JPH0625859A - Cvd膜形成装置およびプラズマクリーニング方法 - Google Patents
Cvd膜形成装置およびプラズマクリーニング方法Info
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- JPH0625859A JPH0625859A JP18354392A JP18354392A JPH0625859A JP H0625859 A JPH0625859 A JP H0625859A JP 18354392 A JP18354392 A JP 18354392A JP 18354392 A JP18354392 A JP 18354392A JP H0625859 A JPH0625859 A JP H0625859A
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体装置の配線層間の絶縁膜または保護膜と
して用いられるプラズマCVD法による薄膜を形成し、
かつプラズマクリーニングにより余分なCVD薄膜の除
去を行うCVD薄膜形成装置において、電極の寿命の向
上をはかると同時に、パーティクルや電極の劣化による
膜質の変動なくし、半導体装置の歩留りと信頼性の向上
を図る。 【構成】CVD薄膜を形成する半導体基板107とは別
に電極を保護する治具108を予備排気室104に具備
する。半導体基板107を真空容器104に搬送し、C
VD薄膜をデポジションする。真空容器104から半導
体基板107を取り出し、代わりに電極保護用治具10
8を真空容器に搬送し、電極を保護した後、CF4/O2
等のCVD膜をエッチングするガスを導入し、プラズマ
クリーニングにより反応容器内をエッチングする。
して用いられるプラズマCVD法による薄膜を形成し、
かつプラズマクリーニングにより余分なCVD薄膜の除
去を行うCVD薄膜形成装置において、電極の寿命の向
上をはかると同時に、パーティクルや電極の劣化による
膜質の変動なくし、半導体装置の歩留りと信頼性の向上
を図る。 【構成】CVD薄膜を形成する半導体基板107とは別
に電極を保護する治具108を予備排気室104に具備
する。半導体基板107を真空容器104に搬送し、C
VD薄膜をデポジションする。真空容器104から半導
体基板107を取り出し、代わりに電極保護用治具10
8を真空容器に搬送し、電極を保護した後、CF4/O2
等のCVD膜をエッチングするガスを導入し、プラズマ
クリーニングにより反応容器内をエッチングする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CVD膜形成装置およ
びプラズマクリーニング方法に関するものである。
びプラズマクリーニング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のCVD膜形成装置のクリーニング
方法は、プラズマCVD法による酸化シリコン膜の製造
方法を例にとると、図4に示すように表面を絶縁した電
極202及び203を平行に配置し、一定温度に保たれ
た真空容器204内にCVD膜を堆積するシリコン基板
207等を搬送し、容器内を真空に引いた後、モノシラ
ンと亜酸化窒素を流す。ガスの流量と圧力が所定値に達
した後、前記電極に高周波(RF)を印加し、一定時間
保持し酸化シリコン膜を気相成長した後、高周波(R
F)を停止する。容器内のガスを真空引きすることよっ
て排出した後、基板207を搬出する。
方法は、プラズマCVD法による酸化シリコン膜の製造
方法を例にとると、図4に示すように表面を絶縁した電
極202及び203を平行に配置し、一定温度に保たれ
た真空容器204内にCVD膜を堆積するシリコン基板
207等を搬送し、容器内を真空に引いた後、モノシラ
ンと亜酸化窒素を流す。ガスの流量と圧力が所定値に達
した後、前記電極に高周波(RF)を印加し、一定時間
保持し酸化シリコン膜を気相成長した後、高周波(R
F)を停止する。容器内のガスを真空引きすることよっ
て排出した後、基板207を搬出する。
【0003】基板を搬出した後、NF3、CF4等のフッ
素系のエッチングガスと、O2またはN2Oとの混合ガス
を流し、RFを印加することによって真空容器内に形成
された余分な酸化シリコン膜をエッチング除去するいわ
ゆるプラズマクリーニングを行なっていた。
素系のエッチングガスと、O2またはN2Oとの混合ガス
を流し、RFを印加することによって真空容器内に形成
された余分な酸化シリコン膜をエッチング除去するいわ
ゆるプラズマクリーニングを行なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】余分なCVD膜が反応
容器内に多量に残った場合は、はがれて半導体基板に付
着する可能性が高くなる。半導体基板に付着した余分な
CVD膜は、半導体装置の歩留まりの低下と信頼性上の
問題を引き起こすために、つねに反応容器内をきれいな
状態に保たなければならず、プラズマクリーニングの時
間も長くする必要がある。1つの反応容器内で一度に1
枚のCVD膜の成長を行なういわゆる枚葉式のCVD膜
形成装置においては、1枚の半導体基板の成膜ごとにプ
ラズマクリーニングが必要となる。
容器内に多量に残った場合は、はがれて半導体基板に付
