JPH0456770A - プラズマcvd装置のクリーニング方法 - Google Patents
プラズマcvd装置のクリーニング方法Info
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- JPH0456770A JPH0456770A JP16608490A JP16608490A JPH0456770A JP H0456770 A JPH0456770 A JP H0456770A JP 16608490 A JP16608490 A JP 16608490A JP 16608490 A JP16608490 A JP 16608490A JP H0456770 A JPH0456770 A JP H0456770A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- plasma cvd
- cleaning
- power source
- mixed gas
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明はプラズマCVD装置のクリーニング方法に関
し、詳しくは、CVD装置の反応炉内の電極にAλF3
を発生させることなく反応炉内をドライクリーニングす
る方法に関する。
し、詳しくは、CVD装置の反応炉内の電極にAλF3
を発生させることなく反応炉内をドライクリーニングす
る方法に関する。
[従来の技術]
半導体ICの製造においては、ウェハの表面に酸化シリ
コンなどの薄膜を形成する工程がある。
コンなどの薄膜を形成する工程がある。
薄膜の形成方法には化学的気相成長法(CVD)が用い
られており、CVD法は大別すると、常圧法、減圧法お
よびプラズマ法の3種類がある。最近の超LSIにおい
ては高集積化に対応して高品質で高精度な薄膜が要求さ
れ、従来の常圧、または減圧CVD法では対応が困難と
なり、プラズマCVD法が注目されている。この方法は
真空中において反応ガスをグロー放電させてプラズマ化
して反応に必要なエネルギーを得るもので、ステップカ
バレージ(まわり込み、またはパターン段差部の被覆性
)が良好で、また膜質が強くて耐湿性が優れているなど
の特長があり、さらに成膜速度(デポレート)が減圧法
に比べて極めて速い点が有利である。
られており、CVD法は大別すると、常圧法、減圧法お
よびプラズマ法の3種類がある。最近の超LSIにおい
ては高集積化に対応して高品質で高精度な薄膜が要求さ
れ、従来の常圧、または減圧CVD法では対応が困難と
なり、プラズマCVD法が注目されている。この方法は
真空中において反応ガスをグロー放電させてプラズマ化
して反応に必要なエネルギーを得るもので、ステップカ
バレージ(まわり込み、またはパターン段差部の被覆性
)が良好で、また膜質が強くて耐湿性が優れているなど
の特長があり、さらに成膜速度(デポレート)が減圧法
に比べて極めて速い点が有利である。
[解決しようとする課題]
プラズマCVD装置でシリコン酸化膜またはンリコン窒
化膜を連続して生成すると、反応炉の内壁面や電極など
に反応生成物が付着し、これがある程度以上になると剥
離してプラズマ放電を阻害し、また剥離した生成物が異
物となって被処理のシリコンウェハを汚染し、その品質
が低下する。
化膜を連続して生成すると、反応炉の内壁面や電極など
に反応生成物が付着し、これがある程度以上になると剥
離してプラズマ放電を阻害し、また剥離した生成物が異
物となって被処理のシリコンウェハを汚染し、その品質
が低下する。
これに対して、適当な枚数のウェハの処理ごとに、プラ
ズマエツチングにより反応炉の内壁や電極などをクリー
ニングしなければならない。
ズマエツチングにより反応炉の内壁や電極などをクリー
ニングしなければならない。
従来のクリーニング方法は、CF4と02の混合ガスを
使用し、これに高周波電圧を加圧してグロー放電し、エ
ツチングにより反応生成物の異物を除去するものであっ
たが、電極のアルミニュームAλとCF4の弗素が化合
して弗化アルミニューム(AJI F3 )が生じ、こ
れが1対の電極の中心部にスパッタされて付着する現象
があった。AlF2が電極に付着すると、次の薄膜の生
成時に堆積速度の変化や膜厚のムラが発生し、また、か
えって異物が多発するなどCVD装置の性能が劣化する
。さらに、付着したAlF2を除去する作業が別途に必
要となるなど、半導体ICの品質と製造歩留まりが低下
する欠点があった。
使用し、これに高周波電圧を加圧してグロー放電し、エ
ツチングにより反応生成物の異物を除去するものであっ
たが、電極のアルミニュームAλとCF4の弗素が化合
