(57)【要約】【課題】  多量の水素を含むシリコン含有膜を成膜した後に、成膜が行われた真空系をクリーニングする過程において、ケイフッ化アンモニウムが真空系に堆積することを効果的に防止する。【解決手段】  本発明によるクリーニング方法は、水素原子とシリコンとを含有する水素含有シリコン膜がその内部で成膜される真空系（２、２１、２２）に、フッ化窒素ガスを導入するフッ化窒素ガス導入ステップと、前記真空系（２、２１、２２）に酸素原子を含む酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入ステップと、前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとを用いて前記真空系（２、２１、２２）をクリーニングするクリーニングステップとを備えている。【選択図】  図１
2005085956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素原子とシリコンとを含有する水素含有シリコン膜がその内部で成膜される真空系に、フッ化窒素ガスを導入するフッ化窒素ガス導入ステップと、
前記真空系に酸素原子を含む酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入ステップと、
前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとを用いて前記真空系をクリーニングするクリーニングステップ
とを備えた
クリーニング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記真空系は、その内部で前記水素含有シリコン膜が基板に成膜されるチャンバーを含み、
前記酸素含有ガスと前記フッ化窒素ガスとは、前記チャンバーに導入される
クリーニング方法。
【請求項３】
請求項２に記載のクリーニング方法において、
前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとは、別の配管を介して前記チャンバーに導入される
クリーニング方法。
【請求項４】
請求項２に記載のクリーニング方法において、
前記酸素含有ガスの一部と前記フッ化窒素ガスとは、第１配管を介して前記チャンバーに導入され、前記酸素含有ガスの残部は、第２配管を介して前記チャンバーに導入される
クリーニング方法。
【請求項５】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記酸素含有ガスは、酸素ガスを含む
クリーニング方法。
【請求項６】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記水素含有シリコン膜の成膜は、水素化シリコンガスを原料ガスとして使用するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で行われ、
前記酸素含有ガスは、酸素以外の元素と酸素との化合物で形成された酸素化合物ガスを含み、
前記酸素化合物ガスは、前記水素化シリコンガスと反応しない、
クリーニング方法。
【請求項７】
請求項６に記載のクリーニング方法において、
前記酸素含有ガスは、酸化窒素ガス及び酸化炭素ガスのうちから選ばれた一のガスを含む
クリーニング方法。
【請求項８】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記酸素含有ガスは、オゾンを含む
クリーニング方法。
【請求項９】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
希ガスを前記チャンバーに導入する希ガス導入ステップを更に備え、
前記クリーニングステップは、前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスと前記希ガスとが前記チャンバーに導入された状態で前記チャンバーの中でプラズマを発生させるステップを含む
クリーニング方法。
【請求項１０】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングステップが行われている間、前記フッ化窒素ガス導入ステップと前記酸素含有ガス導入ステップとは、交互に行われる
クリーニング方法。
【請求項１１】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングステップの開始直後の第１期間における、前記酸素含有ガスが前記真空系に供給される酸素含有ガス流量の、前記フッ化窒素ガスが前記真空系に供給されるフッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ１は、前記第１期間に続く第２期間における、前記酸素含有ガス流量の前記フッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ２よりも大きい
クリーニング方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のクリーニング方法において、
前記第２期間の終了の後、前記クリーニングステップが終了するまでの第３期間における前記酸素含有ガス流量の前記フッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ３は、前記比率Ｒ２よりも大きい
クリーニング方法。
【請求項１３】
請求項２に記載のクリーニング方法において、
更に、前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバーの内壁面の温度である内壁面温度を測定するステップと、
前記内壁面温度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えた
クリーニング方法。
【請求項１４】
請求項２に記載のクリーニング方法において、
更に、前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバーから排出される排出ガスの温度である排出ガス温度を測定するステップと、
前記排出ガス温度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えた
クリーニング方法。
【請求項１５】
請求項２に記載のクリーニング方法において、
更に、前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバーから排出される排出ガスに含まれるアンモニアの濃度を測定するステップと、
前記濃度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えた
クリーニング方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のクリーニング方法において、
前記真空系は、
その内部で前記水素含有シリコン膜が基板に成膜されるチャンバーと、
前記チャンバーに接続される排気配管と、
前記排気配管を介して、前記チャンバーを排気する真空ポンプ
とを含み、
前記フッ化窒素ガスとは、前記チャンバーに導入され、
前記酸素ガスは、前記排気配管と前記真空ポンプとのうちの一方に導入される
クリーニング方法。
