JP2002217166A - Cleaning method of gas processing equipment - Google Patents
Cleaning method of gas processing equipmentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスを循環させて
再利用するガス処理装置の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 gas processing apparatus in which a gas is circulated and reused.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、プラズマエッチング装置等におい
て、処理ガスの使用量や排出量の削減をするために、処
理ガスを循環させて再利用する方法が提案されている
(例えば特開平9−251981号公報)。2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed a method of circulating and reusing a processing gas in a plasma etching apparatus or the like in order to reduce the amount of processing gas used or discharged (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251981). No.).
【0003】例えば、酸化膜のRIEプロセスでは、処
理ガスとしてPFC(Per-FluoroCompound)が用いられ
るが、PFCを用いて長時間のエッチング処理を行う
と、チャンバー(処理室)内に厚いフロロカーボン膜が
堆積する。この堆積膜の厚さが一定以上になると、膜剥
がれが生じてダストの原因となる。通常は、エッチング
処理における放電の積算時間が一定時間に達したとき
に、チャンバー内に堆積した堆積物のふき取り洗浄を行
い、ダストの発生を防止するようにしている。For example, in an RIE process for an oxide film, PFC (Per-Fluoro Compound) is used as a processing gas. However, if a long-time etching process is performed using PFC, a thick fluorocarbon film is formed in a chamber (processing chamber). accumulate. When the thickness of the deposited film becomes a certain value or more, the film is peeled off, causing dust. Normally, when the integrated time of the discharge in the etching process reaches a certain time, the deposits accumulated in the chamber are wiped and cleaned to prevent generation of dust.
【0004】一方、処理ガスの循環系にも長時間の処理
によってフロロカーボン膜が堆積し、この堆積膜が剥が
れてチャンバー内に導入されてダストの原因になるおそ
れもある。また、ガス循環を行うことで通常よりも処理
ガスの利用効率が高くなるため、排ガス中のエッチング
生成物(SiF4 等)の濃度が通常よりも高く、Si或
いはSiO2 を含む堆積膜が循環系に設置されたポンプ
やバルブの目詰まり等の原因になるおそれもある。もと
もと定期洗浄が想定されていて容易に開放可能なチャン
バーとは異なり、循環系の配管等は構造が固定されてお
り、また内部構造も複雑である。そのため、洗浄はもち
ろん、内部の膜堆積状態を確認することも容易ではな
い。On the other hand, a fluorocarbon film is deposited in the processing gas circulation system by a long-time treatment, and the deposited film may be peeled off and introduced into the chamber to cause dust. Further, since the gas circulation increases the use efficiency of the processing gas higher than usual, the concentration of the etching product (such as SiF 4 ) in the exhaust gas is higher than usual, and the deposited film containing Si or SiO 2 circulates. It may cause clogging of pumps and valves installed in the system. Unlike a chamber that is originally assumed to be periodically cleaned and can be easily opened, the piping and the like of the circulation system have a fixed structure, and the internal structure is also complicated. For this reason, it is not easy to confirm the state of film deposition inside as well as cleaning.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このように、ガスを循
環させて再利用するガス処理装置では、循環経路内の堆
積物のクリーニングについて十分な配慮がなされておら
ず、ダスト等の大きな原因となっていた。As described above, in the gas processing apparatus that circulates and reuses gas, sufficient consideration is not given to cleaning of deposits in the circulation path, and a large cause of dust and the like is not considered. Had become.
【0006】本発明は上記従来の課題に対してなされた
ものであり、ガスを循環させて再利用するガス処理装置
において、循環経路内の堆積物のクリーニングを効果的
に行うことが可能なクリーニング方法を提供することを
目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. In a gas processing apparatus that circulates and reuses gas, a cleaning method capable of effectively cleaning deposits in a circulation path. It is intended to provide a way.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るガス処理装
置のクリーニング方法は、処理ガスを導入して所定の処
理を行う処理部と、前記処理部からのガスを排気する第
1の排気部と、前記第1の排気部からのガスを外部に排
気する第2の排気部と、前記第1の排気部から排出され
たガスの一部を前記処理部に供給する第1の配管部と、
前記第1の配管部から分岐して前記第2の排気部につな
がる第2の配管部とを備え、前記処理部のガス排出部か
ら前記第1の排気部及び前記第1の配管部を介して前記
処理部のガス導入部に至る循環経路に処理ガスを循環さ
せて前記所定の処理を行うガス循環機能を有するガス処
理装置のクリーニング方法であって、前記処理ガスを前
記循環経路に循環させて前記所定の処理を行った時間を
積算し、その積算時間が所定時間に達した段階で、ドラ
イクリーニング処理によって少なくとも前記循環経路に
堆積した堆積物を除去することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a cleaning method for a gas processing apparatus, comprising: a processing section for performing a predetermined process by introducing a processing gas; and a first exhaust section for exhausting the gas from the processing section. A second exhaust unit that exhausts gas from the first exhaust unit to the outside, and a first piping unit that supplies a part of the gas exhausted from the first exhaust unit to the processing unit. ,
A second pipe section branched from the first pipe section and connected to the second exhaust section, and a gas exhaust section of the processing section is provided through the first exhaust section and the first pipe section. A method of cleaning a gas processing apparatus having a gas circulation function of performing a predetermined process by circulating a processing gas through a circulation path leading to a gas introduction unit of the processing unit, wherein the processing gas is circulated through the circulation path. The time during which the predetermined process is performed is accumulated, and at the stage when the accumulated time reaches the predetermined time, at least deposits accumulated in the circulation path by the dry cleaning process are removed.
