JPH10233388A - Plasma cleaning method - Google Patents
Plasma cleaning methodInfo
- Publication number
- JPH10233388A JPH10233388A JP3591597A JP3591597A JPH10233388A JP H10233388 A JPH10233388 A JP H10233388A JP 3591597 A JP3591597 A JP 3591597A JP 3591597 A JP3591597 A JP 3591597A JP H10233388 A JPH10233388 A JP H10233388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- processing chamber
- processing
- cleaning method
- plasma cleaning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、プラズマ処理室のプラズマクリーニ
ングの方法であって、プラズマ処理室表面を効率良く清
浄化できるプラズマクリーニングの方法を提供すること
を目的とする。
【解決手段】プラズマクリーニングにおいて、反応性化
学種によるプラズマ反応工程と、揮発性生成物の脱離を
促進させるためのプラズマ脱離工程を交互に行う。揮発
性生成物の脱離を促進させるためのプラズマ脱離工程は
希ガスによるプラズマ処理である必要はない;しかし、
このガスが希ガスの場合は、堆積物の脱離に対して優れ
た促進効果をもたらす。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide a plasma cleaning method for a plasma processing chamber, in which the surface of the plasma processing chamber can be efficiently cleaned. In a plasma cleaning, a plasma reaction step using reactive chemical species and a plasma desorption step for promoting desorption of volatile products are alternately performed. The plasma desorption step to promote the desorption of volatile products need not be a plasma treatment with a noble gas; however,
When this gas is a noble gas, it has an excellent promoting effect on desorption of deposits.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置の
処理室のクリーニング方法に関し、特に処理室内部の清
浄化に有効なプラズマクリーニング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a processing chamber of a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma cleaning method effective for cleaning the inside of a processing chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体基板のプラズマ処理においては、
処理室の壁面上に反応生成物の堆積がおこるプロセスが
多くある。この堆積物が剥離して異物となり、処理され
る基板上に付着すると微細構造に不良を生じさせ、大き
な問題となる。2. Description of the Related Art In plasma processing of a semiconductor substrate,
There are many processes where the deposition of reaction products occurs on the walls of the processing chamber. When this deposit is peeled off and becomes a foreign substance and adheres to the substrate to be processed, it causes a defect in the fine structure, which is a serious problem.
【0003】堆積物はプラズマクリーニングによって除
去することができる。しかし、クリーニング速度の問題
やプラズマの広がりの制約などがあるため、現状では完
全に除去するほどの時間をかけてプラズマクリーニング
を行うことは難しい。プラズマクリーニングは、通常、
25枚や100枚といった、あるプラズマ処理枚数毎または
1日毎などに行われ、堆積物が蓄積することを抑制し、
堆積物起因の異物の発生を遅らせている。[0003] Deposits can be removed by plasma cleaning. However, at present, it is difficult to perform the plasma cleaning with sufficient time for complete removal because of the problem of the cleaning speed and the restriction of the spread of the plasma. Plasma cleaning is usually
It is performed every 25 days or 100 times, such as every 25 days or 100 times, and suppresses accumulation of deposits.
The generation of foreign matter due to sediment is delayed.
【0004】また、堆積物除去方法として、処理室を大
気開放して水などを用いて堆積物を拭きとることもある
が、この方法は装置の復帰までに非常に時間がかかる。As a method of removing deposits, the treatment chamber may be opened to the atmosphere, and the deposits may be wiped off with water or the like. However, this method requires a very long time to return the apparatus.
【0005】このため、処理室を大気開放しないプラズ
マクリーニングによって除去したいという要望がある。For this reason, there is a demand to remove the processing chamber by plasma cleaning without exposing the processing chamber to the atmosphere.
【0006】また、半導体ウエハ以外にも、マイクロマ
シンや微細構造の製作に際して使われるプラズマエッチ
ングやプラズマCVDにおいても、プラズマクリーニング
によって堆積物を除去したいという要望がある。[0006] In addition to semiconductor wafers, there is a demand to remove deposits by plasma cleaning also in plasma etching and plasma CVD used for manufacturing micromachines and fine structures.
【0007】プラズマクリーニングに使用されるガス
は、堆積物と反応して揮発性の化合物を形成するガスを
用いて行われている。除去を促進する方法については、
特開平7-153751号に見られるように、処理室内に非ガス
状の反応性化学種発生材料源を配置する特許が提案され
ている。また、特開平7-230954号に見られるように、処
理室を外部から加熱することによって昇華、分解除去す
る方法も提案されている。[0007] The gas used for plasma cleaning is a gas that reacts with a deposit to form a volatile compound. For information on how to promote removal,
As disclosed in JP-A-7-153751, a patent has been proposed in which a non-gaseous reactive species generating material source is disposed in a processing chamber. Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-230954, a method has been proposed in which a processing chamber is sublimated and decomposed and removed by externally heating the processing chamber.
