JP2002164335A - 半導体製造装置の洗浄方法及び半導体製造装置 - Google Patents

半導体製造装置の洗浄方法及び半導体製造装置

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JP2002164335A
JP2002164335A JP2000359045A JP2000359045A JP2002164335A JP 2002164335 A JP2002164335 A JP 2002164335A JP 2000359045 A JP2000359045 A JP 2000359045A JP 2000359045 A JP2000359045 A JP 2000359045A JP 2002164335 A JP2002164335 A JP 2002164335A
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英昭 河合
Toku Tokumasu
徳 徳増
Takayoshi Azumi
孝芳 安住
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物を半
導体製造装置から取り外す必要が無く、従来よりも廃棄
物の量が低減され、且つ用いる水の量を少なくすること
ができる半導体製造装置の洗浄方法、及び半導体製造装
置を提供すること。 【解決手段】 シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物
（サセプタ２６、保護板２５）を加熱された状態でＨＦ
ガスと水蒸気とを含む洗浄ガスに曝し、このシリコン酸
化物を除去する半導体製造装置の洗浄方法による。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
洗浄方法及び半導体製造装置に関し、より詳細には、シ
リコン酸化物が付着した被洗浄対象物を洗浄するのに有
用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置には様々な膜が用
いられるが、特にＳｉＯ2 膜等のシリコン酸化膜に着目
すると、それを成膜するには通常ＣＶＤ法（化学的気相
成長法）が用いられる。ＣＶＤ法では、成膜する膜の種
類によって異なるが、成膜ガスを酸化、或いはプラズマ
化することによりウエハ上に膜を成膜する。
【０００３】膜を成膜する際、ウエハはチャンバ（反応
室）内に置かれ、該チャンバ内に成膜ガスが導入され
る。この時、ウエハ表面だけでなく、チャンバの壁やチ
ャンバ内に設けられた様々な部材も上記成膜ガスに曝さ
れるので、これらの部材にもＳｉＯ2 膜等の膜が形成さ
れてしまう。初期の段階では、このように膜が形成され
ても膜の膜厚が薄いので特に問題は生じない。しかし、
成膜を繰り返すうちに膜が積層されて膜厚が厚くなる
と、上記部材が所定の機能を果たさなり、ＣＶＤ装置の
信頼性が低下してしまう。そのため、ＣＶＤ装置では、
定期的に保守作業を行い、上のような余計な膜を洗浄し
て除去するのが普通である。
【０００４】次に、この従来例に係るＣＶＤ装置の洗浄
方法について簡単に説明する。洗浄の対象となる膜は、
ＳｉＯ2 膜、ＢＰＳＧ膜である。 ステップＰ１：これらの膜が付いたサセプタ（ウエハ保
持具）等の部材（被洗浄対象物）をチャンバから取り出
す。 ステップＰ２：取り出した部材をＨＦ水溶液に浸し、膜
を除去する。典型的なＨＦの濃度は、ＨＦ：Ｈ2 Ｏ＝
１：１０である。
【０００５】ステップＰ３：部材をＨＦ水溶液から引き
上げ、大量の水で水洗する。 ステップＰ４：部材を十分に乾燥させる。 ステップＰ５：部材を再びチャンバ内に取り付ける。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たステップには次のような問題が生じる。 ステップＰ１及びＰ５ 部材をチャンバから取り出すには、一般に多数のネジ類
を緩めなければならず、メンテナンス時間が長くなる。
部材をチャンバ内に取り付ける際も同様である。しか
し、このようにメンテナンス時間が長いと、ＣＶＤ装置
の稼働時間が短くなるので、ＬＳＩ等の半導体装置の生
産性が落ちてしまう。
【０００７】・ステップＰ２ 溶液中のＨＦ濃度が高いと、ＨＦ溶液を廃液処理する際
に出る廃棄物の量が多くなり、該廃棄物により人間が住
む環境が汚染される危険性が生じる。従って、この廃棄
物の量はできるだけ少ないのが好ましい。 ・ステップＰ３ 部材に残存しているＨＦを洗い流すには多量の水が必要
である。水資源の保護、及び水のコストの削減といった
観点からすると、用いる水の量は少ないのが好ましい。
【０００８】本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作
されたものであり、シリコン酸化物が付着した被洗浄対
象物を半導体製造装置から取り外す必要が無く、従来よ
りも廃棄物の量が低減され、且つ用いる水の量を少なく
することができる半導体製造装置の洗浄方法、及び半導
体製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物を
加熱された状態でＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスに
曝し、前記シリコン酸化物を除去する半導体製造装置の
洗浄方法によって解決する。又は、第２の発明である、