【請求項１７】
チャンバーと、
前記チャンバーの中に設けられ、基板を保持する基板ホルダーと、
前記チャンバーに水素化シリコンガスを導入する水素化シリコンガス供給系と、
前記チャンバーにフッ化窒素ガスを導入するフッ化窒素ガス供給系と、
前記チャンバーに酸素原子を含む酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス供給系と、
前記チャンバーにプラズマを発生させるプラズマ発生装置
とを備え、
前記プラズマ発生装置と前記水素化シリコンガス供給系とは、前記チャンバーに前記水素化シリコンガスを導入した状態でプラズマを発生して水素とシリコンとを含有する水素含有シリコン膜を前記基板に成膜し、
前記プラズマ発生装置と前記フッ化窒素ガス供給系と前記酸素含有ガス供給系とは、前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとを用いて前記チャンバーの内部をクリーニングする
ＣＶＤ装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＣＶＤ装置において、
更に、前記チャンバーの内壁面の温度である内壁面温度を測定する温度センサーを備え、
前記フッ化窒素ガス供給系は、前記フッ化窒素ガスの流量を調節するフッ化窒素ガス流量制御器を含み、
前記酸素含有ガス供給系は、前記酸素含有ガスの流量を調節する酸素含有ガス制御器を含み、
前記チャンバーの内部がクリーニングされている間、前記フッ化窒素ガス流量制御器と前記酸素含有ガス制御器とは、それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記内壁面温度に応答して調節する
ＣＶＤ装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載のＣＶＤ装置において、
更に、前記チャンバーから排出される排出ガスの温度である排出ガス温度を測定する温度センサーを備え、
前記フッ化窒素ガス供給系は、前記フッ化窒素ガスの流量を調節するフッ化窒素ガス流量制御器を含み、
前記酸素含有ガス供給系は、前記酸素含有ガスの流量を調節する酸素含有ガス制御器を含み、
前記チャンバーの内部がクリーニングされている間、前記フッ化窒素ガス流量制御器と前記酸素含有ガス制御器とは、それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記排出ガス温度に応答して調節する
ＣＶＤ装置。
【請求項２０】
請求項１７に記載のＣＶＤ装置において、
更に、前記チャンバーから排出される排出ガスに含まれるアンモニアの濃度を測定するアンモニア濃度センサーを備え、
前記フッ化窒素ガス供給系は、前記フッ化窒素ガスの流量を調節するフッ化窒素ガス流量制御器を含み、
前記酸素含有ガス供給系は、前記酸素含有ガスの流量を調節する酸素含有ガス制御器を含み、
前記チャンバーの内部がクリーニングされている間、前記フッ化窒素ガス流量制御器と前記酸素含有ガス制御器とは、それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記濃度に応答して調節する
ＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、及び成膜装置に関し、特に、水素化シリコンガスを含む原料ガスを用いてシリコン膜を成膜した後に成膜が行われたチャンバーをクリーニングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン膜、及び窒化シリコン膜は、しばしば、水素化シリコンガスを原料ガスとして用いたプラズマＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition）によって形成される。例えば、プラズマＣＶＤ法を用いたアモルファスシリコン膜の形成は、以下のようにして行われる。基板が載置されたチャンバーの中にシラン（ＳｉＨ４）が導入され、チャンバーの内部でプラズマが発生される。プラズマの発生によってシランが分解され、基板の表面にアモルファスシリコン膜が堆積される。
【０００３】
シリコン膜、又は窒化シリコン膜の成膜が終了した後には、チャンバーの内部に不所望に付着した膜を除去するクリーニングが行われる必要がある。チャンバークリーニングは、パーティクルの発生を抑制するために重要である。
【０００４】
シリコン膜、又は窒化シリコン膜が成膜された後に行われるチャンバークリーニングとして最も広く使用されてきたのは、フルオロカーボンガスと酸素の混合ガスを用いてチャンバーの内面をクリーニングする技術である。フルオロカーボンガスに含まれているフッ素とシリコンとが反応することによってシリコンが除去される。残存するフルオロカーボンガスの炭素は、酸素と反応して気体である二酸化炭素となって排出される。このような技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
しかし、近年では、環境保護の観点から、温室効果ガスであるフルオロカーボンガスの代わりに、フッ化窒素を使用してチャンバーのクリーニングを行うことが検討されている。フッ化窒素としては、典型的には、３フッ化窒素（ＮＦ３）が使用される。
【０００６】
フッ化窒素を使用したチャンバークリーニング技術の一つの課題は、クリーニングの過程で、安定なケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）が、成膜が行われる真空系の内部に堆積し得ることである。水素化シリコンガスを用いたＣＶＤ法によって成膜されたシリコン膜、又は窒化シリコン膜は、多量の水素を含んでいる。シリコン膜、又は窒化シリコン膜が付着したチャンバーをフッ化窒素を用いてクリーニングする場合、チャンバー内に残存するシリコンと、そのシリコンに残存する水素と、フッ化窒素とが反応して、ケイフッ化アンモニウムが発生しやすい。常温で固体であるケイフッ化アンモニウムは、チャンバーや、チャンバーから排気する排気系統の内部に堆積し得る。従って、ケイフッ化アンモニウムの生成は、パーティクルの発生の原因となり得る上、チャンバーから排気する排気系統（例えば、排気配管及び真空ポンプ）の閉塞の原因となりうる。このケイフッ化アンモニウムは、安定であるため、その除去が難しい。
【０００７】
堆積したケイフッ化アンモニウムは、有害物質であるため、安全に処理される必要がある。特許文献２は、排気系統に、ケイフッ化アンモニウムを凝固することによってトラップする再凝固トラップを設ける技術を開示している。特許文献２に開示されている再凝固トラップは、ＣＶＤ装置を停止することなく安全にケイフッ化アンモニウムを処理することを可能にする。しかし、特許文献２に開示された技術は、ケイフッ化アンモニウムの発生及び堆積を防止するためのものではない。
【０００８】
ケイフッ化アンモニウムの真空系統の内部への堆積を抑制する技術、とりわけ、ケイフッ化アンモニウムの発生自体を抑制する技術の提供が望まれる。