【0008】希ガスは、特開平3-219080号に見られるよ
うに堆積物のプラズマクリーニングにおいて、反応性ガ
スを単に希釈するガスの一つとしてあげられている。The rare gas is mentioned as one of gases simply diluting the reactive gas in the plasma cleaning of the deposit as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-219080.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】半導体基板等の被処理
物をプラズマ処理する装置において、プラズマ処理中に
処理室内に堆積した物質を除去するためにプラズマクリ
ーニングを行っている。プラズマ処理装置の稼働率を向
上するため、このプラズマクリーニングの効率を上げ、
時間を短縮したいという要求がある。プラズマクリーニ
ングでは、イオンの加速によるスパッタリング効果とラ
ジカルの化学反応を利用して、プラズマに接する堆積物
を除去することができる。しかし、通常クリーニングの
対象となる処理室壁面は、イオンの加速をシース電界任
せにするしかないことがほとんどなので、スパッタリン
グ効果は小さく、化学的な反応をどのように促進させる
かが課題であった。In an apparatus for performing plasma processing on an object to be processed such as a semiconductor substrate, plasma cleaning is performed to remove substances deposited in a processing chamber during the plasma processing. In order to improve the operation rate of the plasma processing equipment, the efficiency of this plasma cleaning was increased,
There is a demand to reduce time. In the plasma cleaning, a deposit in contact with plasma can be removed by utilizing a sputtering effect by ion acceleration and a chemical reaction of radicals. However, in most cases, the processing chamber wall, which is usually subject to cleaning, has no choice but to rely on the sheath electric field to accelerate ions, so the sputtering effect is small, and how to promote the chemical reaction has been an issue. .
【0010】また、上記特開平3-219080号に記載のよう
に、希ガスと反応性ガスとを混合すると、後述する反応
工程と、脱離工程の双方を効率的に実行できない課題が
ある。As described in JP-A-3-219080, when a rare gas and a reactive gas are mixed, there is a problem that both a reaction step and a desorption step described below cannot be efficiently performed.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】発明者は、堆積物の除去
において、単に堆積物と反応して揮発性物質を生成する
ガスのみによるプラズマクリーニングでは、生成物の一
部は効率的に表面から除去されないことを発見し、生成
物を処理室や堆積物表面から積極的に脱離させるプラズ
マ脱離工程を設けることにより、クリーニング速度が飛
躍的に向上することを見出した。SUMMARY OF THE INVENTION In the removal of deposits, the inventor has found that in plasma cleaning using only a gas that reacts with deposits to generate volatile substances, part of the products are efficiently removed from the surface. They discovered that they were not removed, and found that by providing a plasma desorption step for positively desorbing the product from the processing chamber and the surface of the deposit, the cleaning speed was dramatically improved.
【0012】反応性化学種によるプラズマ処理(以下プ
ラズマ反応工程と称する)を実施すると、揮発性物質の
一部が処理室内に付着し、単なる高真空排気ではその除
去に非常に長い時間を要す。 そこで、プラズマ脱離工
程をプラズマ反応工程の後に追加することにより、処理
室内表面に残留した揮発性物質を気相中に脱離させ、短
時間で多く除去されるようにした。When a plasma treatment using reactive species (hereinafter referred to as a plasma reaction step) is performed, a part of the volatile substances adheres to the processing chamber, and it takes a very long time to remove the volatile substances by mere high vacuum evacuation. . Therefore, by adding a plasma desorption step after the plasma reaction step, volatile substances remaining on the surface of the processing chamber are desorbed into the gas phase so that a large amount can be removed in a short time.
【0013】プラズマ脱離工程は、処理室内壁と処理室
内壁に付着した物質にエネルギーを効率よく供給し、付
着している揮発性物質の脱離を促進することを目的とし
て行われる。また、脱離した物質をすばやく排気する条
件で行うとさらに良い。The plasma desorption step is performed for the purpose of efficiently supplying energy to the inner wall of the processing chamber and the substances adhering to the inner wall of the processing chamber to promote the desorption of the attached volatile substances. Further, it is more preferable to perform the treatment under the condition that the desorbed substances are quickly exhausted.
【0014】また、プラズマ脱離工程後は、未反応の汚
染堆積物表面が現われる。このため、次のプラズマ反応
工程を行う場合に、反応性化学種が堆積物と結合しやす
くなるため反応を促進する。[0014] After the plasma desorption step, unreacted contaminated sediment surfaces appear. Therefore, when the next plasma reaction step is performed, the reaction is promoted because the reactive chemical species easily bonds to the deposit.
【0015】通常のプラズマクリーニングでは、同一条
件で数十秒から数分程度、プラズマクリーニングを行
う。プラズマクリーニング中に生成する揮発物質のなか
には、吸着してなかなか除去されない生成物もあり、徐
々に堆積物表面を覆いプラズマクリーニングを阻害し始
める。In ordinary plasma cleaning, plasma cleaning is performed under the same conditions for several tens of seconds to several minutes. Some of the volatile substances generated during the plasma cleaning are adsorbed and are not easily removed, and gradually cover the surface of the deposit and start to hinder the plasma cleaning.
【0016】したがって、単一条件により数分間連続し
てクリーニングを行うより、本発明にしたがって、プラ
ズマ反応工程とプラズマ脱離工程を適度な時間毎に交互
に実施することにより、堆積物は効率よく処理室内から
除去される。Therefore, by performing the plasma reaction process and the plasma desorption process alternately at appropriate time intervals according to the present invention, the deposits can be efficiently produced, rather than performing cleaning continuously for several minutes under a single condition. It is removed from the processing chamber.
【0017】また、プラズマ脱離工程やプラズマ反応工
程の処理時間を限定するものではないが、プラズマ脱離
工程は脱離および排気が有利な条件を用いてなるべく短
時間で行うのが望ましい。たとえば、プラズマ反応工程
を数秒から数十秒間実施し、プラズマ脱離工程を数百ミ
リ秒から数秒行うということを交互に繰り返してプラズ
マ処理を実施する。Although the processing time of the plasma desorption step or the plasma reaction step is not limited, it is desirable that the plasma desorption step be performed in as short a time as possible under conditions in which desorption and evacuation are advantageous. For example, the plasma processing is performed by alternately repeating that the plasma reaction process is performed for several seconds to several tens of seconds and the plasma desorption process is performed for several hundred milliseconds to several seconds.