記シリコン酸化物は、ＳｉＯ2 、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、Ｆ
ＳＧのいずれかであることを特徴とする第１の発明に記
載の半導体製造装置の洗浄方法によって解決する。
【００１０】又は、第３の発明である、成膜ガス放出手
段と、洗浄ガス放出手段と、前記成膜ガス放出手段と前
記洗浄ガス放出手段との間を移動するウエハ保持手段と
を備え、ウエハに成膜を行うときに、前記ウエハ保持手
段が、前記成膜ガス放出手段から放出される成膜ガスに
前記ウエハが曝される位置に移動し、前記ウエハ保持手
段を洗浄するときに、該ウエハ保持手段が、前記洗浄ガ
ス放出手段から放出される洗浄ガスに曝される位置に前
記ウエハを保持しない状態で移動する半導体製造装置に
よって解決する。
【００１１】又は、第４の発明である、前記洗浄ガス放
出手段に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記洗浄
ガス放出手段にＨＦガスを供給するＨＦガス供給手段と
を更に備えたことを特徴とする第３の発明に記載の半導
体製造装置によって解決する。又は、第５の発明であ
る、前記ウエハ保持手段を加熱する手段を更に備えたこ
とを特徴とする第４の発明に記載の半導体製造装置によ
って解決する。
【００１２】又は、第６の発明である、前記水蒸気供給
手段は、水をバブリングして水蒸気を生成する手段を有
することを特徴とする第４の発明に記載の半導体製造装
置によって解決する。次に、本発明の作用について説明
する。本発明に係る半導体装置の洗浄方法によれば、シ
リコン酸化物が付着した被洗浄対象物を加熱された状態
でＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスに曝し、このシリ
コン酸化物を除去する。この場合、シリコン酸化物は次
の反応により除去される。
【００１３】
【化１】 上式右辺のＳｉＦ4 の沸点が−９５℃であり、また被洗
浄対象物が加熱されているので、洗浄後にこのＳｉＦ4
が被洗浄対象物に残存することがない。同様に、右辺の
Ｈ2 Ｏについても、被洗浄対象物が加熱されていること
から、洗浄後に該被洗浄対象物に残存することがない。
そして、未反応のＨＦが洗浄ガス中に存在したとして
も、ＨＦの沸点が２０℃（大気圧）であり、被洗浄対象
物が加熱されているので、このＨＦも被洗浄対象物に残
存することが無い。これにより、本方法では、洗浄後に
被洗浄対象物を水洗して洗浄液や副生成物を洗い流す必
要が無い。
【００１４】更に、この洗浄ガスには水蒸気が添加され
ているため、該洗浄ガス中にＨＦ2-が生成され、洗浄ガ
スが活性化される。そして、このＨＦ2-により、被洗浄
対象物の洗浄が促進される。更にまた、洗浄後の洗浄ガ
スには、液体成分が殆ど含まれない。これは、洗浄ガス
に添加される水蒸気が微量であり、また、洗浄後の洗浄
ガスに含まれるＨＦとＳｉＦ4 がいずれも室温（２０
℃）で気体であるからである。従って、洗浄後の洗浄ガ
スは、吸着方式の排ガス処理装置で処理することができ
る。一般に、吸着方式の排ガス処理装置から排出される
廃棄物の量は、ＨＦ水溶液を廃液処理する際に排出され
る廃棄物の量と比較して格段に少ない。このため、本発
明では、廃棄物の量が従来よりも低減され、人間が住む
環境が廃棄物により汚染されてしまう危険性が低減され
る。
【００１５】一方、本発明に係る半導体製造装置によれ
ば、成膜ガス放出手段、洗浄ガス放出手段、及びウエハ
保持手段を備えている。このうち、ウエハ保持手段は、
ウエハに成膜を行う場合、成膜ガス放出手段から放出さ
れる成膜ガスにウエハが曝される位置に移動する。そし
て、ウエハ保持手段を洗浄する場合は、このウエハ保持
手段が、洗浄ガス放出手段から放出される洗浄ガスに曝
される位置にウエハを保持しない状態で移動する。これ
によると、ウエハ保持手段を洗浄する場合、従来のよう
に該ウエハ保持手段を装置から取り外す必要が無いの
で、装置のメンテナンス時間が短縮される。
【００１６】更に、本発明の他の発明に係る半導体製造
装置によれば、上記洗浄ガス放出手段に水蒸気を供給す
る水蒸気供給手段と、上記洗浄ガス放出手段にＨＦガス
を供給するＨＦ供給手段とを更に備えている。これらの
手段により、ＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスが上記
洗浄ガス放出手段から放出され、この洗浄ガスによりウ
エハ保持手段が洗浄されることになる。
【００１７】この場合、このウエハ保持手段を加熱する
手段を備えると、該ウエハ保持手段が加熱された状態
で、ＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスで該ウエハ保持
手段を洗浄することができる。このようにすると、上で
説明したように、洗浄後に被洗浄対象物であるウエハ保
持手段を水洗する必要が無い。
【００１８】
【発明の実施の形態】（１）本発明の実施の形態に係る
ＣＶＤ装置（半導体製造装置）についての説明 まず最初に、本実施形態に係るＣＶＤ装置（半導体製造
装置）について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】図１に示されるＣＶＤ装置１は、ベース２
を備えており、該ベース２上にはガイドレール３、３が
立設されている。このガイドレール３、３上には、ガイ