【特許文献１】特開２００１−１３１７５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、多量の水素を含むシリコン含有膜を成膜した後に、成膜が行われた真空系をクリーニングする過程において、ケイフッ化アンモニウムが真空系に堆積することを効果的に防止するクリーニング技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、多量の水素を含むシリコン含有膜を成膜した後に真空系をクリーニングする過程において、ケイフッ化アンモニウムの発生を効果的に抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明によるクリーニング方法は、
水素原子とシリコンとを含有する水素含有シリコン膜がその内部で成膜される真空系（２、２１、２２）に、フッ化窒素ガスを導入するフッ化窒素ガス導入ステップと、
前記真空系（２、２１、２２）に酸素原子を含む酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入ステップと、
前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとを用いて前記真空系（２、２１、２２）をクリーニングするクリーニングステップ
とを備えている。
【００１２】
酸素含有ガスの使用は、下記のメカニズムによりケイフッ化アンモニウムの生成を有効に抑制する。酸素含有ガスに含まれる酸素原子は、真空系（２、２１、２２）の内部に不所望に付着する付着物に含まれる水素原子と反応する。酸素原子と水素原子との反応は、フッ化窒素に含まれる窒素と水素とが反応してＮＨ４基が生成されることを阻害する。ＮＨ４基の生成が阻害されるため、ＮＨ４基を構成するケイフッ化アンモニウムの生成が抑制される。
【００１３】
典型的には、前記真空系（２、２１、２２）は、その内部で前記水素含有シリコン膜が基板（Ｗ）に成膜されるチャンバー（２）を含み、前記酸素含有ガスと前記フッ化窒素ガスとは、前記チャンバー（２）に導入される。
【００１４】
前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとは、別の配管（１７ａ、１８ａ）を介して前記チャンバー（２）に導入されることが好適である。
【００１５】
また、前記酸素含有ガスの一部と前記フッ化窒素ガスとは、第１配管を介して前記チャンバー（２）に導入され、前記酸素含有ガスの残部は、第２配管を介して前記チャンバー（２）に導入されることも好適である。
【００１６】
前記酸素含有ガスとしては、典型的には、酸素ガスが使用される。
【００１７】
前記水素含有シリコン膜の成膜が、水素化シリコンガスを原料ガスとして使用するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で行われる場合には、前記酸素含有ガスは、酸素以外の元素と酸素との化合物で形成され、且つ、前記水素化シリコンガスと反応しない酸素化合物ガスが使用されることが好適である。原料ガスとして使用される水素化シリコンガスと反応性が高い酸素ガスの代わりに、上記のような水素化シリコンガスと反応しない酸素化合物ガスが使用されることは、安全性の向上の観点から好適である。例えば、前記酸素含有ガスとして、酸化窒素ガス又は酸化炭素ガスが使用されることが好適である。
【００１８】
ケイフッ化アンモニウムの生成をより抑制するためには、前記酸素含有ガスは、オゾンを含むことが好適である。オゾンは、シリコン含有膜に含まれる水素原子との反応性が高い。従って、オゾンの使用は、ＮＨ４基の生成を抑制し、結果としてケイフッ化アンモニウムの生成を抑制する。
【００１９】
当該クリーニング方法は、
希ガスを前記チャンバー（２）に導入する希ガス導入ステップを更に備え、前記クリーニングステップは、前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスと前記希ガスとが前記チャンバー（２）に導入された状態で前記チャンバー（２）の中でプラズマを発生させるステップを含むことが好適である。前記酸素含有ガスから発生する酸素イオンは、クリーニングに使用されるプラズマを不安定にする。プラズマの生成を容易化する希ガスをチャンバー（２）に導入することは、酸素イオンに起因するプラズマの不安定化を有効に抑制する。
【００２０】
前記クリーニングステップが行われている間、前記フッ化窒素ガス導入ステップと前記酸素含有ガス導入ステップとは、交互に行われることが好適である。酸素含有ガスの使用は、シリコンがエッチング速度が遅い酸化シリコンになる反応を誘起し、これにより、不所望な付着物の除去速度を低下させる。前記フッ化窒素ガス導入ステップと前記酸素含有ガス導入ステップとが、交互に行われることにより、ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制しつつ、付着物の除去速度の低下を抑制できる。
【００２１】
好適には、前記クリーニングステップの開始直後の第１期間における、前記酸素含有ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給される酸素含有ガス流量の、前記フッ化窒素ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給されるフッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ１は、前記第１期間に続く第２期間における、前記酸素含有ガス流量の前記フッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ２よりも大きくなるように調整される。クリーニングの開始直後の第１期間では、真空系（２、２１、２２）の温度が低くケイフッ化アンモニウムが生成しやすい。ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制するために、第１期間では酸素含有ガス流量のフッ化窒素ガス流量に対する比率が増加される。一方、真空系（２、２１、２２）の温度が充分に上昇した後には、ケイフッ化アンモニウムが発生しにくい。ケイフッ化アンモニウムが発生しにくい第２期間では、不所望な付着物の除去速度を低下させるために、酸素含有ガス流量のフッ化窒素ガス流量に対する比率が減少される。従って、酸素含有ガス流量のフッ化窒素ガス流量に対する比率を上記のように制御することにより、ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制しつつ、付着物の除去速度の低下を抑制できる。
【００２２】
より好適には、前記第２期間の終了の後、前記クリーニングステップが終了するまでの第３期間における前記酸素含有ガス流量の前記フッ化窒素ガス流量に対する比率Ｒ３は、前記比率Ｒ２よりも大きくなるように調整される。クリーニングステップが終了する間際では、付着物が減少するため真空系（２、２１、２２）内の未反応のフッ化窒素の量が増加する。未反応のフッ化窒素の量の増加は、ケイフッ化アンモニウムの生成を促進する。前記クリーニングステップが終了する間際の第３期間において酸素含有ガス流量のフッ化窒素ガス流量に対する比率を増加することにより、ケイフッ化アンモニウムの生成を有効に抑制することができる。
【００２３】
当該クリーニング方法が、更に、
前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバー（２）の内壁面の温度である内壁面温度を測定するステップと、