して弗化アルミニューム(AJI F3 )が生じ、こ
れが1対の電極の中心部にスパッタされて付着する現象
があった。AlF2が電極に付着すると、次の薄膜の生
成時に堆積速度の変化や膜厚のムラが発生し、また、か
えって異物が多発するなどCVD装置の性能が劣化する
。さらに、付着したAlF2を除去する作業が別途に必
要となるなど、半導体ICの品質と製造歩留まりが低下
する欠点があった。
この発明は以上に鑑みてなされたもので、AlF2を発
生することなくプラズマCVDaitの反応炉をクリー
ニングすることができる方法を提供することを目的とす
るものである。
生することなくプラズマCVDaitの反応炉をクリー
ニングすることができる方法を提供することを目的とす
るものである。
[課題を解決するための手段]
この発明は、プラズマCVD装置の反応炉内にCF4と
02の混合ガスを導入し、この混合ガスの雰囲気下で、
高周波電源により高周波電圧を加圧してグロー放電を発
生させて行うクリーニングにおいて、高周波電源の周波
数を13.56KH2とし、CF4と02の混合割合を
、CF4/(CF4 +OO)= (0,6〜0.9)
の範囲とするプラズマCVD装置のクリーニング方法で
ある。
02の混合ガスを導入し、この混合ガスの雰囲気下で、
高周波電源により高周波電圧を加圧してグロー放電を発
生させて行うクリーニングにおいて、高周波電源の周波
数を13.56KH2とし、CF4と02の混合割合を
、CF4/(CF4 +OO)= (0,6〜0.9)
の範囲とするプラズマCVD装置のクリーニング方法で
ある。
上記において、高周波電源の供給パワーを400〜60
0Wとし、反応炉内の混合ガスの圧力を3.0〜8.O
To r rとする。
0Wとし、反応炉内の混合ガスの圧力を3.0〜8.O
To r rとする。
[作用コ
この発明によるクリーニング方法においては、従来の方
法と同様にCF4 (4弗化炭素)と酸素02の混合
ガスに高周波電圧を加圧し、グロー放電させるものであ
るが、従来の高周波電源の周波数は50KHzの比較的
に低い周波数であった。
法と同様にCF4 (4弗化炭素)と酸素02の混合
ガスに高周波電圧を加圧し、グロー放電させるものであ
るが、従来の高周波電源の周波数は50KHzの比較的
に低い周波数であった。
この発明の発明者の実験によると加圧する周波数が、A
J F aの付着に大きく関与しているのではないか
と考えられた。すなわち、従来の50KH2の代わりに
、遥かに高い周波数13.56KH2(電波法により一
般的に工業生産機器に許可された特定周波数)を使用し
、従来と同一の混合ガスによりクリーニングを行うと、
電極に対するAlF2の付着が全熱、または殆どないこ
とが見出された。ただし、AlF2の付着の周波数に対
する依存特性は、周波数が特定周波数に限定されている
ために種々の周波数について実験されず、その理論的解
釈は推測の域を出ないが、周波数によりイオンの流動特
性が変わり、高い周波数では流動しにくくてAJIのス
パッタが少ないのではないかと考えられる。いずれにし
ても、AlF2が付着しないことは実用上極めて有利で
ある。なお、周波数13.56MHzの電源は容易に設
備することができ、既にCVD装置に設けられているも
のである。
J F aの付着に大きく関与しているのではないか
と考えられた。すなわち、従来の50KH2の代わりに
、遥かに高い周波数13.56KH2(電波法により一
般的に工業生産機器に許可された特定周波数)を使用し
、従来と同一の混合ガスによりクリーニングを行うと、
電極に対するAlF2の付着が全熱、または殆どないこ
とが見出された。ただし、AlF2の付着の周波数に対
する依存特性は、周波数が特定周波数に限定されている
ために種々の周波数について実験されず、その理論的解
釈は推測の域を出ないが、周波数によりイオンの流動特
性が変わり、高い周波数では流動しにくくてAJIのス
パッタが少ないのではないかと考えられる。いずれにし
ても、AlF2が付着しないことは実用上極めて有利で
ある。なお、周波数13.56MHzの電源は容易に設
備することができ、既にCVD装置に設けられているも
のである。
次に、周波数を13.56MHzとして、CF4と02
の混合割合を種々変化してクリーニングの速度(クリー
ニングレート)を計測したところ、CF4 / (CF
4 +02 )が(0,6〜0.9)で最大値となり、
これ以外の割合では速度が急激に低下することが判明し
た。この場合AJ!F3は勿論発生しない。以上の実験
を根拠とし、この発明においては、高周波電源の周波数
として13゜56MHzを採用し、混合ガスの混合割合
、CF4 / (CF4 +02 )を(0,6〜0.
9)の範囲に設定してAlF2が発生せず、速度の速い
クリーニングを行うものである。
の混合割合を種々変化してクリーニングの速度(クリー
ニングレート)を計測したところ、CF4 / (CF
4 +02 )が(0,6〜0.9)で最大値となり、
これ以外の割合では速度が急激に低下することが判明し
た。この場合AJ!F3は勿論発生しない。以上の実験
を根拠とし、この発明においては、高周波電源の周波数
として13゜56MHzを採用し、混合ガスの混合割合
、CF4 / (CF4 +02 )を(0,6〜0.
9)の範囲に設定してAlF2が発生せず、速度の速い
クリーニングを行うものである。
次に、続く実験によりクリーニングレートは反応炉内の
混合ガスの圧力と、高周波電源より供給されるパワーに
大きく依存することが知られた。
混合ガスの圧力と、高周波電源より供給されるパワーに
大きく依存することが知られた。
たたし、これらはプラズマCVD装置の形状寸法に依存
する筈である。そこで、従来実用されているプラズマC
VD装置に対して、混合ガスの圧力と高周波電源の供給
パワーを、前記の圧力(3゜0〜8.0)To r r
と、パワーの範囲(400〜600)Wに特定し、従来
の方法に比べて極めて高速のクリーニングがなされるも
のである。
する筈である。そこで、従来実用されているプラズマC
VD装置に対して、混合ガスの圧力と高周波電源の供給
パワーを、前記の圧力(3゜0〜8.0)To r r
と、パワーの範囲(400〜600)Wに特定し、従来
の方法に比べて極めて高速のクリーニングがなされるも
のである。
[実施例コ
以下、この発明の具体例について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第1図はこの発明のクリーニング方法が適用されるプラ
ズマCVD装置1の構造を示す。図において、筐体(反
応炉) 10は気密とされ、そのベース101にヒータ
ー21と均熱板22とよりなるサセプタ20を固設し、
これを接地電極とする。筐体の蓋板102に金属製のノ
ズル部30を固定し、その下部にアルミニューム製の円
盤状のシャワー電極40を絶縁リング103により支持
する。シャワー電極に対して高周波電圧を加圧する高周
波電源7が設けられる。反応処理においては、筐体lO
の側面に設けられた搬入/搬出路50のゲート51を開
き、キャリッジ52によりウェハ6を搬入して均熱板2
2に載置する。ゲートを閉じて筐体内部を真空とした後
、ヒーターにより均熱板が加熱され、これに載置された
ウェハが所定の温度となると、インレット31゜32よ
り所定の反応ガスおよびキャリヤーガスが吸入されてノ
ズル部30の内部で混合され、シャワー電極の噴射孔4
1より噴射される。ここで、シャワー電極に高周波電圧
が加圧されるとグロー放電により反応ガスがプラズマ化
し、反応による生成物がウェハの表面に蒸着して薄膜が
形成される。
ズマCVD装置1の構造を示す。図において、筐体(反
応炉) 10は気密とされ、そのベース101にヒータ
ー21と均熱板22とよりなるサセプタ20を固設し、
これを接地電極とする。筐体の蓋板102に金属製のノ
ズル部30を固定し、その下部にアルミニューム製の円
盤状のシャワー電極40を絶縁リング103により支持
する。シャワー電極に対して高周波電圧を加圧する高周
波電源7が設けられる。反応処理においては、筐体lO
の側面に設けられた搬入/搬出路50のゲート51を開
き、キャリッジ52によりウェハ6を搬入して均熱板2
2に載置する。ゲートを閉じて筐体内部を真空とした後
、ヒーターにより均熱板が加熱され、これに載置された
ウェハが所定の温度となると、インレット31゜32よ
り所定の反応ガスおよびキャリヤーガスが吸入されてノ
ズル部30の内部で混合され、シャワー電極の噴射孔4
1より噴射される。ここで、シャワー電極に高周波電圧
が加圧されるとグロー放電により反応ガスがプラズマ化
し、反応による生成物がウェハの表面に蒸着して薄膜が
形成される。
反応後のガスは矢印の経路を通って排気口+04より外
部に排出される。以上の反応処理により、筐体(反応炉
)の内壁やシャワー電極、均熱板などに反応生成物が付
着するので、所定の枚数のウェハの処理が終了すると反
応ガスの供給を停止し、インレット31と32よりCF
4と02が導入され、ノズル部30で混合されてシャワ
ー電極より噴射され、付着した反応生成物がエツチング
により除去される。
部に排出される。以上の反応処理により、筐体(反応炉
)の内壁やシャワー電極、均熱板などに反応生成物が付
着するので、所定の枚数のウェハの処理が終了すると反
応ガスの供給を停止し、インレット31と32よりCF
4と02が導入され、ノズル部30で混合されてシャワ
ー電極より噴射され、付着した反応生成物がエツチング
により除去される。
第2図(a) 、(b) 、(c)は、この発明のクリ
ーニング方法を上記のプラズマCVD装置に適用する場
合の根拠となる実験データを示すもので、図(a)は混
合ガスノ混合割合CF4/ (CF4 +02 )に対
するクリーニングレート(オングストローム/m1n)
の曲線である。図により混合割合が0゜6〜0.9の範
囲で最大となり、それ以外で急激に低下することが判明
する。図(b)は、高周波電源のパワー(W)に対する
曲線で、2乗以上に増加しており、パワーが大きいほど
速くクリーニングされることが判る。図(c)は、反応
炉内の混合ガスの圧力に対するもので、(3,0〜8.
0)Torrで高速のクリーニングレートかえられるこ
とが判る。
ーニング方法を上記のプラズマCVD装置に適用する場
合の根拠となる実験データを示すもので、図(a)は混
合ガスノ混合割合CF4/ (CF4 +02 )に対
するクリーニングレート(オングストローム/m1n)
の曲線である。図により混合割合が0゜6〜0.9の範
囲で最大となり、それ以外で急激に低下することが判明
する。図(b)は、高周波電源のパワー(W)に対する
曲線で、2乗以上に増加しており、パワーが大きいほど
速くクリーニングされることが判る。図(c)は、反応
炉内の混合ガスの圧力に対するもので、(3,0〜8.
0)Torrで高速のクリーニングレートかえられるこ
とが判る。
この発明においては、高周波電源の周波数を13.56
MHzに設定し、上記の実験データにより、供給パワー
を400〜eoow1混合ガスの混合割合CF4/ (
CF4 +02 )を0.6〜0゜9とし、圧力を3.
0〜8.0To r rに維持する。この混合割合と、
圧力の維持はインッ) 31.32に対スる供給バルブ
のガス流量をマスフローコントローラ(図示省略)によ
り自動制御することにより行われ、各電極シャワー電極
と均熱板)にAJ2F3が付着することなく、反応炉の
内壁や各電極などに付着した反応生成物が高速度でクリ
ーニングされるのである。
MHzに設定し、上記の実験データにより、供給パワー
を400〜eoow1混合ガスの混合割合CF4/ (
CF4 +02 )を0.6〜0゜9とし、圧力を3.
0〜8.0To r rに維持する。この混合割合と、
圧力の維持はインッ) 31.32に対スる供給バルブ
のガス流量をマスフローコントローラ(図示省略)によ
り自動制御することにより行われ、各電極シャワー電極
と均熱板)にAJ2F3が付着することなく、反応炉の
内壁や各電極などに付着した反応生成物が高速度でクリ
ーニングされるのである。
[発明の効果]
以上の説明により明らかなように、この発明によるクリ
ーニング方法においては、CF 4と02の混合ガスに
よるクリーニングの場合、発生するAlF2の量もしく
は程度が、高周波電源の周波数に依存することに注目し
、実験により13.56MHzの周波数によりAJ!