ドレール３、３の長手方向に摺動可能となるように、キ
ャリア５が載置されている。図示の如く、キャリア５は
ヒータユニット４を保持しているが、このヒータユニッ
ト４は、ウエハをフェイスダウンの状態で保持する保持
手段を有している（これについては後で詳述する）。そ
して、キャリア５は、その側部に矩折１３を介してスラ
イダ１２が固定されている。また、１１は、表面に雄ネ
ジが切られた駆動軸である。
【００２０】上記したスライダ１２は、特に明示はしな
いが、雌ネジが切られており、駆動軸１１の雄ネジがこ
の雌ネジに螺入されている。図中、９はモータであり、
１０は該モータ９の動力を駆動軸１１に伝えるためのベ
ルトである。駆動軸１１は、このベルト１０により回転
駆動させられ、それによりスライダ１２がガイドレール
３の長手方向に水平運動させられる。そして、スライダ
１２のこの動きにより、キャリア５とヒータユニット４
とが一体となって、ガイドレール３、３の長手方向に水
平運動する。
【００２１】また、６は、後で詳述する成膜ユニット
（成膜ガス放出手段）であり、それはベース２上に固定
されている。成膜ガスは、成膜ガス供給管７から成膜ユ
ニット６に供給され、成膜ガス排気管８から排気され
る。図１に示される配置では、ヒータユニット４がこの
成膜ユニット６を覆う位置にあり、この状態でヒータユ
ニット４に保持されたウエハに成膜が行われる。
【００２２】一方、１４は、ヒータユニット４を洗浄す
るための洗浄ガスを放出する洗浄ユニット（洗浄ガス放
出手段）である。ヒータユニット４を洗浄する場合は、
該ヒータユニット４とキャリア５とが一体となって同図
の点線で示される位置まで移動する。洗浄ガスは、洗浄
ガス供給管１６から洗浄ユニット１４に供給され、洗浄
ガス排気管１５から排気される。
【００２３】次に、上記したＣＶＤ装置の各部の詳細に
ついて説明する。 成膜ユニット６ 図２は、成膜ユニット６の斜視図である。同図におい
て、１７は外周容器であり、その中にはガス分散具２１
が収容されている。このガス分散具２１は、複数のノズ
ル板１８、１８、・・・と、それらを押さえる押さえ板
２０とから成る。
【００２４】この成膜ユニット６の断面を図３に示す。
成膜ガス供給管７（図２参照）は、図示しないマニホル
ドを経て、図３に示される複数の分岐配管１９、１９、
・・・に分岐される。この分岐配管１９、１９、・・・
は、ガス分散具２１に連通しているので、分岐配管１
９、１９、・・・を通った成膜ガスはガス分散具２１に
供給されることになる。そして、供給された成膜ガス
は、ノズル板１８、１８、・・・の各々の間を通り、成
膜ユニット６から鉛直上向きに放出される。
【００２５】図３には明示しないが、放出された成膜ガ
スはウエハに当たりその進路を変え、外周容器１７と押
さえ板２０との間の空間に流れ込む。この空間は排気管
８に連通しており、該排気管８は排気ポンプ（図示せ
ず）に接続されて排気されているので、成膜ガスは排気
管８を通って排気されることになる。 ヒータユニット４ 図４は、ヒータユニット４の斜視図である。図４におい
て、２３は上部プレートであり、２２は側部プレートで
ある。そして、２４は枠体である。
【００２６】このヒータユニット４の切り欠き斜視図を
図５に示す。図５に示されるように、上記した枠体２４
は、石英から成る保護板２５を保持している。後述する
ように、この保護板２５は、ヒータユニット４の内部に
成膜ガスが侵入するのを防ぐように機能する。そして、
保護板２５には円形の開口部２５ａが開口され、該開口
部２５ａには炭化シリコン（ＳｉＣ）から成るサセプタ
２６（ウエハ保持手段）が収められている。サセプタ２
６はウエハ（図示せず）を真空チャックにより保持する
ものであり、その表面には真空チャック用の凹部２６ａ
と、該凹部２６ａと連通する開口部２６ｂとが設けられ
ている。
【００２７】図中、２７は、このサセプタ２６を介して
ウエハを加熱するためのヒータである。このヒータ２７
には、上記の開口部２６ｂと連通する開口部２７ａが開
口され、更に該開口部２７ａには吸引管２８が取り付け
られている。吸引管２８はポンプ（図示せず）と接続さ
れ、該ポンプにより吸引管２８を吸引することにより、
ウエハ（図示せず）がフェイスダウンの状態でサセプタ
２６に保持される。
【００２８】ヒータ２７には図示しない電熱線が埋め込
まれ、該電熱線を通電することによりヒータ２７が加熱
される。そして、この電熱線に通電される電流の大きさ
を調節することにより、ウエハ温度が任意に調節され
る。また、図示の如く、保護板２５もこのヒータ２７と
接しているので、保護板２５もウエハとほぼ同じ温度に
加熱される。なお、同図において、２９は、電熱線に電
流を供給するためのリード（図示せず）が通されるパイ
プであり、３０は、ヒータ２７の熱がヒータユニット４
の外部に漏れないようにするための断熱材である。
【００２９】洗浄ユニット１４ 図６は、洗浄ユニット１４の斜視図である。同図におい
て、３１はガス室、３２はその内部に収められた仕切り
板、そして３３は仕切り板３２に支持されたガス分散板
であり、これらはいずれもカーボンから成る。また、３
５は固定ベースであり、それは固定棒３７、３７、・・
・によりベース２に固定されている。固定ベース３５に
は後述するモータ３６が取り付けられているが、このモ
ータ３６は駆動ベース３４を昇降駆動させるためのもの
である。ガス室３１は、ばね３８、３８、・・・により
駆動ベース３４に連結されており、該駆動ベース３４と
共に昇降運動をする。
【００３０】図７は、この洗浄ユニット１４の上面図で
ある。これに示されるように、ガス分散板３３には複数
の孔３３ａ、３３ａ、・・・が開口されている。次に、
この洗浄ユニット１４の断面を図８に示す。上記したモ
ータ３６は、固定ネジ３９、３９、・・・により固定ベ
ース３５に固定され、ボールネジ４２の雌ネジ４１を回
転駆動する。雌ネジ４１がこのように回転すると、それ
に螺入されている雄ネジ４０が昇降駆動されるので、こ
の雄ネジ４０が固定されている駆動ベース３４も昇降駆
動させられる。そして、駆動ベース３４の昇降運動に合
わせ、それに連結されているガス室３１も昇降運動す
る。
【００３１】同図に示されるように、洗浄ガス供給管１
６及び洗浄ガス排気管１５は、いずれもガス室３１に固
定されている。そして、ベース２、固定ベース３５、及
び駆動ベース３４の各々には、これら洗浄ガス供給管１
６及び洗浄ガス排気管１５が通される開口部２ａ、３５
ａ、及び３４ａが開口されているが、これらの開口部と
洗浄ガス供給管１６及び洗浄ガス排気管１５との間には
隙間があり、ガス室３１の昇降運動を妨げないようにな
っている。なお、この洗浄ガス供給管１６及び洗浄ガス
排気管１５は、いずれもカーボンより成るものである。
【００３２】図９は、洗浄ガスを供給する配管系の経路
図である。同図において、記号◇で表されるものは全て
開閉バルブを示し、記号○で示されるものは全てレギュ
レータを示す。また、記号△で示されるものは、ガスの
逆流を防ぐためのチェック弁である。そして、５０、５
７、及び５８は、いずれもＭＦＣ（マスフローコントロ
ーラ）である。
【００３３】この配管系は、大別すると、水蒸気供給系
（水蒸気供給手段）、Ｎ2 （キャリアガス）供給系、及
びＨＦガス供給系（ＨＦガス供給手段）で構成される。
このうち、水蒸気供給系は、Ｎ2 ボンベ４４を起点とし
てＭＦＣ５８を経由し、洗浄ユニット６に至る系であ
り、洗浄ユニット６に水蒸気を供給する系である。そし
て、Ｎ2 供給系は、Ｎ2 ボンベ４４を起点としてＭＦＣ
５７を経由し、洗浄ユニット６に至る系であり、洗浄ユ
ニット６にＮ2 を供給する系である。また、ＨＦガス供
給系は、ＨＦボンベ４３を起点としてＭＦＣ５０を経由
し、洗浄ユニット６に至る系であり、洗浄ユニット６に
ＨＦガスを供給する系である。これらの詳細については
後述する。
【００３４】（２）上記のＣＶＤ装置を用いた成膜方法
についての説明 次に、上で説明したＣＶＤ装置１を用いて成膜を行う方
法について説明する。既に説明したように、成膜を行う
場合は、キャリア５及びヒータユニット４は、図１の実
線で示される位置にある。この位置における成膜ユニッ
ト６とヒータユニット４との断面を図１０に示す。同図
に示されるように、シリコンウエハＷは、真空チャック
によりその裏面がサセプタ２６に保持されている。
【００３５】また、上で説明したように、成膜ガスは分
岐配管１９、１９、・・・を通って成膜ユニット６に供
給されるが、この成膜ガスの例としてはＴＥＯＳ（Tetr
aethoxysilane ）、Ｎ2 、Ｏ2 、及びＯ3 から成るガス
がある。このうち、Ｎ2 はＴＥＯＳのキャリアガスであ
る。この成膜ガスを用いた場合の成膜条件を次に示す。
【００３６】 ・シリコンウエハＷの温度・・・４１５（℃） ・Ｏ2 流量・・・７．５（ｓｌｍ） ・Ｎ2 流量・・・１８．０（ｓｌｍ） ・ＴＥＯＳ／Ｎ2 流量・・・１．５（ｓｌｍ） ・Ｏ3 濃度・・・１３０（ｇ／Ｎｍ3 ） この条件により、シリコンウエハＷの表面にＳｉＯ2 膜
が形成される。
【００３７】なお、本実施形態においては、ＴＥＯＳは
Ｎ2 のバブリングにより分岐配管１９、１９、・・・に
供給される。上の条件における「ＴＥＯＳ／Ｎ2 流量」
は、このバブリングの際のＮ2 の流量を表すものであ
る。また、単位「ｇ／Ｎｍ3 」における「Ｎ」は、「Ｎ
ｏｒｍａｌ（標準状態）」の略であり、「ｇ／Ｎｍ3 」
は標準状態（０℃、１気圧）における密度を表す。
【００３８】この成膜ガスは、シリコンウエハＷに当た
った後、排気管８を通って排気される。図示のように、
ヒータユニット４と成膜ユニット６との間には隙間があ
るが、ガス分散具２１内の圧力と排気圧（排気管８内の
圧力）との差圧を十分大きくすることにより、成膜ガス
が装置の外に漏れるのを防ぐことができる。具体的に
は、本実施形態では、上記差圧を２ｍｍＨ2 Ｏ〜１０ｍ
ｍＨ2 Ｏとすることにより、成膜ガスの漏れを防ぐこと
ができる。このようにヒータユニット４と成膜ユニット
６との間に隙間があるため、成膜ガスの圧力は大気圧と
略一致するので、上記のプロセスはいわゆる常圧ＣＶＤ
法である。
【００３９】また、図１０より分かるように、シリコン
ウエハＷだけでなく、サセプタ２６の一部や保護板２５
も成膜ガスに曝されるので、これらサセプタ２６及び保
護板２５にもＳｉＯ2 膜が形成される。このＳｉＯ2 膜
を除去せずに放って置くと、サセプタ２６及び保護板２
５が所定の機能を果たさなくなるので、このＳｉＯ2は
定期的に除去する必要がある。これを行うには、次に説
明するような洗浄方法を行えば良い。
【００４０】（３）上記ＣＶＤ装置の洗浄方法について
の説明 次に、ＣＶＤ装置１の洗浄方法について、図１１乃至図
１５を参照しながら説明する。図１１は、本実施形態に
係るＣＶＤ装置の洗浄方法について説明するための斜視
図である。そして、図１２乃至図１５は、本実施形態に
係るＣＶＤ装置の洗浄方法について説明するための断面
図である。本実施形態では、ＳｉＯ2 膜が付着したサセ
プタ２６及び保護板２５が被洗浄対象物となる。
【００４１】ステップＳ１ まず最初に、図１１に示すように、モータ９を回転駆動
することにより、キャリア５とヒータユニット４とを移
動させ、洗浄ユニット１４をヒータユニット４で覆う。
このときのヒータユニット４と洗浄ユニット１４との断
面を図１２に示す。同図に示されるように、ヒータユニ
ット４と洗浄ユニット１４とは離間しており、ガス室３
１とヒータユニット４との間には隙間が生じている。ガ
ス室３１のこの位置を以下では待機位置と称す。なお、
サセプタ２６及び保護板２５を洗浄する場合、サセプタ
２６はウエハを保持していない。
【００４２】ステップＳ２ 次いで、図１３に示すように、モータ３６を回転駆動
し、駆動ベース３４を鉛直上方に向かって上昇させる。
これにより、ばね３８、３８、・・・を介して駆動ベー
ス３４と連結しているガス室３１も上方に上昇し、やが
てヒータユニット４と当接するようになる。このとき、
ばね３８、３８、・・・により、ガス室３１がヒータユ
ニット４に当接する際に生じる衝撃を吸収することがで
きる。そして、このステップにより、ガス室３１の上方
の空間がヒータユニット４により密閉される。
【００４３】ステップＳ３ 次に、図１４に示すように、密閉されたガス室３１内
に、洗浄ガス供給管１６を介して洗浄ガスを供給する。
供給された洗浄ガスは、ガス分散板３３の孔３３ａ、３
３ａ、・・・を通り、保持具２５やサセプタ２６に噴射
される。その後、噴射された洗浄ガスは、仕切り板３２
とガス室３１との間を通り、排気管１５から排気され
る。
【００４４】本実施形態では、洗浄ガスとして、ＨＦガ
ス、水蒸気、及びＮ2 の混合ガスが用いられる。既に説
明したように、ガス室３１、仕切り板３２、ガス分散板
３３、洗浄ガス供給管１６、及び洗浄ガス排気管１５
は、いずれもカーボンから成るので、ＨＦガスを含む洗
浄ガスを用いても、それらがＨＦにより腐食されること
は無い。
【００４５】次に、この洗浄ガスをガス室３１内に供給
する方法について、再び図９を参照して説明する。洗浄
ガスを供給する場合、図示しないヒータでＨＦボンベ４
３を予め４０〜６０℃程度に加温しておく。また、同図
において、６１は、容器内がＨ2 Ｏで満たされたＨ2 Ｏ
バブラーである。このＨ2 Ｏバブラー６１についても、
図示しないヒータで４０〜６０℃程度に加温しておく。
【００４６】そして、この場合の開閉バルブの開閉状態
は次の通りである。 「開」のバルブ・・・バルブ４５、４８、５１、５５、
５６、５９、６０ 「閉」のバルブ・・・バルブ４７ 開閉バルブをこのようにしておくと、ＨＦガスが図９の
黒矢印で示される経路を通り、ガス室３１に供給され
る。また、水蒸気が同図の白矢印で示される経路を通っ
てガス室３１に供給され、Ｎ2 が同図の破線黒矢印で示
される経路を通ってガス室３１に供給される。なお、バ
ルブ４７は、ＨＦガス供給系の配管をＮ2でパージする
際に用いるバルブである。
【００４７】これより分かるように、水蒸気は、Ｈ2 Ｏ
バブラー６１内のＨ2 ＯをＮ2 でバブリングすることに
よりガス室３１に供給される。以下では、Ｈ2 Ｏをバブ
リングするためのＮ2 、すなわち開閉バルブ５５を経由
するＮ2 のことを、Ｎ2 （バブラー）と言う。そして、
上記水蒸気の流量は、このＮ2 （バブラー）の流量をＭ
ＦＣ５８で制御することにより、任意に制御することが
できる。なお、単に洗浄ガスに添加する目的で用いられ
るＮ2 、すなわち開閉バルブ５６を経由するＮ 2 のこと
を、以下ではＮ2 （キャリアガス）と言う。このＮ
2 （キャリアガス）、及び上記ＨＦガスについても、そ
れぞれＭＦＣ５７及びＭＦＣ５０により、その流量を任
意に調節することができる。
【００４８】一方、同図において、６３及び６４はいず
れも配管に巻きつけられたヒータを示す。これらのヒー
タ６３、６４は、配管を通る水蒸気やＨＦが冷却されて
液化してしまうのを防ぐように機能する。これらのヒー
タ６３、６４により、ガス室３１に気体の状態でＨＦと
水蒸気とを供給することができる。また、５３は、ＨＦ
ガスとＮ2 （キャリアガス）との混合ガスを濾過するた
めのフィルタである。
【００４９】この洗浄ガスを用いた洗浄条件は、次の通
りである。 ・保護板２５及びサセプタ２６の温度・・・２００〜５
５０（℃） ・ＨＦガスの流量・・・１〜１０（ｌｉｔｔｅｒ／ｍｉ
ｎ） ・Ｎ2 （バブラー）の流量・・・０．３〜５．０（ｌｉ
ｔｔｅｒ／ｍｉｎ） ・Ｎ2 （キャリアガス）の流量・・・１〜１０（ｌｉｔ
ｔｅｒ／ｍｉｎ） このうち、保護板２５及びサセプタ２６（図１４参照）
の温度については、ヒータ２７により任意に制御可能で
ある。この条件によると、以下の反応により、サセプタ
２６及び保護板２５に形成されたＳｉＯ2 膜が除去され
る。
【００５０】
【化２】 上式において、右辺のＨ 2Ｏは、サセプタ２６及び保護
板２５が加熱されているため、該サセプタ２６及び保護
板２５には残存しない。また、ＳｉＦ4 の沸点が−９５
℃であるため、右辺のＳｉＦ4 もサセプタ２６及び保護
板２５には残存しない。更に、未反応のＨＦが洗浄ガス
中に存在したとしても、サセプタ２６及び保護板２５が
ＨＦの沸点（大気圧で２０℃）よりも十分高い温度に加
熱されているので、ＨＦもサセプタ２６及び保護板２５
に残存することが無い。これにより、本実施形態では、
洗浄後に従来のようにサセプタ２６及び保護板２５を水
で洗浄する必要は無い。
【００５１】また、本願発明者は、上のように洗浄ガス
に水蒸気を添加することにより、該洗浄ガス中にＨＦ2-
が生成され、上式（化２）の反応が促進されることを見
出した。更に本願発明者は、この水蒸気の添加量が多す
ぎると、上式（化２）の反応が左向きに進行し、ＳｉＯ
2 が再生成されてしまうことを見出した。従って、洗浄
ガス中の水蒸気量は、上式（化２）の反応が促進される
程度に高く、且つ上式（化２）の反応が左向きにならな
い程度に低いのが好ましい。
【００５２】ところで、上記反応を経た洗浄ガスは、排
ガスとして排気管１５から排出されるが、この排ガス中
には液体成分が殆ど含まれない。この理由は、洗浄ガス
に添加される水蒸気が微量であり、また、排ガス中のＨ
ＦとＳｉＦ4 がいずれも室温（２０℃）で気体（ＨＦの
沸点は大気圧で２０℃）だからである。従って、液体成
分を殆ど含まない排ガスは、図９に示される吸着方式の
排ガス処理装置６５（以下、単に排ガス処理装置と称
す）で処理することができる。この吸着方式の排ガス処
理装置６５は、その内部に備えられたアルカリ性の吸着
物質中に、排ガス中のＳｉＦ4 やＨＦ等の有害物質を吸
着させ、排ガスを無害化するものである。そして、この
吸着物質は、気体中の有害成分を除去するものであり、
液体中の有害成分を除去することができないので、従来
のようにＨＦ水溶液を用いたのでは、この排ガス処理装
置６５を用いることができない。
【００５３】一般に、吸着方式の排ガス処理装置６５か
ら排出される廃棄物の量は、ＨＦ水溶液を廃液処理する
際に排出される廃棄物の量と比較して格段に少ない。こ
のため、本実施形態では、廃棄物の量を従来よりも減ら
すことができるので、廃棄物により人間が住む環境が汚
染されてしまう危険性を低減することができる。 ステップＳ４ 上のようにして洗浄した後は、洗浄ガスの供給を止め
る。その後、図１５に示すように、モータ３６を回転駆
動することにより、ガス室３１を再び待機位置まで下げ
る。以上により、サセプタ２６及び保護板２５の洗浄が
終了した。既に説明したように、このサセプタ２６及び
保護板２５には、洗浄ガスや洗浄の際の副生成物等が残
存していないので、従来のようにこれらを水で洗浄する
必要が無い。従って、ステップＳ４の後は、図１１に示
される位置にあるヒータユニット４とキャリア５とを図
１に示される位置に再び戻すことにより、そのまま成膜
を行うことができる。
【００５４】このように、ＣＶＤ装置１によれば、ウエ
ハに成膜を行う場合、ヒータユニット４（サセプタ２６
を含む）が、成膜ユニット６から放出される成膜ガスに
ウエハが曝される位置に移動する。そして、サセプタ２
６及び保護板２５を洗浄する場合、ヒータユニット４
（サセプタ２６を含む）が洗浄ユニット１４から放出さ
れる洗浄ガスに曝される位置に移動する。これによる
と、サセプタ２６及び保護板２５を洗浄する場合、該サ
セプタ２６及び保護板２５をヒータユニット４から取り
外す必要が無いので、装置のメンテナンス時間を従来よ
りも短縮することができる。
【００５５】以上、本実施形態を詳細に説明したが、本
発明は本実施形態に限られるものではない。例えば、上
においては、被洗浄対象物（サセプタ２６及び保護板２
５）に付着しているＳｉＯ2 膜は常圧ＣＶＤ法により形
成されたものであるが、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ
法等により成膜されたＳｉＯ2 膜についても、上と同様
の方法で除去することができる。また、シリコン酸化膜
はＳｉＯ2 膜に限られるものではなく、ＢＰＳＧ膜、Ｐ
ＳＧ膜、ＦＳＧ膜等のシリコン酸化膜が被洗浄対象物に
付着している場合でも、上と同様の方法で洗浄すること
ができる。その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体製造装置の洗浄方法では、ＨＦと水蒸気とを含む洗浄
ガスを用いるが、この洗浄ガスは洗浄後に従来のように
水洗を行う必要が無いので、用いる水の量を従来よりも
少なくすることができる。また、洗浄ガスに添加される
水蒸気によりＨＦ2-が生成され、このＨＦ2-により洗浄
ガスが活性化されるので、被洗浄対象物の洗浄が促進さ
れる。
【００５７】更にまた、洗浄後の洗浄ガスには液体成分
が殆ど含まれないため、吸着方式の排ガス処理装置でこ
の洗浄ガスを処理することができる。これにより、廃棄
物の量を従来よりも減らすことができ、人間が住む環境
が廃棄物により汚染されてしまう危険性を低減すること
ができる。そして、本発明に係る半導体製造装置では、
ウエハ保持手段を洗浄する場合、このウエハ保持手段
が、洗浄ガス放出手段から放出される洗浄ガスに曝され
る位置に移動するので、従来のようにウエハ保持手段を
装置から取り外す必要が無く、装置のメンテナンス時間
を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の斜
視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える成膜ユニット（成膜ガス放出手段）の斜視図であ
る。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える成膜ユニット（成膜ガス放出手段）の断面図であ
る。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
えるヒータユニットの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
えるヒータユニットの切り欠き斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える洗浄ユニット（洗浄ガス放出手段）の斜視図であ
る。
【図７】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える洗浄ユニット（洗浄ガス放出手段）の上面図であ
る。
【図８】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える洗浄ユニット（洗浄ガス放出手段）の断面図であ
る。
【図９】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置が備
える配管の経路図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置を
用いて成膜を行う場合の成膜ユニット（成膜ガス放出手
段）とヒータユニットとの断面である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の
洗浄方法について説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の
洗浄方法について説明するための断面図（その１）であ
る。
【図１３】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の
洗浄方法について説明するための断面図（その２）であ
る。
【図１４】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の
洗浄方法について説明するための断面図（その３）であ
る。
【図１５】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の
洗浄方法について説明するための断面図（その４）であ
る。
【符号の説明】
１・・・ＣＶＤ装置、 ２・・・ベース、 ３・・・ガイドレール、 ４・・・ヒータユニット、 ５・・・キャリア、 ６・・・成膜ユニット、 ７・・・成膜ガス供給管、 ８・・・成膜ガス排気管、 ９、３６・・・モータ、 １０・・・ベルト、 １１・・・駆動軸、 １２・・・スライダ、 １３・・・矩折、 １４・・・洗浄ユニット、 １５・・・洗浄ガス排気管、 １６・・・洗浄ガス供給管、 １７・・・外周容器、 １８・・・ノズル板、 １９・・・分岐配管、 ２０・・・押さえ板、 ２１・・・ガス分散具、 ２２・・・側部プレート、 ２３・・・上部プレート、 ２４・・・枠体、 ２５・・・保護板、 ２６・・・サセプタ、 ２６ａ・・・サセプタの凹部、 ２６ｂ・・・サセプタの開口部、 ２７・・・ヒータ、 ２７ａ・・・ヒータの開口部、 ２８・・・吸引管、 ２９・・・パイプ、 ３０・・・断熱材、 ３１・・・ガス室、 ３２・・・仕切り板、 ３３・・・ガス分散板、 ３３ａ・・・孔、 ３４・・・駆動ベース、 ３５・・・固定ベース、 ３７・・・固定棒、 ３８・・・ばね、 ３９・・・固定ネジ、 ４０・・・雄ネジ、 ４１・・・雌ネジ、 ４２・・・ボールネジ、 ４３・・・ＨＦボンベ、 ４４・・・Ｎ2 ボンベ、 ４５、４７、４８、４９、５１、５５、５６、５９、６
０・・・開閉バルブ、 ４６、５４・・・レギュレータ、 ５０、５７、５８・・・ＭＦＣ、 ５２、６２・・・チェック弁、 ５３・・・フィルタ、 ６３、６４・・・ヒータ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１１月１４日（２００１．１１．
１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物を
加熱された状態でＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスに
曝し、前記シリコン酸化物を除去する半導体製造装置の
洗浄方法によって解決する。又は、第２の発明である、
前記水蒸気は、水をバブリングして生成されたことを特
徴とする第１の発明に記載の半導体製造装置の洗浄方法
によって解決する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】又は、第３の発明である、前記シリコン酸
化物は、ＳｉＯ2 、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＦＳＧのいずれ
かであることを特徴とする第１の発明又は第２の発明に
記載の半導体製造装置の洗浄方法によって解決する。又
は、第４の発明である、前記被洗浄対象物は、前記半導
体製造装置の構成部材であることを特徴とする第１の発
明乃至第３の発明のいずれか一に記載の半導体製造装置
の洗浄方法によって解決する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】又は、第５の発明である、前記被洗浄対象
物は、ウエハ保持具であることを特徴とする第４の発明
に記載の半導体製造装置の洗浄方法によって解決する。
又は、第６の発明である、成膜ガス放出手段と、洗浄ガ
ス放出手段と、前記成膜ガス放出手段と前記洗浄ガス放
出手段との間を移動するウエハ保持手段とを備え、ウエ
ハに成膜を行うときに、前記ウエハ保持手段が、前記成
膜ガス放出手段から放出される成膜ガスに前記ウエハが
曝される位置に移動し、前記ウエハ保持手段を洗浄する
ときに、該ウエハ保持手段が、前記洗浄ガス放出手段か
ら放出される洗浄ガスに曝される位置に前記ウエハを保
持しない状態で移動する半導体製造装置によって解決す
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】又は、第７の発明である、前記洗浄ガス放
出手段に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記洗浄
ガス放出手段にＨＦガスを供給するＨＦガス供給手段と
を更に備えたことを特徴とする第６の発明に記載の半導
体製造装置によって解決する。又は、第８の発明であ
る、前記ウエハ保持手段を加熱する手段を更に備えたこ
とを特徴とする第７の発明に記載の半導体製造装置によ
って解決する。又は、第９の発明である、前記水蒸気供
給手段は、水をバブリングして水蒸気を生成する手段を
有することを特徴とする第７の発明に記載の半導体製造
装置によって解決する。次に、本発明の作用について説
明する。本発明に係る半導体製造装置の洗浄方法によれ
ば、シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物を加熱され
た状態でＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスに曝し、こ
のシリコン酸化物を除去する。この場合、シリコン酸化
物は次の反応により除去される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】更に、本発明の他の発明に係る半導体製造
装置によれば、上記洗浄ガス放出手段に水蒸気を供給す
る水蒸気供給手段と、上記洗浄ガス放出手段にＨＦガス
を供給するＨＦガス供給手段とを更に備えている。これ
らの手段により、ＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガスが
上記洗浄ガス放出手段から放出され、この洗浄ガスによ
りウエハ保持手段が洗浄されることになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】ステップＳ３ 次に、図１４に示すように、密閉されたガス室３１内
に、洗浄ガス供給管１６を介して洗浄ガスを供給する。
供給された洗浄ガスは、ガス分散板３３の孔３３ａ、３
３ａ、・・・を通り、保護板２５やサセプタ２６に噴射
される。その後、噴射された洗浄ガスは、仕切り板３２
とガス室３１との間を通り、排気管１５から排気され
る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳増 徳 東京都港区港南２−13−29 株式会社半導 体プロセス研究所内 (72)発明者 安住 孝芳 東京都港区港南２−13−29 株式会社半導 体プロセス研究所内 Ｆターム(参考） 3B201 AA47 AB53 BB13 BB82 BB96 CD11 4K030 AA06 AA09 AA14 AA18 BA24 BA26 BA42 BA44 DA06 EA05 FA10 KA23 5F004 AA15 BC03 BD04 DA00 DA20 DB03 5F045 AB32 AB35 AB36 AC02 BB14 EB06 HA13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコン酸化物が付着した被洗浄対象物
    を加熱された状態でＨＦガスと水蒸気とを含む洗浄ガス
    に曝し、前記シリコン酸化物を除去する半導体製造装置
    の洗浄方法。
  2. 【請求項２】 前記シリコン酸化物は、ＳｉＯ2 、ＢＰ
    ＳＧ、ＰＳＧ、ＦＳＧのいずれかであることを特徴とす
    る請求項１に記載の半導体製造装置の洗浄方法。
  3. 【請求項３】 成膜ガス放出手段と、 洗浄ガス放出手段と、 前記成膜ガス放出手段と前記洗浄ガス放出手段との間を
    移動するウエハ保持手段とを備え、 ウエハに成膜を行うときに、前記ウエハ保持手段が、前
    記成膜ガス放出手段から放出される成膜ガスに前記ウエ
    ハが曝される位置に移動し、 前記ウエハ保持手段を洗浄するときに、該ウエハ保持手
    段が、前記洗浄ガス放出手段から放出される洗浄ガスに
    曝される位置に前記ウエハを保持しない状態で移動する
    半導体製造装置。
  4. 【請求項４】 前記洗浄ガス放出手段に水蒸気を供給す
    る水蒸気供給手段と、前記洗浄ガス放出手段にＨＦガス
    を供給するＨＦガス供給手段とを更に備えたことを特徴
    とする請求項３に記載の半導体製造装置。
  5. 【請求項５】 前記ウエハ保持手段を加熱する手段を更
    に備えたことを特徴とする請求項４に記載の半導体製造
    装置。
  6. 【請求項６】 前記水蒸気供給手段は、水をバブリング
    して水蒸気を生成する手段を有することを特徴とする請
    求項４に記載の半導体製造装置。
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