JP2004207466A - Plasma film forming equipment and its cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造のためのプラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法に関し、特に、プラズマ成膜装置のチャンバークリーニング工程において、クリーニング性能を低下させずにPFCガスの使用量や排出量を低減させるプラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境の汚染が問題となっている。環境汚染に対して世界規模での対策がとられており、半導体業界でもさまざまな取り組みが行われている。
【0003】
地球環境の汚染のひとつとして、温室効果ガスによる地球温暖化があげられる。半導体デバイスの製造工程では、特に、温室効果ガスとしてPFC(パーフルオロコンパウンド)ガス(CF4、C2F6、C3F8、C4F8、NF3、SF6など)を多量に使用している。これらのPFCガスは温暖化係数が高いため、PFCガスの使用量や排出量の低減が必要である。
【0004】
PFCガスの排出量の低減を目的とした、従来のプラズマ装置のクリーニング方法としては、チャンバー中の反応ガスを除害後に分析し、PFCガスの排出量が一定値を越えた場合、プラズマ装置における化学処理を停止させる工程、もしくは除害効率を高める工程を包含しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
図9は、従来例のプラズマ装置を示すものである。図9に記載されているプラズマ装置において、チャンバー1内のステージ上に配置された半導体基板の表面に対し、種々の化学的処理を行う。チャンバー1の外周には高周波電源12に接続された誘導コイル2が設けられており、この誘導コイル2に与えられた高周波電力によってチャンバー1内でプラズマが形成される。ステージには他の高周波電源11から基板バイアスのための電力が供給される。チャンバー1には、ガスボンベ14に蓄えられた反応ガスが流量制御装置13を介して導入される。
【0006】
また、チャンバー1は配管4を通じて排気ポンプ6に接続されている。チャンバー1と排気ポンプ6との間には圧力制御バルブ5が挿入されており、排気ポンプ6の後段には、排気ポンプ6から排気されるガスを分解するための除害装置7が設けられている。チャンバー1中の反応ガスは除害装置7を介して外部に排気されるが、除害装置7から排気されるガスの一部は質量分析装置19に採取され、質量分析により、排気ガス中のPFCガスの量を計算される。なお、質量分析装置19に採取された排気ガスは、第2の排気ポンプ20によって外部に排気される。
【0007】
一方、除害装置7の外周にも高周波電源17に接続された誘導コイル18が設けられている。除害装置7には、ガスボンベ10から分解用ガスが流量制御装置9を介して供給され、誘導コイル18に与えられた高周波電力によってプラズマ化される。このプラズマによって排気ガス中のPFCガス等が分解される。
【0008】
また、圧力制御バルブ5、流量制御装置9及び13、高周波電源11、12及び17は、制御装置15によって制御される。制御装置15は、電気回路16を介してもうひとつの制御装置8に接続されている。
【0009】
従来例では、質量分析装置19による排気ガス中のPFCガスの分析結果と、あらかじめ設定された基準値とを制御装置8で比較する。排気ガス中のPFCガスが基準値よりも大きい場合、その情報を制御装置8から15へ伝達し、プロセスを停止させる、もしくは、除害装置7の高周波電力を大きくする命令を制御装置15から出力する。このようにして、PFCガスの排出量を一定値以下に抑制する。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−23969号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラズマ装置のクリーニング方法では、PFCガスの排出量のみを測定し、一定値を超えた場合に異常として検出し、対応を行う方法である。そのため、プロセスの状態によって柔軟にプロセスの条件を変更することはできなかった。特に、プラズマ成膜装置のクリーニングプロセスでは、チャンバー内の生成物を完全に除去するために、クリーニングの終点以降も余分にクリーニングを行う必要がある。
【0012】
しかし、プラズマ成膜装置のクリーニングプロセス中は、クリーニングの終点以降、副生成したPFCガス(特に、CF4ガス)の生成量が急激に増加し、PFCガスの排出量が増加する。更に、副生成物の除害を目的として過剰に除害装置を動作させ続けると、除害装置の劣化やコストの上昇につながるという課題があった。
【0013】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、除害装置を過剰に動作させずに、かつ、クリーニングの終点以降、副生成したPFCガスの排出量を増加させず、クリーニングを行うプラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ成膜装置は、プラズマを用いて成膜処理を行うプラズマ成膜装置であって、処理を行うためのチャンバーと、チャンバー内にPFC(パーフルオロコンパウンド)を含む反応ガスを供給する流量制御手段と、チャンバー内の反応ガスを排気するポンプと、チャンバーから排気される排気ガスを分解する除害手段と、反応ガスまたは排気ガスに含まれるPFC濃度を測定する分析手段と、PFC濃度の測定結果に基づいて、流量制御手段もしくは除害手段を制御する制御手段とを備えている。
【0015】
この構成により、PFCガスの使用量や排出量を低減すると共に、除害装置を過剰に動作させず、チャンバー内のクリーニングを効率よく確実に行うことができる。
【0016】
上記のプラズマ成膜装置において、制御手段は、PFC濃度の測定結果からクリーニングの終点を計算する第1演算部と、第1演算部の計算結果から流量制御手段もしくは除害手段の設定条件を変更する第2演算部とを備えていることが好ましい。
【0017】
上記のプラズマ成膜装置において、除害手段は、燃焼もしくは熱分解を用いて排気ガスを分解することが好ましい。
【0018】
また、本発明のプラズマ成膜装置のクリーニング方法は、プラズマを用いて成膜処理を行うプラズマ成膜装置のクリーニング方法であって、チャンバー内にPFC(パーフルオロコンパウンド)を含む反応ガスを供給する工程と、チャンバー内の反応ガスを排気する工程と、チャンバーから排気される排気ガスを燃焼もしくは熱分解を用いて除害する工程と、反応ガスまたは排気ガスに含まれるPFC濃度を測定する工程と、PFC濃度の測定結果に基づいて、反応ガスの供給流量もしくは排気ガスの動作条件を制御する工程とを備えている。
【0019】
この構成により、PFCガスの使用量や排出量を低減すると共に、除害装置を過剰に動作させず、チャンバー内のクリーニングを効率よく確実に行うことができる。
【0020】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、反応ガスの供給流量を制御する工程は、反応ガスに含まれるPFCの供給流量を低減することが好ましい。
【0021】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、反応ガスの供給流量を制御する工程は、反応ガスの流量比を変更することが好ましい。
【0022】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、反応ガスの供給流量を制御する工程は、反応ガスの総流量を低減することが好ましい。
【0023】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、排気ガスの動作条件を制御する工程は、排気ガスの除害効率(燃焼効率または分解効率)を高めることが好ましい。
【0024】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、排気ガスの動作条件を制御する工程は、排気ガスの燃焼温度もしくは熱分解温度を高くすることが好ましい。
【0025】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、排気ガスの動作条件を制御する工程は、排気ガスに混合する分解用ガスの供給流量を増加することが好ましい。
【0026】
上記のプラズマ成膜装置のクリーニング方法において、分解用ガスは、都市ガス(CH4ガス、C2H6ガス、C3H8ガス、C4H10ガス)、H2ガス、O2ガスまたはAirであることが好ましい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0028】
(実施形態1)
図1は、本発明によるプラズマ成膜装置の第1の実施形態を示す構成図である。
【0029】
図示されている装置は、プラズマを用いて成膜処理を行うプラズマ成膜装置であって、前記処理を行うためのチャンバー1を備え、チャンバー1内のステージ上に配置された半導体基板の表面に対して、所望の成膜処理を行う。
【0030】
チャンバー1の外周には高周波電源12に接続された誘導コイル2が設けられており、この誘導コイル2に与えられた高周波電力によってチャンバー1内でプラズマが形成される。チャンバー1内のステージには他の高周波電源11から基板バイアスのための電力が供給される。チャンバー1には、ガスボンベ14に蓄えられた反応ガスが流量制御装置13を介して導入される。尚、図1では単一のガスボンベ14が記載されているが、実際には複数のガスボンベの各々から所定の反応ガスが所定流量でチャンバー1内に導入される。
【0031】
また、チャンバー1にはチャンバー1内の反応ガスを分析するための分析装置3が設けられ、更に、分析装置3の分析結果に基づいて、チャンバー1、除害装置7及び分析装置3を制御する制御装置8とを備えている。尚、分析装置3としては、例えば、プラズマ発光スペクトル強度を検出するEPD(エンドポイントディテクター)を用いる。
【0032】
また、チャンバー1は配管4を通じて排気ポンプ6に接続されている。チャンバー1と排気ポンプ6との間には圧力制御バルブ5が挿入されており、排気ポンプ6の後段には、排気ポンプ6から排気されるガスを分解するための除害装置7が設けられている。チャンバー1中の反応ガスは除害装置7を介して外部に排気される。
【0033】
一方、除害装置7にはガスボンベ10から都市ガス(CH4ガス、C2H6ガス、C3H8ガス、C4H10ガス)、H2ガス、O2ガス、Airなどのガスが流量制御装置9を介して供給され、これらのガスにより、排気ガス中のPFCガス等が燃焼される。
【0034】
また、圧力制御バルブ5、流量制御装置9及び13、高周波電源11及び12、除害装置7の動作は、制御装置15によって制御される。制御装置15は、電気回路16を介してもう1つの制御装置8に接続されている。尚、制御装置8及び15は、1つのコンピュータが両制御装置をかねても良い。図1の例では、プラズマ成膜装置本体と除害装置7との制御に使用される制御装置15のほかに、プラズマ成膜装置、除害装置7及び分析装置3の制御用の制御装置8が備えられている。
【0035】
分析装置3による分析結果は、制御装置8によって種々の演算処理を受ける。この演算処理の結果に基づく信号が、電気回路16を介して制御装置15に送信され、プラズマ成膜装置本体や除害装置7、分析装置3の動作を調整する。これにより、PFCガスの使用量や、排気ガス中のPFCガス量を低減することが可能になる。
【0036】
図2は、燃焼式の除害装置であり、図示されていないプラズマ成膜装置から排気されたガスを燃焼によって分解するため、バーナー32により排気ガスを燃焼する燃焼炉31と、燃焼炉31を通過した排気ガスを冷却する冷却室33と、スクラバー34とを備えている。バーナー32に供給される分解用ガスは図示されていないガスボンベから供給される。温度制御装置36は、燃焼炉31の温度を検知する温度センサ35の出力に基づいて、図示されていないガスボンベより供給される、都市ガス(CH4ガス、C2H6ガス、C3H8ガス、C4H10ガス)、H2ガス、O2ガス、Airなどの供給量を調節し、温度制御を行う。尚、このような除害装置7としては熱分解式除害装置でも良く、もしくは、公知の構成を有する除害装置を用いればよい。
【0037】
(実施形態2)
次に、図3を参照しながら、本発明によるプラズマ成膜装置の第2の実施形態を説明する。
【0038】
実施形態1ではチャンバー1内の反応ガスをモニタして分析を行っているが、本実施形態では、排気ポンプ6から除害装置7に排気されるガスの一部を採取し、分析を行う。分析後の排気ガスは、除害装置7へ送られる。
【0039】
すなわち、分析装置3に取り込まれた排気ガスは、排気ポンプ6と除害装置7を接続する配管から排気ガスを採取し、分析した後、再び排気ポンプ6と除害装置7を接続する配管へ排気され、除害装置7へ送られる。分析装置3としては、例えば、FT−IRを用いる。
【0040】
(実施形態3)
実施形態1のプラズマ成膜装置による第1のクリーニング方法の実施形態を説明する。
【0041】
まず、プラズマ成膜装置の制御装置15に、通常のクリーニング条件(以下、クリーニング条件1と言う)と、PFCガスの排出量を低減するクリーニング条件(以下、クリーニング条件2と言う)の入力を行う。成膜プロセスの終了後、クリーニング条件1によるクリーニングを開始させると同時に、分析装置3に分析を開始させる。分析装置3がクリーニングの終点を検出すると、クリーニング条件をクリーニング条件1からクリーニング条件2に変更する。
【0042】
クリーニングの終点以降にクリーニング条件、除害条件などのプロセス条件を変更する必要がある理由について、C3F8ガスを用いた例で説明する。図4は、チャンバークリーニング中の排気ガスのPFC濃度をモニタした結果である。これより、クリーニングの終点以降、C3F8ガスから副生成されるCF4ガスの濃度が急激に増加していることがわかる。これは、クリーニングの終点以降、フッ素ラジカルが余ってくるためである。
【0043】
しかし、クリーニングを終点でやめると、チャンバー内を確実にクリーニングすることができない。そのため、クリーニングの終点以降、副生成したPFCガス(特にCF4ガス)を低減することが重要となる。
【0044】
図5は、クリーニングによって生成されるSiF4の、クリーニング時間による累積排出量のグラフである。PFCガス/O2ガスの流量比を0.3及び0.5として、チャンバー内生成物のクリーニング量を比較した。これより、PFCガス/O2ガスの流量比を変化させても、クリーニング終了時におけるチャンバー内生成物のクリーニング量に差はなく、クリーニング性能に影響はないことがわかる。
【0045】
また、図6は、PFCガス/O2ガス流量比を変化させたときの、CF4ガスの生成率である。これより、PFCガス/O2ガス流量比を小さくすると、CF4ガスの生成率が減少することがわかる。
【0046】
これらの結果より、PFCガス/O2ガスの流量比を小さくすると、PFCガスの使用量を低減することができ、また、PFCガスの排出量を低減することにもつながる。更に、CF4ガスの生成率も減少するため、更なるPFCガスの排出量の低減も可能となる。したがって、PFCガスの排出量を低減できる第1のクリーニング条件は、PFCガス/O2ガスの流量比を小さくした条件である。
【0047】
また、図7は、クリーニング時のPFCガス、O2ガスの総ガス流量によるクリーニング終点の変動のグラフである。これより、総ガス流量を減少させても、クリーニング性能に影響しないことがわかる。総ガス流量を減少させるため、PFCガスの使用量を低減することができ、また、PFCガスの排出量を低減することにもつながる。したがって、PFCガスの排出量を低減できる第2のクリーニング条件は、総ガス流量を減少させた条件である。
【0048】
上記のクリーニング条件はPFCガスの使用量を低減することができるため、コストの削減にもつながる。
【0049】
(実施形態4)
実施形態1のプラズマ成膜装置による第2のクリーニング方法の実施形態を説明する。
【0050】
まず、除害装置7を制御する制御装置15に、通常の除害条件(以下、除害条件1と言う)と、除害効率を高くした除害条件(以下、除害条件2と言う)の入力を行う。成膜プロセスの終了後、除害条件1によりクリーニングを開始させると同時に、分析装置3に分析を開始させる。分析装置3がクリーニングの終点を検出すると、除害条件を除害条件1から除害条件2に変更する。
【0051】
図8は、CF4ガスとC3F8ガスの、温度による分解効率のグラフである。C3F8ガスは1050℃以上でほぼ100%の分解効率であるのに対し、CF4ガスは1200℃以上で95%程度の分解効率であり、温度による分解効率が異なる。
【0052】
クリーニングの終点以前においては、CF4ガスの生成率が低いため、除害条件1はC3F8ガスの分解効率が充分に高い、燃焼温度が1050℃程度とする。クリーニングの終点以降においては、CF4ガスの生成率が高くなるため、除害条件2はCF4ガスの分解効率が充分に高い、1200℃程度の燃焼温度とする。これにより、CF4ガスの生成率が高くなっても、確実に除害を行うことができ、PFCガス排出量の低減につながる。
【0053】
また、CF4ガスの生成率が高くなってから除害条件を変更するため、コストの削減及び除害装置の劣化防止につながる。
【0054】
(実施形態5)
実施形態2のプラズマ成膜装置による第1のクリーニング方法の実施形態を説明する。
【0055】
実施形態2のプラズマ成膜装置の場合、まず、プラズマ成膜装置の制御装置15に、通常のクリーニング条件(以下、クリーニング条件1と言う)、PFCガスの排出量を低減するクリーニング条件(以下、クリーニング条件2と言う)、及び排気ガス中のCF4ガス濃度の設定値を入力する。成膜プロセスが開始されると、分析装置3の分析精度を向上させるため、バックグラウンドデータを取得させる。成膜プロセスの終了後、クリーニング条件1によるクリーニングを開始させると同時に、分析装置3による分析を開始させる。
【0056】
排気ガスの分析より、排気ガス中のCF4ガス濃度が、設定値を超えた場合、クリーニング条件をクリーニング条件1からクリーニング条件2に変更する。クリーニングの終点付近ではフッ素ラジカルが余ってくるため、CF4ガスの発生が増加する。これより、CF4ガスの発生量が増加しているところがクリーニングの終点であるといえる。
【0057】
(実施形態6)
実施形態2のプラズマ成膜装置による第2のクリーニング方法の実施形態を説明する。
【0058】
実施形態2のプラズマ成膜装置の場合、まず、除害装置7を制御する制御装置15に、通常の除害条件(以下、除害条件1と言う)と、除害効率を高くした除害条件(以下、除害条件2と言う)、及び排気ガス中のCF4ガス濃度の設定値を入力する。成膜プロセスが開始されると、分析装置3の分析精度を向上させるため、バックグラウンドデータを取得させる。成膜プロセスの終了後、除害条件1によるクリーニングを開始させると同時に、分析装置3による分析を開始させる。排気ガスの分析より、排気ガス中のCF4ガス濃度が設定値を超えた場合、除害条件を除害条件1から除害条件2に変更する。
【0059】
尚、上記実施形態では分析装置としてEPDやFT−IRを用いているが、分析装置は、EPD、FT−IRに限らず、チャンバー内の状態を分析してクリーニングの終点を検出できるものであれば良い。
【0060】
また、上記実施形態では熱分解式の除害方式を用いているが、除害装置は熱分解式に限らず、燃焼式などでもよい。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラズマ成膜装置及びそのクリーニング方法によれば、チャンバーのクリーニング時に反応ガスもしくは排気ガスをモニタしてクリーニングの終点を検出し、流量制御装置もしくは除害装置にフィードバックすることにより、反応条件もしくは除害条件の変更を行う。このため、PFCガスの使用量や排出量を低減すると共に、除害装置を過剰に動作させず、チャンバー内のクリーニングを効率よく確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプラズマ装置の第1の実施形態を示す構成図
【図2】燃焼式除害装置の構成図
【図3】本発明によるプラズマ装置の第2の実施形態を示す構成図
【図4】チャンバークリーニング中の排気ガスのPFC濃度を示す図
【図5】PFCガス/O2ガスの流量比によるチャンバー内生成物の量を示す図
【図6】PFCガス/O2ガスの流量比によるCF4ガスの生成率を示す図
【図7】PFCガス、O2ガスの総ガス流量によるクリーニング終点の変動を示す図
【図8】CF4ガスとC3F8ガスの温度による分解効率を示す図
【図9】従来のプラズマ装置の構成図
【符号の説明】
1 チャンバー
2 誘導コイル
3 分析装置
4 配管
5 圧力制御バルブ
6 排気ポンプ
7 除害装置
8 制御装置
9 流量制御装置
10 ガスボンベ
11 高周波電源
12 高周波電源
13 流量制御装置
14 ガスボンベ
15 制御装置
16 電気回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma film forming apparatus for manufacturing a semiconductor device and a method of cleaning the same, and more particularly, to reducing the amount of PFC gas used and discharged without lowering the cleaning performance in a chamber cleaning step of the plasma film forming apparatus. The present invention relates to a plasma film forming apparatus and a cleaning method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, pollution of the global environment has become a problem. Worldwide measures are being taken against environmental pollution, and various efforts are being made in the semiconductor industry.
[0003]
One of the pollutions of the global environment is global warming caused by greenhouse gases. In the process of manufacturing semiconductor devices, a large amount of PFC (perfluoro compound) gas (CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , NF 3 , SF 6, etc.) is used in particular as a greenhouse gas. are doing. Since these PFC gases have a high global warming potential, it is necessary to reduce the amount of PFC gas used and its emission.
[0004]
As a conventional cleaning method of a plasma apparatus for the purpose of reducing the emission amount of PFC gas, a reaction gas in a chamber is analyzed after detoxification, and when the emission amount of PFC gas exceeds a certain value, the plasma apparatus is cleaned. Some include a step of stopping the chemical treatment or a step of increasing the abatement efficiency (for example, see Patent Document 1).
[0005]
FIG. 9 shows a conventional plasma apparatus. In the plasma device shown in FIG. 9, various chemical treatments are performed on the surface of the semiconductor substrate disposed on the stage in the
[0006]
The
[0007]
On the other hand, an induction coil 18 connected to a high
[0008]
The
[0009]
In the conventional example, the controller 8 compares the analysis result of the PFC gas in the exhaust gas by the
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-23969 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional cleaning method of a plasma apparatus, only the amount of PFC gas emission is measured, and when the amount exceeds a certain value, it is detected as an abnormality and a response is taken. Therefore, the process conditions cannot be flexibly changed depending on the process state. In particular, in the cleaning process of the plasma film forming apparatus, it is necessary to perform extra cleaning after the cleaning end point in order to completely remove the products in the chamber.
[0012]
However, during the cleaning process of the plasma film forming apparatus, the amount of by-produced PFC gas (particularly, CF 4 gas) increases rapidly after the end point of cleaning, and the amount of PFC gas discharged increases. Further, there is a problem that if the abatement apparatus is operated excessively for the purpose of removing the by-products, the abatement apparatus is deteriorated and the cost is increased.
[0013]
The present invention has been made in view of the above problems, and performs cleaning without excessively operating the abatement apparatus and without increasing the amount of PFC gas generated as a by-product after the end of cleaning. An object of the present invention is to provide a plasma film forming apparatus and a cleaning method thereof.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plasma film forming apparatus according to the present invention is a plasma film forming apparatus that performs a film forming process using plasma, and includes a chamber for performing the process, and a PFC (perfluoro) inside the chamber. Flow rate control means for supplying the reaction gas containing the compound, a pump for exhausting the reaction gas in the chamber, abatement means for decomposing the exhaust gas exhausted from the chamber, and a PFC concentration contained in the reaction gas or the exhaust gas And a control means for controlling the flow rate control means or the abatement means based on the measurement result of the PFC concentration.
[0015]
With this configuration, the amount of use and discharge of the PFC gas can be reduced, and the inside of the chamber can be efficiently and reliably cleaned without operating the abatement apparatus excessively.
[0016]
In the above-described plasma film forming apparatus, the control unit changes the setting condition of the flow rate control unit or the detoxification unit from the calculation result of the first calculation unit and the calculation result of the first calculation unit. It is preferable to include a second operation unit that performs the operation.
[0017]
In the above-described plasma film forming apparatus, it is preferable that the abatement unit decomposes the exhaust gas by using combustion or thermal decomposition.
[0018]
Further, the method for cleaning a plasma film forming apparatus according to the present invention is a method for cleaning a plasma film forming apparatus that performs a film forming process using plasma, and supplies a reaction gas containing PFC (perfluoro compound) into a chamber. A step of exhausting a reaction gas in the chamber, a step of removing the exhaust gas exhausted from the chamber using combustion or thermal decomposition, and a step of measuring a PFC concentration contained in the reaction gas or the exhaust gas. And controlling the supply flow rate of the reaction gas or the operating condition of the exhaust gas based on the measurement result of the PFC concentration.
[0019]
With this configuration, the amount of use and discharge of the PFC gas can be reduced, and the inside of the chamber can be efficiently and reliably cleaned without operating the abatement apparatus excessively.
[0020]
In the above method for cleaning a plasma film forming apparatus, the step of controlling the supply flow rate of the reaction gas preferably reduces the supply flow rate of PFC contained in the reaction gas.
[0021]
In the above-described method for cleaning a plasma film forming apparatus, the step of controlling the supply flow rate of the reaction gas preferably changes the flow rate ratio of the reaction gas.
[0022]
In the above-described cleaning method for a plasma film forming apparatus, the step of controlling the supply flow rate of the reaction gas preferably reduces the total flow rate of the reaction gas.
[0023]
In the above-described method for cleaning a plasma film forming apparatus, it is preferable that the step of controlling the operating conditions of the exhaust gas enhances the abatement efficiency (combustion efficiency or decomposition efficiency) of the exhaust gas.
[0024]
In the above method for cleaning a plasma film forming apparatus, the step of controlling the operating conditions of the exhaust gas preferably includes increasing the combustion temperature or the thermal decomposition temperature of the exhaust gas.
[0025]
In the above-described method for cleaning a plasma film forming apparatus, the step of controlling the operating conditions of the exhaust gas preferably includes increasing the supply flow rate of the decomposition gas mixed with the exhaust gas.
[0026]
In the above-described method for cleaning a plasma film forming apparatus, the decomposition gas is a city gas (CH 4 gas, C 2 H 6 gas, C 3 H 8 gas, C 4 H 10 gas), H 2 gas, O 2 gas or Preferably, it is Air.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a plasma film forming apparatus according to the present invention.
[0029]
The illustrated apparatus is a plasma film forming apparatus that performs a film forming process using plasma, includes a
[0030]
An
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
On the other hand, gas such as city gas (CH 4 gas, C 2 H 6 gas, C 3 H 8 gas, C 4 H 10 gas), H 2 gas, O 2 gas, Air and the like are supplied from the
[0034]
The operation of the
[0035]
The analysis result by the analyzer 3 is subjected to various arithmetic processing by the controller 8. A signal based on the result of the arithmetic processing is transmitted to the
[0036]
FIG. 2 shows a combustion type abatement apparatus. In order to decompose gas exhausted from a plasma film forming apparatus (not shown) by combustion, a
[0037]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the plasma film forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0038]
In the first embodiment, the reaction gas in the
[0039]
That is, the exhaust gas taken into the analyzer 3 is sampled from the pipe connecting the
[0040]
(Embodiment 3)
An embodiment of a first cleaning method using the plasma deposition apparatus of the first embodiment will be described.
[0041]
First, a normal cleaning condition (hereinafter referred to as cleaning condition 1) and a cleaning condition (hereinafter referred to as cleaning condition 2) for reducing the emission amount of PFC gas are input to the
[0042]
The reason why it is necessary to change process conditions such as cleaning conditions and detoxification conditions after the end point of cleaning will be described with reference to an example using C 3 F 8 gas. FIG. 4 shows the result of monitoring the PFC concentration of exhaust gas during chamber cleaning. This indicates that the concentration of the CF 4 gas by-produced from the C 3 F 8 gas sharply increased after the end point of the cleaning. This is because fluorine radicals remain after the end point of cleaning.
[0043]
However, if the cleaning is stopped at the end point, the inside of the chamber cannot be reliably cleaned. Therefore, it is important to reduce by-produced PFC gas (particularly CF 4 gas) after the end point of cleaning.
[0044]
FIG. 5 is a graph of the cumulative discharge amount of SiF 4 generated by cleaning according to the cleaning time. The cleaning amount of the product in the chamber was compared with the flow rate ratio of PFC gas / O 2 gas being 0.3 and 0.5. From this, it can be seen that even if the flow rate ratio of the PFC gas / O 2 gas is changed, there is no difference in the cleaning amount of the product in the chamber at the end of the cleaning, and the cleaning performance is not affected.
[0045]
FIG. 6 shows the CF 4 gas generation rate when the PFC gas / O 2 gas flow ratio was changed. From this, it can be seen that when the flow rate ratio of PFC gas / O 2 gas is reduced, the generation rate of CF 4 gas is reduced.
[0046]
From these results, when the flow rate ratio of PFC gas / O 2 gas is reduced, the amount of PFC gas used can be reduced, and the emission amount of PFC gas can be reduced. Further, since the generation rate of CF 4 gas is also reduced, the emission amount of PFC gas can be further reduced. Therefore, the first cleaning condition under which the discharge amount of PFC gas can be reduced is a condition in which the flow ratio of PFC gas / O 2 gas is reduced.
[0047]
FIG. 7 is a graph showing the variation of the cleaning end point depending on the total gas flow rate of the PFC gas and the O 2 gas at the time of cleaning. This indicates that the cleaning performance is not affected even if the total gas flow rate is reduced. Since the total gas flow rate is reduced, the amount of PFC gas used can be reduced, and the amount of PFC gas emission can be reduced. Therefore, the second cleaning condition that can reduce the emission amount of the PFC gas is a condition in which the total gas flow rate is reduced.
[0048]
The above-described cleaning conditions can reduce the amount of PFC gas used, which leads to cost reduction.
[0049]
(Embodiment 4)
An embodiment of a second cleaning method using the plasma deposition apparatus of the first embodiment will be described.
[0050]
First, the
[0051]
FIG. 8 is a graph of the decomposition efficiency of CF 4 gas and C 3 F 8 gas depending on temperature. While C 3 F 8 gas has a decomposition efficiency of about 100% at 1050 ° C. or more, CF 4 gas has a decomposition efficiency of about 95% at 1200 ° C. or more, and the decomposition efficiency differs depending on the temperature.
[0052]
Before the end point of the cleaning, since the generation rate of CF 4 gas is low, the
[0053]
Further, since the removal conditions are changed after the CF 4 gas generation rate is increased, it leads to cost reduction and prevention of deterioration of the removal device.
[0054]
(Embodiment 5)
An embodiment of a first cleaning method using the plasma film forming apparatus according to the second embodiment will be described.
[0055]
In the case of the plasma film forming apparatus according to the second embodiment, first, a normal cleaning condition (hereinafter, referred to as a cleaning condition 1) and a cleaning condition (hereinafter, referred to as a cleaning condition 1) for reducing the discharge amount of PFC gas are provided to the
[0056]
From the analysis of the exhaust gas, when the CF 4 gas concentration in the exhaust gas exceeds the set value, the cleaning condition is changed from the
[0057]
(Embodiment 6)
An embodiment of the second cleaning method using the plasma deposition apparatus of
[0058]
In the case of the plasma film forming apparatus according to the second embodiment, first, the
[0059]
In the above embodiment, EPD or FT-IR is used as the analyzer. However, the analyzer is not limited to EPD and FT-IR, but may be any device that can analyze the condition in the chamber and detect the end point of cleaning. Good.
[0060]
Further, in the above embodiment, the thermal decomposition type abatement system is used, but the abatement device is not limited to the thermal abolition type, but may be a combustion type.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the plasma film forming apparatus and the cleaning method of the present invention, the reaction gas or the exhaust gas is monitored at the time of cleaning the chamber, the end point of the cleaning is detected, and the end point of the cleaning is fed back to the flow control apparatus or the detoxification apparatus. By doing so, the reaction conditions or detoxification conditions are changed. Therefore, the amount of use and discharge of the PFC gas can be reduced, and the inside of the chamber can be efficiently and reliably cleaned without operating the abatement apparatus excessively.
[Brief description of the drawings]
1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a plasma device according to the present invention; FIG. 2 is a configuration diagram of a combustion type abatement device; FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of a plasma device according to the present invention; Figure 4 shows the PFC concentration in the exhaust gas in the chamber cleaning Figure 5 is a
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記処理を行うためのチャンバーと、
前記チャンバー内にPFC(パーフルオロコンパウンド)を含む反応ガスを供給する流量制御手段と、
前記チャンバー内の前記反応ガスを排気するポンプと、
前記チャンバーから排気される排気ガスを分解する除害手段と、
前記反応ガスまたは前記排気ガスに含まれるPFC濃度を測定する分析手段と、
前記PFC濃度の測定結果に基づいて、前記流量制御手段もしくは前記除害手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とするプラズマ成膜装置。A plasma film forming apparatus that performs a film forming process using plasma,
A chamber for performing the treatment,
Flow rate control means for supplying a reaction gas containing PFC (perfluoro compound) into the chamber;
A pump for exhausting the reaction gas in the chamber,
Abatement means for decomposing exhaust gas exhausted from the chamber,
Analysis means for measuring a PFC concentration contained in the reaction gas or the exhaust gas;
A plasma film forming apparatus comprising: a control unit that controls the flow rate control unit or the abatement unit based on the measurement result of the PFC concentration.
前記第1演算部の計算結果から前記流量制御手段もしくは前記除害手段の設定条件を変更する第2演算部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ成膜装置。A control unit configured to calculate an end point of the cleaning from a measurement result of the PFC concentration;
2. The plasma deposition apparatus according to claim 1, further comprising a second operation unit configured to change a setting condition of the flow rate control unit or the abatement unit based on a calculation result of the first operation unit. 3.
前記チャンバー内にPFC(パーフルオロコンパウンド)を含む反応ガスを供給する工程と、
前記チャンバー内の前記反応ガスを排気する工程と、
前記チャンバーから排気される排気ガスを燃焼もしくは熱分解を用いて除害する工程と、
前記反応ガスまたは前記排気ガスに含まれるPFC濃度を測定する工程と、
前記PFC濃度の測定結果に基づいて、前記反応ガスの供給流量もしくは前記排気ガスの動作条件を制御する工程とを備えていることを特徴とするプラズマ成膜装置のクリーニング方法。A method for cleaning a plasma film forming apparatus that performs a film forming process using plasma,
Supplying a reaction gas containing PFC (perfluoro compound) into the chamber;
Exhausting the reaction gas in the chamber;
Removing the exhaust gas exhausted from the chamber using combustion or thermal decomposition,
Measuring a PFC concentration contained in the reaction gas or the exhaust gas;
Controlling the supply flow rate of the reaction gas or the operating condition of the exhaust gas based on the measurement result of the PFC concentration.
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JP2012216718A (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Kaneka Corp | Cleaning method of cvd apparatus |
WO2013015017A1 (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-31 | シャープ株式会社 | Method for manufacturing silicon-containing film |
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-
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- 2002-12-25 JP JP2002374384A patent/JP2004207466A/en active Pending
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