【0008】また、本発明に係るガス処理装置のクリー
ニング方法は、処理ガスを導入して所定の処理を行う処
理部と、前記処理部からのガスを排気する第1の排気部
と、前記第1の排気部からのガスを外部に排気する第2
の排気部と、前記第1の排気部から排出されたガスの一
部を前記処理部に供給する第1の配管部と、前記第1の
配管部から分岐して前記第2の排気部につながる第2の
配管部とを備え、前記処理部のガス排出部から前記第1
の排気部及び前記第1の配管部を介して前記処理部のガ
ス導入部に至る循環経路に処理ガスを循環させて前記所
定の処理を行うガス循環機能を有するガス処理装置のク
リーニング方法であって、前記処理ガスを前記循環経路
に循環させて前記所定の処理を行い、該処理によって前
記第1の配管部又は第2の配管部の所定箇所に堆積した
堆積物の堆積状態を検出し、その堆積状態が所定の状態
に達したことを検出した段階で、ドライクリーニング処
理によって少なくとも前記循環経路に堆積した堆積物を
除去することを特徴とする。The cleaning method for a gas processing apparatus according to the present invention includes a processing section for performing a predetermined process by introducing a processing gas; a first exhaust section for exhausting gas from the processing section; The second to exhaust the gas from the exhaust section to the outside
An exhaust unit, a first piping unit that supplies a part of the gas exhausted from the first exhaust unit to the processing unit, and a branch from the first piping unit to the second exhaust unit. A second piping section connected to the first section and a first section from the gas discharge section of the processing section.
A method of cleaning a gas processing apparatus having a gas circulation function of performing a predetermined process by circulating a processing gas through a circulation path leading to a gas introduction unit of the processing unit via the exhaust unit and the first piping unit. Circulating the process gas through the circulation path to perform the predetermined process, and detecting a deposition state of deposits deposited at a predetermined location of the first pipe portion or the second pipe portion by the process; At the stage when it is detected that the deposition state has reached a predetermined state, at least deposits deposited on the circulation path are removed by dry cleaning processing.
【0009】なお、前記発明において、第1の配管部及
び第2の配管部には、配管そのものの他、配管途中にバ
ルブ等が設けられている場合には、それらのバルブ等も
含まれる。In the above invention, the first piping portion and the second piping portion include, in addition to the piping itself, valves and the like when the piping and the like are provided in the middle of the piping.
【0010】また、前記発明において、ドライクリーニ
ング処理によって、前記循環経路(特に第1の配管部)
の他に、さらに第2の配管部に堆積した堆積物を除去す
ることが好ましい。Further, in the above invention, the circulation path (particularly, the first piping section) is formed by the dry cleaning process.
In addition to the above, it is preferable to further remove deposits deposited on the second pipe portion.
【0011】このように本発明では、処理ガスを循環さ
せてエッチング処理等の所定の処理を行った時間を積算
する、或いは、エッチング処理等の所定の処理によって
所定箇所に堆積した堆積物の堆積状態を検出し、積算時
間が所定時間に達した段階或いは堆積状態が所定の状態
に達した段階で、ドライクリーニング処理によって循環
経路等に堆積した堆積物を除去するので、最適な時点で
効率的に堆積物のクリーニングを行うことが可能であ
る。したがって、装置の稼働率の低下やメンテナンスコ
ストの上昇を招くことなく、循環経路内の堆積物に起因
するダストの低減をはかることができ、半導体デバイス
等の歩留まり向上等をはかることが可能となる。As described above, according to the present invention, the processing gas is circulated to accumulate the time during which a predetermined process such as an etching process is performed, or the accumulation of deposits deposited at a predetermined location by the predetermined process such as an etching process. The state is detected, and when the accumulated time reaches a predetermined time or when the deposition state reaches a predetermined state, the deposits deposited on the circulation path and the like by the dry cleaning process are removed, so that it is efficient at an optimal time. It is possible to clean deposits. Therefore, it is possible to reduce the dust caused by the deposits in the circulation path without lowering the operation rate of the apparatus and increasing the maintenance cost, and it is possible to improve the yield of semiconductor devices and the like. .
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1は、本発明の実施形態に係るガス循環
システムの構成例を示した図である。以下、シリコン酸
化膜等をエッチングするための平行平板型のRIE装置
におけるクリーニング処理を例に説明する。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a gas circulation system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a cleaning process in a parallel plate type RIE apparatus for etching a silicon oxide film or the like will be described as an example.
【0014】チャンバー(処理室)11内には、高周波
印加用の電極となる上部電極12及び下部電極13が対
向して配置されている。上部電極12にはシャワーヘッ
ド14が備えられており、下部電極13には整合器15
を介して高周波電源16が接続されている。上部電極1
2と下部電極13との間で高周波放電を生じさせてエッ
チング用の原料ガスを活性化させることで、下部電極1
3上に載置された試料(半導体ウエハ等)17上のエッ
チングが行われる他、循環系のクリーニングの際には、
クリーニング用の原料ガスを高周波放電によって活性化
させて、循環系に供給することが可能である。In a chamber (processing chamber) 11, an upper electrode 12 and a lower electrode 13 serving as electrodes for applying a high frequency are arranged to face each other. The upper electrode 12 is provided with a shower head 14, and the lower electrode 13 is provided with a matching device 15.
