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JP4191137B2 - Cleaning method for substrate processing apparatus - Google Patents

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JP4191137B2
JP4191137B2 JP2004373626A JP2004373626A JP4191137B2 JP 4191137 B2 JP4191137 B2 JP 4191137B2 JP 2004373626 A JP2004373626 A JP 2004373626A JP 2004373626 A JP2004373626 A JP 2004373626A JP 4191137 B2 JP4191137 B2 JP 4191137B2
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Description

本発明は基板処理装置のクリーニング方法に関し、更にはリモートプラズマによる成膜装置のクリーニング方法に関する。   The present invention relates to a cleaning method for a substrate processing apparatus, and further relates to a cleaning method for a film forming apparatus using remote plasma.

被処理基板に成膜を行う基板処理装置、例えばＣＶＤ（化学気相堆積）装置などにおいては基板処理容器内に被処理基板を載置して所定の成膜を行う。被処理基板上に形成される薄膜の例は多数あるが、前記基板処理容器内においてはその内壁や、もしくは基板保持台など当該基板処理容器内の部材にも成膜処理による薄膜が付着して堆積物となる。このようにして付着した前記堆積物は、前記基板処理装置による成膜が繰り返されると膜厚が増大し、やがては剥離してしまう。剥離した当該堆積物は前記基板処理容器内を浮遊し、前記したような成膜の工程中に被処理基板に形成される薄膜中に取り込まれ、当該薄膜の膜質を劣化させる問題が生じる。   In a substrate processing apparatus for forming a film on a substrate to be processed, such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, the substrate to be processed is placed in a substrate processing container and a predetermined film is formed. There are many examples of thin films formed on a substrate to be processed, but in the substrate processing container, the thin film formed by the film forming process adheres to the inner wall of the substrate processing container or a member in the substrate processing container such as a substrate holder. It becomes sediment. The deposit deposited in this manner increases in thickness when the film formation by the substrate processing apparatus is repeated, and eventually peels off. The peeled deposit floats in the substrate processing container and is taken into the thin film formed on the substrate to be processed during the film forming process as described above, which causes a problem of deteriorating the film quality of the thin film.

そのため、前記したような堆積物を基板処理容器から除去する方法に関してクリーニング方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。それによると、クリーニングのために基板処理容器の外にフッ素ラジカルを生成するためのリモートプラズマ発生部を設け、２．４５ＧＨｚのマイクロ波によってＮＦ3を励起してフッ素ラジカルを生成し、当該フッ素ラジカルを基板処理容器に導入することによって前記したような堆積物を気化させ、当該基板処理容器の外へと排出する方法が開示されている。
特開平１０−１４９９８９号公報 特開２０００−３５３６８３号公報 Therefore, a cleaning method has been proposed as a method for removing the deposits as described above from the substrate processing container (see, for example, Patent Document 1). According to this, a remote plasma generation unit for generating fluorine radicals is provided outside the substrate processing container for cleaning, and NF 3 is excited by 2.45 GHz microwaves to generate fluorine radicals. A method is disclosed in which deposits as described above are vaporized by introducing the substrate into a substrate processing container and discharged out of the substrate processing container.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-149989 JP 2000-353683 A

しかし、前記特許文献１によるクリーニング方法では、クリーニングのための反応種におもにフッ素ラジカル（Ｆ＊）を用いているため、例えば基板処理容器内部に石英部材などがあった場合は当該フッ素ラジカルで当該石英部材がエッチングされてしまうという問題があった。さらに、当該基板処理容器内部にＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などのセラミック部材を用いた場合、前記した石英部材の場合に比べてエッチング量は少ないものの、当該フッ素ラジカルが大量に当該基板処理容器内に導入されるため、当該セラミック部材が当該フッ素ラジカルによりエッチングされて、例えばアルミの化合物などが形成され、当該基板処理容器内に残留して、それが成膜工程において形成される薄膜中にとりこまれ、膜中汚染として当該薄膜の膜質を低下させてしまう可能性が懸念された。 However, in the cleaning method according to Patent Document 1, since fluorine radicals (F * ) are mainly used as the reactive species for cleaning, for example, when there is a quartz member in the substrate processing container, There was a problem that the quartz member was etched. Furthermore, when a ceramic member such as AlN or Al 2 O 3 is used inside the substrate processing vessel, a large amount of fluorine radicals are contained in the substrate processing vessel, although the etching amount is smaller than in the case of the quartz member described above. For this reason, the ceramic member is etched by the fluorine radicals to form, for example, an aluminum compound, which remains in the substrate processing container and is incorporated into the thin film formed in the film forming process. There is a concern that the film quality of the thin film may be deteriorated as contamination in the film.

そこで、本発明においては上記の問題を解決した、新規で有用な基板処理装置のクリーニング方法を提供することを統括的目的とする。   Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a novel and useful cleaning method for a substrate processing apparatus that solves the above problems.

本発明の具体的な課題は、Ｆラジカルを再結合させたＦ2をおもなクリーニングの反応種に用いることで、従来のＦラジカルをおもに用いたクリーニング方法にみられたＦラジカルによる基板処理容器内の部材のダメージを低減したクリーニング方法を提供することである。 A specific object of the present invention is to use F 2 recombined with F radicals as a main reactive species for cleaning, so that the substrate treatment with F radicals found in conventional cleaning methods mainly using F radicals. It is an object of the present invention to provide a cleaning method in which damage to members in a container is reduced.

本発明は、上記の課題を解決するために、
請求項１に記載したように、
被処理基板を処理する基板処理装置の処理容器をクリーニングするクリーニング方法において、
前記基板処理装置は、前記処理容器の天井部にシャワーヘッドを有し、前記処理容器の外側にリモートプラズマ発生部を有し、前記シャワーヘッドを所定の温度に維持し、成膜に必要なガスを前記シャワーヘッドを介し前記処理容器内に供給し、前記被処理基板に金属膜を成膜する成膜処理を行った後に、
前記リモートプラズマ発生部にフッ素化合物ガスを導入し、前記フッ素化合物ガスを励起しフッ素ラジカルを生成する工程と、
前記フッ素ラジカルを前記シャワーヘッドを介し前記処理容器内に供給し、前記処理容器内の圧力を１３３３Ｐａ以上に維持し、前記処理容器内で前記フッ素ラジカルを再結合させフッ素分子ガスを生じさせる工程と、
前記成膜処理において前記処理容器内の露出部分に堆積した金属堆積物を、前記フッ素分子ガスにより除去することにより、クリーニングする工程と、
を含むものであることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法により、
また、
請求項２に記載したように、
前記リモートプラズマ発生部は前記フッ素化合物ガスを高周波で励起することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置のクリーニング方法により、また、
請求項３に記載したように、
前記高周波の周波数は４００ｋＨｚ〜３ＧＨｚであることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置のクリーニング方法により、また、
請求項４に記載したように、
前記フッ素化合物ガスはＣＦ4，Ｃ2Ｆ6，C3Ｆ8，ＳＦ6，ＮＦ3からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法により、また、
請求項５に記載したように、
前記露出部分は石英からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法により、また、
請求項６に記載したように、
前記露出部分はＡｌ2Ｏ3の焼結材料からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法により、また、
請求項７に記載したように、
前記露出部分はＡｌＮの焼結材料からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか一項記載の基板処理装置のクリーニング方法により、解決する。
［作用］
本発明によれば、基板処理装置のクリーニングにおいて、従来用いられていたフッ素ラジカル（Ｆ*）をおもな反応種としたクリーニングに変わって、当該フッ素ラジカルを再結合させたフッ素分子（Ｆ2）をおもな反応種としてクリーニングを行うため、Ｆラジカルによる基板処理容器内の部材、例えば石英のダメージを低減して、従来は基板処理容器内の部材としては用いることができなかった石英部材を使用することが可能になる。更にＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などがＦラジカルによってエッチングされることが原因で発生する、薄膜への汚染を低減することが可能となり、高品質な薄膜形成が可能となる。 In order to solve the above problems, the present invention
As described in claim 1,
In a cleaning method for cleaning a processing container of a substrate processing apparatus for processing a substrate to be processed,
The substrate processing apparatus has a shower head on the ceiling of the processing container, a remote plasma generation unit on the outside of the processing container, maintains the shower head at a predetermined temperature, and a gas necessary for film formation Is supplied into the processing container through the shower head, and after performing a film forming process for forming a metal film on the substrate to be processed,
Introducing a fluorine compound gas into the remote plasma generator, exciting the fluorine compound gas to generate fluorine radicals;
Supplying the fluorine radicals into the processing vessel through the shower head, maintaining the pressure in the processing vessel at 1333 Pa or higher , and recombining the fluorine radicals in the processing vessel to generate a molecular fluorine gas; ,
Cleaning the metal deposit deposited on the exposed portion in the processing container in the film forming process by removing the fluorine molecular gas with the fluorine molecular gas; and
By the method for cleaning a substrate processing apparatus characterized by comprising:
Also,
As described in claim 2,
The substrate processing apparatus cleaning method according to claim 1, wherein the remote plasma generation unit excites the fluorine compound gas at a high frequency.
As described in claim 3,
3. The substrate processing apparatus cleaning method according to claim 2, wherein the frequency of the high frequency is 400 kHz to 3 GHz.
As described in claim 4,
4. The substrate processing according to claim 1, wherein the fluorine compound gas is selected from the group consisting of CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6 , and NF 3. Depending on how the device is cleaned,
As described in claim 5,
5. The substrate processing apparatus cleaning method according to claim 1, wherein the exposed portion includes a member made of quartz.
As described in claim 6,
The exposed portion of the claims 1 to 5, characterized in that it comprises a member made of a sintered material of the Al 2 O 3, the method of cleaning a substrate processing apparatus according to any one, also,
As described in claim 7,
The problem is solved by the substrate processing apparatus cleaning method according to claim 1, wherein the exposed portion includes a member made of a sintered material of AlN.
[Action]
According to the present invention, in the cleaning of the substrate processing apparatus, instead of the conventionally used cleaning using fluorine radicals (F *) as the main reactive species, fluorine molecules (F 2) obtained by recombining the fluorine radicals are used. ) As a main reactive species, the damage of the member in the substrate processing container due to the F radical, for example, quartz, is reduced, and the quartz member that could not be conventionally used as the member in the substrate processing container. Can be used. Furthermore, it is possible to reduce the contamination of the thin film caused by etching of AlN, Al 2 O 3 and the like with F radicals, and a high quality thin film can be formed.

本発明によれば、基板処理装置のクリーニングにおいて、従来用いられていたフッ素ラジカル（Ｆ*）によるクリーニングに変わって、当該フッ素ラジカルが再結合したフッ素分子（Ｆ2）によるクリーニングを行うため、Ｆラジカルによる基板処理容器内の部材、例えば石英のダメージを低減して、従来のＦラジカルによるクリーニングでは用いることができなかった石英部材を使用することが可能になる。更にＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などがＦラジカルによってエッチングされることが原因で発生する、薄膜への汚染を低減することが可能となる。 According to the present invention, in cleaning the substrate processing apparatus, instead of the conventionally used cleaning with fluorine radicals (F *), cleaning with fluorine molecules (F 2 ) in which the fluorine radicals are recombined is performed. A member in the substrate processing container due to radicals, for example, quartz damage is reduced, and a quartz member that cannot be used in the conventional cleaning with F radicals can be used. Furthermore, it is possible to reduce contamination of the thin film caused by etching of AlN, Al 2 O 3 or the like with F radicals.

