becomes weaker, making it difficult to obtain high-energy plasma necessary for etching. As a result, the wafer surface, susceptor surface, etc. cannot be completely cleaned. Furthermore, since the energy of the generated plasma is low, there is a problem in that the time required for cleaning becomes longer and the time required for one entire operation becomes longer.

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りリーニング
を行ない、それにより良好な処理を行なうことができる
処理方法を得るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a processing method that completely cleans the inside of the processing container and the object to be processed before processing, thereby allowing for good processing. be.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 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を具備したことを特徴とする処
理方法を得るものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention includes a step of introducing a cleaning gas into a processing container, and cleaning the inside of the processing container by converting the cleaning gas into plasma in an electric field and magnetic field atmosphere inside the processing container. The present invention provides a processing method characterized by comprising a step of performing the following steps.

更に本発明は、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を特徴とす
る処理方法を得るものである。
Furthermore, the present invention provides a processing method characterized in that the inside of the processing container is cleaned in advance every time an object to be processed is carried into the processing container.

(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。
(Operation and Effect) That is, the present invention includes a step of introducing a cleaning gas into a processing container, and a step of converting the cleaning gas into plasma in an electric field and magnetic field atmosphere in the processing container to clean the inside of the processing container. By having this, high-energy plasma is generated, making it possible to completely clean the inside of the processing container and the like in a short time.

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。
Furthermore, each time an object to be processed is brought into the processing container, the inside of the processing container is cleaned in advance to completely remove impurities that would interfere with the processing from inside the processing container, and then the object to be processed is processed. be able to.

(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。(Example) Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

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。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of an apparatus that can be used in the method of the present invention. As shown in FIG. 1, the vacuum container 11, which is a stepped cylindrical processing container, has an upper small cylindrical portion and a lower large cylindrical portion. This upper small cylindrical portion is a gas introduction chamber 11a, and the lower large cylindrical portion is a processing chamber 11b.

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。
A gas introduction pipe 14 for introducing gas is provided on the upper surface of the gas introduction chamber 11a. A cleaning gas is introduced from this gas introduction pipe 14 when a cleaning process is to be performed, and a source gas is introduced when a thin film is to be formed. Further, on the side surface of the lower large cylindrical portion 11b, a plurality of gas exhaust pipes 20 for discharging gas are provided on the same circumference.

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11b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。
The gas after each process is exhausted through this gas exhaust pipe 20. Further, inside the processing chamber 11b, a susceptor 13 for placing and heating an object to be processed, such as a semiconductor wafer 12, is provided.

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。
On the outer surface of the gas introduction chamber 11a, approximately parallel to the susceptor 13 disposed inside the vacuum container 11,
An annular magnetic coil 15 is provided. This annular magnetic coil 15 forms a magnetic field within the vacuum vessel 11 .

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。
An opening 11c is formed in the lower surface of the vacuum container 11. A cylindrical high-frequency electrode 17 is inserted into the vacuum container 11 into the opening 11c. A flange is provided on the lower circumference of the cylindrical high-frequency electrode 17, and this flange is fixed to the bottom surface of the vacuum vessel 11 via a ring-shaped insulating member 18.

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。
A high frequency power source 16 is connected to this high frequency electrode 17 . A susceptor 13 is placed on the upper surface of the high frequency electrode 17. Moreover, inside the high frequency electrode 17.

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。
A heating mechanism for heating the susceptor 13, for example a heating heater 19, is housed.

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。
A method of forming a thin film according to the invention using such an apparatus will be described below.

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”−’ Torrに減圧
する。その後、クリーニング用ガス、例えばNF。
First, the inside of the vacuum container 11 is reduced to a predetermined pressure, for example, 10"-' Torr, by an exhaust device (not shown). Thereafter, a cleaning gas, for example, NF is applied.

を、ガス導入管14からガス導入室11aに導入する。is introduced into the gas introduction chamber 11a from the gas introduction pipe 14.

