JPH11111699A - ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法 - Google Patents
ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法Info
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- JPH11111699A JPH11111699A JP29155497A JP29155497A JPH11111699A JP H11111699 A JPH11111699 A JP H11111699A JP 29155497 A JP29155497 A JP 29155497A JP 29155497 A JP29155497 A JP 29155497A JP H11111699 A JPH11111699 A JP H11111699A
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガスクリーニング後の成膜速度の低下や膜厚分
布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を防止して生産歩
留の向上を図ることができるガスクリーニング装置およ
び方法を提供する。 【解決手段】成膜用の原料ガスをガイドパイプ３から導
入し、高周波電力を印加してプラズマＣＶＤ法により基
板１３上に成膜する。この成膜を所定回数繰り返して所
定枚数の基板１３上に成膜を行う。その後、エッチング
ガスをガイドパイプ３から導入し、高周波電力を印加し
てプラズマを発生させ、ガスクリーニングを行う。その
後、アルゴンガスをガイドパイプ３から導入し、高周波
電力を印加してプラズマを発生させる。このようにして
次の成膜に備えて処理室１内の前処理を行う。以下上記
各工程を所定回数繰り返す。
布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を防止して生産歩
留の向上を図ることができるガスクリーニング装置およ
び方法を提供する。 【解決手段】成膜用の原料ガスをガイドパイプ３から導
入し、高周波電力を印加してプラズマＣＶＤ法により基
板１３上に成膜する。この成膜を所定回数繰り返して所
定枚数の基板１３上に成膜を行う。その後、エッチング
ガスをガイドパイプ３から導入し、高周波電力を印加し
てプラズマを発生させ、ガスクリーニングを行う。その
後、アルゴンガスをガイドパイプ３から導入し、高周波
電力を印加してプラズマを発生させる。このようにして
次の成膜に備えて処理室１内の前処理を行う。以下上記
各工程を所定回数繰り返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスクリーニング
装置およびガスクリーニング方法に関し、特に、プラズ
マによるガスクリーニングが行われる半導体製造装置お
よび液晶表示素子製造装置、ならびに半導体製造装置や
液晶表示素子製造装置におけるプラズマによるガスクリ
ーニング方法に関するものである。
装置およびガスクリーニング方法に関し、特に、プラズ
マによるガスクリーニングが行われる半導体製造装置お
よび液晶表示素子製造装置、ならびに半導体製造装置や
液晶表示素子製造装置におけるプラズマによるガスクリ
ーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程や液晶表示素子製造工程
の１つに、基板上に所定の成膜を行うプラズマＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）成膜工程がある。これは気密な処理室に基板を装填
し、該処理室内に設けられた一対の電極間に反応ガスを
供給しながら高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、気相のガス分子をプラズマにより分解して基板表面
に薄膜を形成するものである。ところが、このプラズマ
ＣＶＤ成膜処理においては、基板上のみならず、電極や
処理室内壁にも成膜されるため、成膜工程の繰り返しに
伴い、電極や処理室内壁に付着・堆積した膜はやがて剥
離し、処理中の基板上に付着して基板を汚染してしま
う。この汚染は、膜機能を著しく低下させ、生産性の低
下を招くため、是非とも排除すべき事象である。そこで
従来は、処理室内の定期的な清掃により、この汚染を排
除していた。
の１つに、基板上に所定の成膜を行うプラズマＣＶＤ
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）成膜工程がある。これは気密な処理室に基板を装填
し、該処理室内に設けられた一対の電極間に反応ガスを
供給しながら高周波電力を印加してプラズマを発生さ
せ、気相のガス分子をプラズマにより分解して基板表面
に薄膜を形成するものである。ところが、このプラズマ