【0018】堆積物の組成によって適切な反応性化学種
は異なるが、プラズマ脱離工程を設けることによるクリ
ーニング効果の向上は、どの堆積物の場合にも得られ
る。Although an appropriate reactive species varies depending on the composition of the deposit, the improvement of the cleaning effect by providing the plasma desorption step can be obtained for any deposit.
【0019】このプラズマ脱離工程に最適なガスとして
は、希ガスがあげられる。A rare gas can be used as an optimal gas for the plasma desorption step.
【0020】希ガスは反応性がないので他の化合物を生
成することで,再び堆積物を生成したりするということ
がない。このため、希ガスが処理室内壁などに衝突した
場合,吸着ガス(プラズマ反応工程で生じた揮発性のガ
スであり、処理室内壁表面に残っているガスをいう)の
脱離のみを引き起こし、排気することができる。Since the rare gas has no reactivity, the formation of another compound does not cause the formation of a deposit again. Therefore, when the rare gas collides with the inner wall of the processing chamber, it causes only desorption of the adsorbed gas (which is a volatile gas generated in the plasma reaction process and remains on the surface of the inner wall of the processing chamber), Can be exhausted.
【0021】希ガスの持つエネルギにより揮発性物質の
脱離を実行することができる。Volatile substances can be desorbed by the energy of the rare gas.
【0022】プラズマ発生装置の出力を上げ、プラズマ
を起こすために入力するエネルギーを多くすることは、
装置により限界がある。希ガスを用いることにより、限
られたエネルギーを効率よく利用することができる。Increasing the output of the plasma generator and increasing the energy input to generate plasma is as follows.
There are limitations depending on the device. By using a rare gas, limited energy can be efficiently used.
【0023】また、希ガスに反応性ガスを30%以下程度
加えて、脱離させるのに有効な希ガスの特性を生かしな
がら、脱離した物質の再解離を抑制することもできる。Further, it is possible to suppress the re-dissociation of the desorbed substance while adding the reactive gas to the rare gas at about 30% or less, while utilizing the characteristics of the noble gas effective for desorption.
【0024】また、プラズマ脱離工程は、 脱離に有利
な条件で、希ガス以外のプラズマ処理により行うことも
でき、反応性化学種を用いた、より低圧の条件でのプラ
ズマ処理を行うこともできる。プラズマ反応工程に比べ
て低圧(5mtorr程度)にすることで壁面に付着した揮
発性生成物の脱離と排気を促進することができる。The plasma desorption step can be performed by a plasma treatment other than a rare gas under conditions advantageous for desorption, and a plasma treatment under a lower pressure condition using a reactive chemical species can be performed. Can also. By making the pressure lower (about 5 mtorr) as compared with the plasma reaction process, desorption of volatile products adhering to the wall surface and evacuation can be promoted.
【0025】また、プラズマ脱離工程は、以下のよう
に、条件を最適化することができる。The conditions of the plasma desorption step can be optimized as follows.
【0026】プラズマ脱離工程では、 プラズマ反応工
程に比べて高速排気、大流量のプラズマ条件が排気に有
利である。特に流量を多くした場合、脱離した揮発性物
質を再吸着させずに速やかに排気できる。In the plasma desorption step, high-speed exhaustion and large flow rate plasma conditions are more advantageous for the exhaustion than in the plasma reaction step. In particular, when the flow rate is increased, the desorbed volatile substances can be quickly exhausted without being re-adsorbed.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】ここでは、エッチング処理室のク
リーニングに関して実施例を示すが、これに限定するも
のではなく、アッシング処理室、プラズマCVD処理室に
も適用できる。また、真空の処理室内にプラズマを発生
する手段を備えていれば、スパッタ装置や熱CVD装置で
も、本クリーニング方法は適用できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, an embodiment will be described with respect to cleaning of an etching processing chamber. However, the present invention is not limited to this and can be applied to an ashing processing chamber and a plasma CVD processing chamber. Further, as long as a means for generating plasma is provided in a vacuum processing chamber, the present cleaning method can be applied to a sputtering apparatus or a thermal CVD apparatus.
【0028】以下、半導体基板のアルミ配線をECRマイ
クロ波エッチング装置でエッチング処理する際のプラズ
マクリーニングについて、発明の実施例を図面を用いて
説明する。アルミ配線のための被エッチング膜は、主に
有機ポリマーのレジスト、アルミ合金、酸化シリコンの
3種の膜の積層構造である。まず、適用する装置の構成
を図1を用いて説明し、次に本発明のプラズマクリーニ
ング方法を適用したプラズマ処理を図2のフローチャー
トを用いて説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings for plasma cleaning when etching an aluminum wiring on a semiconductor substrate with an ECR microwave etching apparatus. The film to be etched for aluminum wiring is mainly made of organic polymer resist, aluminum alloy, silicon oxide.
It is a laminated structure of three types of films. First, the configuration of the apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1, and then the plasma processing using the plasma cleaning method of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0029】(構成の説明)図1において、プラズマ処
理室1(以下、単に処理室と称す)には、被エッチング
処理基板2(以下、単に基板と称す)を載置するステー
ジ3がある。(Description of Configuration) In FIG. 1, a plasma processing chamber 1 (hereinafter simply referred to as a processing chamber) has a stage 3 on which a substrate 2 to be etched (hereinafter simply referred to as a substrate) is mounted.