前記内壁面温度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えていることは、好適である。内壁面温度は、チャンバー（２）の内部におけるケイフッ化アンモニウムの生成のし易さの指標となる。従って、内壁面温度に応答した酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【００２４】
同様の理由により、当該クリーニング方法が、更に、
前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバー（２）から排出される排出ガスの温度である排出ガス温度を測定するステップと、
前記排出ガス温度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えていることは好適である。排出ガス温度は、チャンバー（２）の内部におけるケイフッ化アンモニウムの生成のし易さの指標となる。従って、排出ガス温度に応答した酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【００２５】
また、当該クリーニング方法が、更に、
前記クリーニングステップが行われている間に、前記チャンバー（２）から排出される排出ガスに含まれるアンモニアの濃度を測定するステップと、
前記濃度に応答して、前記酸素含有ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給される酸素含有ガス流量と、前記フッ化窒素ガスが前記真空系（２、２１、２２）に供給されるフッ化窒素ガス流量とを制御するステップ
とを備えていることは好適である。排出ガスに含まれるアンモニアの濃度は、チャンバー（２）の内部におけるケイフッ化アンモニウムの生成のし易さの指標となる。従って、排出ガスに含まれるアンモニアの濃度酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【００２６】
真空系（２、２１、２２）が、その内部で前記水素含有シリコン膜が基板（Ｗ）に成膜されるチャンバー（２）と、チャンバー（２）に接続される排気配管（２１）と、排気配管（２１）を介して、前記チャンバー（２）を排気する真空ポンプ（２２）とを含む場合には、フッ化窒素ガスは、前記チャンバー（２）に導入され、酸素ガスは、排気配管（２１）と真空ポンプ（２２）とのうちの一方に導入されることが好適である。
【００２７】
本発明によるＣＶＤ装置は、チャンバー（２）と、前記チャンバー（２）の中に設けられ、基板（Ｗ）を保持する基板ホルダー（３）と、前記チャンバー（２）に水素化シリコンガスを導入する水素化シリコンガス供給系（１１、１３、１４）と、前記チャンバー（２）にフッ化窒素ガスを導入するフッ化窒素ガス供給系（１７ａ、１８ａ、１９ａ）と、前記チャンバー（２）に酸素原子を含む酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス供給系（１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ）と、前記チャンバー（２）にプラズマを発生させるプラズマ発生装置（６、７、８）とを備えている。前記プラズマ発生装置（８）と前記水素化シリコンガス供給系（１１、１３、１４）とは、前記チャンバー（２）に前記水素化シリコンガスを導入した状態でプラズマを発生して水素とシリコンとを含有する水素含有シリコン膜を前記基板（Ｗ）に成膜する。プラズマ発生装置（８）と前記フッ化窒素ガス供給系（１７ａ、１８ａ、１９ａ）と前記酸素含有ガス供給系（１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ）とは、前記フッ化窒素ガスと前記酸素含有ガスとを用いて前記チャンバー（２）の内部をクリーニングする。
【００２８】
水素含有シリコン膜の成膜の後に、チャンバー（２）の内部に不所望に付着した付着物に含まれる水素原子は、酸素含有ガスに含まれる酸素原子と反応する。水素原子と酸素原子との反応は、フッ化窒素に含まれる窒素と水素とが反応してＮＨ４基が生成されることを阻害する。ＮＨ４基の生成が阻害されるため、ＮＨ４基を構成するケイフッ化アンモニウムの生成が抑制される。
【００２９】
当該ＣＶＤ装置は、更に、前記チャンバー（２）の内壁面の温度である内壁面温度を測定する温度センサー（２４）を備え、フッ化窒素ガス供給系（１７ａ、１８ａ、１９ａ）は、前記フッ化窒素ガスの流量を調節するフッ化窒素ガス流量制御器（１９ａ）を含み、酸素含有ガス供給系（１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ）は、前記酸素含有ガスの流量を調節する酸素含有ガス制御器（１９ｂ）を含み、チャンバー（２）の内部がクリーニングされている間、前記フッ化窒素ガス流量制御器（１９ａ）と前記酸素含有ガス制御器（１９ｂ）とは、それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記内壁面温度に応答して調節することが好適である。内壁面温度に応答した酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【００３０】
当該ＣＶＤ装置が、前記チャンバー（２）から排出される排出ガスの温度である排出ガス温度を測定する温度センサー（２５）を備えている場合には、前記フッ化窒素ガス流量制御器（１９ａ）と前記酸素含有ガス制御器（１９ｂ）とは、それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記排出ガス温度に応答して調節することが好適である。排出ガス温度に応答した酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【００３１】
当該ＣＶＤ装置が、前記チャンバー（２）から排出される排出ガスに含まれるアンモニアの濃度を測定するアンモニア濃度センサー（２６）を備えている場合には、前記フッ化窒素ガス流量制御器（１９ａ）と前記酸素含有ガス制御器（１９ｂ）それぞれ、前記フッ化窒素ガスの流量と前記酸素含有ガスの流量とを、前記濃度に応答して調節することが好適である。排出ガスに含まれるアンモニアの濃度酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量との制御は、ケイフッ化アンモニウムの生成のし易さに応じて、適切に酸素含有ガス流量とフッ化窒素ガス流量とを制御することを可能にする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、多量の水素を含むシリコン含有膜を成膜した後に、成膜が行われた真空系のクリーニングの過程において、ケイフッ化アンモニウムが真空系に堆積することをより効果的に防止するクリーニング技術が提供される。
また、本発明により、多量の水素を含むシリコン含有膜を成膜した後にチャンバークリーニングを行う過程において、ケイフッ化アンモニウムの発生を抑制する技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明によるＣＶＤ装置クリーニング方法の実施の一形態が適用されるＣＶＤ装置１を示している。ＣＶＤ装置１は、基板Ｗの表面に、アモルファスシリコン膜、及び多結晶シリコン膜を成膜するための成膜装置である。以下において、アモルファスシリコン膜と多結晶シリコン膜とは、それらを区別する必要がない場合、シリコン膜と記載されることがある。