以下に本発明の実施例に関して図面に基づき、説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置６００の構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 600 capable of performing cleaning according to the present invention.

図１を参照するに、前記基板処理装置６００は、例えばアルミニウムなどからなる処理容器５０１を有している。前記処理容器５０１の側壁には半導体基板１０１を搬出入する際に開閉されるゲートバルブ５２７が設けられる。
前記半導体基板１０１は、前記処理容器５０１内に設置される載置台６０３に載置される。前記載置台６０３は、例えば窒化アルミニウムなどのアルミニウム化合物などからなり、前記処理容器５０１の底部から立ち上がる円筒形状の例えばアルミニウム製の区画壁５１３の上部内壁から延びる３本（本図中では２本のみ示す）の支持アーム６０４により、支持されている。 Referring to FIG. 1, the substrate processing apparatus 600 includes a processing container 501 made of, for example, aluminum. A gate valve 527 that is opened and closed when the semiconductor substrate 101 is loaded and unloaded is provided on the side wall of the processing container 501.
The semiconductor substrate 101 is mounted on a mounting table 603 installed in the processing container 501. The mounting table 603 is made of, for example, an aluminum compound such as aluminum nitride and extends from the upper inner wall of a cylindrical partition wall 513 having a cylindrical shape that rises from the bottom of the processing vessel 501 (only two in the drawing). It is supported by a support arm 604 (shown).

また、前記処理容器５０１底部の前記載置台６０３の直下には、加熱手段である複数個の加熱ランプ６０８が、反射鏡も兼ねる回転台６０９に取り付けられている。前記回転台６０９は回転軸を介してモータ６１０により回転される。   A plurality of heating lamps 608 serving as heating means are attached to a rotating table 609 that also serves as a reflecting mirror, just below the mounting table 603 at the bottom of the processing container 501. The turntable 609 is rotated by a motor 610 through a rotating shaft.

また、前記加熱ランプ６０８を囲むように形成された加熱室６０７の上部には、例えば石英などの熱線透過材料よりなる透過窓６０６が設けられ、前記加熱室６０７と前記処理容器５０１を隔絶している。前記加熱ランプ６０８から放射される熱線は、前記透過窓６０６を透過して前記載置台６０３の下面を照射してこれを加熱する。   In addition, a transmission window 606 made of a heat ray transmitting material such as quartz is provided on an upper portion of the heating chamber 607 formed so as to surround the heating lamp 608, and the heating chamber 607 and the processing container 501 are isolated from each other. Yes. The heat rays radiated from the heating lamp 608 are transmitted through the transmission window 606 to irradiate the lower surface of the mounting table 603 and heat it.

前記載置台６０３の下方には、複数本、例えば３本のＬ字状のリフタピン５０５（本図中では２本のみ示す）がリング状の支持部材５０６に対して上方へ起立させて設けられている。前記支持部材５０６は、前記処理容器５０１底部に貫通して設けられた押し上げ棒５０７により上下動し、前記リフタピン５０５を前記載置台６０３に貫通させて設けたリフタピン穴５０８に挿通させて前記半導体基板１０１を持ち上げる。   Below the mounting table 603, a plurality of, for example, three L-shaped lifter pins 505 (only two are shown in the figure) are provided so as to stand upward with respect to the ring-shaped support member 506. Yes. The support member 506 is moved up and down by a push-up bar 507 penetrating through the bottom of the processing vessel 501, and the lifter pin 505 is inserted through a lifter pin hole 508 provided through the mounting table 603. 101 is lifted.

前記押し上げ棒５０７の下端は、前記処理容器５０１内の気密を確保するために伸縮可能なベローズ５０９を介して図示しないアクチュエータに接続されている。   The lower end of the push-up bar 507 is connected to an actuator (not shown) through a bellows 509 that can be expanded and contracted to ensure airtightness in the processing container 501.

また、前記載置台６０３の周縁部には、例えば円盤状の前記半導体基板１０１の輪郭形状に沿った略リング状の例えば窒化アルミニウムなどのセラミック製のクランプリング部材５１１が設けられている。前記クランプリング部材５１１は、前記半導体基板１０１の周縁部を保持してこれを前記載置台６０３側へ固定する。   In addition, a ceramic-made clamp ring member 511 having a substantially ring shape, for example, along the contour shape of the disk-shaped semiconductor substrate 101 is provided on the peripheral portion of the mounting table 603. The clamp ring member 511 holds the periphery of the semiconductor substrate 101 and fixes it to the mounting table 603 side.

前記クランプリング部材５１１は、連結棒５１２を介して前記支持部材５０６に連結されており、前記リフタピン５０５と一体的に昇降する構造となっている。なお、前記リフタピン５０５と前記連結棒５１２はセラミック部材であるＡｌ2Ｏ3などにより形成されている。 The clamp ring member 511 is connected to the support member 506 via a connecting rod 512, and has a structure that moves up and down integrally with the lifter pin 505. The lifter pin 505 and the connecting rod 512 are made of Al 2 O 3 which is a ceramic member.

前記載置台６０３の外周側の前記区画壁５１３は、前記区画壁５１３の内側に、図示しない不活性ガス供給手段が接続されたガスノズル５２０から供給される不活性ガスによりパージされる不活性ガスパージ室５１５を画成する。これにより、処理対象の基板の側面や裏面、前記載置台６０３裏面、もしくは前記透過窓６０６などに不要な膜が付着することを防止している。   The partition wall 513 on the outer peripheral side of the mounting table 603 is an inert gas purge chamber purged by an inert gas supplied from a gas nozzle 520 to which an inert gas supply means (not shown) is connected inside the partition wall 513. 515 is defined. This prevents unnecessary films from adhering to the side surface and back surface of the substrate to be processed, the back surface of the mounting table 603, or the transmission window 606.

前記区画壁５１３上端は例えばＬ字状に水平方向へ屈曲させて屈曲部５１４を形成している。前記屈曲部５１４の上面は、前記載置台６０３の上面と実質的に同一の平面状にあり、前記載置台６０３の外周よりも僅かな距離だけ離間された隙間に前記連結棒５１２が挿通されている。   The upper end of the partition wall 513 is bent in the horizontal direction, for example, in an L shape to form a bent portion 514. The upper surface of the bent portion 514 is substantially the same plane as the upper surface of the mounting table 603, and the connecting rod 512 is inserted into a gap that is separated by a slight distance from the outer periphery of the mounting table 603. Yes.

また、前記クランプリング部材５１１の内週側の下面には、周方向にそって、略等間隔で配置された複数の接触突起５１６が形成されており、前記半導体基板１０１をクランプする際には、前記接触突起５１６の下端面が前記半導体基板１０１の周縁部の上面と当接してこれを押下する構造となっている。   In addition, a plurality of contact protrusions 516 arranged at substantially equal intervals along the circumferential direction are formed on the lower surface on the inner week side of the clamp ring member 511, and when clamping the semiconductor substrate 101, The lower end surface of the contact protrusion 516 is in contact with the upper surface of the peripheral edge of the semiconductor substrate 101 and presses it down.

また、前記不活性ガスパージ室５１５内の不活性ガスは、複数の前記接触突起５１６の間に形成される第１ガスパージ用間隙５１７と、前記クランプリング部材５１１と前記屈曲部５１４の間に形成される第２ガスパージ用間隙５１８から前記処理容器５０１内部に流出する。   The inert gas in the inert gas purge chamber 515 is formed between the first gas purge gap 517 formed between the contact projections 516, the clamp ring member 511, and the bent portion 514. The second gas purge gap 518 flows out into the processing vessel 501.

さらに、前記処理容器５０１底部の周縁部には排気通路５２６に連通した複数の排気口５２５が設けられ、前記排気通路５２６は、コンダクタンスが可変であるバルブＡＰＣ５６０を介して図示しない真空ポンプに接続される。前記処理容器５０１は、前記排気通路５２６を介して排気されるが、その際に前記ＡＰＣ５６０のコンダクタンスを変化させることで、前記処理容器５０１内を所望の圧力に調整することができる。   Further, a plurality of exhaust ports 525 communicating with an exhaust passage 526 are provided at the peripheral edge of the bottom of the processing vessel 501, and the exhaust passage 526 is connected to a vacuum pump (not shown) via a valve APC 560 having a variable conductance. The The processing vessel 501 is evacuated through the exhaust passage 526. At this time, the inside of the processing vessel 501 can be adjusted to a desired pressure by changing the conductance of the APC 560.

一方、前記載置台６０３と対向する前記処理容器５０１の天井部には成膜の原料ガスやクリーニングガスなどを前記処理容器５０１内へ導入するための供給手段としてシャワーヘッド部５２８が設けられている。前記シャワーヘッド部５２８は、例えばアルミニウムなどにより円形箱状に成形されたヘッド本体５２９を有し、前記ヘッド本体５２９の上部にはガス導入口５３０が設けられている。前記ガス導入口５３０には、成膜ガス通路５５１を介して、例えばＷ膜の成膜処理に必要なＷＦ6，ＳｉＨ4，Ｈ2などのガス源が、流量制御可能に接続されている。 On the other hand, a shower head portion 528 is provided as a supply means for introducing a film forming source gas, a cleaning gas, and the like into the processing vessel 501 on the ceiling portion of the processing vessel 501 facing the mounting table 603. . The shower head unit 528 has a head main body 529 formed in a circular box shape with aluminum or the like, for example, and a gas introduction port 530 is provided in an upper portion of the head main body 529. For example, a gas source such as WF 6 , SiH 4 , H 2 or the like necessary for the W film forming process is connected to the gas inlet 530 via a film forming gas passage 551 so that the flow rate can be controlled.

前記ヘッド本体５２９の下部には、前記ヘッド本体５２９内へ供給されたガスを前記処理容器５０１内の処理空間へ放出するための多数のガス噴射孔５３１が前記ヘッド本体の下側面内の略全体に配置されており、前記半導体基板１０１表面全体にガスを放出する構造となっている。また、必要に応じ、前記ヘッド本体５２９内には、多数のガス分散孔５３２を有する拡散板５３３が配設されており、前記半導体基板１０１上により均一にガスを供給できるようになっている。また、前記処理容器５０１の側壁内および前記シャワーヘッド部５２８の側壁内には各々温度調整手段としてカートリッジヒータ５３４、５３５が設けられており、成膜原料ガスと接触する部分を所定の温度に保持できる構造となっている。   A large number of gas injection holes 531 for releasing the gas supplied into the head main body 529 to the processing space in the processing vessel 501 are formed in the lower part of the head main body 529 in the lower surface of the head main body. The gas is emitted to the entire surface of the semiconductor substrate 101. Further, if necessary, a diffusion plate 533 having a large number of gas dispersion holes 532 is disposed in the head main body 529 so that gas can be supplied more uniformly over the semiconductor substrate 101. Further, cartridge heaters 534 and 535 are provided as temperature adjusting means in the side wall of the processing vessel 501 and the side wall of the shower head unit 528, respectively, and the portions that come into contact with the film forming source gas are maintained at a predetermined temperature. It has a structure that can be done.