次に、環状磁気コイル15に電流を流して真空容器ll
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13.56MHz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。
Next, a current is applied to the annular magnetic coil 15 to
A magnetic field A is formed within. Furthermore, high frequency power is supplied to the high frequency electrode 17 to form an electric field B within the vacuum container 11 . The frequency of the high frequency power supplied to the high frequency electrode 17 is, for example, 13.56 MHz. The magnetic lines of force of the magnetic field A and the electric lines of force of the electric field B intersect at right angles in a certain region. In a region where the lines of magnetic force of the magnetic field A and the lines of electric force of the electric field B are orthogonal to each other, the interaction causes the electrons of the gas existing in that region to undergo cycloidal motion. The kinetic energy of the electrons generated by this cycloidal motion becomes energy for converting the cleaning gas (NF3) into plasma. In this way, a high energy plasma region is formed. The generated high-energy plasma accelerates along the lines of magnetic force of the magnetic field A and collides with the inner wall of the vacuum vessel 11, the susceptor 13, and the like. The interior of the vacuum container 11 is cleaned by this plasma collision and chemical reaction.

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1
3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。
When cleaning the surface of the wafer, after cleaning the inside of the vacuum container 11 using the above procedure,
First, the gas used for cleaning is discharged through the gas discharge pipe 20. Next, the susceptor 1 inside the vacuum container 11
The substrate 12 is placed on the substrate 3. Thereafter, the cleaning gas is introduced into the vacuum container 11 from the gas introduction pipe 14 again. After introducing the gas, cleaning is performed in the same manner as above.

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。
After finishing the cleaning, the gas used for cleaning is discharged from the gas exhaust pipe 20.

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。
Next, a raw material gas corresponding to the thin film to be formed is introduced into the vacuum container 11 from the gas introduction pipe 14.

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。
Thereafter, a normal film forming process is performed. For example, thermal CVD is performed by heating the substrate 12 placed on the susceptor 13 using a heater 19 housed inside the high-frequency electrode 17 . Further, the film can also be formed by plasma CVD.

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との距雛は
、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。
According to such a method, the inside of the vacuum container 11 can be completely cleaned in a short time, so that a good thin film can be efficiently formed on the surface of the substrate. The reason why the inside of the vacuum container 11 can be completely cleaned in a short time is because the energy of the plasma formed in the above method is high. This high-energy plasma is formed by the interaction between the magnetic field A and the electric field B formed within the vacuum vessel 11. Therefore, the distance between the high frequency electrode 17 and the vacuum vessel 11, which is a ground electrode, which is an important element in conventional cleaning using plasma, does not pose a big problem in the method of the present invention.

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。
Other apparatus can also be used in the thin film forming method of this invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of one such device. While the device shown in FIG. 1 is equipped with a cylindrical high-frequency electrode 17 at the bottom of the vacuum container 11,
In the device shown in FIG. 2, a flat high-frequency electrode 21 is provided at the center of the annular magnetic coil 15. A high frequency power source 16 is connected to this high frequency electrode 21 . By arranging the flat electrodes in this manner, it is possible to form a stronger electric field. Therefore, the apparatus shown in FIG. 2 can generate higher energy plasma. Further, by arranging the movable ground electrode 41 above the susceptor 13 as shown in FIG. 2, the electric field formed by the high frequency electrode 21 can be further strengthened. This movable ground electrode 41 becomes unnecessary when forming a film by CVD or the like. Therefore, when forming a film, it is necessary to remove it from above the susceptor 13.

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(E
CR)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。
FIG. 3 is a cross-sectional view of yet another apparatus that can be used in the thin film forming method of the present invention. While the device shown in FIG. 1 is equipped with a high-frequency electrode 17 for forming an electric field and a toroidal magnetic coil 15 for forming a magnetic field, this device has an electron cyclotron resonance (E
CR) A plasma generation mechanism is provided. A concrete explanation is as follows. In FIG. 3, one end of a microwave waveguide 31 is connected to the upper surface of the gas introduction chamber 11a. The other end of this microwave waveguide 31 is connected to a microwave generation mechanism 32. The microwave output from the microwave generation mechanism 32 is transmitted through the microwave waveguide 31 and guided into the vacuum container 11 .