【0030】また、処理室には、ヘリウム、塩素、3塩
化ホウ素、酸素が供給できるように配管され、それらは
ガス流量コントローラ4により、ガス種やガス流量をす
ばやく制御できる。また、マグネトロン5から発生した
マイクロ波を導波管6により処理室に導き、コイル7に
電流を流して磁場をかけ、高密度プラズマを発生でき
る。また、被処理基板へのイオンの入射の仕方を操作す
るために,ステージ3には高周波(RF)を印加できる。ま
た、処理室には、圧力計8と圧力を調節するために排気
速度を調節できる排気系9が繋がっている。例えば、排
気系は一定排気量のターボ分子ポンプと、ガス流れのコ
ンダクタンスを調節するバタフライバルブ(図示せず)
からなる。また、処理室には、隣接する真空室10a、10b
に通じる、開閉できるゲート11a、11bがある。 上記ゲ
ート11a、11bを通して、真空搬送機器12a、12bにより処
理室と隣接する真空室10a、10bの間で基板の出し入れを
行う。図ではこのゲート11a、11bおよび真空室10a、10b
は、基板を処理室に入れる時と処理室から出す時で別々
の場合を示したが、兼用でもよい。また、 真空室10aお
よび10bは、それぞれ大気圧下にある未処理基板を真空
下に搬入するロード室13と処理済み基板を真空中から大
気圧下に搬出するアンロード室14にゲート15aおよび15b
を介して繋がっている。また、数十ステップからなるプ
ラズマ処理(プラズマクリーニング)条件を設定でき、
装置は、その設定にしたがって、装置の駆動部分を制御
できる制御系16をもつ。In the processing chamber, helium, chlorine, boron trichloride, and oxygen are supplied so that they can be supplied. The gas flow controller 4 can quickly control the gas type and gas flow. In addition, the microwave generated from the magnetron 5 is guided to the processing chamber by the waveguide 6, and a current is applied to the coil 7 to apply a magnetic field to generate a high-density plasma. In addition, a high frequency (RF) can be applied to the stage 3 in order to control the manner in which ions are incident on the substrate to be processed. Further, the processing chamber is connected to a pressure gauge 8 and an exhaust system 9 capable of adjusting an exhaust speed to adjust the pressure. For example, the exhaust system includes a turbo-molecular pump with a constant displacement and a butterfly valve (not shown) for adjusting the conductance of the gas flow.
Consists of In addition, the processing chamber has adjacent vacuum chambers 10a and 10b.
There are gates 11a and 11b that can be opened and closed. Through the gates 11a and 11b, the substrates are taken in and out between the processing chamber and the adjacent vacuum chambers 10a and 10b by the vacuum transfer devices 12a and 12b. In the figure, the gates 11a and 11b and the vacuum chambers 10a and 10b
Has shown different cases when the substrate is put into the processing chamber and when the substrate is taken out of the processing chamber, but they may be shared. Further, the vacuum chambers 10a and 10b have gates 15a and 15b respectively in a load chamber 13 for carrying an unprocessed substrate under atmospheric pressure under vacuum and an unload chamber 14 for carrying out a processed substrate from vacuum under atmospheric pressure.
Is connected through. In addition, plasma processing (plasma cleaning) conditions consisting of tens of steps can be set,
The device has a control system 16 that can control the driving parts of the device according to the settings.
【0031】図2に、本発明のプラズマクリーニング方
法を適用したプラズマ処理のフローチャートを示した。FIG. 2 shows a flowchart of the plasma processing to which the plasma cleaning method of the present invention is applied.
【0032】プラズマ処理は、大まかには、処理室への
未処理基板の搬入と基板のプラズマ処理と、処理室から
の処理済み基板の搬出の繰り返しから構成され、処理室
をプラズマクリーニングするタイミングは1枚の基板を
プラズマ処理した後(A及びB)と、基板を数十から数
百枚処理した後(C)があり、基板を1枚処理した後
は、処理済み基板が処理室にある状態の時(A)と処理
済み基板を搬出した後(B)にプラズマクリーニングを
することができる。The plasma processing roughly includes repetition of loading of an unprocessed substrate into the processing chamber, plasma processing of the substrate, and unloading of the processed substrate from the processing chamber. The timing of plasma cleaning the processing chamber is as follows. After one substrate is processed by plasma (A and B) and after several tens to hundreds of substrates are processed (C), after one substrate is processed, the processed substrate is in the processing chamber. Plasma cleaning can be performed in the state (A) and after the processed substrate is unloaded (B).
【0033】以下に述べる実施例ではまず、実施例I,II
で(A)および(B)のタイミングのプラズマクリーニ
ングのプラズマ処理を示し、実施例IIIで(C)のタイ
ミングのプラズマクリーニングを行う場合について示
す。In the embodiments described below, first, Embodiments I and II
Shows plasma processing of plasma cleaning at timings (A) and (B), and shows a case of performing plasma cleaning at timing (C) in Example III.
【0034】(実施例I)実施例Iでは、基板を1枚処
理した後に、処理済み基板がある状態のタイミング
(A)に本発明のプラズマクリーニングを実施し、処理
済み基板を搬出した後のプラズマクリーニング(B)は
行わない場合について示した。(Embodiment I) In the embodiment I, after one substrate is processed, the plasma cleaning of the present invention is performed at the timing (A) in a state where the processed substrate is present, and after the processed substrate is carried out. The case where the plasma cleaning (B) is not performed is shown.
【0035】表1に、(A)のプラズマクリーニングの
各ステップの条件を示した。Table 1 shows the conditions of each step of the plasma cleaning (A).
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】各ステップの目的を説明する。The purpose of each step will be described.