ＣＶＤ成膜処理においては、基板上のみならず、電極や
処理室内壁にも成膜されるため、成膜工程の繰り返しに
伴い、電極や処理室内壁に付着・堆積した膜はやがて剥
離し、処理中の基板上に付着して基板を汚染してしま
う。この汚染は、膜機能を著しく低下させ、生産性の低
下を招くため、是非とも排除すべき事象である。そこで
従来は、処理室内の定期的な清掃により、この汚染を排
除していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、処理室の清掃
はたとえ処理室の構成部品の交換等により時間短縮でき
るにしても相当の時間を要し、かつ処理室の清掃には処
理室の温度降下や大気開放等の事前工程あるいは清掃後
の真空排気や温度上昇および安定化等の事後工程が付随
するので、装置の稼働率を低下させていた。
はたとえ処理室の構成部品の交換等により時間短縮でき
るにしても相当の時間を要し、かつ処理室の清掃には処
理室の温度降下や大気開放等の事前工程あるいは清掃後
の真空排気や温度上昇および安定化等の事後工程が付随
するので、装置の稼働率を低下させていた。
【０００４】近年、成膜と同様にプラズマによる処理室
内のクリーニング技術が注目を集めている。これは、成
膜と同様に、ＮＦ3 やＳＦ6 等のクリーニングガス（エ
ッチングガス）を処理室内に供給しながら、高周波電力
を印加してプラズマを発生させ、気相のクリーニング
（エッチング）ガス分子をプラズマにより分解して、電
極や処理室内壁に付着・堆積した膜を除去するものであ
る。この方法は、従来からの清掃作業に比較して、温度
降下や大気開放あるいは真空排気や温度上昇といった付
随工程を省略することができるため、稼働率向上に非常
に有効である。しかし、特にＮＦ3 やＳＦ6 等のクリー
ニングガスによりガスクリーニングを施した場合、処理
室内にフッ化物が生成され、これによりクリーニング後
の処理室における成膜速度の低下や膜厚分布の劣化ある
いはデバイス特性の劣化を招いていた。
内のクリーニング技術が注目を集めている。これは、成
膜と同様に、ＮＦ3 やＳＦ6 等のクリーニングガス（エ
ッチングガス）を処理室内に供給しながら、高周波電力
を印加してプラズマを発生させ、気相のクリーニング
（エッチング）ガス分子をプラズマにより分解して、電
極や処理室内壁に付着・堆積した膜を除去するものであ
る。この方法は、従来からの清掃作業に比較して、温度
降下や大気開放あるいは真空排気や温度上昇といった付
随工程を省略することができるため、稼働率向上に非常
に有効である。しかし、特にＮＦ3 やＳＦ6 等のクリー
ニングガスによりガスクリーニングを施した場合、処理
室内にフッ化物が生成され、これによりクリーニング後
の処理室における成膜速度の低下や膜厚分布の劣化ある
いはデバイス特性の劣化を招いていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑み考案されたものであり、クリーニングガス（エッチ
ングガス）に高周波電力を供給してプラズマを発生させ
てガスクリーニングを行なった後に、不活性ガスを導入
し、高周波電力を供給してプラズマを発生させることに
より、ガスクリーニングにより生成されたフッ化物を破
砕し、正規の電極表面の復生とＦ系分圧を低下させるこ
とにより、ガスクリーニング後の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を防止して生産
歩留まりの向上を図るものである。
鑑み考案されたものであり、クリーニングガス（エッチ
ングガス）に高周波電力を供給してプラズマを発生させ
てガスクリーニングを行なった後に、不活性ガスを導入
し、高周波電力を供給してプラズマを発生させることに
より、ガスクリーニングにより生成されたフッ化物を破
砕し、正規の電極表面の復生とＦ系分圧を低下させるこ
とにより、ガスクリーニング後の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化あるいはデバイス特性の劣化を防止して生産
歩留まりの向上を図るものである。
【０００６】ここで、クリーニングガス（エッチングガ
ス）によるガスクリーニング後に導入する不活性ガスと
は、ＣＶＤにおいて成膜には関与しないガスをさす。特
にアルゴンガスが有効であり、必要に応じ窒素ガスを混
合してもよい。
ス）によるガスクリーニング後に導入する不活性ガスと
は、ＣＶＤにおいて成膜には関与しないガスをさす。特
にアルゴンガスが有効であり、必要に応じ窒素ガスを混
合してもよい。
【０００７】従って、請求項１によれば、処理室内にエ
ッチングガスを導入し、高周波電力を供給してプラズマ
を発生させ、プラズマエッチングによりガスクリーニン
グを行い、その後、前記処理室内に不活性ガスを導入
し、高周波電力を供給してプラズマを発生させることを
特徴とするガスクリーニング装置が提供される。
ッチングガスを導入し、高周波電力を供給してプラズマ