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。
Next, an embodiment of the method of the present invention using the apparatus shown in FIG. 3 will be described.

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−’ Torr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。
First, the inside of the vacuum container 11 is reduced to a predetermined pressure, for example, 10-' Torr, using an exhaust device (not shown). Thereafter, a cleaning gas such as NF3 is introduced from the gas introduction pipe 14 into the gas introduction chamber 11a.

次に、マイクロ波発生機構32から、例えば2.45G
Hz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。
Next, from the microwave generation mechanism 32, for example, 2.45G
Outputs Hz microwave. The output microwave is introduced into the vacuum container 11 through the waveguide 31.

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。
Next, while introducing microwaves into the vacuum container 11, a current is applied to the annular magnetic coil 15 to form a magnetic field inside the vacuum container 11. At this time, when the frequency of the microwave and the strength of the magnetic field satisfy certain conditions, the electrons of the gas existing in the vacuum container 11 cause cyclotron resonance. For example, this condition is satisfied when the microwave frequency is 2.45 GHz and the magnetic field strength is 875 Gauss, and the gas electrons cause cyclotron resonance. Electrons that cause cyclotron resonance acquire large kinetic energy and generate high-energy plasma. The inside of the vacuum container 11 is cleaned using this high-energy plasma.

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1
3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。
When cleaning the surface of the substrate/board, after cleaning the inside of the vacuum container 11 using the above procedure,
First, the gas used for cleaning is discharged through the gas discharge pipe 20. Next, the susceptor 1 inside the vacuum container 11
The wafer 12 is placed on the wafer 3. Thereafter, the cleaning gas is introduced into the vacuum container 11 from the gas introduction pipe 14 again. After introducing the gas, cleaning is performed in the same manner as above.

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。
After finishing the cleaning, the gas used for cleaning is discharged from the gas exhaust pipe 20.

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ll内に導入する。
Next, a raw material gas corresponding to the thin film to be formed is introduced into the vacuum vessel 11 from the gas introduction pipe 14.

その後、通常行なわれる成膜処理を行なう。Thereafter, a normal film forming process is performed.

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がら発せられた熱が、上記石英ガラス3
3を通してサセプタ13を加熱する。
By providing the ECR plasma generating means in this manner, the high frequency electrode 17 in the apparatus shown in FIG. 1 becomes unnecessary. Therefore, the degree of freedom in designing the vicinity of the susceptor 13 increases. For example, as shown in FIG.
A vacuum chamber 34 closed with quartz glass 33 or the like may be provided on the back surface of the vacuum container 11, and a light heat source 35 such as a halogen lamp or an infrared lamp may be provided outside the vacuum container 11. In this case, the heat emitted from the light heat source 35 is transferred to the quartz glass 3.
3 to heat the susceptor 13.

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ツチングガ
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、エツチ
ングガスとしては、通常エツチングに使用するSF6.
 NFl、CF4等を用いることができ、特にNF、が
好ましい。
In the thin film forming method of the present invention, a chemically stable inert gas or etching gas can be used as the cleaning gas. Inert gases are usually
Ar (argon gas) is used. In addition, as the etching gas, SF6.
NFl, CF4, etc. can be used, and NF is particularly preferred.

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。
In the cleaning step of the thin film forming method of the present invention, an electric field is formed in the reaction container and a magnetic field is generated,
This interaction generates high-energy plasma.

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〜IKw
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。
The electric field within the processing container can be formed by, for example, providing two electrodes within the processing container. These electrodes may be two plate electrodes,
The processing container itself can also be used as an electrode. The power supplied to the electrodes when forming the electric field is 50 to IKw.
It is preferable that -Also, instead of using electrodes to form an electric field.