前記基板処理装置６００を用いて、例えばＷ膜を前記半導体基板１０１上に成膜する成膜処理は以下の要領で行う。   Using the substrate processing apparatus 600, for example, a film forming process for forming a W film on the semiconductor substrate 101 is performed as follows.

まず、前記ゲートバルブ５２７を開いて図示しない搬送アームにより前記処理容器５０１内に前記半導体基板１０１を搬入し、前期リフタピン５０５を押し上げることにより前記半導体基板１０１を前記リフタピン５０５側に受け渡す。   First, the gate valve 527 is opened, the semiconductor substrate 101 is carried into the processing container 501 by a transfer arm (not shown), and the lifter pin 505 is pushed up to transfer the semiconductor substrate 101 to the lifter pin 505 side.

次に前記リフタピン５０５を、前記押し上げ棒５０７を下げることによって降下させ、前記半導体基板１０１を前記載置台６０３上に載置すると共に、さらに前記押し上げ棒５０７を下げることによって前記半導体基板１０１の周縁部を前記クランプリング部材５１１の自重でこれを押圧して固定する。なお、前記載置台６０３は、前記加熱ランプ６０８により予め所定の温度に加熱しておき、前記半導体基板１０１を速やかに所定のプロセス温度に昇温・維持する。   Next, the lifter pin 505 is lowered by lowering the push-up rod 507 to place the semiconductor substrate 101 on the mounting table 603, and the peripheral portion of the semiconductor substrate 101 is further lowered by lowering the push-up rod 507. This is pressed and fixed by the weight of the clamp ring member 511. The mounting table 603 is heated in advance to a predetermined temperature by the heating lamp 608, and the semiconductor substrate 101 is quickly heated to a predetermined process temperature and maintained.

次に、前記シャワーヘッド部から成膜に必要な原料ガスである、ＷＦ6，ＳｉＨ4，Ｈ2を導入して、前記載置台６０３上に載置された前記半導体基板１０１上にＷ膜を形成する。 Next, WF 6 , SiH 4 , H 2 , which are source gases necessary for film formation, are introduced from the shower head portion, and a W film is formed on the semiconductor substrate 101 placed on the mounting table 603. Form.

前記基板処理容器６００において前記半導体基板１０１にＷ膜が形成される際に、前記半導体基板１０１以外の部分にもＷ膜が堆積する。例えば、前記クランプリング部材５１１には、前記半導体基板１０１と略同一の厚さのＷ膜が成膜される。そこで、例えば前記クランプ部材５１１など前記処理容器５０１内に堆積したＷ膜を除去するために、本発明によるクリーニングを行う。   When a W film is formed on the semiconductor substrate 101 in the substrate processing container 600, the W film is also deposited on portions other than the semiconductor substrate 101. For example, a W film having substantially the same thickness as that of the semiconductor substrate 101 is formed on the clamp ring member 511. Therefore, for example, in order to remove the W film accumulated in the processing container 501 such as the clamp member 511, cleaning according to the present invention is performed.

本発明によるクリーニングは、クリーニングガス通路５５０が接続されて前記シャワーヘッド部５２８の上に載置されたリモートプラズマ発生部１００を用いて行う。
ここで前記リモートプラズマ発生部１００の構造を以下図２に示す。 The cleaning according to the present invention is performed using the remote plasma generation unit 100 that is mounted on the shower head unit 528 with the cleaning gas passage 550 connected thereto.
Here, the structure of the remote plasma generator 100 is shown in FIG.

図２は、図１の基板処理装置６００において使用されるリモートプラズマ発生部１００の構成を示す。   FIG. 2 shows a configuration of the remote plasma generator 100 used in the substrate processing apparatus 600 of FIG.

図２を参照するに、リモートプラズマ発生部１００は、内部にガス循環通路１００ａとこれに連通したガス入り口１００ｂおよびガス出口１００ｃを形成された、典型的にはアルミニウムよりなるブロック１００Ａを含み、前記ブロック１００Ａの一部にはフェライトコア１００Ｂが形成されている。   Referring to FIG. 2, the remote plasma generator 100 includes a block 100A, typically made of aluminum, in which a gas circulation passage 100a and a gas inlet 100b and a gas outlet 100c communicating with the gas circulation passage 100a are formed. A ferrite core 100B is formed in a part of the block 100A.

前記ガス循環通路１００ａおよびガス入り口１００ｂ、ガス出口１００ｃの内面にはフッ素樹脂コーティング１００ｄが施され、前記フェライトコア１００Ｂに巻回されたコイルに周波数が例えば４００ｋＨｚの高周波電力を供給することにより、前記ガス循環通路１００ａ内にプラズマ１００Ｃが形成される。   A fluororesin coating 100d is applied to the inner surfaces of the gas circulation passage 100a, the gas inlet 100b, and the gas outlet 100c, and a high frequency power having a frequency of, for example, 400 kHz is supplied to the coil wound around the ferrite core 100B. Plasma 100C is formed in the gas circulation passage 100a.

本発明によるプラズマ発生方法は、上記の周波数の高周波電力に限定されるものではなく、４００ｋＨｚ〜３ＧＨｚの高周波〜マイクロ波の領域においてプラズマ励起を行うリモートプラズマ発生源を用いることが可能である。   The plasma generation method according to the present invention is not limited to the high-frequency power of the above-described frequency, and a remote plasma generation source that performs plasma excitation in a high-frequency to microwave region of 400 kHz to 3 GHz can be used.

クリーニングガス、例えばＮＦ3が前記１００ｂから導入され、プラズマ１００Ｃが励起されるに伴って、前記ガス循環通路１００ａ中にはおもにクリーニングに寄与する可能性がある反応種として、フッ素ラジカルとフッ素イオンが形成される。
前記フッ素イオンは前記循環通路１００ａを循環する際に消滅し、前記ガス出口１００ｃからはおもにフッ素ラジカルＦ*が放出される。さらに図２の構成では前記ガス出口１００ｃに接地されたイオンフィルタ１００ｅを設けることにより、フッ素イオンをはじめとする荷電粒子が除去され、前記処理容器５０１には前記フッ素ラジカルのみが供給される。また、前記イオンフィルタ１００ｅを接地させない場合においても、前記イオンフィルタ１００ｅの構造は拡散板として作用するため、十分にフッ素イオンをはじめとする荷電粒子を除去することができる。
このようにして、前記リモートプラズマ発生部１００からはフッ素ラジカルを主とするクリーニングに寄与する反応種が、前記シャワーヘッド部５２８を介して前記基板処理容器５０１に供給される。 As a cleaning gas, for example, NF 3 is introduced from the 100b and the plasma 100C is excited, fluorine radicals and fluorine ions are mainly contained in the gas circulation passage 100a as reactive species that may contribute to cleaning. It is formed.
The fluorine ions disappear when circulating through the circulation passage 100a, and fluorine radicals F * are mainly emitted from the gas outlet 100c. Further, in the configuration of FIG. 2, by providing a grounded ion filter 100e at the gas outlet 100c, charged particles such as fluorine ions are removed, and only the fluorine radicals are supplied to the processing vessel 501. Even when the ion filter 100e is not grounded, the structure of the ion filter 100e functions as a diffusion plate, so that charged particles including fluorine ions can be sufficiently removed.
In this way, reactive species mainly contributing to the cleaning of fluorine radicals are supplied from the remote plasma generating unit 100 to the substrate processing vessel 501 through the shower head unit 528.

次に、前記基板処理装置６００において、前記基板処理容器５０１内に堆積した堆積物をクリーニングするクリーニング方法について説明する。
前記基板処理容器６００による前記半導体基板１０１上へのＷ膜の形成の場合、例えば１枚の半導体基板に、およそ１００ｎｍのＷ膜が形成される場合、例えば２５枚の半導体基板に対して前記Ｗ膜の形成を繰り返すと、前記クランプリング５１１にはおよそ２．５μｍのＷ膜が堆積する。そこで、本実施例では以下に示すクリーニングを行って、基板処理容器中に堆積したＷ膜の除去を行う。
Next, a cleaning method for cleaning deposits deposited in the substrate processing container 501 in the substrate processing apparatus 600 will be described.
In the case of forming a W film on the semiconductor substrate 101 by the substrate processing container 600, for example, when a W film of about 100 nm is formed on one semiconductor substrate, the W film is applied to, for example, 25 semiconductor substrates. When film formation is repeated, a W film of about 2.5 μm is deposited on the clamp ring 511. Therefore, in this embodiment, the following cleaning is performed to remove the W film deposited in the substrate processing container.

まず、前記リモートプラズマ発生部１００に、前記クリーニングガス導入部５５０より、Ａｒ１０００ｓｃｃｍおよびＮＦ3１０ｓｃｃｍを導入する。当該ＡｒおよびＮＦ3は、前記リモートプラズマ発生部から前記シャワーヘッド部５２８を介して前記処理容器５０１に供給される。供給された前記ＡｒおよびＮＦ3は、前記排気口５２５から前記排気通路５２６を介して排気されるが、その際にＡＰＣ５６０によって前記処理容器５０１内の圧力は６００Ｐａ（４．５Ｔｏｒｒ）に調整され、前記リモートプラズマ発生部においてプラズマが励起される。 First, Ar 1000 sccm and NF 3 10 sccm are introduced into the remote plasma generation unit 100 from the cleaning gas introduction unit 550. The Ar and NF 3 are supplied from the remote plasma generation unit to the processing vessel 501 through the shower head unit 528. The supplied Ar and NF 3 are exhausted from the exhaust port 525 through the exhaust passage 526. At that time, the pressure in the processing vessel 501 is adjusted to 600 Pa (4.5 Torr) by the APC 560, Plasma is excited in the remote plasma generator.