を発生させ、プラズマエッチングによりガスクリーニン
グを行い、その後、前記処理室内に不活性ガスを導入
し、高周波電力を供給してプラズマを発生させることを
特徴とするガスクリーニング装置が提供される。
【０００８】また、請求項２によれば、前記不活性ガス
がアルゴンガスを含むことを特徴とする請求項１記載の
ガスクリーニング装置が提供される。
がアルゴンガスを含むことを特徴とする請求項１記載の
ガスクリーニング装置が提供される。
【０００９】また、請求項３によれば、処理室内にエッ
チングガスを導入し、高周波電力を供給してプラズマを
発生させ、プラズマエッチングによりガスクリーニング
を行う工程と、その後、前記処理室内に不活性ガスを導
入し、高周波電源を供給してプラズマを発生させる工程
と、を備えることを特徴とするガスクリーニング方法が
提供される。
チングガスを導入し、高周波電力を供給してプラズマを
発生させ、プラズマエッチングによりガスクリーニング
を行う工程と、その後、前記処理室内に不活性ガスを導
入し、高周波電源を供給してプラズマを発生させる工程
と、を備えることを特徴とするガスクリーニング方法が
提供される。
【００１０】また、請求項４によれば、前記不活性ガス
がアルゴンガスを含むことを特徴とする請求項３記載の
ガスクリーニング方法が提供される。
がアルゴンガスを含むことを特徴とする請求項３記載の
ガスクリーニング方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて記す。
ついて記す。
【００１２】図１は本発明に関わるガスクリーニング装
置の一実施の形態であるプラズマＣＶＤ装置１００の処
理室１の断面を示すものである。処理室１の上面に上電
極ホルダ２を設け、該上電極ホルダ２の中心に処理室１
の上面を貫通するガイドパイプ３を設ける。該ガイドパ
イプ３は上電極（カソード）５に接続されている。上電
極（カソード）５内部には間隙７が形成されており、こ
の間隙７とガイドパイプ３内部とは連通している。また
上電極（カソード）５下部には、所要数のガス供給口１
５を有するシャワープレート８が設置されている。ガイ
ドパイプ３および上電極（カソード）５と処理室１の上
面および上電極ホルダ２との間は絶縁材４で絶縁する。
シャワープレート８の下側には上下方向に分離可能に内
室１０を設け、そのさらに下側には下電極（アノード）
１１を設置する。内室１０はシャワープレート８、下電
極（アノード）１１および内室側壁９によって形成され
る。上電極（カソード）５内にはカソードヒータ６が設
けられ、下電極（アノード）１１内にはアノードヒータ
１２が設けられている。ガイドパイプ３は高周波電源２
０に接続され、下電極（アノード）１１は接地されてい
る。
置の一実施の形態であるプラズマＣＶＤ装置１００の処
理室１の断面を示すものである。処理室１の上面に上電
極ホルダ２を設け、該上電極ホルダ２の中心に処理室１
の上面を貫通するガイドパイプ３を設ける。該ガイドパ
イプ３は上電極（カソード）５に接続されている。上電
極（カソード）５内部には間隙７が形成されており、こ
の間隙７とガイドパイプ３内部とは連通している。また
上電極（カソード）５下部には、所要数のガス供給口１
５を有するシャワープレート８が設置されている。ガイ
ドパイプ３および上電極（カソード）５と処理室１の上
面および上電極ホルダ２との間は絶縁材４で絶縁する。
シャワープレート８の下側には上下方向に分離可能に内
室１０を設け、そのさらに下側には下電極（アノード）
１１を設置する。内室１０はシャワープレート８、下電
極（アノード）１１および内室側壁９によって形成され
る。上電極（カソード）５内にはカソードヒータ６が設
けられ、下電極（アノード）１１内にはアノードヒータ
１２が設けられている。ガイドパイプ３は高周波電源２
０に接続され、下電極（アノード）１１は接地されてい
る。
【００１３】反応ガスやクリーニングガス（エッチング
ガス）は、ガイドパイプ３から導入され、間隙７を通
り、シャワープレート８で分散され、内室１０内に導入
され、その後、排気管１４を介して排気される。高周波
電源２０により上電極（カソード）５と下電極（アノー
ド）１１との間に高周波が印加され、内室１０内にプラ
ズマが発生する。
ガス）は、ガイドパイプ３から導入され、間隙７を通
り、シャワープレート８で分散され、内室１０内に導入
され、その後、排気管１４を介して排気される。高周波
電源２０により上電極（カソード）５と下電極（アノー
ド）１１との間に高周波が印加され、内室１０内にプラ
ズマが発生する。
【００１４】成膜用の原料ガスをガイドパイプ３から導
入し、上電極（カソード）５と下電極（アノード）１１
との間に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、プ
ラズマＣＶＤ法により、基板１３上に成膜する。この成
膜を所定回数繰り返して所定枚数の基板１３上に成膜を