【００３４】
ＣＶＤ装置１は、チャンバー２を備えている。チャンバー２の中には、基板Ｗを保持する基板ホルダー３が設けられる。基板ホルダー３は、基板Ｗを加熱するヒーター４と、接地されたヒーターカバー５とを含む。基板Ｗは、ヒーターカバー５によって支持される。
【００３５】
チャンバー２の中には、基板ホルダー３に対向するラダー電極６が設けられている。ラダー電極６は、マッチングボックス７を介して高周波電源８に接続されている。ラダー電極６の背面側（基板Ｗの反対側）をカバーする電極カバー９が設けられている。
【００３６】
ラダー電極６をカバーする電極カバー９は、反応ガス導入管１０に接続されている。反応ガス導入管１０は、シランガス配管１１及び水素ガス配管１２に接続されている。シランガス配管１１及び水素ガス配管１２は、それぞれ、シランガス及び水素ガスを、反応ガス導入管１０を介してチャンバー２に導入する。シランガス配管１１には、導入バルブ１３とマスフローコントローラ１４とが挿入され、水素ガス配管１２には、導入バルブ１５とマスフローコントローラ１６とが挿入されている。マスフローコントローラ１４は、シランガスがチャンバー２に供給される流量を調節し、マスフローコントローラ１６は、水素ガスがチャンバー２に供給される流量を調節する。
【００３７】
成膜されるシリコン膜に不純物をドープするために、反応ガス導入管１０には、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を供給する配管（図示されない）が接続され得る。成膜されるシリコン膜の導電型に応じて、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３）、及びアルシン（ＡｓＨ３）が、必要に応じてチャンバー２に導入される。
【００３８】
チャンバー２には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス配管１７が接続されている。クリーニングガスは、三フッ化窒素（ＮＦ３）と酸素ガス（Ｏ２）とを含む。後述されるように、酸素ガス（Ｏ２）がクリーニングガスに含まれていることは、ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制するために重要である。クリーニングガス配管１７には、導入バルブ１８とマスフローコントローラ１９とが挿入されている。マスフローコントローラ１９は、クリーニングガスがチャンバー２に供給される流量を調節する。
【００３９】
チャンバー２は、排気配管２１を介して真空ポンプ２２に接続されている。真空ポンプ２２は、チャンバー２を排気して、チャンバー２を所望の圧力に減圧する。
【００４０】
ＣＶＤ装置１は、制御装置２０を更に備えている。制御装置２０は、導入バルブ１３、１５、１８、マスフローコントローラ１４、１６、１９、及び高周波電源８を制御する。導入バルブ１３、１５、１８の開閉、シランガス、水素ガス、及びクリーニングガスの流量の制御、及び高周波電源８によるプラズマの発生開始及び発生終了は、制御装置２０の制御の下で行われる。
【００４１】
シリコン膜の基板Ｗの表面への成膜は、プラズマＣＶＤ法によって行われる。制御装置２０の制御の下、導入バルブ１３、１５が開かれる。導入バルブ１３，１５が開かれることにより、シリコン膜の原料となるシランガスがシランガス配管１１からチャンバー２に導入され、水素ガスが水素ガス配管１２からチャンバー２に導入される。アモルファスシリコン膜が成膜される場合には、水素ガス流量のシランガス流量に対する比が大きくされ、多結晶シリコン膜が成膜される場合には、水素ガス流量のシランガス流量に対する比が小さくされる。更に、ジボラン、ホスフィン及びアルシンが、必要に応じてチャンバー２に導入される。シランガスと水素ガスとがチャンバー２に導入された状態で、制御装置２０の制御の下、高周波電源８は、高周波電力（ＲＦ電力）をラダー電極６に供給する。高周波電力がラダー電極６に供給されることにより、チャンバー２の内部ではプラズマが発生する。プラズマの発生によってシランが分解され、基板Ｗの表面には、シリコン膜が成長される。
【００４２】
シリコン膜が基板Ｗに成膜される過程では、必然的に、シリコンを主成分とする付着物がチャンバー２の内部に不所望に付着する。付着物は、基板Ｗに成膜されたシリコン膜と同様に、多くの水素原子を含む。アモルファスシリコン膜の成膜が行われる場合には、原料ガスに占める水素ガスの割合が大きいため、付着物に含まれる水素原子の量が大きい。
【００４３】
この不所望の付着物を除去するために、シリコン膜の基板Ｗへの成膜の後、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを含むクリーニングガスを用いてチャンバー２のクリーニングが行われる。チャンバー２のクリーニングは、以下のように行われる。制御装置２０によって導入バルブ１８が開かれ、クリーニングガス（即ち、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス）が、クリーニングガス配管１７からチャンバー２に導入される。クリーニングガスが導入された状態で高周波電力がラダー電極６に供給され、プラズマがチャンバー２の内部に発生される。プラズマの発生により、三フッ化窒素からフッ素ラジカルが発生する。そのフッ素ラジカルが付着物のシリコンと反応することにより、不所望の付着物は、シリコンフッ化シリコンガスとなって外部に排出され、チャンバー２から除去される。
【００４４】
クリーニングガスに混入された酸素ガスは、付着物の除去の過程でケイフッ化アンモニウムが生成されることを有効に防止する。チャンバー２に導入された酸素ガスは、プラズマによってラジカル化され、チャンバー２の内部には酸素ラジカルが発生する。付着物に含まれる水素原子は、発生された酸素ラジカルと反応し、気相の水になってチャンバー２から排出される。付着物に含まれる水素原子が酸素ラジカルと反応することによって消費されるため、三フッ化窒素に含まれる窒素原子と水素原子との反応が起こりにくい。これは、ＮＨ４基の生成が阻害されることを意味する。ＮＨ４４基の生成が阻害されることにより、ＮＨ４基を構成要素とするケイフッ化アンモニウムの生成が有効に抑制される。
【００４５】
チャンバー２に導入される三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの比率は、基板Ｗに成膜される膜に含まれる水素原子の濃度に応じて調整されることが好ましい。酸素ラジカルと付着物のシリコンとの反応は、シリコンと比較してエッチングされにくい性質を有する酸化シリコンを生成させる。ゆえに、酸素ガスのチャンバー２への導入は、ケイフッ化アンモニウムの発生を効果的に防ぐ一方で、付着物のエッチングレートを低下させる。従って、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの比率は、付着物に含まれる水素原子の濃度に応じて、即ち、基板Ｗに成膜されるシリコン膜に含まれる水素原子の濃度に応じて定められることが好ましい。水素原子をより多く含むアモルファスシリコン膜が基板Ｗに成膜される場合、ケイフッ化アンモニウムの発生を抑制するために、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率が増加される。一方、アモルファスシリコン膜に比べて少ない水素原子を含む多結晶シリコン膜が基板Ｗに成膜される場合、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率が減少され、付着物のエッチングレートの不必要な減少が回避される。