The high frequency power supply 16 is connected via the. Upper electrode 1
A high-frequency discharge is generated between the lower electrode 1 and the lower electrode 13 to activate a source gas for etching.
In addition to performing etching on the sample (semiconductor wafer or the like) 17 placed on 3 and cleaning the circulation system,
The cleaning source gas can be activated by high-frequency discharge and supplied to the circulation system.
【0015】チャンバー11には圧力調整用の可変バル
ブ21が接続されており、このバルブ21の開度を調整
することで、チャンバー11内の圧力を一定に保つこと
が可能である。A variable valve 21 for adjusting pressure is connected to the chamber 11, and the pressure in the chamber 11 can be kept constant by adjusting the opening of the valve 21.
【0016】チャンバー11のガス排出側には、ガス循
環用の排気装置22が接続されており、さらに排気装置
22には、後述する配管等を介してガスを外部に排出す
るための排気装置23が接続されている。排気装置22
には例えばターボ分子ポンプやルーツ型ポンプを用いる
ことができ、排気装置23には例えばドライポンプを用
いることができる。An exhaust device 22 for gas circulation is connected to the gas exhaust side of the chamber 11, and an exhaust device 23 for exhausting a gas to the outside through a pipe or the like described later is connected to the exhaust device 22. Is connected. Exhaust device 22
For example, a turbo molecular pump or a Roots type pump can be used, and for the exhaust device 23, for example, a dry pump can be used.
【0017】排気装置22と排気装置23との間には、
排気装置22の背圧調整用の可変バルブ24が設けられ
ている。また、排気装置22のガス排出側の配管25
は、分岐点26において排気装置23側への配管27と
ガス循環用の配管28に分岐しており、背圧調整用の可
変バルブ24の開度を調整することでガス循環率を調整
することが可能である。Between the exhaust device 22 and the exhaust device 23,
A variable valve 24 for adjusting the back pressure of the exhaust device 22 is provided. Also, a pipe 25 on the gas exhaust side of the exhaust device 22
Is branched into a pipe 27 toward the exhaust device 23 and a pipe 28 for gas circulation at a branch point 26, and the gas circulation rate can be adjusted by adjusting the opening of the variable valve 24 for adjusting the back pressure. Is possible.
【0018】また、チャンバー11には、エッチング処
理用の原料ガス或いはクリーニング処理用の原料ガスを
チャンバー11内に導入するための配管31が接続され
ている。エッチング処理用の原料ガスは、ガスボンベ等
からなるガスソース32からマスフローコントローラ3
3及びバルブ34を介して供給され、クリーニング処理
用の原料ガスは、ガスボンベ等からなるガスソース35
からマスフローコントローラ36及びバルブ37を介し
て供給される。なお、エッチング処理とクリーニング処
理の処理条件を異ならせることで、エッチング処理用の
原料ガス或いはクリーニング処理用の原料ガスを共用化
することも可能であり、この場合には上記二つのガス導
入系統を共通化することも可能である。A pipe 31 for introducing a source gas for etching or a source gas for cleaning into the chamber 11 is connected to the chamber 11. The source gas for the etching process is supplied from a gas source 32 composed of a gas cylinder or the like to a mass flow controller 3.
3 and a valve 34, the source gas for the cleaning process is supplied from a gas source 35 such as a gas cylinder.
From the mass flow controller 36 and the valve 37. By changing the processing conditions of the etching process and the cleaning process, it is also possible to share the source gas for the etching process or the source gas for the cleaning process. It is also possible to make them common.
【0019】上述した各部は、制御装置41によって制
御されるようになっている。また、この制御装置41で
は、エッチング処理に費やされた時間(ガス循環を行わ
ないでエッチングを行った時間、ガス循環を行ってエッ
チングを行った時間、及び両者の合計時間)を積算し、
その積算時間が予め決められた所定時間になったときに
所定の通報を行う機能を備えている。また、配管25、
配管27、配管28或いはこれらの配管系に配置された
バルブ(例えばバルブ24)の所定箇所に堆積した堆積
物の堆積状態が所定の状態に達したことを、所定の検出
手段による検出結果に基づいて判断する機能を備えてい
てもよい。The above-described components are controlled by a control device 41. In addition, the control device 41 integrates the time spent in the etching process (the time during which etching was performed without performing gas circulation, the time during which etching was performed while performing gas circulation, and the total time of both).
A function is provided for making a predetermined notification when the accumulated time reaches a predetermined time. In addition, piping 25,
Based on the detection result by the predetermined detecting means, it is determined that the deposited state of the deposit deposited on the predetermined position of the pipe 27, the pipe 28, or a valve (for example, the valve 24) disposed in the pipe system has reached a predetermined state. May be provided.
【0020】次に、図1に示したシステムを用いてクリ
ーニング処理を行う場合の具体的な処理の一例について
説明する。Next, an example of a specific process when the cleaning process is performed using the system shown in FIG. 1 will be described.