【0038】基板のプラズマ処理後、No.1のプラズマ
脱離工程で、処理室表面に吸着しているエッチングガス
とエッチング反応により生成した揮発性物質とを処理室
表面から脱離し排気する。No.2のO2の反応ステップで、
炭素成分を除去する。炭素成分はフォトレジストがエッ
チングされて生成したものである。O2によるプラズマク
リーニングでは、揮発性生成物が多量に処理室内に付着
するので、No.3でHeのプラズマ脱離工程を行う。No.3で
Heのプラズマ脱離工程によって、処理室内の揮発性物質
を減少させるので、基板搬出のためゲートを開く時に、
処理室から真空室10a、10bに反応生成物が拡散する量が
減り、処理室外の汚染を抑制できる。After the plasma treatment of the substrate, in the No. 1 plasma desorption step, the etching gas adsorbed on the surface of the processing chamber and volatile substances generated by the etching reaction are desorbed from the surface of the processing chamber and exhausted. In the No.2 O2 reaction step,
Remove carbon components. The carbon component is generated by etching the photoresist. In the plasma cleaning using O2, a large amount of volatile products adhere to the processing chamber. No.3
Since the volatile substances in the processing chamber are reduced by the He plasma desorption process, when opening the gate to carry out the substrate,
The amount of reaction products diffused from the processing chamber to the vacuum chambers 10a and 10b is reduced, and contamination outside the processing chamber can be suppressed.
【0039】これらのステップでのプラズマ発生は、そ
れぞれ最適化すれば良いが、プラズマ発生機器の最大許
容出力で行うことにより、クリーニング速度を速めるこ
とができる。The plasma generation in these steps may be optimized respectively, but the cleaning speed can be increased by performing the plasma generation at the maximum allowable output of the plasma generator.
【0040】またクリーニング時間を短くするために、
各ステップの切り替えは、プラズマ放電を継続しながら
供給ガスを切り替えることにより行うと良い。In order to shorten the cleaning time,
The switching of each step is preferably performed by switching the supply gas while continuing the plasma discharge.
【0041】クリーニングの終了時は,次のように行
う。No.3のヘリウムのプラズマ脱離工程が終わるまで
に,未処理基板を処理室に搬入できる状態にしておく。N
o.3のヘリウムのプラズマ脱離工程が終了し、高真空に
達した後、すばやくゲート11a、11bを開け、プラズマ処
理済み基板を搬出し、未処理基板を搬入し、ゲート11
a、11bを閉め、未処理基板のエッチングを開始する。ま
た,搬出した処理済み基板を移動し、次の処理済み基板
が処理室から搬出する際の妨げにならないようにする。At the end of the cleaning, the cleaning is performed as follows. By the time the plasma desorption process of No. 3 helium is completed, the unprocessed substrate should be ready to be carried into the processing chamber. N
After the helium plasma desorption process of o.3 is completed and a high vacuum is reached, the gates 11a and 11b are quickly opened, the plasma-processed substrate is unloaded, the unprocessed substrate is loaded, and the gate 11
Close a and 11b and start etching the unprocessed substrate. In addition, the processed substrate that has been unloaded is moved so that the next processed substrate does not hinder the unloading from the processing chamber.
【0042】通常は、プラズマ処理が終了して高真空に
達した後、数秒の追加真空排気を行うが、本発明では、
残留物を脱離・排気するヘリウムのプラズマ脱離工程を
行うので、追加真空排気は、時間節約のために省くこと
ができる。Normally, after the plasma processing is completed and a high vacuum is reached, additional vacuum evacuation is performed for several seconds.
Since a helium plasma desorption step for desorbing and evacuating the residue is performed, additional evacuation can be omitted to save time.
【0043】本実施例の他に,次のような方法をとるこ
とができる。In addition to the present embodiment, the following method can be adopted.
【0044】プラズマ処理後に、まず反応性ガスステッ
プを行い、次に、プラズマ脱離工程を行ってもよい。ま
た、プラズマ反応工程は、反応性ガス種や条件を変えた
2ステップ以上の構成でもよい。After the plasma treatment, a reactive gas step may be performed first, and then a plasma desorption step may be performed. In addition, the plasma reaction process may have a configuration of two or more steps in which the type of reactive gas and conditions are changed.
【0045】また、プラズマ脱離工程のガスとしては、
He以外に、Ne、Ar、Xeであってもよいし、脱離に有利な
条件で行えば、プラズマ処理済み基板に悪影響がない希
ガス以外のガスであってもよい。また、No.2のプラズマ
反応工程もプラズマ処理済み基板に悪影響がないガスを
用いて行うことができる。The gas used in the plasma desorption step is as follows:
In addition to He, Ne, Ar, or Xe may be used, or a gas other than a rare gas that does not adversely affect the plasma-processed substrate may be used if it is performed under conditions advantageous for desorption. The No. 2 plasma reaction step can also be performed using a gas that does not adversely affect the plasma-treated substrate.
【0046】(実施例II)処理済み基板を処理室から搬
出後(B)に、処理室に基板がない状態でクリーニング
する場合について示す。表2に、この場合のプラズマク
リーニングステップを示した。(Example II) A case is shown in which, after the processed substrate is carried out of the processing chamber (B), cleaning is performed without the substrate in the processing chamber. Table 2 shows the plasma cleaning steps in this case.
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】この場合は、まず表2のNo。1に示したプ
ラズマ脱離工程のみを、処理済み基板が処理室にある状
態の時(A)に行う。ここでは、プラズマ処理中に生成
した揮発性物質の除去を行う。In this case, first, No. in Table 2. Only the plasma desorption process shown in 1 is performed when the processed substrate is in the processing chamber (A). Here, volatile substances generated during the plasma processing are removed.
【0049】次に、処理済み基板を処理室から搬出後
(B)、No。2以降のステップを行う。Next, after the processed substrate is unloaded from the processing chamber (B), No. Perform the second and subsequent steps.