【００４６】
図２に示されているように、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとが別にチャンバー２に導入されることは、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの比率の調整を容易にするために好適である。この場合、三フッ化窒素ガスを供給する三フッ化窒素配管１７ａがチャンバー２に接続され、酸素ガスを供給する酸素ガス配管１７ｂがチャンバー２に接続される。三フッ化窒素配管１７ａには、三フッ化窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ１９ａと導入バルブ１８ａとが挿入され、酸素ガス配管１７ｂには、酸素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ１９ｂと導入バルブ１８ｂとが挿入される。導入バルブ１８ａ、１８ｂ、マスフローコントローラ１９ａ、１９ｂは、制御装置２０に接続され、制御装置２０によって制御される。アモルファスシリコン膜の成膜が行われるときには、マスフローコントローラ１９ａ、１９ｂは、制御装置２０の制御の下、酸素ガスの流量の三フッ化窒素ガスに対する比率（酸素比率）が大きくなるように、三フッ化窒素ガス及び酸素ガスの流量を調節する。逆に、多結晶シリコン膜の成膜が行われるときには、マスフローコントローラ１９ａ、１９ｂは、アモルファスシリコン膜の成膜が行われるときの酸素比率と比較して、酸素比率が少なくなるように、三フッ化窒素ガス及び酸素ガスの流量を調整する。
【００４７】
また、図３に示されているように、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを含むクリーニングガスとは別に、酸素ガスがチャンバー２に導入されることが好適である。この場合、酸素ガスを供給する酸素ガス配管１７ｂがチャンバー２に追加的に接続され、酸素ガス配管１７ｂには酸素ガスの流量を制御するマスフローコントローラ１９ｂと、導入バルブ１８ｂが挿入される。導入バルブ１８ｂ、マスフローコントローラ１９ｂは、制御装置２０に接続され、制御装置２０によって制御される。このような構成は、水素原子を含む濃度が異なるシリコン膜を同一のチャンバー２で形成する場合に便利である。水素原子を高い濃度で含むアモルファスシリコン膜が成膜された後にチャンバー２がクリーニングされる場合には、導入バルブ１８ｂが開かれ、更に、マスフローコントローラ１９ｂが動作されて、酸素ガスの流量が大きくされる。一方、水素原子を低い濃度で含む多結晶シリコン膜が成膜された後にチャンバー２がクリーニングされる場合には、導入バルブ１８ｂが閉じられる。これにより、少ない流量の酸素ガスしか必要としない場合には、マスフローコントローラ１９ｂの制御が不要になる。
【００４８】
図１乃至図３のいずれの構成においても、酸素ガスの代わりに、シランガスと反応しない酸素化合物のガスが使用されることが好適である。酸素ガスは、シランのような水素化シリコンと反応しやすい。従って、チャンバー２の内部に誤ってシランガスが残留している状態で、酸素ガスがチャンバー２に導入されると、酸素ガスとシランガスとの急激な反応が不所望に発生し得る。酸素ガスの代わりに、反応性が低い酸素化合物のガスが使用されることは、ＣＶＤ装置１の安全性の向上に有効である。酸素化合物のガスとしては、ＮＯ、ＮＯ２のような酸化窒素ガス、及びＣＯ、ＣＯ２のような酸化炭素ガスが使用され得る。
【００４９】
図４に示されているように、酸素ガスが、酸素化合物ガスと三フッ化窒素ガスとを含むクリーニングガスとは別にチャンバー２に導入されることも好適である。
【００５０】
図５に示されているように、酸素ガスが流される酸素ガス配管１７ｂにオゾン発生器２３が設けられ、オゾン発生器２３によってオゾンがチャンバー２に導入されることは、ケイフッ化アンモニウムの発生を抑制するために有効である。酸素ガスよりも反応性が高いオゾンは、水素原子と反応しやすい。従って、オゾンのチャンバー２への導入は、ＮＨ４基の発生を抑制し、従って、ケイフッ化アンモニウムの発生を有効に抑制する。更に、オゾンの使用は、クリーニングのときにプラズマを発生することを不要化する点でも好ましい。
【００５１】
希ガスのチャンバー２への導入は、酸素ガスの導入によるプラズマの不安定化を有効に防止する点で好ましい。希ガスとしては、典型的には、アルゴンガスが使用され得る。酸素ガスからは、負イオンである酸素イオンが発生する。負イオンの発生は、プラズマの不安定化を招く。しかし、プラズマを発生しやすく性質を有する希ガスをチャンバー２に導入することにより、プラズマを安定化することができる。希ガスは、図６に示されているように、クリーニングガスに混合されてチャンバー２に供給されることが可能であり、別の配管を介してチャンバー２に供給されることが可能である。
【００５２】
図２を参照して、ＣＶＤ装置１が、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを別の配管からチャンバー２に導入することができる構成を有している場合、三フッ化窒素ガスの供給と酸素ガスの供給とは、クリーニングの間、交互に行われることが好適である。既述のように、酸素ガスのチャンバー２への導入は、付着物のエッチングレートを低下させる。従って、酸素ガスのチャンバー２への導入は必要最小限にとどめられることが好適である。三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを交互に供給することは、酸素ガスのチャンバー２への導入は必要最小限にとどめることができる点で好適である。
【００５３】
より具体的には、以下の手順により、クリーニングが行われる。制御装置２０の制御の下、三フッ化窒素ガスの供給が停止され、且つ、酸素ガスがチャンバー２に供給されている状態でプラズマが発生され、付着物の表面部が酸素ガスから発生された酸素ラジカルによって処理される。酸素ラジカルによる処理により、表面部に含まれる水素原子が酸素ラジカルとの反応によって除去される。続いて、制御装置２０の制御の下、酸素ガスのチャンバー２への供給が停止され、三フッ化窒素ガスの供給が開始される。付着物の表面部に残存するシリコン（及び酸化シリコン）が、三フッ化窒素から発生されたフッ素ラジカルによって処理されて除去される。表面部のシリコンが除去されることにより、水素原子を多く含む部分が露出される。以下同様に、酸素ガスの供給と三フッ化窒素ガスの供給とが交互に行われ、チャンバー２のクリーニングが進行される。
【００５４】