着する可能性が高くなる。半導体基板に付着した余分な
CVD膜は、半導体装置の歩留まりの低下と信頼性上の
問題を引き起こすために、つねに反応容器内をきれいな
状態に保たなければならず、プラズマクリーニングの時
間も長くする必要がある。1つの反応容器内で一度に1
枚のCVD膜の成長を行なういわゆる枚葉式のCVD膜
形成装置においては、1枚の半導体基板の成膜ごとにプ
ラズマクリーニングが必要となる。
【0005】しかしながら、電極の周囲には余分なCV
D膜が堆積するが、下部電極表面は半導体基板で覆われ
ているために、余分なCVD膜は堆積していない。従来
技術によって、反応容器内をプラズマクリーニングする
場合は、電極表面のエッチングが早く終了し、オーバー
エッチングされてしまう。電極の過度のエッチングは、
電極自身の寿命を縮めるとともに、プラズマCVD膜の
生産が不安定になると同時に品質低下の原因となり、信
頼性上の問題を引き起こしていた。
D膜が堆積するが、下部電極表面は半導体基板で覆われ
ているために、余分なCVD膜は堆積していない。従来
技術によって、反応容器内をプラズマクリーニングする
場合は、電極表面のエッチングが早く終了し、オーバー
エッチングされてしまう。電極の過度のエッチングは、
電極自身の寿命を縮めるとともに、プラズマCVD膜の
生産が不安定になると同時に品質低下の原因となり、信
頼性上の問題を引き起こしていた。
【0006】電極へのオーバーエッチングによるダメー
ジの低減のためには、RF出力の低減が必要となるが、
同時にエッチング速度も低下する。枚葉式CVD膜形成
装置においては、エッチング速度の低下が量産性に影響
するために、RF出力の低減による解決法は採用できな
い。
ジの低減のためには、RF出力の低減が必要となるが、
同時にエッチング速度も低下する。枚葉式CVD膜形成
装置においては、エッチング速度の低下が量産性に影響
するために、RF出力の低減による解決法は採用できな
い。
【0007】しかるに本発明は、かかる課題を解決する
ものであり、その目的とするところは、CVD膜形成装
置のプラズマクリーニング時にエッチング速度を低下す
ることなく、適正なエッチングを行なうことのできるC
VD膜形成装置とプラズマクリーニングの方法を提供す
ることであり、ひいては品質の安定したCVD膜を生産
性よく提供するものである。
ものであり、その目的とするところは、CVD膜形成装
置のプラズマクリーニング時にエッチング速度を低下す
ることなく、適正なエッチングを行なうことのできるC
VD膜形成装置とプラズマクリーニングの方法を提供す
ることであり、ひいては品質の安定したCVD膜を生産
性よく提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によるCVD膜形
成装置は、 1)プラズマクリーニング時に電極を保護する治具を予
備排気室に具備し、クリーニング時に電極を保護する機
構を有することを特徴とする。
成装置は、 1)プラズマクリーニング時に電極を保護する治具を予
備排気室に具備し、クリーニング時に電極を保護する機
構を有することを特徴とする。
【0009】2)前記の電極保護用の治具がシリコン基
板である事を特徴とする。
板である事を特徴とする。
【0010】3)前記の電極保護用の治具がアルミニュ
ウムまたは、アルミニュウム合金であることを特徴とす
る。
ウムまたは、アルミニュウム合金であることを特徴とす
る。
【0011】また、本発明によるプラズマクリーニング
方法は、前記CVD膜形成装置を用い、 a)高周波(RF)を印加し、電極表面のCVD膜を除
去する工程と b)治具で電極を被う工程と c)反応室内の余分なCVD膜を除去する工程 とからなることを特徴とする。
方法は、前記CVD膜形成装置を用い、 a)高周波(RF)を印加し、電極表面のCVD膜を除
去する工程と b)治具で電極を被う工程と c)反応室内の余分なCVD膜を除去する工程 とからなることを特徴とする。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を、600nmの酸化シリ
コン膜の形成とクリーニングを例に取って、図1の概略
断面図と図2のタイミングチャートに基づいて詳細に説
明する。なお、図1(a)は、真空容器を縦方向に分断
した断面図、図1(b)は上から見た断面図である。
コン膜の形成とクリーニングを例に取って、図1の概略
断面図と図2のタイミングチャートに基づいて詳細に説
明する。なお、図1(a)は、真空容器を縦方向に分断
した断面図、図1(b)は上から見た断面図である。
【0013】まず、CVD膜形成装置の外部に、カセッ
ト110に入った半導体基板(ウェハー)107をセッ
トする。予備排気室109内には、クリーニング時(C
VD膜のエッチングと同意)に電極を保護する治具10
8が設置されている。また、予備排気室内に複数の半導
体基板が設置可能な待機場所111が用意されている。
トランジスタや抵抗等の半導体素子及びアルミニウム配
線等が形成されてた半導体基板107を、カセット11
0より予備排気室109内に搬送する。予備排気室10
9を真空引きし、真空容器104と同じ圧力にする。真
空容器104内は約400℃に保たれ、絶縁された上部電
極102と下部電極103が平行に配置されている。電
極および半導体基板107を所定の位置に移動し、モノ
シランガス約100SCCM、亜酸化窒素ガス約1500SCCM、圧
力を約5Torrの条件下で、電極12,13に周波数13.5
6MHzで500Wの高周波(RF)を50秒間印加し、約60
0nmの酸化シリコン膜の形成を行なう。
ト110に入った半導体基板(ウェハー)107をセッ
トする。予備排気室109内には、クリーニング時(C
VD膜のエッチングと同意)に電極を保護する治具10
8が設置されている。また、予備排気室内に複数の半導
体基板が設置可能な待機場所111が用意されている。
トランジスタや抵抗等の半導体素子及びアルミニウム配
線等が形成されてた半導体基板107を、カセット11
0より予備排気室109内に搬送する。予備排気室10
9を真空引きし、真空容器104と同じ圧力にする。真
空容器104内は約400℃に保たれ、絶縁された上部電
極102と下部電極103が平行に配置されている。電
極および半導体基板107を所定の位置に移動し、モノ
シランガス約100SCCM、亜酸化窒素ガス約1500SCCM、圧
力を約5Torrの条件下で、電極12,13に周波数13.5
6MHzで500Wの高周波(RF)を50秒間印加し、約60
0nmの酸化シリコン膜の形成を行なう。
【0014】酸化シリコン膜の形成の終了した基板を搬
出した後、予備排気室に設置されているシリコン基板で
できた電極保護用治具108を真空容器104に搬送
し、下部電極103を覆う。この後、CF4100SCCM、O
2200SCCMを真空容器内に導入し、圧力を2Torrに制御す
る。ガス流量と圧力が設定値に達した後、上部電極10
2と下部電極103の間に周波数13.56MHz、出力700
Wの高周波(RF)を50秒間印加する。反応容器内の
酸化シリコン膜はプラズマ化したエッチングガスとの反
応によって分解され、除去される。エッチングが終了し
た後、電極保護用治具を真空容器から搬出し、予備排気
室内の待機場所に戻す。このデポジションとクリーニン
グの工程を予備排気室内に設置した半導体基板の枚数だ
け繰り返し実行する。
出した後、予備排気室に設置されているシリコン基板で
できた電極保護用治具108を真空容器104に搬送
し、下部電極103を覆う。この後、CF4100SCCM、O
2200SCCMを真空容器内に導入し、圧力を2Torrに制御す
る。ガス流量と圧力が設定値に達した後、上部電極10
2と下部電極103の間に周波数13.56MHz、出力700
Wの高周波(RF)を50秒間印加する。反応容器内の
酸化シリコン膜はプラズマ化したエッチングガスとの反
応によって分解され、除去される。エッチングが終了し
た後、電極保護用治具を真空容器から搬出し、予備排気
室内の待機場所に戻す。このデポジションとクリーニン
グの工程を予備排気室内に設置した半導体基板の枚数だ
け繰り返し実行する。
【0015】予備排気室109の中にいれた最後の半導
体基板のデポジションが終了し、電極保護用治具108
真空容器内にいれクリーニングが開始されると、予備排
気室109内は窒素に満たされ、酸化シリコン膜の形成
された半導体基板107はカセット110に戻される。
予備排気室109を真空とした後、電極保護用治具を真
空容器から搬出し、予備排気室内の待機場所に戻す。
体基板のデポジションが終了し、電極保護用治具108
真空容器内にいれクリーニングが開始されると、予備排
気室109内は窒素に満たされ、酸化シリコン膜の形成
された半導体基板107はカセット110に戻される。
予備排気室109を真空とした後、電極保護用治具を真
空容器から搬出し、予備排気室内の待機場所に戻す。
【0016】予備排気室に半導体基板を待機しておく機
構を持たない装置においては、図3に示すように、真空
容器104内のクリーニング中に、予備排気室109内
に窒素に満たし、酸化シリコン膜の形成された半導体基
板107をカセットに戻す。複数の半導体基板を連続し
て処理する場合には次の半導体基板が予備排気室内に搬
送される。予備排気室109が真空引きされた後、エッ
チングガスによってプラズマクリーニングされた反応室
から電極保護用治具108を予備排気室内の待機位置に
戻す。続いて、半導体基板を反応室に搬送し、デポジシ
ョンを行なうという工程を繰り返す。
構を持たない装置においては、図3に示すように、真空
容器104内のクリーニング中に、予備排気室109内
に窒素に満たし、酸化シリコン膜の形成された半導体基
板107をカセットに戻す。複数の半導体基板を連続し
て処理する場合には次の半導体基板が予備排気室内に搬
送される。予備排気室109が真空引きされた後、エッ
チングガスによってプラズマクリーニングされた反応室
から電極保護用治具108を予備排気室内の待機位置に
戻す。続いて、半導体基板を反応室に搬送し、デポジシ
ョンを行なうという工程を繰り返す。
【0017】プラズマクリーニング時に下部電極103
は、電極保護用の治具108によって覆われているため
に過度のエッチングはされず、真空容器の外周及び上部
電極102の表面に堆積されている余分な酸化シリコン
膜が効率よく分解除去されることでエッチング時間の増
加は起こらない。
は、電極保護用の治具108によって覆われているため
に過度のエッチングはされず、真空容器の外周及び上部
電極102の表面に堆積されている余分な酸化シリコン
膜が効率よく分解除去されることでエッチング時間の増
加は起こらない。
【0018】また、電極保護用治具108を予備排気室
に設置し、半導体基板をカセットと反応室との搬送する
間に真空容器内のクリーニングを行なうことによって、
量産性の低下も防ぐことが可能となる。
に設置し、半導体基板をカセットと反応室との搬送する
間に真空容器内のクリーニングを行なうことによって、
量産性の低下も防ぐことが可能となる。
【0019】電極の保護用の治具について、ここでは、
シリコン基板を例にとって説明したが、反応温度が40
0℃程度であれば、アルミニュウムまたはその合金と言
ったエッチングガスによる劣化の少ない材料であれば特
に問題なく適用できる。シリコン基板では500℃以上
の反応温度が必要なタングステンCVDへの応用も可能
である。この治具は、劣化によって異物の発生の増大す
るまでは繰り返し使用することが可能であり、量産性の
点でも有利である。
シリコン基板を例にとって説明したが、反応温度が40
0℃程度であれば、アルミニュウムまたはその合金と言
ったエッチングガスによる劣化の少ない材料であれば特
に問題なく適用できる。シリコン基板では500℃以上
の反応温度が必要なタングステンCVDへの応用も可能
である。この治具は、劣化によって異物の発生の増大す
るまでは繰り返し使用することが可能であり、量産性の
点でも有利である。
【0020】治具の形状については、半導体基板と同一
か小さいサイズが好ましい。
か小さいサイズが好ましい。
【0021】また、ここでは、モノシラン−亜酸化窒素
系の酸化シリコン膜について説明したが、TEOS−酸
素系の酸化シリコン膜、、モノシラン−アンモニア系の
窒化シリコン膜、及びWF6/H2系のタングステン膜と
いったCVD膜のクリーニングにも同様の結果が得られ
た。また、P(隣)やB(ほう素)といった不純物のド
ーピングされた酸化シリコン膜についても問題なく、C
VD膜の形成時のRFの印可の有無についても関係なく
適用可能である。特にデポジションとプラズマクリーニ
ングを交互に行なう枚葉式CVD膜形成装置に有効であ
るが、複数の電極を同一の反応容器内に有し、同時に多
数の半導体基板を処理する場合にも適用可能である。
系の酸化シリコン膜について説明したが、TEOS−酸
素系の酸化シリコン膜、、モノシラン−アンモニア系の
窒化シリコン膜、及びWF6/H2系のタングステン膜と
いったCVD膜のクリーニングにも同様の結果が得られ
た。また、P(隣)やB(ほう素)といった不純物のド
ーピングされた酸化シリコン膜についても問題なく、C
VD膜の形成時のRFの印可の有無についても関係なく
適用可能である。特にデポジションとプラズマクリーニ
ングを交互に行なう枚葉式CVD膜形成装置に有効であ
るが、複数の電極を同一の反応容器内に有し、同時に多
数の半導体基板を処理する場合にも適用可能である。
【0022】エッチングガスについてもCF4/O2の他
にCVD膜に対応してC2F6/O2、NF3/O2、NF3
/N2Oといったガスでも同様に適用可能である。特に
NF3/O2、NF3/N2O系のエッチングガスではシリ
コン基板に対する劣化が少なく、長期間の品質維持が可
能となり量産性が向上する結果が得られた。また、C2
F6/O2系のエッチングでは従来、下部電極の劣化が著
しく、5000枚に1回の交換が必要であったが、10
000枚の連続使用も可能となり、品質の安定と生産性
の向上に寄与した。
にCVD膜に対応してC2F6/O2、NF3/O2、NF3
/N2Oといったガスでも同様に適用可能である。特に
NF3/O2、NF3/N2O系のエッチングガスではシリ
コン基板に対する劣化が少なく、長期間の品質維持が可
能となり量産性が向上する結果が得られた。また、C2
F6/O2系のエッチングでは従来、下部電極の劣化が著
しく、5000枚に1回の交換が必要であったが、10
000枚の連続使用も可能となり、品質の安定と生産性
の向上に寄与した。
【0023】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、プラズマク
リーニングの際の電極保護を行なうことによって量産性
を低下することなく長期間安定したCVD膜を供給する
ことが可能となり、同時にCVD膜の信頼性の向上をは
かることが出来る。さらに、電極の長寿命化によって量
産性が向上する。
リーニングの際の電極保護を行なうことによって量産性
を低下することなく長期間安定したCVD膜を供給する
ことが可能となり、同時にCVD膜の信頼性の向上をは
かることが出来る。さらに、電極の長寿命化によって量
産性が向上する。
【図1】本発明の一実施例におけるCVD膜形成装置の
概略断面図。
概略断面図。
【図2】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示すタイミングチャート図。
法を示すタイミングチャート図。
【図3】本発明の一実施例における半導体装置の製造方
法を示すタイミングチャート図。
法を示すタイミングチャート図。
【図4】従来のCVD膜形成装置の概略断面図。
101,201・・・RF発振器 102,202・・・上部電極 103,203・・・下部電極 104,204・・・真空容器 105,205・・・ガス入口 106,206・・・ガス出口 107,207・・・半導体基板 108 ・・・電極保護用治具 109 ・・・予備排気室 110 ・・・カセット 111 ・・・半導体基板の待機場所