【0021】本例では、エッチング処理時間が15秒未
満の工程ではガス循環を行わない通常モードで、エッチ
ング処理時間が15秒以上の工程ではガス循環を行うガ
ス循環モードで、それぞれエッチング処理を行った。こ
れは、PFCガスの供給量や排出量の削減、装置のスル
ープットを考慮すると、ガス循環モードが概ね15秒以
上の工程において有利であることが確認されたからであ
る。In this embodiment, the etching process is performed in the normal mode in which the gas is not circulated in the process in which the etching time is less than 15 seconds, and in the gas circulation mode in which the gas is circulated in the process in which the etching time is 15 seconds or more. Was. This is because it has been confirmed that the gas circulation mode is advantageous in the process of about 15 seconds or more in consideration of the reduction of the supply and discharge of the PFC gas and the throughput of the apparatus.
【0022】例えば、エッチング時間が30秒のコンタ
クトエッチング工程ではガス循環モードを用い、ガスソ
ース32、マスフローコントローラ33、バルブ34及
び配管31からなるガス導入系からチャンバー11に、
エッチング用の原料ガスとしてCF4 /O2 /Arをそ
れぞれ16/2/40sccmの流量で導入し、高周波電力
を1200W、チャンバー内圧力を40mTorr として、
半導体ウエハ上に形成された酸化膜のエッチングを行っ
た。このとき、循環用の配管内の圧力が5Torrとなるよ
うに可変バルブ24の開度を調整し、チャンバー11内
への合計ガス流量が290sccmとなるように、ガス循環
率(Q2/(Q1+Q2))80%で処理を行った。For example, in the contact etching step in which the etching time is 30 seconds, the gas circulation mode is used, and a gas introduction system including a gas source 32, a mass flow controller 33, a valve 34, and a pipe 31 is supplied to the chamber 11.
CF 4 / O 2 / Ar was introduced at a flow rate of 16/2/40 sccm as a raw material gas for etching, a high frequency power of 1200 W and a chamber pressure of 40 mTorr were used.
The oxide film formed on the semiconductor wafer was etched. At this time, the opening degree of the variable valve 24 is adjusted so that the pressure in the circulation pipe becomes 5 Torr, and the gas circulation rate (Q2 / (Q1 + Q2)) is adjusted so that the total gas flow rate into the chamber 11 becomes 290 sccm. ) 80% treatment.
【0023】また、エッチング時間が12秒の別の工程
では、ガス循環を行わない通常モードでエッチング処理
を行った。このときのガス導入系からチャンバー内への
原料ガスCF4 /O2 /Arの導入量は、80/10/
200sccmとした。In another process having an etching time of 12 seconds, the etching process was performed in a normal mode without gas circulation. At this time, the amount of the raw material gas CF 4 / O 2 / Ar introduced into the chamber from the gas introduction system is 80/10 /
It was 200 sccm.
【0024】このようにして通常モード或いはガス循環
モードにおいてエッチング処理を行う一方、制御装置4
1により通常モード及びガス循環モードそれぞれにおけ
るエッチング処理の積算時間の管理を行った。As described above, while the etching process is performed in the normal mode or the gas circulation mode, the control device 4
In step 1, the integrated time of the etching process in each of the normal mode and the gas circulation mode was managed.
【0025】通常モードにおけるエッチング処理及びガ
ス循環モードにおけるエッチング処理それぞれの積算時
間の合計が70時間に達したところで、制御装置41か
らその旨を示す所定の通報がなされた。この段階で、チ
ャンバー11内を大気に開放し、チャンバー11内に堆
積したフロロカーボン膜等の堆積膜の洗浄処理を行っ
た。When the sum of the integrated times of the etching process in the normal mode and the etching process in the gas circulation mode has reached 70 hours, a predetermined message indicating this fact is sent from the control device 41. At this stage, the inside of the chamber 11 was opened to the atmosphere, and a cleaning process of a deposited film such as a fluorocarbon film deposited in the chamber 11 was performed.
【0026】また、ガス循環モードにおけるエッチング
処理の積算時間が200時間に達したところで、以下の
ようにして循環系のドライクリーニングを行った。When the integrated time of the etching process in the gas circulation mode reached 200 hours, the circulating system was dry-cleaned as follows.
【0027】まず、クリーニング用の原料ガスSF6 /
O2 のガス流量を200/20sccmとしてガス導入系か
らチャンバー11内に導入し、チャンバー11内の圧力
を500mTorr に制御して、800Wの高周波電力でプ
ラズマ放電を行った。このとき、循環用の配管内の圧力
が5Torrとなるように可変バルブ24の開度を制御し
た。この高周波放電によって発生したフッ素ラジカル
(F* )の作用により、チャンバー11、バルブ21、
排気装置22、配管25、27及び28、可変バルブ2
4の内部に付着したSiやSiO等のSiを主体とした
堆積膜が、Si+4F* →SiF4 の反応によってエッ
チング除去され、膜剥がれや目詰まり等の問題を事前に
防止できた。First, the raw material gas for cleaning SF 6 /
The O 2 gas flow rate was 200/20 sccm, and the gas was introduced into the chamber 11 from the gas introduction system. The pressure in the chamber 11 was controlled at 500 mTorr, and plasma discharge was performed with high frequency power of 800 W. At this time, the opening of the variable valve 24 was controlled so that the pressure in the circulation pipe became 5 Torr. By the action of the fluorine radical (F * ) generated by the high-frequency discharge, the chamber 11, the valve 21,
Exhaust device 22, pipes 25, 27 and 28, variable valve 2
The deposited film mainly composed of Si such as Si or SiO adhered to the inside of the substrate 4 was removed by etching by the reaction of Si + 4F * → SiF 4 , thereby preventing problems such as film peeling and clogging in advance.