次にガスの流量が、例えばＡｒガス３０００ｓｃｃｍ、ＮＦ3ガス２１０ｓｃｃｍに増加され、前記処理容器５０１内の圧力も前記ＡＰＣ５６０によって５．３３ｋＰａ（４０Ｔｏｒｒ）に調整され、前記処理容器５０１内部に堆積したＷ膜のエッチングを開始してクリーニング工程がスタートする。
本実施例の場合、前記したように、例えば前記処理容器５０１内の前記クランプリング部材５１１に堆積したおよそ２．５μｍのＷ膜を、５分間の当該クリーニング工程を行うことで完全に除去することができた。
また、クリーニングに寄与する当該反応種としては、本発明の場合、おもにＦ2である。これは、前記ＡＰＣによって前記処理容器５０１内の圧力が５．３３ｋＰａ（４０Ｔｏｒｒ）と従来の方法にくらべて高く、前記リモートプラズマ発生部１００にて生成されるＦラジカル同士の衝突頻度が高くなり、Ｆラジカルは衝突を繰り返してそのほとんどがＦ2に再結合してしまうためである。
その結果、クリーニングの反応種としてはＦラジカルが再結合したＦ2が支配的となり、おもに前記Ｗ膜のエッチングに寄与することになる。
従来の、たとえばＦラジカルを多用するクリーニングでは処理容器内の部材に、例えば石英を使うことは、Ｆラジカルによるエッチングレートが非常に高いために困難であった。しかし、本実施例ではクリーニングの反応種にＦ2を用いてクリーニング対象物であるＷ膜をエッチングすることで、クリーニングの対象物であるＷ膜に対する当該石英のエッチングレートを低く抑えることが可能となった。
例えば、前記透過窓６０６の周囲は、前記したように、前記ガスノズル５２０より供給される不活性ガスによってパージが行われているが、Ｆラジカルを用いた従来のクリーニング方法では、完全にＦラジカルを前記透過窓６０６の周囲より排出するのは困難であり、そのため、石英からなる前記透過窓６０６がエッチングされてダメージを受けることは避けられなかった。
本実施例では、前記したようにクリーニングの反応種におもにＦ2を用いたために石英部材に対するダメージを低減し、石英部材からなる前記透過窓６０６を前記処理容器５０１内部に設置することが可能となった。
また、例えば前記基板処理容器５０１を観察する窓を、前記基板処理容器に設ける際に、石英からなる部材を用いることが可能になる。これは、従来のクリーニング方法では石英部材を用いることが困難であるため、たとえばサファイアなどの高価な部材を使用しなければならない場合と比べて、コストダウン効果がある。
さらに、例えば従来のクリーニング法では、常圧で焼結されたセラミック部材の類、本実施例の場合、焼結ＡｌＮからなる前記載置台６０３、前記クランプリング部材５１１、また焼結Ａｌ2Ｏ3からなる前記リフタピン５０５および前記連結棒５１２に関しては、前記したような石英に比較してＦラジカルによるエッチングされる量は少ないものの、Ｆラジカルによってエッチングされて、Ａｌの化合物が前記処理容器５０１内部にとどまって、パーティクルとなったり、また汚染物質となって前記処理容器５０１内で形成される薄膜の膜質を低下させる懸念があった。
しかしおもにＦ2を用いた本実施例のクリーニングでは前記したような焼結ＡｌＮおよびＡｌ2Ｏ3がほとんどエッチングされることが無く、クリーニングを行った後も前記基板処理容器５０１内に金属汚染物質が発生することが無い。またセラミック部材はＡｌＮおよびＡｌ2Ｏ3に限定されず、他のセラミック材料に関しても同様の効果がある。
また、基板処理装置において成膜される膜、すなわち本発明によるクリーニングの対象となる膜はＷ膜に限らず、他の金属膜に対しても本実施例と同様の効果が得られる。 Next, the gas flow rate is increased to, for example, Ar gas 3000 sccm and NF 3 gas 210 sccm, the pressure in the processing vessel 501 is also adjusted to 5.33 kPa (40 Torr) by the APC 560, and W deposited in the processing vessel 501 is deposited. Etching of the film is started and the cleaning process starts.
In the case of the present embodiment, as described above, for example, the approximately 2.5 μm W film deposited on the clamp ring member 511 in the processing container 501 is completely removed by performing the cleaning process for 5 minutes. I was able to.
In the present invention, the reactive species contributing to cleaning are mainly F 2 . This is because the pressure in the processing vessel 501 by the APC is 5.33 kPa (40 Torr), which is higher than the conventional method, and the frequency of collision between F radicals generated in the remote plasma generation unit 100 is increased. This is because most of the F radicals repeatedly collide and recombine with F 2 .
As a result, as a reactive species for cleaning, F 2 in which F radicals are recombined becomes dominant, which mainly contributes to the etching of the W film.
In conventional cleaning using, for example, a lot of F radicals, it is difficult to use, for example, quartz as a member in the processing container because the etching rate by F radicals is very high. However, in this embodiment, the etching rate of the quartz with respect to the W film as the cleaning target can be suppressed low by etching the W film as the cleaning target using F 2 as a reactive species for cleaning. became.
For example, as described above, the perimeter of the transmission window 606 is purged by the inert gas supplied from the gas nozzle 520. However, in the conventional cleaning method using F radicals, the F radicals are completely removed. It is difficult to discharge from the periphery of the transmission window 606. Therefore, it is inevitable that the transmission window 606 made of quartz is damaged by being etched.
In the present embodiment, as described above, since F 2 is mainly used as a reactive species for cleaning, damage to the quartz member is reduced, and the transmission window 606 made of the quartz member can be installed inside the processing container 501. became.
For example, when a window for observing the substrate processing container 501 is provided in the substrate processing container, a member made of quartz can be used. This is because it is difficult to use a quartz member in the conventional cleaning method, and therefore there is a cost reduction effect as compared with the case where an expensive member such as sapphire must be used.
Further, for example, in the conventional cleaning method, a ceramic member sintered at normal pressure, in the case of this embodiment, the mounting table 603 made of sintered AlN, the clamp ring member 511, or sintered Al 2 O 3. The lifter pins 505 and the connecting rods 512 made of F are etched by F radicals in comparison with quartz as described above, but are etched by F radicals so that an Al compound is contained in the processing vessel 501. There is a concern that the quality of the thin film formed in the processing vessel 501 may be deteriorated due to staying particles or contamination.
However, in the cleaning of the present embodiment mainly using F 2 , the sintered AlN and Al 2 O 3 are hardly etched, and metal contaminants remain in the substrate processing vessel 501 even after cleaning. Will not occur. The ceramic member is not limited to AlN and Al 2 O 3 , and the same effect can be obtained with respect to other ceramic materials.
Further, the film formed in the substrate processing apparatus, that is, the film to be cleaned according to the present invention is not limited to the W film, and the same effects as in this embodiment can be obtained for other metal films .

また、前記基板処理装置６００は、以下図３に示す基板処理装置６００Ａのように変更することも可能である。
図３は、図１で示した前記基板処理装置６００の変更例である基板処理装置６００Ａである。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図３を参照するに、基板処理装置６００Ａでは、前記処理容器５０１側部に、前記処理容器５０１に連通するクリーニングガス導入路５５２が設けられ、前記クリーニングガス導入路５５２には前記リモートプラズマ発生部１００が設置されている。
本実施例の場合も、前記実施例１の場合と同様に、前記シャワーヘッド部５２８に接続した、図示しない成膜ガス供給源から供給される、ＷＦ6，Ｈ2，ＳｉＨ4によって、前記半導体基板１０１上にＷ膜の成膜を行うことが可能である。
また、前記クリーニングガス導入路５５２に接続した図示しないガス供給源から供給される、ＮＦ3およびＡｒによって、実施例１の場合と同じ方法でクリーニングを行うことが可能である。
本実施例の場合も、前記実施例１の場合と同様に、石英からなる前記透過窓６０６のダメージを低減することができる。
また、ＡｌＮからなる前記クランプリング部材５１１および載置台６０３や、Ａｌ2Ｏ3からなる前記リフタピン５０５および前記連結棒５１２のエッチングによるダメージを低減して、前記処理容器５０１内のＡｌ化合物汚染量を低減することが可能である。 Further, the substrate processing apparatus 600 can be modified as a substrate processing apparatus 600A shown in FIG.
FIG. 3 shows a substrate processing apparatus 600A which is a modified example of the substrate processing apparatus 600 shown in FIG. However, in the figure, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description will be omitted.
Referring to FIG. 3, in the substrate processing apparatus 600 </ b> A, a cleaning gas introduction path 552 that communicates with the processing container 501 is provided on the side of the processing container 501, and the remote plasma generation section is provided in the cleaning gas introduction path 552. 100 is installed.
In the present embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the WF 6 , H 2 , and SiH 4 supplied from a film-forming gas supply source (not shown) connected to the shower head unit 528 are used to generate the semiconductor. A W film can be formed on the substrate 101.
Further, cleaning can be performed in the same manner as in the first embodiment by using NF 3 and Ar supplied from a gas supply source (not shown) connected to the cleaning gas introduction path 552.
In the case of the present embodiment, similarly to the case of the first embodiment, damage to the transmission window 606 made of quartz can be reduced.
Further, the damage due to etching of the clamp ring member 511 and mounting table 603 made of AlN, the lifter pin 505 made of Al 2 O 3 and the connecting rod 512 is reduced, and the amount of Al compound contamination in the processing vessel 501 is reduced. It is possible to reduce.

次に、実施例３として、前記の基板処理装置６００によるクリーニングの速度の測定結果を以下の図４および図５に基づき、説明する。   Next, as Example 3, the measurement result of the cleaning speed by the substrate processing apparatus 600 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 below.

図４および図５は、前記基板処理装置６００の前記載置台６０３に、薄膜が形成されたウェハを載置して、前記したクリーニング工程により、当該薄膜がエッチングされた厚さを測定してクリーニングによって当該薄膜がエッチングされる速度を測定した結果である。
図４はウェハ上に形成されたＷ膜が、図５はウェハ上に形成された熱酸化膜（ＳｉＯ2）がエッチングされるエッチングレートを示した図であり、横軸に圧力をとり、前記基板処理容器５０１内の圧力を変化させた場合のエッチングレートの変化を示している。なお、この場合のＮＦ3流量は２３０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量は３０００ｓｃｃｍである。
実施例１の説明にて前記したように、前記リモートプラズマ発生部１００より供給されるクリーニングに寄与する反応種であるＦラジカルは、圧力の増加と共に存在率が減少し、およそ１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以上の圧力領域では、おもにＦ2が多く存在するようになる。
図４を参照するに、Ｗ膜のエッチングレートは、圧力が上昇してもほとんど変化しない。これは圧力が上昇してクリーニングに寄与する反応種がＦラジカルからＦ2に変化してもＷ膜がＦ2によってもＦラジカルの場合と同様にエッチングされ、クリーニングの速度が圧力によらず維持されることを示している。
また、図５の熱酸化膜のエッチングレートの場合の圧力に対するエッチングレートをみると、圧力が１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以上の領域で急激にエッチングレートが下降している。これは前記したように圧力の上昇に伴い、Ｆラジカルの再結合が進んでＦ2となり、Ｆ2の熱酸化膜に対するエッチングレートが低いために生じている現象である。
図６は、図４〜５の結果を、Ｗ膜のエッチングレートに対する熱酸化膜のエッチングレートの比で表したものである。
図６を参照するに、前記基板処理容器５０１の圧力が上昇するに従い、Ｗ膜のエッチングレートに対する熱酸化膜のエッチングレートの比が減少していることがわかる。
本実施例のクリーニング工程においては、前記基板処理容器内の圧力をおよそ１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以上とすることで、ＳｉＯ2のエッチングレートを低下させて、ＳｉＯ2で形成された石英の部材を前記基板処理容器５０１内部に設置して使用することが可能となる。 4 and 5 show that the wafer having the thin film formed thereon is placed on the mounting table 603 of the substrate processing apparatus 600, and the thickness of the thin film etched by the cleaning process is measured and cleaned. Is a result of measuring the rate at which the thin film is etched.
4 shows an etching rate at which the W film formed on the wafer and FIG. 5 shows an etching rate at which the thermal oxide film (SiO 2 ) formed on the wafer is etched. The change of the etching rate when the pressure in the substrate processing container 501 is changed is shown. In this case, the NF 3 flow rate is 230 sccm, and the Ar flow rate is 3000 sccm.
As described above in the description of the first embodiment, the F radical, which is a reactive species contributing to the cleaning supplied from the remote plasma generation unit 100, decreases in existence rate with an increase in pressure, and is approximately 1333 Pa (10 Torr) or more. In the pressure region, a large amount of F 2 mainly exists.
Referring to FIG. 4, the etching rate of the W film hardly changes even when the pressure increases. This is because even if the pressure increases and the reactive species contributing to cleaning change from F radicals to F 2 , the W film is etched by F 2 as well as F radicals, and the cleaning speed is maintained regardless of the pressure. It is shown that.
Further, when the etching rate with respect to the pressure in the case of the etching rate of the thermal oxide film in FIG. 5 is seen, the etching rate rapidly decreases in a region where the pressure is 1333 Pa (10 Torr) or more. As described above, this is a phenomenon that occurs because the recombination of F radicals proceeds to F 2 as the pressure increases, and the etching rate of F 2 on the thermal oxide film is low.
FIG. 6 shows the results of FIGS. 4 to 5 as a ratio of the etching rate of the thermal oxide film to the etching rate of the W film.
Referring to FIG. 6, it can be seen that the ratio of the etching rate of the thermal oxide film to the etching rate of the W film decreases as the pressure of the substrate processing vessel 501 increases.
In the cleaning process of this embodiment, the pressure in the substrate processing container is set to about 1333 Pa (10 Torr) or more, so that the etching rate of SiO 2 is lowered, and the quartz member formed of SiO 2 is used as the substrate. It becomes possible to install and use inside the processing container 501.