図５を参照して、クリーニングの間に、三フッ化窒素ガスの供給とオゾンガスの供給とが交互に行われることも、同様の理由によって好適である。
【００５５】
図２を参照して、ＣＶＤ装置１が、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを別の配管からチャンバー２に導入することができる構成を有している場合、クリーニングの途中で、酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量が、下記のように調節されることが好適である。クリーニング開始直後の第１期間では、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率ＲＯ２／ＮＦ３が高くされ、第１期間に続く第２期間では、比率ＲＯ２／ＮＦ３が低くされ、第２期間の終了の後、クリーニングが終了するまでの第３期間では、比率ＲＯ２／ＮＦ３が高くされる。ここで、比率ＲＯ２／ＮＦ３は、酸素ガスの流量［Ｏ２］、三フッ化窒素ガスの流量［ＮＦ３］を用いて、下記式：
ＲＯ２／ＮＦ３＝［Ｏ２］／［ＮＦ３］， 
で定義される値である。言い換えれば、クリーニング開始直後の第１期間、第１期間に続く第２期間、及びクリーニングの終了間際の第３期間における比率ＲＯ２／ＮＦ３をそれぞれ、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３とすると、酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量は、下記式：
Ｒ１＞Ｒ２，
Ｒ３＞Ｒ２
を満足するように制御されることが好適である。
【００５６】
酸素ガスと三フッ化窒素ガスとの流量を上記のように制御することは、ケイフッ化アンモニウムの発生を有効に抑制しながら、付着物の除去の速度の低下を抑制できる点で有効である。その理由は以下のとおりである。クリーニング開始直後の第１期間では、チャンバー２の内部の温度が低い。ケイフッ化アンモニウムは、温度が低いときに生成しやすいから、クリーニング開始直後の第１期間においては、ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制するために、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率ＲＯ２／ＮＦ３が高くされる。チャンバー２の内部の温度が充分に高くなると、ケイフッ化アンモニウムが生成しにくくなる。そこで、第１期間に続く第２期間では、付着物の除去の速度を増加するために、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率ＲＯ２／ＮＦ３が低くされる。付着物の除去が進行してクリーニングの終了が近づくと、未反応の三フッ化窒素の量が増大する。未反応の三フッ化窒素の量が増大すると、ケイフッ化アンモニウムが生成しやすくなる。そこで、クリーニングの終了間際の第３期間では、ケイフッ化アンモニウムの生成を抑制するために、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率ＲＯ２／ＮＦ３が高くされる。
【００５７】
図７に示されているように、チャンバー２の内壁面の温度に応答して酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御することにより、上記の制御を自動的に行うことが可能である。チャンバー２の内壁面には、複数の箇所に温度センサー２４が設けられる。温度センサー２４は、制御装置２０に接続される。制御装置２０は、温度センサー２４によって計測されたチャンバー２の内壁面の温度に応答してマスフローコントローラ１９ａ、１９ｂを制御する。
【００５８】
より詳細には、制御装置２０は、以下のようにして酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を制御する。クリーニングが開始された直後では、制御装置２０は、マスフローコントローラ１９ａ、１９ｂを制御して、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、比較的に高いＲ１になるように調整する。温度センサー２４によって計測されたチャンバー２の内壁面の温度が、所定の温度よりも高くなると、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、Ｒ１よりも小さいＲ２に切り替える。付着物のシリコンとフッ素ラジカルとの反応は発熱反応であるから、クリーニングが進行して付着物の除去が部分的に完了すると、付着物の除去が完了した部分では、内壁面の温度が低下し始める。温度センサー２４のうち、所定数の温度センサー２４が内壁面の温度の低下の開始を検知すると、制御装置２０は、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、Ｒ２よりも大きいＲ３に切り替える。これにより、上記の制御を自動的に行うことができる。
【００５９】
図８に示されているように、チャンバー２の内壁面の温度の代わりに、チャンバー２から排気される排気ガスの温度に応答して酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御することが可能である。排気ガスの温度はチャンバー２の平均的な温度を示しているから、排気ガスの温度は、チャンバー２の内壁面の温度の代わりに使用可能である。この場合、図８に示されているように、チャンバー２の内壁面に温度センサー２４が設けられる代わりに、排気ガスの温度を計測する排気ガス温度センサー２５が排気配管２１に設けられる。温度センサー２５は制御装置２０に接続される。
【００６０】
図８のＣＶＤ装置１は、下記のようにして酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御する。クリーニングが開始された直後では、制御装置２０は、マスフローコントローラ１９ａ、１９ｂを制御して、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、比較的に高いＲ１になるように調整する。温度センサー２５によって計測された排気ガスの温度が、所定の温度よりも高くなると、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、Ｒ１よりも小さいＲ２に切り替える。続いて、温度センサー２５によって排気ガスの温度低下の開始を検知すると、制御装置２０は、酸素ガスの三フッ化窒素ガスに対する比率を、Ｒ２よりも大きいＲ３に切り替える。これにより、上記の制御を自動的に行うことができる。
【００６１】
排気ガスの温度に応答した酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量の制御は、チャンバー２の内壁面の温度に応答した制御と比較して、ノイズによる外乱を受けにくいため好適である。チャンバー２の内壁面に設けられる温度センサー２４は、プラズマの発生に伴って生じるノイズを拾いやすい。一方、排気配管２１に設けられる温度センサー２５は、プラズマに曝されないため、ノイズを拾いにくい。従って、排気ガスの温度を計測する温度センサー２５を用いた酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量の制御は、ノイズによる影響を受けにくい。