【0050】また、ステージに高周波(RF)を印加し、基
板がないときにステージ上に付着する揮発性物質を効果
的に除去する。In addition, a high frequency (RF) is applied to the stage to effectively remove volatile substances adhering to the stage when there is no substrate.
【0051】(B)のタイミングのプラズマ反応工程で
使用するガスは、処理基板が処理室内にないため、O2ガ
スに限らず、他の反応性ガスを用いてもよい。このプラ
ズマ反応工程も他のプラズマ反応工程と同様、2ステッ
プ以上から構成してもよい。The gas used in the plasma reaction process at the timing (B) is not limited to the O 2 gas because the processing substrate is not in the processing chamber, and another reactive gas may be used. This plasma reaction step may be composed of two or more steps, like other plasma reaction steps.
【0052】(実施例III)実施例IIIでは、基板を数十
から数百枚処理した後のタイミング(C)に本発明のプ
ラズマクリーニングを実施した例を示す。ここでは、 1
00枚毎にプラズマクリーニングする場合について示す。
基板を100枚処理したとき、最後の基板の搬出を行う時
までに、シリコン基板を処理室に搬入できる状態にして
おく。最後の基板のプラズマ脱離工程終了後、処理室に
シリコン基板を搬入し、プラズマクリーニングを行う。(Embodiment III) In Embodiment III, an example is shown in which the plasma cleaning of the present invention is performed at timing (C) after processing tens to hundreds of substrates. Where 1
The case where plasma cleaning is performed for every 00 sheets will be described.
When 100 substrates are processed, the silicon substrate is brought into a processing chamber by the time the last substrate is carried out. After the plasma desorption process of the last substrate, the silicon substrate is carried into the processing chamber and plasma cleaning is performed.
【0053】プラズマクリーニングは、アルミ配線のエ
ッチング処理をECRマイクロ波エッチング装置を用いて
行う場合には、たとえば表3に示したように構成する。The plasma cleaning is configured, for example, as shown in Table 3 when the aluminum wiring is etched using an ECR microwave etching apparatus.
【0054】[0054]
【表3】 [Table 3]
【0055】本表には、ステップ毎に使用するガス、流
量、圧力、ステップのプラズマ処理時間、ステップの目
的を示した。This table shows the gases used for each step, the flow rate, the pressure, the plasma processing time of the step, and the purpose of the step.
【0056】No。2、4、6、8、10のステップは、そ
の前の反応性化学種によるクリーニングで発生し、処理
室や堆積物上に付着した反応生成物を効率良く除去する
ためのプラズマ脱離工程である。No. Steps 2, 4, 6, 8, and 10 are a plasma desorption process for efficiently removing reaction products generated by cleaning with a reactive chemical species before and adhering to a processing chamber or a deposit. is there.
【0057】例に示したように、反応性化学種のプラズ
マでは、反応性化学種を多く供給するために、圧力を高
く、流量を少なくする。また、プラズマ脱離工程は、揮
発性生成物を効率よく加熱して壁面から脱離させること
に加えて、速く排気するために、圧力を低くし、流量を
大きくする。As shown in the example, in the plasma of the reactive species, in order to supply a large amount of the reactive species, the pressure is increased and the flow rate is decreased. In the plasma desorption process, in addition to efficiently heating and desorbing volatile products from the wall surface, the pressure is reduced and the flow rate is increased in order to quickly exhaust gas.
【0058】本実施例では、表2に示した10ステップの
クリーニングを、8セット(9分)繰り返した後、被処理
基板をプラズマ処理する条件と同じガス種でプラズマ処
理を行い、その後、再び被処理基板のプラズマ処理を繰
り返し行う。In this embodiment, the cleaning of 10 steps shown in Table 2 is repeated for 8 sets (9 minutes), and then the plasma processing is performed with the same kind of gas as the plasma processing conditions for the substrate to be processed. The plasma processing of the substrate to be processed is repeatedly performed.
【0059】本実施例のように基板のプラズマ処理100
枚毎にクリーニングを行うこともできるが、25枚毎に、
本表1の10ステップを1セット行うようにしてもよい。As in this embodiment, the plasma processing of the substrate 100
Cleaning can be performed for each sheet, but every 25 sheets,
One set of the ten steps in Table 1 may be performed.
【0060】本例は、3から10秒で1ステップを構成し
ているが、1ステップを十数秒や数十秒で構成し、繰り
返し回数を少なくすることもできる。本例のようにステ
ップ数が多い場合は、特に、放電を継続し、流量の切り
替えは即座に行なう必要がある。In this example, one step is constituted by 3 to 10 seconds. However, one step may be constituted by tens of seconds or tens of seconds, and the number of repetitions may be reduced. In the case where the number of steps is large as in this example, it is particularly necessary to continue the discharge and switch the flow rate immediately.
【0061】また、本例のように堆積物が混合物と予想
される場合は、ステップ毎に反応性ガスを変えることが
できる。また、例えば、BCl3とO2のように、反応性ガス
同士で固形物を生成するような反応性ガスによるプラズ
マをステップ毎にかえて行う場合には、ステップ間にプ
ラズマ脱離工程を設けることにより、反応性ガス同士で
固形物を生成する量を少なくできる。When the deposit is expected to be a mixture as in this example, the reactive gas can be changed for each step. In addition, for example, when performing a plasma by a reactive gas such as BCl3 and O2 that generates a solid material between the reactive gases in each step, by providing a plasma desorption step between the steps In addition, the amount of solids generated between reactive gases can be reduced.