次に、実施例４として、前記実施例１のクリーニング工程実施後の前記基板処理容器内のＡｌ残留物を調査した結果を表１に示す。   Next, as Example 4, Table 1 shows the results of investigating the Al residue in the substrate processing container after the cleaning process of Example 1 was performed.

Figure 0004191137
表１は、実施例１におけるクリーニング工程（５分間）を２０回実施後に、前記基板処理容器５０１の前記載置台６０３にＳｉウェハを搬送して、搬送された前記ウェハの表面および裏面に付着したＡｌによる汚染状況を、ＩＣＰ質量分析方法にて調査した結果を示す。この場合の単位はａｔｏｍｓ／ｃｍ2である。
また、比較のため、クリーニング実施前の調査結果および従来例である前記処理容器５０１の圧力が低い、６６７Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）でのクリーニング実施後の結果も併せて示す。
Figure 0004191137
 Table 1 shows that after performing the cleaning process (5 minutes) in Example 1 20 times, the Si wafer was transferred to the mounting table 603 of the substrate processing container 501 and adhered to the front and back surfaces of the transferred wafer. The result of having investigated the contamination condition by Al by the ICP mass spectrometry method is shown. The unit in this case is atoms / cm 2 .
In addition, for comparison, the results of investigation before cleaning and the results after cleaning at 667 Pa (5 Torr) in which the pressure of the processing container 501 is low are also shown.

表１を参照するに、クリーニング前のウェハ表面のＡｌは１．１×１０11であり、ウェハ裏面は１．５×１０11であるが、従来法（６６７Ｐａ、５Ｔｏｒｒ）によるクリーニング後はウェハ表面が２．０×１０13、ウェハ裏面が７．０×１０13と非常にＡｌの量が増加している。これは、前記載置台６０３または前記クランプリング部材５１１のＡｌＮが、クリーニング時にフッ素ラジカルによってエッチングされ、アルミの化合物が前記処理容器５０１内に残留するためと考えられる。 Referring to Table 1, Al on the wafer surface before cleaning is 1.1 × 10 11 and the back surface of the wafer is 1.5 × 10 11 , but after cleaning by the conventional method (667 Pa, 5 Torr) Is 2.0 × 10 13 , and the back surface of the wafer is 7.0 × 10 13 . This is considered because AlN of the mounting table 603 or the clamp ring member 511 is etched by fluorine radicals during cleaning, and an aluminum compound remains in the processing vessel 501.

一方、本発明のクリーニング方法（５．３３ｋＰａ、４０Ｔｏｒｒ）の場合は、ウェハ表面が１．１×１０11、ウェハ裏面が１．６×１０11と、前記したクリーニング前の場合の値とほとんど変わらない値を示している。
これは、前記したように、おもにＦ2を用いた本実施例のクリーニングでは、例えば焼結ＡｌＮからなる前記載置台６０３や前記クランプリング材料５１１および焼結Ａｌ2Ｏ3からなる前記リフタピン５０５および前記連結棒５１２がほとんどエッチングされることが無く、クリーニングを行った後も前記基板処理容器５０１内に金属汚染物質が発生することが無いためである。
次に、以下図７〜１０において、本発明の別の実施例を示す。 On the other hand, in the case of the cleaning method of the present invention (5.33 kPa, 40 Torr), the wafer surface is 1.1 × 10 11 and the wafer back surface is 1.6 × 10 11, which is almost the same as the value before the cleaning described above. No value is shown.
As described above, in the cleaning of this embodiment mainly using F 2 , for example, the mounting table 603 made of sintered AlN, the lift ring 505 made of the clamp ring material 511 and the sintered Al 2 O 3, and the like. This is because the connecting rod 512 is hardly etched and metal contaminants are not generated in the substrate processing container 501 even after cleaning.
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIGS.

次に、以下図７〜１０において、本発明の別の実施例を示す。   Next, another embodiment of the present invention is shown in FIGS.

図７には、本発明のクリーニングが適用可能な基板処理装置５００の構成を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。   FIG. 7 shows a configuration of a substrate processing apparatus 500 to which the cleaning of the present invention can be applied. However, in the figure, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description will be omitted.

図７を参照するに、前記処理容器５０１内底部には、支柱５０２により支持され、内部に加熱手段として例えば抵抗ヒータ５０４が埋設されている載置台５０３が設置されている。前記載置台５０３は、例えば窒化アルミニウムなどのアルミニウム化合物よりなり、前記載置台５０３上には、前記半導体ウェハ１０１が載置される。   Referring to FIG. 7, on the inner bottom portion of the processing container 501, a mounting table 503 is installed, which is supported by a column 502 and in which, for example, a resistance heater 504 is embedded as a heating means. The mounting table 503 is made of an aluminum compound such as aluminum nitride, for example, and the semiconductor wafer 101 is mounted on the mounting table 503.

前記基板処理装置５００においては、前記基板処理装置６００の場合と異なり、前記透過窓６０６のような石英部品は使用されていない。しかし、例えば前記基板処理容器５０１を観察する窓を、前記基板処理容器に設ける際に、石英からなる部材を用いることが可能になる。これは、従来のクリーニング方法では石英部材を用いることが困難であるため、たとえばサファイアなどの高価な部材を使用しなければならない場合と比べて、コストダウン効果がある。
さらに、例えば焼結ＡｌＮからなる前記載置台５０３、前記クランプリング部材５１１、また焼結Ａｌ2Ｏ3からなる前記リフタピン５０５および前記連結棒５１２がエッチングされることが無く、クリーニングを行った後も前記基板処理容器５０１内に金属汚染物質が発生を抑える効果がある。またセラミック部材はＡｌＮおよびＡｌ2Ｏ3に限定されず、他のセラミック材料に関しても同様の効果がある Unlike the substrate processing apparatus 600, the substrate processing apparatus 500 does not use a quartz component such as the transmission window 606. However, for example, when a window for observing the substrate processing container 501 is provided in the substrate processing container, a member made of quartz can be used. This is because it is difficult to use a quartz member in the conventional cleaning method, and therefore there is a cost reduction effect as compared with the case where an expensive member such as sapphire must be used.
Further, for example, the mounting table 503 made of sintered AlN, the clamp ring member 511, the lifter pin 505 made of sintered Al 2 O 3 and the connecting rod 512 are not etched, and after cleaning is performed. There is an effect of suppressing generation of metal contaminants in the substrate processing container 501. The ceramic member is not limited to AlN and Al 2 O 3 , and the same effect can be obtained with respect to other ceramic materials.

また、前記基板処理装置５００は、以下図８に示す基板処理装置５００Ａのように変更することも可能である。
図８は、図７で示した前記基板処理装置５００の変更例である基板処理装置５００Ａである。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図８を参照するに、基板処理装置５００Ａでは、前記処理容器５０１側部に、前記処理容器５０１に連通するクリーニングガス導入路５５２が設けられ、前記クリーニングガス導入路５５２には前記リモートプラズマ発生部１００が設置されている。
本実施例の場合も、前記実施例１の場合と同様に、前記シャワーヘッド部５２８に接続した、図示しない成膜ガス供給源から供給される、ＷＦ6，Ｈ2，ＳｉＨ4によって、前記半導体基板１０１上にＷ膜の成膜を行うことが可能である。
また、前記クリーニングガス導入路５５２に接続した図示しないガス供給源から供給される、ＮＦ3およびＡｒによって、実施例１の場合と同じ方法でクリーニングを行うことが可能である。
また本実施例の場合も、ＡｌＮからなる前記クランプリング部材５１１および載置台５０３や、Ａｌ2Ｏ3からなる前記リフタピン５０５および前記連結棒５１２のエッチングによるダメージを低減して、前記処理容器５０１内のＡｌ化合物汚染量を低減することが可能である。 Further, the substrate processing apparatus 500 can be modified as a substrate processing apparatus 500A shown in FIG.
FIG. 8 shows a substrate processing apparatus 500A which is a modified example of the substrate processing apparatus 500 shown in FIG. However, in the figure, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description will be omitted.
Referring to FIG. 8, in the substrate processing apparatus 500 </ b> A, a cleaning gas introduction path 552 that communicates with the processing container 501 is provided on the side of the processing container 501, and the remote plasma generation section is provided in the cleaning gas introduction path 552. 100 is installed.
In the present embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the WF 6 , H 2 , and SiH 4 supplied from a film-forming gas supply source (not shown) connected to the shower head unit 528 are used to generate the semiconductor. A W film can be formed on the substrate 101.
Further, cleaning can be performed in the same manner as in the first embodiment by using NF 3 and Ar supplied from a gas supply source (not shown) connected to the cleaning gas introduction path 552.
Also in the present embodiment, damage due to etching of the clamp ring member 511 and mounting table 503 made of AlN, the lifter pins 505 made of Al 2 O 3 and the connecting rod 512 is reduced, and the inside of the processing vessel 501 is reduced. It is possible to reduce the amount of Al compound contamination.

次に、実施例７として、基板処理装置３００の構成を図９に示す。   Next, as Example 7, the configuration of a substrate processing apparatus 300 is shown in FIG.