Claims (4)
- 【請求項1】 反応室内にクリーニング用のガスを導入
し、高周波(RF)を印加することによって反応室内の
余分なCVD膜(化学的気相成長膜)を除去するCVD
膜形成装置において、プラズマクリーニング時に電極を
保護する治具を予備排気室に具備し、プラズマクリーニ
ング時に電極を保護する機構を有することを特徴とする
CVD膜形成装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電極保護用の治具がシリ
コン基板である事を特徴とするCVD膜形成装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の電極保護用の治具がアル
ミニュウムまたは、アルミニュウム合金基板である事を
特徴とするCVD膜形成装置。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2記載のCVD膜
形成装置を用い、 a)高周波(RF)を印加し、電極表面のCVD膜を除
去する工程と b)治具で電極を被う工程と c)反応室内の余分なCVD膜を除去する工程 とからなることを特徴とするプラズマクリーニング方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18354392A JPH0625859A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Cvd膜形成装置およびプラズマクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18354392A JPH0625859A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Cvd膜形成装置およびプラズマクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625859A true JPH0625859A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16137658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18354392A Pending JPH0625859A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Cvd膜形成装置およびプラズマクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625859A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025713A1 (en) * | 2000-09-25 | 2002-03-28 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Gas compositions for cleaning the interiors of reactors as well as for etching films of silicon-containing compounds |
| US6852242B2 (en) | 2001-02-23 | 2005-02-08 | Zhi-Wen Sun | Cleaning of multicompositional etchant residues |
| KR101239710B1 (ko) * | 2010-08-09 | 2013-03-06 | (주)지니아텍 | 능동형 유기 발광다이오드의 글라스 세정장치 및 그 방법 |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP18354392A patent/JPH0625859A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002025713A1 (en) * | 2000-09-25 | 2002-03-28 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | Gas compositions for cleaning the interiors of reactors as well as for etching films of silicon-containing compounds |
| US6852242B2 (en) | 2001-02-23 | 2005-02-08 | Zhi-Wen Sun | Cleaning of multicompositional etchant residues |
| KR101239710B1 (ko) * | 2010-08-09 | 2013-03-06 | (주)지니아텍 | 능동형 유기 발광다이오드의 글라스 세정장치 및 그 방법 |
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