【００６２】
図９に示されているように、排気ガスの温度の代わりに、排気ガスに含まれるアンモニア（ＮＨ３）の濃度に応答して酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御することが可能である。この場合、排気ガスのアンモニア濃度を計測する温度センサー２６が排気配管２１に設けられる。温度センサー２６は、制御装置２０に接続される。制御装置２０は、アンモニア濃度に応答して酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御する。
【００６３】
排気ガスのアンモニア濃度に応答して酸素ガスと三フッ化窒素ガスの流量を制御することにより、付着物の除去の速度が不必要に低下することを防ぎつつ、ケイフッ化アンモニウムの発生を有効に抑制することができる。排気ガスのアンモニア濃度は、ケイフッ化アンモニウムの発生のしやすさを示している。排気ガスのアンモニア濃度が高いことは、チャンバー２の内部が、ケイフッ化アンモニウムが発生しやすい状態にあることを示している。そこで、排気ガスのアンモニア濃度が規定値より高い場合には、制御装置２０は、酸素ガスをチャンバー２の内部に導入することにより、ケイフッ化アンモニウムの発生を抑制する。排気ガスのアンモニア濃度が規定値より低い場合には、制御装置２０は、チャンバー２への酸素ガスの供給を停止して、付着物を除去する速度を増加させる。
【００６４】
酸素ガスは、チャンバー２に導入される代わりに、排気配管２１に導入されることが好適であり（図１０参照）、真空ポンプ２２に導入されることが好適である（図１１参照）。ケイフッ化アンモニウムの堆積は、真空ポンプ２２の内部で発生することが最も重大である。真空ポンプ２２の内部にケイフッ化アンモニウムが堆積すると、真空ポンプ２２が閉塞する可能性がある。更に、チャンバー２に酸素ガスを導入することは、酸素ガスが不所望にチャンバー２の内部に残存し、チャンバー２で成膜されるシリコン膜の膜質に影響を及ぼす可能性が否定できない。排気配管２１又は真空ポンプ２２に酸素ガスが導入されることにより、これらの問題を回避することができる。
【００６５】
より具体的には、図１０に示されているように、チャンバー２と真空ポンプ２２との間に介設される排気配管２１に酸素ガス配管２７が接続され、酸素ガス配管２７を介して酸素ガスが導入されることが好適である。酸素ガス配管２７には、導入バルブ２８が挿入される。導入バルブ２８は、制御装置２０による制御の下、クリーニングが行われるときに開かれる。
【００６６】
同様に、図１１に示されているように、真空ポンプ２２に酸素ガス配管２９が接続され、酸素ガス配管２９を介して酸素ガスが真空ポンプ２２に導入されることが好適である。酸素ガス配管２９には、導入バルブ３０が挿入される。導入バルブ３０は、制御装置２０による制御の下、クリーニングが行われるときに開かれる。
【００６７】
本発明によるクリーニング方法は、上記の実施の形態に限定されると解釈されてはならない。特に、図６乃至図１１に示された構成において、酸素ガスの代わりに、水素化シリコンガスと反応しない酸素化合物のガス（例えば、ＮＯ、ＮＯ２のような酸化窒素ガス、及びＣＯ、ＣＯ２のような酸化炭素ガス）が使用され得ることに留意されるべきである。
【００６８】
更に、本発明によるクリーニング方法は、アモルファスシリコン膜及び多結晶シリコン膜以外の、水素原子を多く含むシリコン化合物の膜が成膜されたチャンバーのクリーニングに適用され得ることに留意されるべきである。例えば、窒化シリコン膜は、一般に、水素原子を多く含む。従って、本発明によるクリーニング方法は、窒化シリコン膜が成膜されるチャンバーのクリーニングに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、本発明によるクリーニング方法の実施の一形態が適用されるＣＶＤ装置を示す。
【図２】図２は、本実施の一形態において、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとを別々にチャンバーに導入するためのＣＶＤ装置の構成を示す。
【図３】図３は、本実施の形態において、酸素ガスと、三フッ化窒素ガスと酸素ガスとが混合されたクリーニングガスとを別々にチャンバーに導入するためのＣＶＤ装置の構成を示す。
【図４】図４は、本実施の形態において、酸素ガスと、三フッ化窒素ガスと酸素化合物ガスとが混合されたクリーニングガスとを別々にチャンバーに導入するためのＣＶＤ装置の構成を示す。
【図５】図５は、本実施の形態において、オゾンをチャンバーに導入するためのＣＶＤ装置の構成を示す。
【図６】図６は、本実施の形態において、アルゴンガスをチャンバーに導入するためのＣＶＤ装置の構成を示す。
【図７】図７は、本実施の形態において、チャンバーの内壁面の温度に応答して三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの流量を制御するＣＶＤ装置の構成を示す。
【図８】図８は、本実施の形態において、チャンバーから排出される排出ガスの温度に応答して三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの流量を制御するＣＶＤ装置の構成を示す。
【図９】図９は、本実施の形態において、チャンバーから排出される排出ガスのアンモニア濃度に応答して三フッ化窒素ガスと酸素ガスとの流量を制御するＣＶＤ装置の構成を示す。
【図１０】図１０は、本実施の形態において、チャンバーに接続された排気配管に酸素ガスを導入するＣＶＤ装置の構成を示す。
【図１１】図１１は、本実施の形態において、チャンバーに接続された真空ポンプに酸素ガスを導入するＣＶＤ装置の構成を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１：ＣＶＤ装置
２：チャンバー
３：基板ホルダー
４：ヒーター
５：ヒーターカバー
６：ラダー電極
７：マッチングボックス
８：高周波電源
９：電極カバー
１０：反応ガス導入管
１１：シランガス配管
１２：水素ガス配管
１７：クリーニングガス配管
１７ａ：三フッ化窒素ガス配管
１７ｂ：酸素ガス配管
１３、１５、１８、１８ａ、１８ｂ：導入バルブ
１４、１６、１９、１９ａ、１９ｂ：マスフローコントローラ
２０：制御装置
２１：排気配管
２２：真空ポンプ
２３：オゾン発生器
２４、２５：温度センサー
２６：アンモニア濃度センサー
２７、２９：酸素ガス配管
２８、３０：導入バルブ
【図１】
2005085956.tif 000003
【図２】
2005085956.tif 000004
【図３】
2005085956.tif 000005
【図４】
2005085956.tif 000006
【図５】
2005085956.tif 000007
【図６】
2005085956.tif 000008
【図７】
2005085956.tif 000009
【図８】
2005085956.tif 000010
【図９】
2005085956.tif 000011
【図１０】
2005085956.tif 000012
【図１１】
2005085956.tif 000013