図９を参照するに、前記基板処理装置３００は処理容器３０１を有し、前記処理容器３０１の底部には、半導体基板１０１を保持するＡｌＮからなる載置台３１１が設置されており、前記載置台３１１は、略円筒状であって前記載置３１１の中心から等配に配置された複数の載置台支持３１４によって支持され、前記載置台３１１の内部には電源３１５に接続されたヒータ３１２が設置されている。
また、前記載置台３１１上には、前記半導体基板１０１を前記載置台３１１の中心に保持するための焼結ＡｌＮからなるガイドリング３１３が載置される。 Referring to FIG. 9, the substrate processing apparatus 300 includes a processing container 301, and a mounting table 311 made of AlN that holds the semiconductor substrate 101 is installed at the bottom of the processing container 301. Reference numeral 311 denotes a substantially cylindrical shape supported by a plurality of mounting table supports 314 arranged at equal intervals from the center of the mounting table 311, and a heater 312 connected to a power source 315 is installed inside the mounting table 311. Has been.
A guide ring 313 made of sintered AlN for holding the semiconductor substrate 101 at the center of the mounting table 311 is mounted on the mounting table 311.

また、前記処理容器３０１の上部にはガス導入部３０３が接続されたシャワーヘッド部３０２が設置されている。前記ガス導入部３０３の上部にはクリーニングガス導入路３０７を介してクリーニングガス供給源３０８が接続された前記リモートプラズマ発生部１００が設置されており、さらに前記ガス導入部３０３には成膜ガス導入路３０６が接続されている。   In addition, a shower head unit 302 to which a gas introduction unit 303 is connected is installed on the processing vessel 301. The remote plasma generation unit 100 connected with a cleaning gas supply source 308 via a cleaning gas introduction path 307 is installed above the gas introduction unit 303, and a film forming gas is introduced into the gas introduction unit 303. A path 306 is connected.

前記成膜ガス導入路３０６には、それぞれ原料Ａ供給源３０９および原料Ｂ供給源３１０が接続された原料Ａガス導入路３０４および原料Ｂガス導入路３０５が接続されている。
前記半導体基板１０１に成膜を行う際は、前記原料Ａ供給源３０９および前記原料Ｂ供給源３１０より前記シャワーヘッド部３０２に供給された原料Ａガスおよび原料Ｂガスが、前記シャワーヘッドの内部空間３０２ａにおいて十分拡散、混合された後、ガス供給穴３０２ｂより前記処理容器３０１内に形成される処理空間３０１ａへと供給され、前記半導体基板１０１上に所望の薄膜が形成される。
また、クリーニングを行う際は、前記クリーニングガス供給源３０８から前記リモートプラズマ発生源１００に供給される、例えばＮＦ3またはＮＦ3およびＡｒなどのキャリアガスが、前記リモートプラズマ発生部１００にてプラズマ励起によってクリーニングに必要な反応種が生成されて、前記シャワーヘッド部３０２の前記ガス供給穴３０２ｂから前記処理空間３０１ａに供給される。
前記処理空間３０１ａは、前記処理容器３０１底部に設置された排気口３２３より排気通路３１６を介して図示しない真空ポンプにより排気される。その際、前記排気通路３１６に設けられたＡＰＣ３１７によって、前記処理空間３０１ａを所望の圧力に調整することができる。
本実施例においても、例えばＮＦ3およびＡｒを用いて、前記した実施例１の場合と同じ方法で、本発明による１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以上の圧力領域、例えば５３．３ｋＰａ（４０Ｔｏｒｒ）において、前記処理容器３０１内のクリーニングを行うことができる。
また、本実施例の場合においては、前記処理容器３０１の排気口３２３が前記処理容器３０１の中心にあるので、前記処理空間３０１ａに導入されたガスが前記載置台３１１を中心に均等に排気されるため、クリーニングを行う際も特定の箇所に残留物が残ることなく、前記処理容器３０１内において均一なクリーニングを行うことができる。
この場合も、本発明のクリーニング方法によって基板処理装置の処理容器内の例えば石英、ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などの部材のダメージを低減することが可能である。 A source A gas introduction path 304 and a source B gas introduction path 305 to which a source A supply source 309 and a source B supply source 310 are connected are connected to the film forming gas introduction path 306, respectively.
When film formation is performed on the semiconductor substrate 101, the raw material A gas and the raw material B gas supplied from the raw material A supply source 309 and the raw material B supply source 310 to the shower head unit 302 are the internal space of the shower head. After sufficiently diffusing and mixing in 302 a, the gas is supplied from the gas supply hole 302 b to the processing space 301 a formed in the processing container 301, and a desired thin film is formed on the semiconductor substrate 101.
When cleaning is performed, carrier gas such as NF 3 or NF 3 and Ar supplied from the cleaning gas supply source 308 to the remote plasma generation source 100 is excited by the remote plasma generation unit 100. Thus, reactive species necessary for cleaning are generated and supplied to the processing space 301a from the gas supply hole 302b of the shower head unit 302.
The processing space 301 a is exhausted by a vacuum pump (not shown) through an exhaust passage 316 from an exhaust port 323 installed at the bottom of the processing container 301. At that time, the processing space 301 a can be adjusted to a desired pressure by the APC 317 provided in the exhaust passage 316.
Also in the present embodiment, the above-described treatment is performed in a pressure region of 1333 Pa (10 Torr) or more according to the present invention, for example, 53.3 kPa (40 Torr), using NF 3 and Ar, for example, in the same manner as in the first embodiment. The inside of the container 301 can be cleaned.
In the case of the present embodiment, the exhaust port 323 of the processing container 301 is at the center of the processing container 301, so that the gas introduced into the processing space 301 a is exhausted evenly around the mounting table 311. For this reason, even when cleaning is performed, uniform cleaning can be performed in the processing container 301 without any residue remaining in a specific portion.
Also in this case, it is possible to reduce damage to members such as quartz, AlN, and Al 2 O 3 in the processing container of the substrate processing apparatus by the cleaning method of the present invention.

次に、実施例８として、基板処理装置３００Ａの構成を図１０に示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。   Next, as an eighth embodiment, a configuration of a substrate processing apparatus 300A is shown in FIG. However, in the figure, the same reference numerals are given to the parts described above, and the description will be omitted.

図１０を参照するに、前記処理容器３０１上部にはガス導入部Ａ３１９およびガス導入部Ｂ３２０を有するシャワーヘッド部３１８が設置されている。前記ガス導入部Ａ３１９上には、前記クリーニングガス供給源３０８が接続する前記リモートプラズマ発生源１００が設置されている。   Referring to FIG. 10, a shower head 318 having a gas introduction part A 319 and a gas introduction part B 320 is installed on the processing container 301. The remote plasma generation source 100 to which the cleaning gas supply source 308 is connected is installed on the gas introduction part A319.

前記ガス導入部Ａ３１９は、原料Ａガス供給路３２１を介して原料Ａ供給源３０９と接続し、前記ガス導入部Ｂ３２０は、原料Ｂガス供給路３２２を介して原料Ｂ供給源３１０と接続されている。
前記原料Ａ供給源から供給される原料Ａガスは、前記シャワーヘッド部３１８部の内部に形成される原料Ａガス拡散室３１８ｅにおいて十分拡散した後、原料Ａガス輸送路３１８ｆを介して前記原料Ａ拡散室３１８ｅから前記処理空間３０１ａに連通する複数のガス供給孔３１８ｇより、略均一に前記処理空間３０１ａに供給される。
前記原料Ｂ供給源３１０から供給される原料Ｂガスは、前記シャワーヘッド部３１８部の内部に形成される原料Ｂガス導入路３１８ａから原料Ｂガス輸送路３１８ｂを介して原料ガスＢ拡散室３１８ｃにおいて十分拡散した後、原料Ｂガス拡散室３１８ｃから前記処理空間３０１ａに連通する複数のガス供給孔３１８ｄを介して前記処理空間３０１ａに供給される。
前記したように、本実施例の基板処理装置３００Ａでは、成膜に用いる原料Ａと原料Ｂが前記シャワーヘッド部３１８内部では混合せず、前記処理空間３０１ａにて混合する、いわゆるポスト・ミックス方式のガス導入が可能となっており、前記原料Ａガスと前記原料Ｂガスを用いたポスト・ミックス方式のガス混合を行うことで、所望の成膜処理を行うことができる。
本実施例においても、例えばＮＦ3およびＡｒを用いて、前記した実施例１の場合と同じ方法で、本発明による１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以上の圧力領域、例えば５３．３ｋＰａ（４０Ｔｏｒｒ）において、前記処理容器３０１内のクリーニングを行うことができる。
この場合も、本発明のクリーニング方法によって基板処理装置の処理容器内の例えば石英、ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などの部材のダメージを低減することが可能である。 The gas introduction part A319 is connected to a raw material A supply source 309 via a raw material A gas supply path 321, and the gas introduction part B320 is connected to a raw material B supply source 310 via a raw material B gas supply path 322. Yes.
After the raw material A gas supplied from the raw material A supply source is sufficiently diffused in the raw material A gas diffusion chamber 318e formed inside the shower head portion 318, the raw material A is supplied via the raw material A gas transport path 318f. The diffusion chamber 318e is supplied to the processing space 301a substantially uniformly from a plurality of gas supply holes 318g communicating with the processing space 301a.
The raw material B gas supplied from the raw material B supply source 310 is supplied from the raw material B gas introduction passage 318a formed inside the shower head portion 318 to the raw material gas B diffusion chamber 318c through the raw material B gas transport passage 318b. After sufficiently diffusing, the raw material B gas is supplied to the processing space 301a through a plurality of gas supply holes 318d communicating with the processing space 301a from the gas diffusion chamber 318c.
As described above, in the substrate processing apparatus 300A of the present embodiment, the so-called post-mix method in which the raw material A and the raw material B used for film formation are not mixed inside the shower head unit 318 but mixed in the processing space 301a. Gas can be introduced, and a desired film forming process can be performed by performing a post-mix type gas mixing using the raw material A gas and the raw material B gas.
Also in the present embodiment, the above-described treatment is performed in a pressure region of 1333 Pa (10 Torr) or more according to the present invention, for example, 53.3 kPa (40 Torr), using NF 3 and Ar, for example, in the same manner as in the first embodiment. The inside of the container 301 can be cleaned.
Also in this case, it is possible to reduce damage to members such as quartz, AlN, and Al 2 O 3 in the processing container of the substrate processing apparatus by the cleaning method of the present invention.

ところで、上述した前記基板処理装置６００，６００Ａ，５００，５００Ａ，３００および３００Ａを、図１１に示すように連続処理が可能なクラスターツール装置７００に適用しても良い。   By the way, the substrate processing apparatuses 600, 600A, 500, 500A, 300, and 300A described above may be applied to a cluster tool apparatus 700 capable of continuous processing as shown in FIG.