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。
Microwaves can also be used. In this case, microwaves are generated outside the processing container and introduced into the processing container.

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。
In the processing container, the magnetic field is such that at least some of the lines of force (lines of magnetic force) of the magnetic field are lines of force (lines of electric force) of the electric field.
It is formed perpendicular to the This magnetic field can be formed by, for example, a permanent magnet, an electromagnet, or the like. The strength of the magnetic field created is typically 30-300 Gauss. When microwaves with a frequency of 2.45 GHz are used as the electric field, it is most desirable that the magnetic field strength is 875 Gauss.

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。
In such a system in which a magnetic field is formed together with an electric field, in a region where the magnetic and electric lines of force intersect at right angles, cycloidal motion of the electrons of gas molecules existing in that region occurs. This electron kinetic energy is converted into energy to convert the gas into plasma. This generates high-energy plasma.

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。
This cleaning step can clean the inside of the processing container, such as the inner wall of the processing container and the susceptor. especially,
Thoroughly cleaning the susceptor that supports the object to be processed is important for forming better thin films.

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。
In this cleaning process, it is desirable to heat the object to be cleaned in advance to a high temperature state. The higher the temperature, the better, but 500
The temperature is preferably 800°C or higher, preferably 800°C or higher.

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SL膜を形成する場合には、
SiH4,5i(QCH)4等を使用することができる
After finishing the cleaning, the gas used for cleaning is discharged from the processing container, and then a raw material gas for forming a thin film is introduced into the processing container. Various gases can be used as the source gas depending on the type of thin film to be formed. For example, when forming an SL film on an object to be processed,
SiH4,5i (QCH)4, etc. can be used.

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。
The thin film can be formed on the surface of the object to be processed using a method similar to a commonly used film forming method.

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ツチングを行なう
In the thin film forming method of the present invention, it is possible not only to clean the inside of the processing container such as the inner wall of the processing container and the susceptor, but also to clean the surface of the object to be processed. In this case, in the cleaning step, after cleaning the inside of the processing container, the object to be processed, such as a semiconductor wafer, is carried into the processing container, and the surface of the object to be processed is soft etched in the same way as cleaning the inside of the processing container. Let's do it.

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
エツチング、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。
In the above embodiments, the treatment after cleaning was explained as CVD, but the present invention is not limited to this, and similar effects can be obtained by etching, ashing, sputtering, and other treatments.

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。
As described above, according to this embodiment, the cleaning gas inside the processing container is cleaned by introducing the cleaning gas into the processing container and converting the cleaning gas into plasma in the electric field and magnetic field atmosphere inside the processing container. By providing this step, the inside of the processing container, the surface of the object to be processed, etc. can be completely cleaned in a short time.

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。
In addition, each time an object to be processed is brought into the processing container, the inside of the processing container is cleaned in advance to completely remove impurities that would interfere with processing from inside the processing container, and then the object to be processed is processed. This makes it possible to improve yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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オール型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
FIG. 1 shows a CVD process for explaining one embodiment of the method of the present invention.
2 and 3 are explanatory diagrams of other embodiments of the method of the present invention, and FIG. 4 is a conventional cold wall type CVD
It is a block diagram of a device. 11... Vacuum container 12... Wafer 13.
...Susceptor 14...Gas introduction pipe 15...
・Magnetic coil 16...High frequency power supply 17...
High frequency electrode 19... Coil 21... High frequency electrode 31... Microwave waveguide 32... Microwave generation mechanism

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)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を特徴とする処理
方法。
(1) It is characterized by comprising a step of introducing a cleaning gas into the processing container, and a step of converting the cleaning gas into plasma in an electric field and magnetic field atmosphere in the processing container to clean the inside of the processing container. processing method.
(2)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を特徴とする処理方
法。
(2) A processing method characterized in that the inside of the processing container is cleaned in advance every time an object to be processed is carried into the processing container.
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