【0062】また、本実施例はアルミ配線工程の場合を
示したが、これに限定するものではなく、プラズマ反応
工程とプラズマ脱離工程からなる本発明のプラズマクリ
ーニング方法による効果は、シリコン酸化膜、ポリシリ
コン、Si3N4、W、WSi、TiN、Cu、Cu合金、Ptなどのエッ
チング工程の場合にも期待できる。Although the present embodiment shows the case of the aluminum wiring process, the present invention is not limited to this. The effect of the plasma cleaning method of the present invention comprising the plasma reaction process and the plasma desorption process is the same as that of the silicon oxide film. , Polysilicon, Si3N4, W, WSi, TiN, Cu, Cu alloy, Pt, etc. in the case of an etching process.
【0063】上記実施例では、プラズマ源がECRマイク
ロ波の場合について説明したが、高周波誘導タイプのプ
ラズマ源、マイクロ波プラズマ源を用いても本発明が適
用できる。In the above embodiment, the case where the plasma source is an ECR microwave is described. However, the present invention can be applied to a high frequency induction type plasma source or a microwave plasma source.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマ処理室内のプラズマクリーニングにおいて、処
理室表面および堆積物上に残留した揮発性物質を効果的
に除去することによって、プラズマ処理室表面を効率良
く清浄化できる方法が提供される。As described above, according to the present invention,
A method for efficiently cleaning the surface of a plasma processing chamber by effectively removing volatile substances remaining on the surface of the processing chamber and deposits in plasma cleaning in the plasma processing chamber is provided.
【図1】半導体基板のエッチングに用いられるドライエ
ッチング装置の簡略構成図である。FIG. 1 is a simplified configuration diagram of a dry etching apparatus used for etching a semiconductor substrate.
【図2】本発明の一実施例を示すプラズマクリーニング
のフロー図である。FIG. 2 is a flowchart of plasma cleaning showing one embodiment of the present invention.
1…プラズマ処理室、2…被エッチング処理基板、3…
ステージ、4…ガス流量コントローラ、5…マグネトロ
ン、6…導波管、7…コイル、8…圧力計、9…排気
系、10a,10b…真空室、11a,11b…ゲート、12a,12b…真
空搬送機器、13…ロード室、14…アンロード室、15a,15
b…ゲート。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma processing chamber, 2 ... Substrate to be etched, 3 ...
Stage, 4 gas flow controller, 5 magnetron, 6 waveguide, 7 coil, 8 pressure gauge, 9 exhaust system, 10a, 10b vacuum chamber, 11a, 11b gate, 12a, 12b vacuum Transport equipment, 13… Load chamber, 14… Unload chamber, 15a, 15
b ... gate.
Claims (12)
より処理するプラズマ処理工程を実施した後、該処理室
内にガスを導入し、該ガスプラズマによりクリーニング
する方法において、処理室内の被クリーニング物質を該
ガスプラズマにより揮発性物質に変化させるプラズマ反
応工程と、処理室内容器および構成部品の表面に付着し
ている揮発性物質を該ガスプラズマにより脱離させるプ
ラズマ脱離工程とを有することを特徴とするプラズマク
リーニング方法。In a method of performing a plasma processing step of processing an object to be processed carried into a processing chamber with plasma, introducing a gas into the processing chamber, and cleaning with the gas plasma, a material to be cleaned in the processing chamber is provided. A plasma reaction step of converting the gas into a volatile substance by the gas plasma; and a plasma desorption step of desorbing the volatile substance adhering to the surface of the processing chamber and components by the gas plasma. Plasma cleaning method.
いて、複数の被処理物にプラズマ処理工程を実施した
後、該プラズマクリーニングを行うことを特徴とするプ
ラズマクリーニング方法。2. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein the plasma cleaning is performed after performing a plasma processing step on a plurality of workpieces.
方法において、該被処理物の該プラズマ処理工程を実施
した後、 次に該プラズマクリーニング処理を実施し、
その後連続して次の被処理基板の該プラズマ処理工程を
実施することを繰り返し行うことを特徴とするプラズマ
クリーニング方法。3. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein after performing the plasma processing step on the object, the plasma cleaning processing is performed next.
Thereafter, the plasma processing step of the next substrate to be processed is repeatedly performed continuously.
法において、該プラズマ反応工程と該プラズマ脱離工程
を交互に2回以上行うことを特徴とするプラズマクリー
ニング方法。4. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein said plasma reaction step and said plasma desorption step are alternately performed two or more times.
法において、該プラズマ反応工程または/および該プラ
ズマ脱離工程が2段回以上のステップからなることを特
徴とするプラズマクリーニング方法。5. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein said plasma reaction step and / or said plasma desorption step comprises two or more steps.
ング方法において、該被処理物に該プラズマ処理工程を
実施した後、該プラズマ脱離工程を実施し、次に該プラ
ズマ反応工程を行い、さらに該プラズマ脱離工程を実施
することを特徴とするプラズマクリーニング方法。6. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein after performing the plasma processing step on the object to be processed, the plasma desorption step is performed, and then the plasma reaction step is performed. A plasma cleaning method, further comprising performing the plasma desorption step.
ング方法において、該被処理物に該プラズマ処理工程を
実施した後、該処理室から該被処理物を搬出し、該プラ
ズマクリーニングを行うことを特徴とするプラズマクリ
ーニング方法。7. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein after performing the plasma processing step on the object, the object is carried out of the processing chamber and the plasma cleaning is performed. A plasma cleaning method comprising:
ング方法において、該被処理物に該プラズマ処理工程を
実施した後、該被処理物を該処理室から搬出する前に、
該プラズマクリーニングを行うことを特徴とするプラズ
マクリーニング方法。8. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein after performing the plasma processing step on the object, before carrying out the object from the processing chamber,
A plasma cleaning method comprising performing the plasma cleaning.