図１１に示すクラスターツール装置７００は、例えばアルミニウムなどにより８角形の容器状になされた、例えば半導体基板１０１などを搬送する共通搬送室７０１をその中心に有しており、その周辺に第１および第２カセット室７０２、７０３、水分除去処理室７０４、第１〜４の基板処理室７０５〜７０８および冷却処理室７０９が、それぞれ開閉可能になされたゲートバルブＧ１〜Ｇ８を介して連結されている。   A cluster tool apparatus 700 shown in FIG. 11 has, for example, a common transfer chamber 701 for transferring, for example, a semiconductor substrate 101 formed in an octagonal container shape with aluminum or the like. The second cassette chambers 702 and 703, the moisture removal processing chamber 704, the first to fourth substrate processing chambers 705 to 708, and the cooling processing chamber 709 are connected through gate valves G1 to G8 that can be opened and closed, respectively. .

前記水分除去室７０４は、必要が有れば、半導体基板を加熱してこの表面に付着している水分などを除去する処理室である。前記冷却処理室は、必要が有れば、前記半導体基板を冷却してハンドリングが可能な温度まで冷却する処理室である。   The moisture removing chamber 704 is a processing chamber for removing moisture adhering to the surface of the semiconductor substrate by heating, if necessary. If necessary, the cooling processing chamber is a processing chamber that cools the semiconductor substrate to a temperature at which it can be handled.

前記第１および第２カセット室７０２、７０３には、例えば２５枚の基板を収容し得るカセット７１１を収納可能である。前記カセット室７０２，７０３には、搬入・搬出するゲートドアＧＤ１、ＧＤ２がそれぞれ開閉可能に設けられており、図示しないカセット台が昇降可能に設けられている。さらに前記カセット室７０２、７０３は、不活性ガス、例えばＮ2ガスの供給と、真空引きが可能になされている。 In the first and second cassette chambers 702 and 703, a cassette 711 capable of accommodating, for example, 25 substrates can be accommodated. In the cassette chambers 702 and 703, gate doors GD1 and GD2 for loading and unloading are respectively provided so as to be openable and closable, and a cassette stand (not shown) is provided so as to be able to be raised and lowered. Further, the cassette chambers 702 and 703 can be supplied with an inert gas, for example, N 2 gas and evacuated.

前記共通搬送室７０１内には、内部に取り込んだ基板の位置決めを行う回転位置決め機構７２１と、当該基板を保持した状態で屈伸および回転可能になされた多関節アーム機構よりなる搬送アーム７２２が配置されて、これを屈伸、回転させることによって各処理室間にわたって当該基板を搬入、搬出する構造となっている。また前記共通搬送室７０１も、不活性ガス、例えばＮ2ガスの供給と、真空引きが可能になされている。 In the common transfer chamber 701, there are arranged a rotation positioning mechanism 721 for positioning the substrate taken inside, and a transfer arm 722 made up of an articulated arm mechanism which can be bent and stretched and rotated while holding the substrate. Then, the substrate is loaded and unloaded between the processing chambers by bending and stretching the substrate. The common transfer chamber 701 can also be supplied with an inert gas such as N 2 gas and evacuated.

また、各処理室の周囲には、個々の処理室を囲むように気密ボックス７３０が設けられており、処理ガスが周囲に漏れないようにされており、当該気密ボックス７３０には排気ダクト（図示せず）が設けられて当該気密ボックス７３０内を排気している。   In addition, an airtight box 730 is provided around each processing chamber so as to surround each processing chamber so that the processing gas does not leak to the surroundings, and an exhaust duct (see FIG. (Not shown) is provided to exhaust the inside of the airtight box 730.

前記第１〜第４の処理室のうち、例えば、第３の処理室７０７に、前記基板処理装置６００，６００Ａ，５００，５００Ａ，３００および３００Ａのいずれかを適用することが可能である。その場合、必要に応じて、前記第１の処理室７０５、第２の処理室７０６および第４の処理室７０８において、前記第３の処理室において行われる成膜処理の前処理または後処理を行う。なお、処理の工程は前記した内容に限定されるものではなく、必要に応じて前記基板処理装置６００，６００Ａ，５００，５００Ａ，３００および３００Ａの適用を前記第１〜４の基板処理室いずれかに必要に応じて変更することが可能であり、また前処理、後処理を行う組み合わせも任意に変更することができる。   Among the first to fourth processing chambers, for example, any one of the substrate processing apparatuses 600, 600A, 500, 500A, 300, and 300A can be applied to the third processing chamber 707. In that case, in the first processing chamber 705, the second processing chamber 706, and the fourth processing chamber 708, a pretreatment or a posttreatment of a film forming process performed in the third processing chamber is performed as necessary. Do. The processing steps are not limited to those described above, and the substrate processing apparatuses 600, 600A, 500, 500A, 300, and 300A can be applied to any of the first to fourth substrate processing chambers as necessary. The combination of performing pre-processing and post-processing can be arbitrarily changed.

次に、前記クラスターツール装置７００による処理の流れの例を以下に説明する。   Next, an example of the flow of processing by the cluster tool device 700 will be described below.

まず、外部より未処理の半導体基板１０１を前記カセット７１１に収容した状態で前記ゲートドアＧＤ１を介して例えば前記第１カセット室７０２内へ搬入すると、前記第１カセット室７０２を密閉して真空引きする。その後、前記ゲートバルブＧ１を開放状態にして、予め真空引きされている前記共通搬送室７０１内の前記搬送アーム７２２を伸ばして未処理の前記半導体基板１０１を１枚取り出し、これを前記回転位置決め機構７２１により、前記半導体基板１０１の位置決めを行う。前記位置決め後の前記半導体基板１０１は、再度前記搬送アーム７２２を用いて開放状態となっている前記ゲートバルブＧ３を介して前記水分除去室７０４へ搬入され、ここで前記半導体基板１０１を加熱することにより、前記半導体基板１０１表面に付着している水分などを気化させて除去する。なお、この水分除去処理は必要に応じて行い、不要な場合は本工程を行わずに次の工程に移行しても良い。   First, when the unprocessed semiconductor substrate 101 is accommodated in the cassette 711 from the outside and is carried into the first cassette chamber 702 through the gate door GD1, for example, the first cassette chamber 702 is sealed and evacuated. . Thereafter, the gate valve G1 is opened, the transfer arm 722 in the common transfer chamber 701 that has been evacuated in advance is extended, and one unprocessed semiconductor substrate 101 is taken out. The semiconductor substrate 101 is positioned by 721. The semiconductor substrate 101 after the positioning is again carried into the moisture removal chamber 704 through the gate valve G3 which is opened using the transfer arm 722, where the semiconductor substrate 101 is heated. Thus, moisture or the like adhering to the surface of the semiconductor substrate 101 is vaporized and removed. In addition, this moisture removal process is performed as needed, and when unnecessary, the process may be shifted to the next process without performing this process.

次に、前記半導体基板１０１は、前記ゲートバルブＧ６を介して前記第３の基板処理室７０７に搬送され、前記第３の基板処理室７０７において所望の成膜処理を行う。前記したように、前記第３の処理室７０７に、前記基板処理装置６００，６００Ａ，５００，５００Ａ，３００および３００Ａのいずれかを適用することが可能であり、前記第３の処理室において、所望の成膜処理が行われる。   Next, the semiconductor substrate 101 is transferred to the third substrate processing chamber 707 through the gate valve G6, and a desired film forming process is performed in the third substrate processing chamber 707. As described above, any one of the substrate processing apparatuses 600, 600A, 500, 500A, 300, and 300A can be applied to the third processing chamber 707. The film forming process is performed.

次に、前記ゲートバルブＧ６を開放状態とし、前記搬送アーム７２２を用いて前記半導体基板１０１を取り出し、開放状態になされたゲートバルブＧ８を介して前記冷却処理室７０９内に導入され、ここで所定のハンドリング温度まで冷却され、冷却した処理済の前記半導体基板１０１は、前記ゲートバルブＧ２を介して前記第２カセット室７０３内の前記カセット７１１に収容する。   Next, the gate valve G6 is opened, the semiconductor substrate 101 is taken out using the transfer arm 722, and introduced into the cooling processing chamber 709 via the opened gate valve G8. The processed semiconductor substrate 101 that has been cooled to the handling temperature and is cooled is accommodated in the cassette 711 in the second cassette chamber 703 via the gate valve G2.

また、前記したように、必要に応じて前記第３の処理室７０７での前記成膜処理の前処理を前記第１の処理室７０５、第２の処理室７０６および第４の処理室７０８のいずれかで行うことが可能である。同様に、必要に応じて前記第３の処理室７０７での前記成膜処理の後処理を前記第１の処理室７０５、第２の処理室７０６および第４の処理室７０８のいずれかで行うことが可能である
このようにして、本クラスターツール装置７００によって、未処理の半導体基板を順次連続して処理することが可能である。 In addition, as described above, pre-processing of the film formation process in the third processing chamber 707 is performed in the first processing chamber 705, the second processing chamber 706, and the fourth processing chamber 708 as necessary. It is possible to do either. Similarly, the post-processing of the film forming process in the third processing chamber 707 is performed in any of the first processing chamber 705, the second processing chamber 706, and the fourth processing chamber 708 as necessary. In this way, the cluster tool device 700 can sequentially process unprocessed semiconductor substrates sequentially.

また、前記第３の処理室７０７において、本発明によるクリーニングを行う方法については、例えば前記第３の処理室７０７の成膜処理が２５回終了後、すなわち半導体基板を２５枚処理終了後に、本発明によるクリーニングを実行する方法がある。   In the third processing chamber 707, the cleaning method according to the present invention is performed, for example, after the film forming process of the third processing chamber 707 is completed 25 times, that is, after the processing of 25 semiconductor substrates is completed. There is a method for performing cleaning according to the invention.

また、例えば前記第３の処理室７０７の成膜が１回すなわち半導体基板を１枚処理するごとに本発明によるクリーニングを行うことも可能であり、さらに、例えば前記第３の処理室７０７における成膜処理での成膜する厚さ、条件などに応じてクリーニングを行うまでの成膜処理の枚数は、自由に変更が可能である。   In addition, for example, the cleaning according to the present invention can be performed once in the third processing chamber 707, that is, each time one semiconductor substrate is processed. Further, for example, the third processing chamber 707 is formed in the third processing chamber 707. The number of film formation processes until cleaning is performed can be freely changed according to the thickness and conditions of film formation.

また、いずれの場合も前記したように、本発明のクリーニング方法によって基板処理装置の処理容器内の例えば石英、ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などの部材のダメージを低減することが可能である。 In any case, as described above, it is possible to reduce damage to members such as quartz, AlN, and Al 2 O 3 in the processing container of the substrate processing apparatus by the cleaning method of the present invention.

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications and changes can be made within the scope described in the claims.

例えば、本発明によるクリーニングの対象膜は、前記したようにＷ膜のみならず、他の金属膜に対しても本実施例と同様の効果を得ることができる。 For example, target layer cleaning by the present invention not only W film as described above, also it is possible to obtain the same effect as in this embodiment with respect to other metal film.