【0028】次に、クリーニング用の原料ガスCF4 /
O2 のガス流量を5/200sccmとしてガス導入系から
チャンバー11内に導入し、チャンバー11内の圧力を
500mTorr に制御して、1200Wの高周波電力でプ
ラズマ放電を行った。このとき、循環用の配管内の圧力
が1Torrとなるように可変バルブ24の開度を制御し、
チャンバー11内の高周波放電によって発生した酸素ラ
ジカル(O* )がなるべく失活しないで遠くまで届くよ
うにした。この高周波放電によって発生した酸素ラジカ
ルの作用により、チャンバー11、バルブ21、排気装
置22、配管25、27及び28、可変バルブ24の内
部に付着したCを主体とした堆積膜が、C+O* →C
O、C+O2 →CO2 の反応によってエッチング除去さ
れ、膜剥がれや目詰まり等の問題を事前に防止できた。Next, the raw material gas for cleaning CF 4 /
The O 2 gas flow rate was set to 5/200 sccm, and the gas was introduced into the chamber 11 from the gas introduction system. The pressure in the chamber 11 was controlled to 500 mTorr, and plasma discharge was performed at a high frequency power of 1200 W. At this time, the opening of the variable valve 24 is controlled so that the pressure in the circulation pipe becomes 1 Torr,
The oxygen radicals (O * ) generated by the high-frequency discharge in the chamber 11 were made to reach as far as possible without being deactivated. Due to the action of oxygen radicals generated by the high-frequency discharge, the deposited film mainly composed of C adhered to the inside of the chamber 11, the valve 21, the exhaust device 22, the pipes 25, 27 and 28, and the variable valve 24, becomes C + O * → C
It was removed by etching by the reaction of O, C + O 2 → CO 2 , and problems such as film peeling and clogging could be prevented in advance.
【0029】このように、ガス循環モードにおけるエッ
チング処理の積算時間が所定時間に達した段階で循環系
のドライクリーニングを行うことにより、膜剥がれ等に
よって生じるダストに起因した半導体デバイスの歩留ま
り低下等が防止されるとともに、配管、バルブ及びポン
プ等のメンテナンスを効率的に行うことが可能となっ
た。As described above, by performing dry cleaning of the circulation system at the stage when the integrated time of the etching process in the gas circulation mode has reached the predetermined time, a decrease in the yield of semiconductor devices due to dust generated due to film peeling or the like can be prevented. In addition to being prevented, maintenance of pipes, valves, pumps, and the like can be performed efficiently.
【0030】なお、クリーニング処理を行う際には、チ
ャンバー内から新たな反応生成物(SiF4 )をできる
だけ発生させないようにすることが好ましい。そのた
め、下部電極を保護するために下部電極上に載置するウ
エハには、Siを含まないエッチング速度の遅い膜を形
成したものを用いることが好ましい。また、シリコン酸
化膜を形成したウエハを用いる場合には、できるだけイ
オンエネルギーを抑制した放電条件にすることが好まし
い。When performing the cleaning process, it is preferable that a new reaction product (SiF 4 ) is not generated as much as possible from inside the chamber. Therefore, it is preferable to use a wafer on which a film not containing Si and having a low etching rate is formed as a wafer placed on the lower electrode to protect the lower electrode. In addition, when a wafer having a silicon oxide film formed thereon is used, it is preferable that the discharge conditions be such that ion energy is suppressed as much as possible.
【0031】また、上述したSF6 が供給されていない
ようなシステムにおいて、エッチング専用にSF6 を供
給するコストを抑えたい場合には、SF6 をCF4 で代
用することも可能である。In a system in which SF 6 is not supplied as described above, if it is desired to reduce the cost of supplying SF 6 exclusively for etching, it is possible to substitute SF 6 with CF 4 .
【0032】さらに、システムの運用によって変わる堆
積膜の成分に応じて、フッ素ラジカルを主体としたクリ
ーニング処理と酸素ラジカルを主体としたクリーニング
処理の時間配分等を最適化し、それぞれのクリーニング
処理を交互に複数回行うようにしてもよい。Further, according to the components of the deposited film which change depending on the operation of the system, the time distribution of the cleaning process mainly comprising fluorine radicals and the cleaning process mainly comprising oxygen radicals are optimized, and the respective cleaning processes are alternately performed. It may be performed a plurality of times.
【0033】次に、図1に示したシステムを用いてクリ
ーニング処理を行う場合の具体的な処理の他の例につい
て説明する。Next, another example of the specific processing when the cleaning processing is performed using the system shown in FIG. 1 will be described.