行う。
入し、上電極（カソード）５と下電極（アノード）１１
との間に高周波電力を印加してプラズマを発生させ、プ
ラズマＣＶＤ法により、基板１３上に成膜する。この成
膜を所定回数繰り返して所定枚数の基板１３上に成膜を
行う。
【００１５】その後、クリーニングガス（エッチングガ
ス）を、ガイドパイプ３から導入し、上電極（カソー
ド）５と下電極（アノード）１１との間に高周波電力を
印加してプラズマを発生させ、ガスクリーニングを行
う。
ス）を、ガイドパイプ３から導入し、上電極（カソー
ド）５と下電極（アノード）１１との間に高周波電力を
印加してプラズマを発生させ、ガスクリーニングを行
う。
【００１６】その後、アルゴンガス等の不活性ガスをガ
イドパイプ３から導入し、上電極（カソード）５と下電
極（アノード）１１との間に高周波電力を印加してプラ
ズマを発生させる。このようにして次の成膜に備えて処
理室１内の前処理を行う。
イドパイプ３から導入し、上電極（カソード）５と下電
極（アノード）１１との間に高周波電力を印加してプラ
ズマを発生させる。このようにして次の成膜に備えて処
理室１内の前処理を行う。
【００１７】＜実施例１＞図１に示したプラズマＣＶＤ
装置１００を使用し、処理室１内にガラス基板１３を装
填して、ＳｉＮ膜２０枚（積算膜厚：４００００オング
ストローム）を連続に成膜した。次いで、処理室１内に
供給するガスをＮＦ3 に変更し、ＲＦ電力を５００Ｗと
して５分間ガスクリーニングを行った。その後、アルゴ
ンガスを３００ＳＣＣＭ、圧力０．４Ｔｏｒｒ、ＲＦ電
力を５００Ｗとして５分間処理室１内の成膜前処理を行
った。
装置１００を使用し、処理室１内にガラス基板１３を装
填して、ＳｉＮ膜２０枚（積算膜厚：４００００オング
ストローム）を連続に成膜した。次いで、処理室１内に
供給するガスをＮＦ3 に変更し、ＲＦ電力を５００Ｗと
して５分間ガスクリーニングを行った。その後、アルゴ
ンガスを３００ＳＣＣＭ、圧力０．４Ｔｏｒｒ、ＲＦ電
力を５００Ｗとして５分間処理室１内の成膜前処理を行
った。
【００１８】これらの操作を１サイクルとして、これを
繰り返した場合の成膜における膜厚均一性及び成膜速度
の変化を調べた。
繰り返した場合の成膜における膜厚均一性及び成膜速度
の変化を調べた。
【００１９】膜厚均一性は大日本スクリーン製造製光学
式膜厚計ＬａｍｂｄａÅ（ＬＶＭ８０００−Ｓ）を用い
て基板端１０ｍｍを除く内側を均等２５分割して測定し
た。なお、膜厚均一性の算出は（１）式に依った。
式膜厚計ＬａｍｂｄａÅ（ＬＶＭ８０００−Ｓ）を用い
て基板端１０ｍｍを除く内側を均等２５分割して測定し
た。なお、膜厚均一性の算出は（１）式に依った。
【００２０】
【数１】 膜厚均一性＝｛（最大膜厚−最小膜厚）／（最大膜厚＋最小膜厚）｝×１００ …（１）
【００２１】成膜速度は、成膜した膜をエッチング液に
より剥離し、膜厚段差を、テンコール社製形状測定器
（ＦＰ−２）で得られた膜厚を成膜時間で除して求め
た。
より剥離し、膜厚段差を、テンコール社製形状測定器
（ＦＰ−２）で得られた膜厚を成膜時間で除して求め
た。
【００２２】＜比較例１＞実施例１において、ガスクリ
ーニング後のアルゴンガスを利用した成膜前処理を省略
した以外は、実施例１と同様にして連続成膜及びガスク
リーニングを行った。
ーニング後のアルゴンガスを利用した成膜前処理を省略
した以外は、実施例１と同様にして連続成膜及びガスク
リーニングを行った。
【００２３】次に、本発明によるガスクリーニング後の
不活性ガスによるプラズマ処理が成膜に及ぼす効果の比
較を示す。図２は積算膜厚と成膜速度との関係を実施例
１と比較例１の両方について示したものであり、図３は
積算膜厚と膜厚均一性との関係を実施例１と比較例１の
両方について示したものである。これらより明らかなよ
うに、上記実施例１においては、ガスクリーニング後の
成膜速度の低下や膜厚分布の劣化を防止できている。
不活性ガスによるプラズマ処理が成膜に及ぼす効果の比
較を示す。図２は積算膜厚と成膜速度との関係を実施例
１と比較例１の両方について示したものであり、図３は
積算膜厚と膜厚均一性との関係を実施例１と比較例１の
両方について示したものである。これらより明らかなよ
うに、上記実施例１においては、ガスクリーニング後の
成膜速度の低下や膜厚分布の劣化を防止できている。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、クリーニングガス（エ
ッチングガス）を用いてプラズマを発生させてガスクリ
ーニングを行い、そのガスクリーニング後に不活性ガス
を導入し高周波電力を供給してプラズマを発生させるこ
とにより、ガスクリーニング後の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化を防止して、生産歩留まりの向上を図ること
ができる。
ッチングガス）を用いてプラズマを発生させてガスクリ