また、クリーニングに寄与するラジカルを発生せせるためのプラズマ励起方法は本実施例中に記述した方法に限定されるものではなく、高周波電力の周波数は４００ｋＨｚ〜３ＧＨｚにおいて用いた場合に、本実施例中に記述した場合と同様の効果を得ることが可能である。   Further, the plasma excitation method for generating radicals that contribute to cleaning is not limited to the method described in this embodiment, and when the frequency of the high frequency power is 400 kHz to 3 GHz, It is possible to obtain the same effect as described in (1).

本発明によれば、基板処理装置のクリーニングにおいて、従来用いられていたフッ素ラジカル（Ｆ*）によるクリーニングに変わって、当該フッ素ラジカルが再結合したフッ素分子（Ｆ2）によるクリーニングを行うため、Ｆラジカルによる基板処理容器内の部材、例えば石英のダメージを低減して、従来のＦラジカルによるクリーニングでは用いることができなかった石英部材を使用することが可能になる。更にＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などがＦラジカルによってエッチングされることが原因で発生する、薄膜への汚染を低減することが可能となる。 According to the present invention, in cleaning the substrate processing apparatus, instead of the conventionally used cleaning with fluorine radicals (F *), cleaning with fluorine molecules (F 2 ) in which the fluorine radicals are recombined is performed. A member in the substrate processing container due to radicals, for example, quartz damage is reduced, and a quartz member that cannot be used in the conventional cleaning with F radicals can be used. Furthermore, it is possible to reduce contamination of the thin film caused by etching of AlN, Al 2 O 3 or the like with F radicals.

本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その１）である。It is a block diagram (the 1) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. リモートプラズマ発生源の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a remote plasma generation source. 本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その２）である。It is a block diagram (the 2) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. 本発明によるクリーニング速度を示す図（その１）である。FIG. 3 is a diagram (part 1) illustrating a cleaning speed according to the present invention. 本発明によるクリーニング速度を示す図（その２）である。FIG. 6 is a second diagram illustrating the cleaning speed according to the present invention. 本発明によるクリーニング速度の比を示す図である。It is a figure which shows ratio of the cleaning speed by this invention. 本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その３）である。It is a block diagram (the 3) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. 本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その４）である。It is a block diagram (the 4) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. 本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その５）である。It is a block diagram (the 5) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. 本発明によるクリーニングを実施可能な基板処理装置の構成図（その６）である。It is a block diagram (the 6) of the substrate processing apparatus which can implement the cleaning by this invention. 本発明によるクリーニングを実施可能なクラスタツール装置の構成図である。It is a block diagram of the cluster tool apparatus which can implement the cleaning by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００ リモートプラズマ発生部
１００Ａ ブロック
１００Ｂ フェライトコア
１００Ｃ プラズマ
１００ａ ガス循環通路
１００ｂ ガス入り口
１００ｃ ガス出口
１００ｄ コーティング
１００ｅ イオンフィルタ
１０１ 半導体基板
３００，３００Ａ，５００，５００Ａ，６００，６００Ａ 基板処理装置
３０１，５０１ 処理容器
３０１ａ 処理空間
３０２ａ 内部空間
３０２ｂ ガス供給穴
３０２，３１８ ５２８ シャワーヘッド部
３０３ ガス導入部
３０４ 原料Ａガス導入路
３０５ 原料Ｂガス導入路
３０６ 成膜ガス導入路
３０７，５５２ クリーニングガス導入路
３０８ クリーニングガス供給源
３０９ 原料Ａ供給源
３１０ 原料Ｂ供給源
３１１，５０３，６０３ 載置台
３１２，５０４，５３４，５３５ ヒータ
３１３ ガイドリング
３１４ 載置台支持
３１５ 電源
３１６，５２６ 排気通路
３１７，５６０ ＡＰＣ
３１８ａ 原料Ｂガス導入路
３１８ｂ 原料Ｂガス輸送路
３１８ｃ 原料Ｂガス拡散室
３１８ｅ 原料Ａガス拡散室
３１８ｆ 原料Ａガス輸送路
３１８ｄ，３１８ｇ ガス供給孔
３１９ ガス導入部Ａ
３２０ ガス導入部Ｂ
３２１ 原料Ａガス供給路
３２２ 原料Ｂガス供給路
３２３，５２５ 排気口
５０２ 支柱
５０５ リフタピン
５０６ 支持部材
５０７ 押し上げ棒
５０８ リフタピン穴
５０９ ベローズ
５１１ クランプリング部材
５１２ 連結棒
５１３ 区画壁
５１４ 屈曲部
５１５ 不活性ガスパージ室
５１６ 接触突起
５１７ 第１ガスパージ用間隙
５１８ 第２ガスパージ用間隙
５２０ ガスノズル
５２７ ゲートバルブ
５２９ ヘッド本体
５３０ ガス導入口
５３１ ガス噴射孔
５３２ ガス分散孔
５３３ 拡散板
５５０ クリーニングガス導入部
５５１ 成膜ガス通路
６０４ 支持アーム
６０６ 透過窓
６０７ 加熱室
６０８ 加熱ランプ
６０９ 回転台
６１０ モータ
７００ クラスターツール装置
７０１ 共通搬送室
７０２ 第１カセット室
７０３ 第２カセット室
７０４ 水分除去室
７０５ 第１の基板処理室
７０６ 第２の基板処理室
７０７ 第３の基板処理室
７０８ 第４の基板処理室
７０９ 冷却処理室
Ｇ１〜Ｇ８ ゲートバルブ
ＧＤ１，ＧＤ２ ゲートドア
７１１ カセット
７２１ 回転位置決め機構
７２２ 搬送アーム
７３０ 気密ボックス DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Remote plasma generation part 100A Block 100B Ferrite core 100C Plasma 100a Gas circulation path 100b Gas inlet 100c Gas outlet 100d Coating 100e Ion filter 101 Semiconductor substrate 300,300A, 500,500A, 600,600A Substrate processing apparatus 301,501 Processing container 301a Processing space 302a Internal space 302b Gas supply holes 302, 318 528 Shower head part 303 Gas introduction part 304 Raw material A gas introduction path 305 Raw material B gas introduction path 306 Film forming gas introduction path 307, 552 Cleaning gas introduction path 308 Cleaning gas supply source 309 Raw material A supply source 310 Raw material B supply source 311, 503, 603 Mounting table 312, 504, 534, 535 Heater 313 Guide ring 3 14 Mounting table support 315 Power supply 316, 526 Exhaust passage 317, 560 APC
318a Raw material B gas introduction path 318b Raw material B gas transportation path 318c Raw material B gas diffusion chamber 318e Raw material A gas diffusion chamber 318f Raw material A gas transportation path 318d, 318g Gas supply hole 319 Gas introduction section A
320 Gas introduction part B
321 Raw material A gas supply path 322 Raw material B gas supply path 323,525 Exhaust port 502 Post 505 Lifter pin 506 Support member 507 Push-up rod 508 Lifter pin hole 509 Bellows 511 Clamp ring member 512 Connecting rod 513 Partition wall 514 Bending portion 515 Inert gas purge chamber 516 Contact projection 517 First gas purge gap 518 Second gas purge gap 520 Gas nozzle 527 Gate valve 529 Head main body 530 Gas introduction port 531 Gas injection hole 532 Gas dispersion hole 533 Diffusion plate 550 Cleaning gas introduction portion 551 Film formation gas passage 604 Support Arm 606 Transmission window 607 Heating chamber
608 Heating lamp 609 Turntable 610 Motor 700 Cluster tool device 701 Common transfer chamber 702 First cassette chamber 703 Second cassette chamber 704 Moisture removal chamber 705 First substrate processing chamber 706 Second substrate processing chamber 707 Third substrate processing Chamber 708 Fourth substrate processing chamber 709 Cooling processing chamber G1 to G8 Gate valve GD1, GD2 Gate door 711 Cassette 721 Rotation positioning mechanism 722 Transfer arm 730 Airtight box

Claims (7)

被処理基板を処理する基板処理装置の処理容器をクリーニングするクリーニング方法において、
前記基板処理装置は、前記処理容器の天井部にシャワーヘッドを有し、前記処理容器の外側にリモートプラズマ発生部を有し、前記シャワーヘッドを所定の温度に維持し、成膜に必要なガスを前記シャワーヘッドを介し前記処理容器内に供給し、前記被処理基板に金属膜を成膜する成膜処理を行った後に、
前記リモートプラズマ発生部にフッ素化合物ガスを導入し、前記フッ素化合物ガスを励起しフッ素ラジカルを生成する工程と、
前記フッ素ラジカルを前記シャワーヘッドを介し前記処理容器内に供給し、前記処理容器内の圧力を１３３３Ｐａ以上に維持し、前記処理容器内で前記フッ素ラジカルを再結合させフッ素分子ガスを生じさせる工程と、
前記成膜処理において前記処理容器内の露出部分に堆積した金属堆積物を、前記フッ素分子ガスにより除去することにより、クリーニングする工程と、
を含むものであることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。 In a cleaning method for cleaning a processing container of a substrate processing apparatus for processing a substrate to be processed,
The substrate processing apparatus has a shower head on the ceiling of the processing container, a remote plasma generation unit on the outside of the processing container, maintains the shower head at a predetermined temperature, and a gas necessary for film formation Is supplied into the processing container through the shower head, and after performing a film forming process for forming a metal film on the substrate to be processed,
Introducing a fluorine compound gas into the remote plasma generator, exciting the fluorine compound gas to generate fluorine radicals;
Supplying the fluorine radicals into the processing vessel through the shower head, maintaining the pressure in the processing vessel at 1333 Pa or higher , and recombining the fluorine radicals in the processing vessel to generate a molecular fluorine gas; ,
Cleaning the metal deposit deposited on the exposed portion in the processing container in the film forming process by removing the fluorine molecular gas with the fluorine molecular gas; and
A method for cleaning a substrate processing apparatus, comprising: 前記リモートプラズマ発生部は前記フッ素化合物ガスを高周波で励起することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置のクリーニング方法。   2. The substrate processing apparatus cleaning method according to claim 1, wherein the remote plasma generating unit excites the fluorine compound gas at a high frequency. 前記高周波の周波数は４００ｋＨｚ〜３ＧＨｚであることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置のクリーニング方法。   3. The substrate processing apparatus cleaning method according to claim 2, wherein the frequency of the high frequency is 400 kHz to 3 GHz. 前記フッ素化合物ガスはＣＦ4，Ｃ2Ｆ6，C3Ｆ8，ＳＦ6，ＮＦ3からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法。 4. The substrate processing according to claim 1, wherein the fluorine compound gas is selected from the group consisting of CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6 , and NF 3. How to clean the device. 前記露出部分は石英からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法。   5. The method of cleaning a substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the exposed portion includes a member made of quartz. 前記露出部分はＡｌ2Ｏ3の焼結材料からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の基板処理装置のクリーニング方法。 Said exposed portion according of claim 1 to 5, a method of cleaning a substrate processing apparatus according to any one, characterized in that it comprises a member made of a sintered material of the Al 2 O 3. 前記露出部分はＡｌＮの焼結材料からなる部材を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか一項記載の基板処理装置のクリーニング方法。   The method of cleaning a substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the exposed portion includes a member made of a sintered material of AlN.
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