【0034】先に示した例では、経験的なクリーニング
サイクルに基づいて循環系のクリーニング時期を決定す
るようにしたが、本例では、クリーニングサイクルを律
速している箇所の膜堆積状態をモニターすることで、ク
リーニング時期を決定するようにしている。モニターす
る箇所は、膜堆積し易い箇所、すなわち圧力の高い箇所
が好ましい。具体的には、排気装置22の下流側、すな
わち配管25、27及び28の所定箇所或いは可変バル
ブ24における膜堆積状態をモニターすることが好まし
い。In the above-described example, the cleaning timing of the circulation system is determined based on an empirical cleaning cycle. In this example, the state of film deposition at a location that limits the cleaning cycle is monitored. Thus, the cleaning time is determined. The location to be monitored is preferably a location where film deposition is easy, that is, a location where pressure is high. Specifically, it is preferable to monitor the state of film deposition on the downstream side of the exhaust device 22, that is, at predetermined locations of the pipes 25, 27 and 28 or at the variable valve 24.
【0035】あるシステムでは、図1に示した可変バル
ブ24における堆積膜が可変バルブ24の開閉動作によ
って剥がれることが、クリーニングサイクルを律速して
いることがわかった。この可変バルブ24では、堆積膜
が厚くなるとバルブが全閉に近い状態においてコンダク
タンスが変化することから、以下のようにして膜堆積状
態をモニターした。In one system, it was found that the rate at which the cleaning cycle was controlled was determined by the fact that the deposited film in the variable valve 24 shown in FIG. In this variable valve 24, when the deposited film becomes thicker, the conductance changes in a state where the valve is almost fully closed. Therefore, the film deposition state was monitored as follows.
【0036】定期的に、例えば1週間に1回、高循環率
条件において循環ガス流量が規定の流量となるように、
可変バルブ24の開度を制御してその開度をモニターし
た。具体的には、N2 ガスを配管31からチャンバー1
1内に20sccm導入し、循環率が95%となるように可
変バルブ24の開度を調整し、そのときの可変バルブ2
4の開度が循環系のクリーニング直後における開度に対
してプラス10%になった時点で、循環系のドライクリ
ーニングを行うようにした。Periodically, for example, once a week, the circulating gas flow rate becomes a specified flow rate under high circulation rate conditions.
The opening of the variable valve 24 was controlled and monitored. Specifically, N 2 gas is supplied from the pipe 31 to the chamber 1.
20 is introduced into the chamber 1 and the opening of the variable valve 24 is adjusted so that the circulation rate becomes 95%.
When the opening of No. 4 became plus 10% with respect to the opening immediately after cleaning of the circulating system, dry cleaning of the circulating system was performed.
【0037】また、ターボ分子ポンプからなる排気装置
22の下流側の圧縮ガスの出口近傍(図1のA点)にお
ける膜堆積がクリーニングサイクルを律速しているよう
な場合には、この箇所の膜堆積状態をモニターすること
が効果的である。特に、堆積膜がポンプの回転性能に影
響を及ぼすような場合には、ポンプの回転数或いはポン
プへの供給電流をモニターすることで、膜堆積状態をモ
ニターすることが可能である。If the film deposition near the outlet of the compressed gas (point A in FIG. 1) on the downstream side of the exhaust device 22 composed of a turbo molecular pump limits the cleaning cycle, the film at this location is determined. Monitoring the state of deposition is effective. In particular, when the deposited film affects the rotation performance of the pump, it is possible to monitor the film deposition state by monitoring the rotation speed of the pump or the current supplied to the pump.
【0038】また、配管25、配管27或いは配管28
内の堆積膜の膜厚を光学的手段によってモニターするこ
とで、膜堆積状態をモニターすることも可能である。そ
の一例を図2に示す。本例では、配管25のA点に光学
的手段を設けた。すなわち、配管25に透明なガラス窓
51及び52を対向させて設け、ガラス窓51に備えた
光源53からの光を受光素子54によって受光するよう
になっている。配管25の内壁、すなわちガラス窓51
及び52の内壁に付着した堆積膜の膜厚に応じて受光素
子54の受光量が変化することを利用して、堆積膜の厚
さを検出することが可能である。Further, the pipe 25, the pipe 27 or the pipe 28
It is also possible to monitor the state of film deposition by monitoring the film thickness of the deposited film inside by optical means. An example is shown in FIG. In this example, an optical means is provided at the point A of the pipe 25. That is, transparent glass windows 51 and 52 are provided facing the pipe 25, and light from the light source 53 provided in the glass window 51 is received by the light receiving element 54. The inner wall of the pipe 25, that is, the glass window 51
The thickness of the deposited film can be detected by utilizing the fact that the amount of light received by the light receiving element 54 changes in accordance with the thickness of the deposited film adhered to the inner wall of the first and second layers 52.
【0039】以上のように、本例では、堆積膜の膜厚
等、堆積膜の堆積状態をモニターすることで、例えば製
品が変わる等、エッチング処理の運用が途中で変わった
場合でも、循環系のドライクリーニングを行う時期を精
度よく把握することが可能である。As described above, in this embodiment, by monitoring the deposited state of the deposited film, such as the thickness of the deposited film, the circulating system can be operated even if the operation of the etching process is changed in the middle such as when the product is changed. It is possible to accurately ascertain the time for performing the dry cleaning.
【0040】なお、上述した実施形態では、高周波放電
によって生じるフッ素ラジカルや酸素ラジカルによって
ドライクリーニングを行う例について示したが、高周波
放電によって活性化しなくても、そのガス自体によって
シリコンを含む堆積物をドライエッチング可能なガスを
用いてもよい。In the above-described embodiment, an example has been described in which dry cleaning is performed by fluorine radicals or oxygen radicals generated by high-frequency discharge. However, even if the dry cleaning is not activated by high-frequency discharge, a deposit containing silicon can be removed by the gas itself. A gas that can be dry-etched may be used.