ーニングを行い、そのガスクリーニング後に不活性ガス
を導入し高周波電力を供給してプラズマを発生させるこ
とにより、ガスクリーニング後の成膜速度の低下や膜厚
分布の劣化を防止して、生産歩留まりの向上を図ること
ができる。
【図１】本発明のガスクリーニング装置の一実施の形態
であるプラズマＣＶＤ装置１００の模式的断面図であ
る。
であるプラズマＣＶＤ装置１００の模式的断面図であ
る。
【図２】積算膜厚と成膜速度との関係を実施例１と比較
例１の両方について示した図である。
例１の両方について示した図である。
【図３】積算膜厚と膜厚均一性との関係を実施例１と比
較例１の両方について示した図である。
較例１の両方について示した図である。
１…処理室 ２…上電極ホルダ ３…ガイドパイプ ４…絶縁材 ５…上電極（カソード） ６…カソードヒータ ７…間隙 ８…シャワープレート ９…内室側壁 １０…内室 １１…下電極（アノード） １２…アノードヒータ １３…基板
Claims (4)
- 【請求項１】処理室内にエッチングガスを導入し、高周
波電力を供給してプラズマを発生させ、プラズマエッチ
ングによりガスクリーニングを行い、その後、前記処理
室内に不活性ガスを導入し、高周波電力を供給してプラ
ズマを発生させることを特徴とするガスクリーニング装
置。 - 【請求項２】前記不活性ガスがアルゴンガスを含むこと
を特徴とする請求項１記載のガスクリーニング装置。 - 【請求項３】処理室内にエッチングガスを導入し、高周
波電力を供給してプラズマを発生させ、プラズマエッチ
ングによりガスクリーニングを行う工程と、 その後、前記処理室内に不活性ガスを導入し、高周波電
力を供給してプラズマを発生させる工程と、 を備えることを特徴とするガスクリーニング方法。 - 【請求項４】前記不活性ガスがアルゴンガスを含むこと
を特徴とする請求項３記載のガスクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29155497A JPH11111699A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29155497A JPH11111699A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111699A true JPH11111699A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17770427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29155497A Withdrawn JPH11111699A (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | ガスクリーニング装置およびガスクリーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111699A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100346524B1 (ko) * | 2000-10-14 | 2002-07-26 | 나기창 | 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치 |
| WO2020122259A1 (ja) * | 2019-02-04 | 2020-06-18 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP29155497A patent/JPH11111699A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20200096753A (ko) * | 2019-02-04 | 2020-08-13 | 주식회사 히타치하이테크 | 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치 |
| CN111801775A (zh) * | 2019-02-04 | 2020-10-20 | 株式会社日立高新技术 | 等离子处理方法以及等离子处理装置 |
| JPWO2020122259A1 (ja) * | 2019-02-04 | 2021-02-15 | 株式会社日立ハイテク | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US11462416B2 (en) | 2019-02-04 | 2022-10-04 | Hitachi High-Tech Corporation | Plasma processing method and plasma processing apparatus |
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