F3が全熱、またはほとんど電極に付着しないことが確
認され、また、混合ガスの混合割合の最適値が実験によ
りえられ、さらにクリーニングレートが依存する電源の
供給パワー、混合ガスの混合割合、反応炉内のガス圧力
を、実用されているプラズマCVD装置に対シて最適値
に特定したもので、別種のガスを用いることな〈従来の
混合ガスにより、無用有害なAJF3が電極に付着する
ことなく高速のクリーニングがなされ、プラズマCVD
装置のスルーブツトや、形成された薄膜の品質の向上に
寄与するところには大きいものがある。
ーニング方法においては、CF 4と02の混合ガスに
よるクリーニングの場合、発生するAlF2の量もしく
は程度が、高周波電源の周波数に依存することに注目し
、実験により13.56MHzの周波数によりAJ!
F3が全熱、またはほとんど電極に付着しないことが確
認され、また、混合ガスの混合割合の最適値が実験によ
りえられ、さらにクリーニングレートが依存する電源の
供給パワー、混合ガスの混合割合、反応炉内のガス圧力
を、実用されているプラズマCVD装置に対シて最適値
に特定したもので、別種のガスを用いることな〈従来の
混合ガスにより、無用有害なAJF3が電極に付着する
ことなく高速のクリーニングがなされ、プラズマCVD
装置のスルーブツトや、形成された薄膜の品質の向上に
寄与するところには大きいものがある。
第1図は、この発明によるプラズマCVD装置のクリー
ニング方法を適用するプラズマCVD装置の構造図、第
2図(a)、(b)および(c)は、この発明によるプ
ラズマCVD装置のクリーニング方法の根拠となった実
験データの曲線図である。 1・・・プラズマCVD装置、10・・・筐体(反応炉
)、+01・・・ベース、 102・・・蓋板
、103・・・絶縁リング、+04・・・排気口、20
・・・サセプタ、21・・・ヒーター22・・・均熱板
、30・・・ノズル部、31.32・・・インレット、
40・・・シャワー電極、41・・・噴射孔、50・・
・搬入/搬出路、51・・・ゲート、52・・・キャリ
ッジ、6・・・ウェハ、 7・・・高周波電源
。 CF4 /(CF4−02) (Torr)
ニング方法を適用するプラズマCVD装置の構造図、第
2図(a)、(b)および(c)は、この発明によるプ
ラズマCVD装置のクリーニング方法の根拠となった実
験データの曲線図である。 1・・・プラズマCVD装置、10・・・筐体(反応炉
)、+01・・・ベース、 102・・・蓋板
、103・・・絶縁リング、+04・・・排気口、20
・・・サセプタ、21・・・ヒーター22・・・均熱板
、30・・・ノズル部、31.32・・・インレット、
40・・・シャワー電極、41・・・噴射孔、50・・
・搬入/搬出路、51・・・ゲート、52・・・キャリ
ッジ、6・・・ウェハ、 7・・・高周波電源
。 CF4 /(CF4−02) (Torr)
Claims (2)
- (1)プラズマCVD装置の反応炉内に、CF_4とO
_2の混合ガスを導入し、該混合ガスの雰囲気下で、高
周波電源により高周波電圧を加圧してグロー放電を発生
させて行うクリーニングにおいて、該高周波電源の周波
数を13.56MHzとし、上記CF_4とO_2の混
合割合を、CF_4/(CF_4+O_0)=(0.6
〜0.9)の範囲とすることを特徴とする、プラズマC
VD装置のクリーニング方法。 - (2)上記において、上記高周波電源の供給パワーを4
00〜600Wとし、上記反応炉内の混合ガスの圧力を
3.0〜8.0Torrとする、請求項1記載のプラズ
マCVD装置のクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16608490A JPH0456770A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | プラズマcvd装置のクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16608490A JPH0456770A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | プラズマcvd装置のクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456770A true JPH0456770A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15824689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16608490A Pending JPH0456770A (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | プラズマcvd装置のクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456770A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5425842A (en) * | 1992-06-09 | 1995-06-20 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device using a chemical vapour deposition process with plasma cleaning of the reactor chamber |
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| WO1998001899A1 (fr) * | 1996-07-10 | 1998-01-15 | Daikin Industries, Ltd. | Gaz nettoyant |
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-
1990
- 1990-06-25 JP JP16608490A patent/JPH0456770A/ja active Pending
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