ング方法において、該被処理物に該プラズマ処理工程を
実施した後、該被処理物を処理室から搬出する前に該プ
ラズマ脱離工程を実施し、その後該処理室から該被処理
物を搬出し、該プラズマクリーニングを行うことを特徴
とするプラズマクリーニング方法。9. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein after performing the plasma processing step on the processing object, the plasma desorption step is performed before the processing object is carried out of the processing chamber. Performing the plasma cleaning, and then carrying out the object from the processing chamber and performing the plasma cleaning.
方法において、 該被処理物を搬出した後、該被処理物
を該プラズマにより処理した位置に非被処理物を導入し
て該プラズマクリーニングを行うことを特徴とするプラ
ズマクリーニング方法。10. The plasma cleaning method according to claim 2, wherein, after carrying out the object to be processed, a non-processed object is introduced into a position where the object to be processed is processed by the plasma, and the plasma cleaning is performed. A plasma cleaning method comprising:
ニング方法において、該プラズマ反応工程と、該プラズ
マ脱離工程が、少なくとも1種類は異なるガスからなる
ことを特徴とするプラズマクリーニング方法。11. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein said plasma reaction step and said plasma desorption step comprise at least one different gas.
ニング方法において、該プラズマ脱離工程を希ガス単独
または希ガスを流量で70%以上含む混合ガスにより行う
ことを特徴とするプラズマクリーニング方法。12. The plasma cleaning method according to claim 1, wherein the plasma desorption step is performed using a rare gas alone or a mixed gas containing a rare gas in a flow rate of 70% or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03591597A JP3592878B2 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Plasma cleaning method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03591597A JP3592878B2 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Plasma cleaning method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233388A true JPH10233388A (en) | 1998-09-02 |
| JP3592878B2 JP3592878B2 (en) | 2004-11-24 |
Family
ID=12455338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03591597A Expired - Fee Related JP3592878B2 (en) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Plasma cleaning method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3592878B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| JP2006080421A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Sharp Corp | Chamber cleaning method in plasma etching |
| JP2008297605A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus |
| JP2009065125A (en) * | 2007-07-05 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Photon-induced cleaning of the reaction chamber |
| JP2012109472A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing method |
| JP2014120680A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Japan Steel Works Ltd:The | Plasma processing apparatus and cleaning method thereof |
| KR20150103636A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method of cleaning plasma processing apparatus |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP03591597A patent/JP3592878B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6533952B2 (en) * | 1999-06-08 | 2003-03-18 | Euv Llc | Mitigation of radiation induced surface contamination |
| JP2006080421A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Sharp Corp | Chamber cleaning method in plasma etching |
| JP2008297605A (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus |
| JP2009065125A (en) * | 2007-07-05 | 2009-03-26 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Photon-induced cleaning of the reaction chamber |
| JP2012109472A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Hitachi High-Technologies Corp | Plasma processing method |
| US8486291B2 (en) | 2010-11-19 | 2013-07-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing method |
| JP2014120680A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Japan Steel Works Ltd:The | Plasma processing apparatus and cleaning method thereof |
| KR20150103636A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-11 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Method of cleaning plasma processing apparatus |
| JP2015167155A (en) * | 2014-03-03 | 2015-09-24 | 東京エレクトロン株式会社 | Cleaning method of plasma processing apparatus |
| US10053773B2 (en) | 2014-03-03 | 2018-08-21 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning plasma processing apparatus |
| US10975468B2 (en) | 2014-03-03 | 2021-04-13 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning plasma processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3592878B2 (en) | 2004-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5006938B2 (en) | Surface treatment apparatus and substrate treatment method thereof | |
| US7585777B1 (en) | Photoresist strip method for low-k dielectrics | |
| JP2674488B2 (en) | Dry etching chamber cleaning method | |
| WO1994028578A1 (en) | Plasma processing method | |
| WO2019003663A1 (en) | Etching method and etching device | |
| EP0871211A2 (en) | Plasma treatment method and manufacturing method of semiconductor device | |
| JPH03261138A (en) | Method and apparatus for cleaning semiconductor | |
| US9269562B2 (en) | In situ chamber clean with inert hydrogen helium mixture during wafer process | |
| JP2010074065A (en) | Substrate cleaning method for removing oxide film | |
| JP2002261081A (en) | Apparatus and method for etching semiconductor wafer | |
| JP3592878B2 (en) | Plasma cleaning method | |
| US6566269B1 (en) | Removal of post etch residuals on wafer surface | |
| KR102469451B1 (en) | Method for area-selective etching of silicon nitride layers for the manufacture of microelectronic workpieces | |
| JPH1140502A (en) | Dry cleaning method for semiconductor manufacturing equipment | |
| JPH10233389A (en) | Semiconductor processing apparatus, cleaning method therefor, and semiconductor device manufacturing method | |
| JP2003188172A (en) | Substrate processing method | |
| JP2897752B2 (en) | Sample post-treatment method | |
| JP2928555B2 (en) | Plasma processing equipment | |
| JP2897753B2 (en) | Sample post-treatment method | |
| JPH0885887A (en) | Post-etching treatment method | |
| JP2728483B2 (en) | Sample post-treatment method and device | |
| JP2737613B2 (en) | Method of forming fine pattern | |
| JP2544129B2 (en) | Plasma processing device | |
| JP3067312B2 (en) | Thin film forming equipment | |
| JPH08279487A (en) | Plasma processing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040722 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040817 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20040826 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |