JP2002270597A - 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置 - Google Patents
基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置Info
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Abstract
を取り除くことができる基板処理装置のクリーニング方
法及び基板処理装置を提供する。 【解決手段】 絶縁性物質が付着した処理チャンバ3内
にカルボン酸を気化したクリーニングガスを供給すると
ともにシャットオフバルブ13を開放して処理チャンバ
3内を真空排気する。処理チャンバ3内に供給されたク
リーニングガスが処理チャンバ3内壁及びサセプタ19
に付着した絶縁性物質に接触すると、絶縁性物質が錯化
され絶縁性物質の錯体が形成される。この絶縁性物質の
錯体は、蒸気圧が高いので調圧バルブ14で処理チャン
バ3内を低真空にすることにより容易に気化する。この
気化した絶縁物質の錯体はシャットオフバルブ13の開
放による真空排気で処理チャンバ3外へ排出される。
Description
ーニング方法及びクリーニングを行い得る基板処理装置
に係り、更に詳細には基板処理装置の処理チャンバ内壁
に付着した絶縁物等を除去するクリーニング方法及びそ
のようなクリーニングを行い得る基板処理装置に関す
る。
「ウエハ」という。)等の基板の表面に絶縁性物質の薄
膜を形成する成膜装置としては、例えば、気相で薄膜を
形成する化学気相成長処理装置(CVD処理装置)が用
いられている。 このCVD処理装置は、処理チャンバ
内に抵抗発熱体を内蔵したサセプタを備えており、抵抗
発熱体により加熱されたサセプタ上にウエハを載置する
とともに、処理チャンバ内に処理ガスを供給して、ウエ
ハに絶縁性物質の薄膜を形成するようになっている。
縁性物質の薄膜を形成した後の処理チャンバ内壁及びサ
セプタには、薄膜形成物質である絶縁性物質が付着して
いる。この処理チャンバ内及びサセプタに付着した絶縁
性物質を放置して、ウエハの薄膜形成処理を続行する
と、絶縁性物質が処理チャンバ内壁及びサセプタから剥
離してウエハの汚染を引き起こす場合があるので、絶縁
性物質を処理チャンバ内壁及びサセプタから取り除くク
リーニングが必要となる。
3、NF3、又はC2F6のようなフッ素系のクリーニ
ングガスを用いて処理チャンバ内壁及びサセプタに付着
した絶縁性物質を除去する方法が提案されている。この
方法では、絶縁性物質、例えばチタン酸ジルコン酸鉛
(Pb(Zr,Ti)O3:以下、単にPZTとい
う。)或いはチタン酸バリウムストロンチウム((B
a,Sr)TiO3:以下、単にBSTという。)中に
存在する各物質をフッ化物に変えて取り除いているが、
これらの物質の中でも特に鉛(Pb)、ジルコニウム
(Zr)、バリウム(Ba)、又はストロンチウム(S
r)のフッ化物は蒸気圧が低いので、これらの絶縁性物
質を処理チャンバ内壁及びサセプタから取り除くために
は、クリーニングを行う際に処理チャンバ内を600℃
以上の高温にすることが必要となる。
理チャンバ内の温度(クリーニング温度)を600℃以
上に維持するには、例えば処理チャンバ内壁、サセプ
タ、及びOリングを600℃以上のクリーニング温度で
軟化しないような材料で形成する必要があり、実現性に
乏しいという問題がある。
合であっても、フッ素系のクリーニングガスでは、処理
チャンバ内にフッ化物が残存しまうという問題がある。
なされたものである。即ち、低温で処理チャンバ内に付
着した絶縁性物質を取り除くことができる基板処理装置
のクリーニング方法及び基板処理装置を提供することを
目的とする。
装置のクリーニング方法は、基板を処理する基板処理装
置の処理チャンバ内に、カルボキシル基を含む化合物を
有するクリーニングガスを供給して、前記処理チャンバ
内に付着した絶縁性物質を錯化するとともに、前記処理
チャンバ内を真空排気して、前記錯化した絶縁性物質を
前記処理チャンバ外へ排出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では、基板
を処理する基板処理装置の処理チャンバ内に、カルボキ
シル基を含む化合物を有するクリーニングガスを供給し
て、前記処理チャンバ内に付着した絶縁性物質を錯化す
るとともに、前記処理チャンバ内を真空排気して、前記
錯化した絶縁性物質を前記処理チャンバ外へ排出するの
で、低温で前記絶縁性物質を錯化することができ、前記
処理チャンバ内に付着した絶縁性物質をフッ素系のクリ
ーニングガスを用いるよりも低温で取り除くことができ
る。
法は、基板を処理する基板処理装置の処理チャンバ内
に、カルボキシル基を含む化合物を有するクリーニング
ガスを供給して、前記処理チャンバ内に付着した絶縁性
物質を錯化する錯化工程と、前記処理チャンバ内を真空
排気して、前記錯化工程で錯化された絶縁性物質を前記
処理チャンバ外へ排出する排出工程と、を具備すること
を特徴とする。請求項2の基板処理装置のクリーニング
方法では、基板を処理する基板処理装置の処理チャンバ
内に、カルボキシル基を含む化合物を有するクリーニン
グガスを供給して、前記処理チャンバ内に付着した絶縁
性物質を錯化する錯化工程と、前記処理チャンバ内を真
空排気して、前記錯化工程で錯化された絶縁性物質を前
記処理チャンバ外へ排出する排出工程と、を具備するの
で、低温で前記絶縁性物質を錯化することができ、前記
処理チャンバ内に付着した絶縁性物質をフッ素系のクリ
ーニングガスを用いるよりも低温で取り除くことができ
る。また、前記処理チャンバ内の隅々まで前記クリーニ
ングガスが行き届くので、より確実に前記処理チャンバ
内に付着した絶縁性物質を取り除くことができる。
法は、請求項2記載の基板処理装置のクリーニング方法
であって、前記錯化工程及び排出工程は、繰り返し交互
に行なわれることを特徴とする。請求項3の処理装置の
クリーニング方法では、前記錯化工程及び排出工程は、
繰り返し交互に行なわれるので、錯化と排出とが完全に
行われ、効率良く前記処理チャンバ内に付着した絶縁性
物質を取り除くことができる。
法は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板処理装
置のクリーニング方法であって、前記カルボキシル基を
含む化合物が、前記絶縁性物質を直接錯化することを特
徴とする。請求項4の基板処理装置のクリーニング方法
では、前記カルボキシル基を含む化合物が、前記絶縁性
物質を直接錯化するので、クリーニングを行う際の工程
数が少なく、短時間で簡単に前記処理チャンバ内に付着
した絶縁性物質を取り除くことができる。
法は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板処理装
置のクリーニング方法であって、前記絶縁性物質が、6
00℃で1.33×103Pa以下のフッ化物の蒸気圧
を有する物質であることを特徴とする。請求項5の基板
処理装置のクリーニング方法では、前記絶縁性物質が、
600℃で1.33×103Pa以下のフッ化物の蒸気
圧を有する物質であっても確実に前記処理チャンバ内か
ら取り除くことができる。
法は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板処理装
置のクリーニング方法であって、前記絶縁性物質が、P
b,Zr,及びTiを含む物質或いはBa,Sr,及び
Tiを含む物質であることを特徴とする。請求項6の基
板処理装置のクリーニング方法では、前記絶縁性物質
が、Pb,Zr,及びTiを含む物質或いはBa,S
r,及びTiを含む物質であっても確実に前記処理チャ
ンバ内から取り除くことができる。
法は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の基板処理装
置のクリーニング方法であって、前記カルボキシル基を
含む化合物が、前記カルボキシル基に結合した、ハロゲ
ン原子を含むアルキル基を有していることを特徴とす
る。請求項7の基板処理装置のクリーニング方法では、
前記カルボキシル基を含む化合物が、前記カルボキシル
基に結合した、ハロゲン原子を含むアルキル基を有して
いるので、前記絶縁性物質との反応性を高めることがで
きる。
法は、請求項7記載の基板処理装置のクリーニング方法
であって、前記カルボキシル基を含む化合物は、トリフ
ルオロ酢酸であることを特徴とする。請求項8の基板処
理装置のクリーニング方法では、前記カルボキシル基を
含む化合物は、トリフルオロ酢酸であるので、より確実
に前記処理チャンバ内から前記絶縁性物質を取り除くこ
とができる。
法は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の基板処理装
置のクリーニング方法であって、前記基板処理装置が、
成膜装置であることを特徴とする。請求項9の基板処理
装置のクリーニング方法では、前記基板処理装置が、通
常の基板処理装置よりも前記処理チャンバ内に前記絶縁
性物質が付着し易い成膜装置であっても、確実に前記処
理チャンバ内から前記絶縁性物質を取り除くことができ
る。
バと、前記処理チャンバ内に配設され基板を載置するサ
セプタと、前記基板上に絶縁性物質の膜を形成させる処
理ガスを前記処理チャンバ内に供給する処理ガス供給系
と、前記処理チャンバ内を真空排気する真空排気系と、
前記処理チャンバ内のクリーニングを行うカルボキシル
基を含む化合物を有するクリーニングガスを、前記処理
チャンバ内に供給するクリーニングガス供給系と、を具
備することを特徴とする。請求項10の基板処理装置で
は、処理チャンバと、前記処理チャンバ内に配設され
た、基板を載置するサセプタと、前記基板上に絶縁性物
質の膜を形成させる処理ガスを、前記処理チャンバ内に
供給する処理ガス供給系と、前記処理チャンバ内を真空
排気する真空排気系と、前記処理チャンバ内のクリーニ
ングを行うカルボキシル基を含む化合物を有するクリー
ニングガスを、前記処理チャンバ内に供給するクリーニ
ングガス供給系と、を具備するので、低温で前記絶縁性
物質を錯化することができ、前記処理チャンバ内に付着
した絶縁性物質をフッ素系のクリーニングガスを用いる
よりも低温で取り除くことができる。
記載の基板処理装置であって、前記カルボキシル基を含
む化合物が、前記カルボキシル基に結合した、ハロゲン
原子を含むアルキル基を有していることを特徴とする。
請求項11の基板処理装置では、前記カルボキシル基を
含む化合物が、前記カルボキシル基に結合した、ハロゲ
ン原子を含むアルキル基を有しているので、前記絶縁性
物質との反応性を高めることができる。
記載の基板処理装置であって、前記カルボキシル基を含
む化合物は、トリフルオロ酢酸であることを特徴とす
る。請求項12の基板処理装置では、前記カルボキシル
基を含む化合物は、トリフルオロ酢酸であるので、より
確実に前記処理チャンバ内から前記絶縁性物質を取り除
くことができる。
の第1の実施の形態に係る基板処理装置について説明す
る。本実施の形態では、基板処理装置として、基板とし
てのウエハWの被成膜面上に化学的に薄膜を形成させる
CVD処理装置を用いて説明する。図1は本実施の形態
に係るCVD処理装置を模式的に示した垂直断面図であ
る。図1に示すように、CVD処理装置1は、例えばア
ルミニウムやステンレス鋼により略円筒状に形成され、
Oリング2を介在させた処理チャンバ3を備えている。
ーヘッド4がOリング5を介在して後述するサセプタ1
9と対向するように配設されている。このシャワーヘッ
ド4により、ウエハWの被成膜面に例えばPZT或いは
BSTのような絶縁性物質の薄膜を形成させる処理ガ
ス、及び成膜時に処理チャンバ3内に付着する前記絶縁
性物質を取り除くクリーニングガスを処理チャンバ3内
に供給できるようになっている。
おり、シャワーヘッド4の下部には複数の吐出孔6が穿
孔されている。この複数の吐出孔6を穿孔することによ
りシャワーヘッド4内に供給された処理ガス及びクリー
ニングガスをシャワーヘッド4内で拡散させて、シャワ
ーヘッド4の下面と後述するサセプタ19との間に形成
される空間に向けて均一に吐出させるようになってい
る。
給する後述する処理ガス供給系7及びクリーニングガス
を供給する後述するクリーニングガス供給系9がそれぞ
れ取り付けられており、処理ガス及びクリーニングガス
をシャワーヘッド4内に供給できるようになっている。
が接続されており、処理チャンバ3内を真空排気できる
ようになっている。真空排気系10は、主に、ターボ分
子ポンプ又はドライポンプのような真空ポンプ11と、
真空ポンプ11と処理チャンバ3の底部とに接続された
排気管12と、排気管12に介在した、開閉により真空
排気を開始或いは停止させるシャットオフバルブ13
と、排気管12に介在した、開閉により処理チャンバ3
内の圧力を調節する調圧バルブ14と、から構成されて
いる。
5が巻回されおり、処理チャンバ3を加熱するようにな
っている。また、処理チャンバ3の側壁には、開口が設
けられており、この開口には、処理チャンバ3に対して
ウエハWを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ16
がOリング17を介して配設されている。
トバルブ16を開放する前に処理チャンバ3内を大気圧
に戻す例えば窒素ガスのようなパージガスを供給するた
めのパージガス供給系18が接続されている。
向する位置には、ウエハWを載置する略円盤状のサセプ
タ19が配設されている。このサセプタ19は、例えば
窒化アルミニウム、窒化珪素、アモルファスカーボン、
又はコンポジットカーボンから形成されている。また、
このサセプタ19は処理チャンバ3底部中央部の開口を
介して処理チャンバ3内に挿入されている。CVD処理
装置1の運転時には、このサセプタ19の上面にウエハ
Wが載置された状態でウエハWの被成膜面に絶縁性物質
の薄膜が形成される。
は加熱ランプのようなサセプタ加熱手段が内蔵されてお
り、サセプタ19を加熱して、所定の温度にサセプタ1
9を維持できるようになっている。本実施の形態では、
サセプタ加熱手段として抵抗発熱体20を使用した場合
について説明する。この抵抗発熱体20にはリード線が
接続されており、このリード線は処理チャンバ3の外部
に配設された外部電源21に接続されている。リード線
で抵抗発熱体20と外部電源21とを接続することによ
り、外部電源21から抵抗発熱体20に電圧を印加する
ことができ、抵抗発熱体20を発熱させるようになって
いる。
れた位置には、リフタ孔22が上下方向に貫通して穿孔
されており、これらのリフタ孔22に対応して昇降可能
にリフタピン23が3本配設されている。このリフタピ
ン23を図示しない昇降装置で昇降させることによりウ
エハWをサセプタ19上に載置或いはサセプタ19上か
ら離間させることができるようになっている。また、こ
のリフタピン23は処理チャンバ3を貫通しているが、
処理チャンバ3の貫通部には伸縮自在な金属製のベロー
ズ24が配設されているので、処理チャンバ3内の気密
性を保持できるようになっている。
1の処理ガス供給系7及びクリーニングガス供給系9に
ついて説明する。図2は、本実施の形態に係るCVD処
理装置1の処理ガス供給系7及びクリーニングガス供給
系9を模式的に示した図である。図2に示すように、処
理ガス供給系7は、一端がシャワーヘッド4の上部に接
続しているとともに、他端がアルゴンガスのようなキャ
リアガスを収容したキャリアガスタンク71に接続した
配管72を有している。ここで、以下、シャワーヘッド
4が配設されている側を下流側とし、キャリアガスタン
ク71が配設されている側を上流側として説明する。
ZTの薄膜を形成する場合には、この配管72は図2に
示すように後述する処理ガス混合器82を介して3系統
に分けられている。3系統に分けられた配管72a、7
2b、72cには処理ガスを構成する原料、例えば鉛系
原料、ジルコニウム系原料、及びチタン系原料を収容し
た原料タンク73a、73b、73cが後述する第1の
バイパス管75a、75b、75c及び第2のバイパス
管77a、77b、77cを介して接続されている。
して固体原料であるジビバロイルメタナート鉛(Pb
(DPM)2)が収容されており、原料タンク73bに
は、例えばジルコニウム系原料として液体原料であるZ
r(t−OC4H9)4が収容されており、原料タンク
73cには、例えばチタン系原料として液体原料である
Ti(i−OC3H7)4が収容されている。
料タンク73a、73b、73cには、上流側に位置し
バルブ74a、74b、74cを介在させた第1のバイ
パス管75a、75b、75c及び下流側に位置しバル
ブ76a、76b、76cを介在させた第2のバイパス
管77a、77b、77cがそれぞれ接続されており、
配管72a、72b、72cと原料タンク73a、73
b、73cとを繋ぐようになっている。第1のバイパス
管75a、75b、75cのバルブ74a、74b、7
4cを開放し第1のバイパス管75a、75b、75c
からキャリアガスを原料タンク73a、73b、73c
内に供給してバブリングすることにより原料タンク73
a、73b、73c内に収容された原料が気化するよう
になっている。さらに、これらの気化した原料は第2の
バイパス管77a、77b、77cを介して配管72
a、72b、72cに導入されるようになっている。
より上流側の配管72a、72b、72cには、マスフ
ローコントローラ78a、78b、78c及びバルブ7
9a、79b、79cが介在しており、原料タンク73
a、73b、73c内に供給するキャリアガスの流量を
調節するようになっている。
より下流側の配管72a、72b、72cには、ニード
ルバルブ80a、80b、80cが介在しており、ニー
ドルバルブ80a、80b、80cを調節することによ
り、原料タンク73a、73b、73c内の圧力を調節
することができ、原料の供給量を調節することができる
ようになっている。
b、75cと第2のバイパス管77a、77b、77c
との間の配管72a、72b、72cにはバルブ81
a、81b、81cが介在している。
2b、72cには、処理ガス混合器82が接続されてお
り、原料タンク73a、73b、73c内で気化した原
料を所定の割合で混合して処理ガスを構成するようにな
っている。
にはバルブ83が介在しており、混合された処理ガスを
所定の流量でシャワーヘッド4に供給するようになって
いる。
した処理ガス供給系7とほぼ同様な構成を採用してい
る。即ち、シャワーヘッド4が配設された側を下流側と
し、キャリアガスを収容したキャリアガスタンク91が
配設された側を上流側とすると、上流側から下流側にか
けて、配管92にはバルブ93、マスフローコントロー
ラ94、バルブ95、及びニードルバルブ96が介在し
ている。
ブ95との間の配管92にはバルブ97を介在させた第
1のバイパス管98、及びバルブ95とニードルバルブ
96との間の配管92にはバルブ99を介在させた第2
のバイパス管100が接続されている。
8、100には、カルボキシル基を含む化合物としての
カルボン酸を収容したカルボン酸タンク101が接続さ
れている。ここで、カルボン酸には、例えばトリフルオ
ロ酢酸(TFA)のようなカルボキシル基に結合したア
ルキル基がハロゲン原子を有しているカルボン酸を使用
することが好ましい。前記カルボン酸が好ましいとした
のは、ハロゲン原子は誘起効果が大きいので、この影響
からカルボキシル基の酸素原子の電子密度が小さくな
り、この酸素原子に結びついている水素原子が水素イオ
ンとして解離し易くなるからである。この解離が起こり
易いほど反応性は高くなる。第1のバイパス管98のバ
ルブ97を開放し、第1のバイパス管98からキャリア
ガスをカルボン酸タンク101内に供給してバブリング
することによりカルボン酸タンク101内に収容された
カルボン酸が気化するようになっている。気化したカル
ボン酸はクリーニングガスとして第2のバイパス管10
0及び配管92を介してシャワーヘッド4内に供給され
るようになっている。
1で行われる成膜工程及びCVD処理装置1のクリーニ
ング工程のフローについて説明する。なお、成膜工程中
及びクリーニング工程中は、真空ポンプ11が作動して
いるものとする。図3は本実施の形態に係るCVD処理
装置1で行われる成膜のフローを示したフローチャート
であり、図4は本実施の形態に係るCVD処理装置1の
クリーニングのフローを示したフローチャートである。
図5は本実施の形態に係るCVD処理装置1のクリーニ
ング工程を模式的に示した垂直断面図である。
程について説明する(ステップ1)。最初に、図示しな
い外部電源で抵抗発熱体15に電圧を印加するととも
に、外部電源21で抵抗発熱体20に電圧を印加して、
処理チャンバ3及びサセプタ19を成膜温度まで加熱す
る(ステップ1(1))。
度まで加熱した後、ゲートバルブ16を開き、図示しな
い搬送アームで絶縁性物質の薄膜が形成されていないウ
エハWを処理チャンバ3内に搬入し、上昇したリフタピ
ン23上に載置する。その後、リフタピン23が下降し
てサセプタ19上にウエハWを載置する(ステップ1
(2))。
バルブ79a、79b、79c、バルブ74a、74
b、74c、バルブ76a、76b、76c、ニードル
バルブ80a、80b、80c、及びバルブ83を開放
するとともにマスフローコントローラ78a、78b、
78cを調節して原料タンク73a、73b、73c内
にキャリアガスを供給する。このキャリアガスが原料タ
ンク73a、73b、73c内の原料をバブリングし
て、原料を気化させる。気化した各原料は処理ガス混合
器82に導入され混合された後、処理ガスとしてシャワ
ーヘッド4内に供給される。この処理ガスをシャワーヘ
ッド4の吐出孔6から吐出させることによりウエハWの
被成膜面に絶縁性物質の薄膜の形成が開始される。ま
た、成膜の際には、シャットオフバルブ13を開放し
て、処理チャンバ3内を真空排気する(ステップ1
(3))。ここで、ウエハWに絶縁性物質の薄膜を形成
する際に、処理チャンバ3内、具体的には例えば処理チ
ャンバ3内壁及びサセプタ19にも絶縁性物質が付着す
る。
後、バルブ79a、79b、79c、バルブ74a、7
4b、74c、バルブ76a、76b、76c、ニード
ルバルブ80a、80b、80c、及びバルブ83を閉
じて処理ガスの供給を停止して、絶縁性物質の薄膜の形
成を終了する(ステップ1(4))。
プタ19上からウエハWを離間させるとともにパージガ
スを供給しながら、ゲートバルブ16を開き、図示しな
い搬送アームで処理チャンバ3から絶縁性物質の薄膜が
形成されたウエハWを搬出する(ステップ1(5))。
工程について説明する(ステップ2)。絶縁性物質の薄
膜が形成されたウエハWを処理チャンバ3内から搬送し
た後、抵抗発熱体15で処理チャンバ3を300〜50
0℃、好ましくは375〜500℃に加熱する(ステッ
プ2(1a))。ここで、処理チャンバ3の温度を30
0〜500℃と規定したのは、この範囲を上回ると供給
されたカルボン酸が分解してクリーニングの効率が低下
してしまうからであり、この範囲を下回ると処理チャン
バ3内壁及びサセプタ19に付着した絶縁性物質を有効
に取り除くことができないからである。
熱した後、バルブ93、バルブ97、バルブ99、ニー
ドルバルブ96を開放するとともに、マスフローコント
ローラ94でキャリアガスの流量を調節してキャリアガ
スをカルボン酸タンク101内に供給する。このキャリ
アガスがカルボン酸タンク101内のカルボン酸をバブ
リングして、カルボン酸を気化させる。バブリングによ
り気化したカルボン酸はクリーニングガスとしてシャワ
ーヘッド4に供給され、シャワーヘッド4の吐出孔6か
ら吐出される。クリーニングガスがシャワーヘッド4の
吐出孔6から吐出され、処理チャンバ3内に拡散するこ
とにより処理チャンバ3内のクリーニングが開始され
る。また、本実施の形態では、シャットオフバルブ13
を開放して、真空排気しながらクリーニングを行う(ス
テップ2(2a))。
具体的に説明すると、まず、クリーニングガスが処理チ
ャンバ3内に拡散して処理チャンバ3内に付着した絶縁
性物質に接触する。クリーニングガスが絶縁性物質に接
触すると、クリーニングガスと絶縁性物質とが反応し
て、図5(a)に示すように絶縁性物質が錯体を形成す
る。また、処理チャンバ3内はシャットバルブ13の開
放で真空排気されているので、この絶縁性物質の錯体は
容易に気化して処理チャンバ3内壁及びサセプタ19か
ら離間する。さらに、離間した絶縁性物質の錯体は、図
5(b)に示すように速やかに排気管12を介して処理
チャンバ3外へ排出され、処理チャンバ3内から絶縁性
物質が取り除かれる。
おり、この絶縁性物質の錯体の蒸気圧は同温度での絶縁
性物質のフッ化物の蒸気圧よりも高いので、600℃以
下の低温であっても低真空で絶縁性物質を気化させるこ
とができる。また、絶縁性物質の中にフッ化物として取
り除くことが困難なフッ化物の蒸気圧が600℃で1.
33×103Pa以下の物質が含まれている場合であっ
ても錯化することにより確実に絶縁性物質を気化して処
理チャンバ3内から取り除くことができる。
力は、1.33×103〜1.33×104Paに維持
することが好ましく、1.33×103〜6.65×1
03Paに維持することがより好ましい。処理チャンバ
3内の圧力を1.33×10 3〜1.33×104Pa
に維持することが好ましいと規定したのは、この範囲を
上回ると絶縁性物質の錯体が気化し難くなるからであ
り、また、この範囲を下回ると処理チャンバ3内壁及び
サセプタ19に付着した絶縁性物質とクリーニングガス
との衝突頻度が低下するため、絶縁性物質の錯体を有効
に生成することができないからである。
十分に取り除いた後、バルブ93、バルブ97、バルブ
99、ニードルバルブ96を閉じてキャリアガス及びク
リーニングガスの供給を停止して、処理チャンバ3内の
クリーニングを終了する(ステップ2(3a))。
ンバ3内にカルボン酸を含むクリーニングガスを供給す
るので、低温で絶縁性物質の錯体を生成することがで
き、低温で処理チャンバ3内に付着した絶縁性物質を取
り除くことができる。また、絶縁性物質の錯体の蒸気圧
が高いので、絶縁性物質の錯体が処理チャンバ3内に残
存することがなくなり、処理チャンバ3から絶縁性物質
の錯体を確実に取り除くことができる。また、シャット
オフバルブ13を開放して真空排気しながらクリーニン
グを行うので、絶縁性物質の錯体が生成した直後に前記
錯体を気化させることができ、処理チャンバ3内から絶
縁性物質を取り除くことができる。また、クリーニング
ガスで絶縁性物質を直接錯化するので、クリーニングを
行う際の工程数が少なく、短時間で簡単に前記処理チャ
ンバ3内に付着した絶縁性物質を取り除くことができ
る。さらに、カルボン酸としてトリフルオロ酢酸を使用
した場合には、反応性が高くなるので、より確実に処理
チャンバ3内から絶縁性物質を取り除くことができると
ともにコストの低減を図ることができる。
する。本実施例では、第1の実施の形態で説明したCV
D処理装置1を用いて、絶縁性物質としてPZTを使用
したときの温度に対するPZTの除去率を測定した。こ
こで、本実施例では、CVD処理装置1内壁及びサセプ
タ19に付着したPZTを取り除くのではなく、CVD
処理装置1内のサセプタ19上にPZTの薄膜が形成さ
れたウエハWを載置して、クリーニングガスでウエハW
に形成されたPZTの薄膜を取り除いた。また、クリー
ニングガスには気化したトリフルオロ酢酸を使用し、ト
リフルオロ酢酸を処理チャンバ3内に300sccmを
供給した。さらに、処理チャンバ3内に窒素ガスを10
0sccm供給するとともに、調圧バルブ14を調節し
て処理チャンバ3内の圧力を約3.33×103Paに
維持した。処理チャンバ3内を上記状態に維持しながら
温度を変えて10分間クリーニングを行った。
のサセプタ19の温度とウエハW上に形成されたPZT
の除去率との関係を表したグラフである。図6に表すよ
うに、300℃から400℃にかけてPZTの除去率が
上昇していることが確認された。
する。本実施例では、第1の実施の形態で説明したCV
D処理装置1を用いて、絶縁性物質としてPZTを使用
したときの圧力に対するPZTの除去率を測定した。こ
こで、本実施例は上記実施例1と同様にCVD処理装置
1内のサセプタ19上にPZTの薄膜が形成されたウエ
ハWを載置して、クリーニングガスでウエハWに形成さ
れたPZTの薄膜を取り除いた。また、クリーニングガ
スには気化したトリフルオロ酢酸を使用し、トリフルオ
ロ酢酸を処理チャンバ3内に300sccmを供給し
た。さらに、処理チャンバ3内に窒素ガスを100sc
cm供給するとともに抵抗発熱体20でサセプタを40
0℃に維持した。処理チャンバ3内を上記状態に維持し
ながら圧力を変えて10分間クリーニングを行った。
内の圧力とウエハW上に形成されたPZTの除去率との
関係を示したグラフである。図7に表すように、処理チ
ャンバ3内の圧力が約3.33×103Paに維持した
場合にPZTの除去率が最大であることが確認された。
実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態
以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する
内容については説明を省略する。本実施の形態では、処
理チャンバ3内にクリーニングガスを溜めて処理チャン
バ3内に付着した絶縁性物質を錯化した後に、処理チャ
ンバ3内を真空排気する構成とした。図8は本実施の形
態に係るCVD処理装置1のクリーニングのフローを示
したフローチャートであり、図9は本実施の形態に係る
CVD処理装置1のクリーニング工程を模式的に示した
垂直断面図である。
ハWを処理チャンバ3内から搬送した後、処理チャンバ
3の外壁に巻回された抵抗発熱体15で処理チャンバ3
を加熱する(ステップ2(1b))。
3、バルブ97、バルブ99、及びニードルバルブ96
を開放してクリーニングガスを処理チャンバ3内に供給
する(ステップ2(2b))。このクリーニングガスが
処理チャンバ3内に拡散し、処理チャンバ3内に付着し
た絶縁性物質に接触すると、絶縁性物質の錯体が形成さ
れる。ここで、本実施の形態では、シャットオフバルブ
13は閉じられており、図9(a)に示すように、処理
チャンバ3内に供給されたクリーニングガスは、真空排
気されることなく処理チャンバ3内に溜められている。
バルブ93、バルブ97、バルブ99、及びニードルバ
ルブ96を閉じてキャリアガス及びクリーニングガスの
供給を停止するとともにシャットオフバルブ13を開放
して処理チャンバ3内を真空排気する(ステップ2(3
b))。この真空排気により、絶縁性物質の錯体は気化
して、図9(b)に示すように処理チャンバ3内壁及び
サセプタ19から離間するとともに、速やかに排気管1
2を介して処理チャンバ3外へ排出される。その後、十
分に絶縁性物質の錯体を処理チャンバ3外へ排出して、
クリーニングを終了する。
ンバ3内にクリーニングガスを溜めて処理チャンバ3内
に付着した絶縁性物質を錯化した後に、処理チャンバ3
内を真空排気するので、処理チャンバ3内の隅々までク
リーニングガスが行き届き、より確実に処理チャンバ3
内に付着した絶縁性物質を取り除くことができるという
特有の効果が得られる。また、クリーニングガスを処理
チャンバ3内に溜めた後、真空排気するので、クリーニ
ングガスを節約することができ、コストの低減を図るこ
とができる。
形態について説明する。本実施の形態では、処理チャン
バ3内にクリーニングガスを溜めて処理チャンバ3内に
付着した絶縁性物質を錯化した後に、処理チャンバ3内
を真空排気するという一連の処理を断続的に繰り返し行
う構成とした。図10は本実施の形態に係るCVD処理
装置のクリーニングのフローを示したフローチャートで
ある。
形成されたウエハWを処理チャンバ3内から搬送した
後、抵抗発熱体15で処理チャンバ3を加熱する(ステ
ップ2(1c))。
3、バルブ97、バルブ99、及びニードルバルブ96
を開放してクリーニングガスを処理チャンバ3内に供給
し、処理チャンバ3内に付着した絶縁性物質を錯化する
(ステップ2(2c))。
93、バルブ97、バルブ99、及びニードルバルブ9
6を閉じてクリーニングガスの供給を停止するとともに
シャットオフバルブ13を開放して処理チャンバ3内を
真空排気する(ステップ2(3c))。
外へ排出した後、処理チャンバ3内に付着した絶縁性物
質の量を確認する(ステップ2(4c))。この確認作
業は直接処理チャンバ3内壁の絶縁性物質付着状態或い
はモニタリング用のウエハに形成された絶縁性物質の薄
膜の残存量を確認することによって行うことが可能であ
る。また、処理チャンバ3に設けられた図示しない観察
窓を利用して、赤外分光法により確認することも可能で
ある。
量を確認した結果、処理チャンバ3内に付着した絶縁性
物質が十分に取り除かれている場合には、クリーニング
を終了する。反対に処理チャンバ3内に付着した絶縁性
物質の量を確認した結果、処理チャンバ3内に付着した
絶縁性物質が十分に取り除かれていない場合には、上記
ステップ2(2c)〜ステップ2(4c)の操作を繰り
返し行い、最終的に処理チャンバ3内に付着した絶縁性
物質がなくなるまでクリーニング操作を継続する。
ンバ3内にクリーニングガスを溜めて処理チャンバ3内
に付着した絶縁性物質を錯化した後に、処理チャンバ3
内を真空排気するという一連の処理を断続的に繰り返し
行うので、錯化と排出とが完全に行われ、効率良く処理
チャンバ3内に付着した絶縁性物質を取り除くことがで
きるという特有の効果が得られる。
態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、
各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適
宜変更可能である。例えば第1〜第3の実施の形態で
は、CVD処理装置として熱を利用したCVD処理装置
1を用いて説明しているが、プラズマを利用したCVD
処理装置を用いることも可能である。
処理装置としてCVD処理装置1を用いて説明している
が、物理気相成長処理装置(PVD処理装置)及びメッ
キ処理装置のような成膜装置、エッチング処理装置、或
いは化学的機械的研磨処理装置(CMP処理装置)を用
いることも可能である。また、ここで成膜装置にはCV
D処理装置も含まれるものとする。
としてウエハWを用いて説明しているが、液晶用のLC
Dガラス基板を用いることも可能である。
理装置のクリーニング方法及び基板処理装置によれば、
低温で前記処理チャンバ内に付着した絶縁性物質を取り
除くことができる。
的に示した垂直断面図である。
ガス供給系及びクリーニングガス供給系を模式的に示し
た図である。
れる成膜のフローを示したフローチャートである。
ーニングのフローを示したフローチャートである。
ーニング工程を模式的に示した垂直断面図である。
度とウエハW上に形成されたPZTの除去率との関係を
表したグラフである。
ハW上に形成されたPZTの除去率との関係を示したグ
ラフである。
ーニングのフローを示したフローチャートである。
ーニング工程を模式的に示した垂直断面図である。
ーニングのフローを示したフローチャートである。
Claims (12)
- 【請求項1】 基板を処理する基板処理装置の処理チャ
ンバ内に、カルボキシル基を含む化合物を有するクリー
ニングガスを供給して、前記処理チャンバ内に付着した
絶縁性物質を錯化するとともに、 前記処理チャンバ内を真空排気して、前記錯化した絶縁
性物質を前記処理チャンバ外へ排出することを特徴とす
る基板処理装置のクリーニング方法。 - 【請求項2】 基板を処理する基板処理装置の処理チャ
ンバ内に、カルボキシル基を含む化合物を有するクリー
ニングガスを供給して、前記処理チャンバ内に付着した
絶縁性物質を錯化する錯化工程と、 前記処理チャンバ内を真空排気して、前記錯化工程で錯
化された絶縁性物質を前記処理チャンバ外へ排出する排
出工程と、 を具備することを特徴とする基板処理装置のクリーニン
グ方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の基板処理装置のクリーニ
ング方法であって、前記錯化工程及び排出工程は、繰り
返し交互に行なわれることを特徴とする基板処理装置の
クリーニング方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の基
板処理装置のクリーニング方法であって、前記カルボキ
シル基を含む化合物が、前記絶縁性物質を直接錯化する
ことを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の基
板処理装置のクリーニング方法であって、前記絶縁性物
質が、600℃で1.33×103Pa以下のフッ化物
の蒸気圧を有する物質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。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の基
板処理装置のクリーニング方法であって、前記絶縁性物
質が、Pb,Zr,及びTiを含む物質或いはBa,S
r,及びTiを含む物質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。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の基
板処理装置のクリーニング方法であって、前記カルボキ
シル基を含む化合物が、前記カルボキシル基に結合し
た、ハロゲン原子を含むアルキル基を有していることを
特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。 - 【請求項8】 請求項7記載の基板処理装置のクリーニ
ング方法であって、前記カルボキシル基を含む化合物
は、トリフルオロ酢酸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。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の基
板処理装置のクリーニング方法であって、前記基板処理
装置が、成膜装置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。 - 【請求項10】 処理チャンバと、 前記処理チャンバ内に配設された、基板を載置するサセ
プタと、 前記基板上に絶縁性物質の膜を形成させる処理ガスを、
前記処理チャンバ内に供給する処理ガス供給系と、 前記処理チャンバ内を真空排気する真空排気系と、 前記処理チャンバ内のクリーニングを行うカルボキシル
基を含む化合物を有するクリーニングガスを、前記処理
チャンバ内に供給するクリーニングガス供給系と、 を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項11】 請求項10記載の基板処理装置であっ
て、前記カルボキシル基を含む化合物が、前記カルボキ
シル基に結合した、ハロゲン原子を含むアルキル基を有
していることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項12】 請求項11記載の基板処理装置であっ
て、前記カルボキシル基を含む化合物は、トリフルオロ
酢酸であることを特徴とする基板処理装置。
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