【0041】例えば、シリコン酸化膜系の堆積膜をクリ
ーニングする場合には、HFガスを用いることが効果的
である。HFガスでは、シリコン酸化膜系の膜のエッチ
ング速度が10〜100倍程度得られる他、チャンバー
内で放電を行う必要がないため、下部電極上に載置した
シリコンウエハがエッチングされず、また新たにSiF
4 が生成されることもない。この場合、配管31からチ
ャンバー11内にHFガスを導入して循環させるように
してもよいが、ガスの循環経路内、例えば排気装置22
或いはその下流側に配管29を接続し、この配管29か
らHFガスを導入するようにしてもよい。For example, when cleaning a silicon oxide film-based deposited film, it is effective to use HF gas. With HF gas, the etching rate of a silicon oxide film can be obtained about 10 to 100 times, and since there is no need to perform discharge in the chamber, the silicon wafer placed on the lower electrode is not etched, and SiF
4 is never generated. In this case, HF gas may be introduced from the pipe 31 into the chamber 11 and circulated, but may be circulated in the gas circulation path, for example, the exhaust device 22.
Alternatively, a pipe 29 may be connected to the downstream side, and HF gas may be introduced from the pipe 29.
【0042】なお、放電によって活性化しなくてもシリ
コンを含む堆積物をエッチング可能なガスとしては、H
Fガスの他、F2 ガスやClF3 ガスを用いることも可
能である。The gas capable of etching the deposit containing silicon without being activated by the discharge is H.
In addition to F gas, F 2 gas or ClF 3 gas can be used.
【0043】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施するこ
とが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み
合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例え
ば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除
されても、所定の効果が得られるものであれば発明とし
て抽出され得る。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining the disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from the disclosed constituent elements, they can be extracted as an invention as long as a predetermined effect can be obtained.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、的確な時点で効率的に
堆積物のクリーニングを行うことができ、循環経路内の
堆積物に起因するダストの発生を効果的に未然に防止す
ることが可能となる。According to the present invention, deposits can be efficiently cleaned at an appropriate time, and the generation of dust due to deposits in the circulation path can be effectively prevented. It becomes possible.
【図1】本発明の実施形態に係るガス循環システムの構
成例を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a gas circulation system according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示したガス循環システムにおいて、堆積
膜の膜厚を光学的手段によってモニターする例を示した
図。FIG. 2 is a diagram showing an example in which the thickness of a deposited film is monitored by optical means in the gas circulation system shown in FIG.
11…チャンバー 12…上部電極 13…下部電極 14…シャワーヘッド 15…整合器 16…高周波電源 17…半導体ウエハ 21、24、34、37…バルブ 22、23…排気装置 25、27、28、29、31…配管 26…分岐点 32、35…ガスソース 33、36…マスフローコントローラ 41…制御装置 51、52…ガラス窓 53…光源 54…受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Chamber 12 ... Upper electrode 13 ... Lower electrode 14 ... Shower head 15 ... Matching device 16 ... High frequency power supply 17 ... Semiconductor wafer 21, 24, 34, 37 ... Valve 22, 23 ... Exhaust device 25, 27, 28, 29, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Piping 26 ... Branch point 32,35 ... Gas source 33,36 ... Mass flow controller 41 ... Control device 51,52 ... Glass window 53 ... Light source 54 ... Light receiving element
Claims (10)
部と、 前記処理部からのガスを排気する第1の排気部と、 前記第1の排気部からのガスを外部に排気する第2の排
気部と、 前記第1の排気部から排出されたガスの一部を前記処理
部に供給する第1の配管部と、 前記第1の配管部から分岐して前記第2の排気部につな
がる第2の配管部とを備え、 前記処理部のガス排出部から前記第1の排気部及び前記
第1の配管部を介して前記処理部のガス導入部に至る循
環経路に処理ガスを循環させて前記所定の処理を行うガ
ス循環機能を有するガス処理装置のクリーニング方法で
あって、 前記処理ガスを前記循環経路に循環させて前記所定の処
理を行った時間を積算し、その積算時間が所定時間に達
した段階で、ドライクリーニング処理によって少なくと
も前記循環経路に堆積した堆積物を除去することを特徴
とするガス処理装置のクリーニング方法。A processing unit that performs a predetermined process by introducing a processing gas; a first exhaust unit that exhausts gas from the processing unit; and a gas that exhausts the gas from the first exhaust unit to the outside. A second exhaust unit; a first piping unit that supplies a part of the gas exhausted from the first exhaust unit to the processing unit; and a second exhaust unit that branches off from the first piping unit. A second piping section connected to the processing section, wherein a processing gas is provided in a circulation path from a gas discharge section of the processing section to a gas introduction section of the processing section via the first exhaust section and the first piping section. A method of cleaning a gas processing apparatus having a gas circulation function of circulating gas and performing the predetermined processing, wherein the processing gas is circulated through the circulation path to accumulate a time during which the predetermined processing is performed, and the integration is performed. When the time reaches the specified time, dry cleaning The cleaning method of the gas processing device characterized by removing at least the deposits deposited on the circulating path.
部と、 前記処理部からのガスを排気する第1の排気部と、 前記第1の排気部からのガスを外部に排気する第2の排
気部と、 前記第1の排気部から排出されたガスの一部を前記処理
部に供給する第1の配管部と、 前記第1の配管部から分岐して前記第2の排気部につな
がる第2の配管部とを備え、 前記処理部のガス排出部から前記第1の排気部及び前記
第1の配管部を介して前記処理部のガス導入部に至る循
環経路に処理ガスを循環させて前記所定の処理を行うガ
ス循環機能を有するガス処理装置のクリーニング方法で
あって、 前記処理ガスを前記循環経路に循環させて前記所定の処
理を行い、該処理によって前記第1の配管部又は第2の
配管部の所定箇所に堆積した堆積物の堆積状態を検出
し、その堆積状態が所定の状態に達したことを検出した
段階で、ドライクリーニング処理によって少なくとも前
記循環経路に堆積した堆積物を除去することを特徴とす
るガス処理装置のクリーニング方法。2. A processing section for performing a predetermined process by introducing a processing gas, a first exhaust section for exhausting gas from the processing section, and exhausting gas from the first exhaust section to the outside. A second exhaust unit; a first piping unit that supplies a part of the gas exhausted from the first exhaust unit to the processing unit; and a second exhaust unit that branches off from the first piping unit. A second piping section connected to the processing section, wherein a processing gas is provided in a circulation path from a gas discharge section of the processing section to a gas introduction section of the processing section via the first exhaust section and the first piping section. A cleaning method for a gas processing apparatus having a gas circulation function of performing the predetermined processing by circulating the processing gas, wherein the processing gas is circulated through the circulation path to perform the predetermined processing, and the processing performs the first processing. Deposits of deposits deposited at predetermined locations in the pipe section or the second pipe section Detects, at the stage where the deposition condition is detected that reaches a predetermined state, the cleaning method of the gas processing device characterized by removing at least said deposited circulation path Deposits by dry cleaning process.
部又は第2の配管部の所定箇所における前記堆積物の膜
厚に基づいて検出されることを特徴とする請求項2に記
載のガス処理装置のクリーニング方法。3. The deposit state of the deposit is detected based on a film thickness of the deposit at a predetermined location in the first piping section or the second piping section. A cleaning method for a gas processing apparatus according to the above.
背圧を調整するための可変バルブが設けられ、 前記堆積物の堆積状態は、前記循環経路に所定流量のガ
スが流れるように前記可変バルブの開度を調整したとき
の該開度に基づいて検出されることを特徴とする請求項
2に記載のガス処理装置のクリーニング方法。4. A variable valve for adjusting a back pressure of the first exhaust unit is provided in the second piping unit, and a predetermined flow rate of gas is supplied to the circulation path in the circulation path. The method for cleaning a gas processing apparatus according to claim 2, wherein the detection is performed based on the opening when the opening of the variable valve is adjusted so as to flow.
を含む堆積物をエッチング可能なフッ素を含むガス及び
炭素を含む堆積物をエッチング可能な酸素を含むガスの
少なくとも一方によって行われることを特徴とする請求
項1又は2に記載のガス処理装置のクリーニング方法。5. The dry cleaning process is performed by at least one of a gas containing fluorine capable of etching a deposit containing silicon and a gas containing oxygen capable of etching a deposit containing carbon. Item 3. The method for cleaning a gas processing apparatus according to Item 1 or 2.
ガスを少なくとも1回以上交互に前記循環経路に流して
前記ドライクリーニング処理を行うことを特徴とする請
求項5に記載のガス処理装置のクリーニング方法。6. The gas processing apparatus according to claim 5, wherein the dry cleaning process is performed by alternately flowing the gas containing fluorine and the gas containing oxygen through the circulation path at least once or more. Cleaning method.
生じたフッ素の活性種を含むガスであり、前記は酸素を
含むガスは、放電によって生じた酸素の活性種を含むガ
スであることを特徴とする請求項5に記載のガス処理装
置のクリーニング方法。7. The method according to claim 1, wherein the gas containing fluorine is a gas containing active species of fluorine generated by discharge, and the gas containing oxygen is a gas containing active species of oxygen generated by discharge. The method for cleaning a gas processing apparatus according to claim 5, wherein
性化しなくてもシリコンを含む堆積物をエッチング可能
なガスであることを特徴とする請求項5に記載のガス処
理装置のクリーニング方法。8. The cleaning method for a gas processing apparatus according to claim 5, wherein the gas containing fluorine is a gas capable of etching a deposit containing silicon without being activated by electric discharge.
ンを含む堆積物をエッチング可能なガスは、HF、F2
又はClF3 であることを特徴とする請求項8に記載の
ガス処理装置のクリーニング方法。9. A gas capable of etching a deposit containing silicon without being activated by the discharge is HF or F 2.
9. The method for cleaning a gas processing apparatus according to claim 8, wherein the cleaning method is ClF 3 .
コンを含む堆積物をエッチング可能なガスを前記循環経
路の所定箇所から導入することを特徴とする請求項8に
記載のガス処理装置のクリーニング方法。10. A cleaning method for a gas processing apparatus according to claim 8, wherein a gas capable of etching a deposit containing silicon without being activated by said discharge is introduced from a predetermined portion of said circulation path. .
Priority Applications (2)
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- 2001-01-19 JP JP2001012257A patent/JP2002217166A/en active Pending
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