JP2910761B1 - 半導体装置製造装置の配管内部のクリーニング方法 - Google Patents

半導体装置製造装置の配管内部のクリーニング方法

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Abstract

【要約】 【目的】 半導体装置製造装置の配管内に付着した有機
物を高い清浄度で除去できる配管内クリーニング方法を
提供せんとするものである。 【構成】 配管(1)内に高純度Ar(3)に1%から
5%のO(4)を添加してなるクリーニングガスを供
給しながら、配管を加熱する。分子サイズが大きいAr
を用いることにより、配管内の有機物(2)を飛ばし、
配管の外にクリーニングガスと一緒に排出することがで
きる。高純度Ar(3)に添加された1%から5%のO
によって、加熱されている配管内で、有機物が燃焼反
応を起こし、COやCOやHOとなり排出される。
その結果、配管内の有機物除去を効率的に行うことでき
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、配管内部のクリー
ニング方法に係わるものであり、特に、半導体装置製造
装置の継ぎ手などのガス配管部品に付着した有機物の除
去方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の中のDRAMにおいて、更
に高い集積密度の要求に応えるためにメモリセルの面積
が益々縮小する傾向にある。メモリセルの面積が縮小す
ると、メモリセルに蓄積される電荷量が対応して減少す
る。その結果、メモリセルの高集積化と共に、メモリセ
ルに必要な電荷量を確保することが困難になりつつあ
る。かかる状況において、面積が縮小したメモリセルに
必要な電荷量を確保するために、積層型コンデンサのコ
ンデンサ電極の表面に、HSG(hemi-speri
cal-grain)技術により半球状粒子を成長させ
て、コンデンサ電極の有効表面積を増大することが提案
されている。
【0003】HSG技術により半球状粒子を成長させる
処理において、半球状粒子が異常成長して、所期したコ
ンデンサ電極の表面積の増大を実現できない事態が生じ
た。その原因を究明したところ、成長前又は成長中の雰
囲気中の有機物が異常成長の原因であることが判明し
た。そして、雰囲気中の有機物は、配管内に付着した有
機物、特に梱包したビニール袋から継ぎ手などの配管部
品へ付着した有機物が剥離したものであった。換言する
ならば、配管内の有機物に対する清浄度が厳しく要求さ
れるようになった。
【0004】従来、クリーニングガスとして比較的安価
な高純度Nを使用して、配管内のクリーニングを行っ
ていた。しかし、上記した問題が生じたということは、
従来の配管内のクリーニング方法では、不十分であった
ことを意味する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】Nを使用して配管内
をクリーニングする方法の一例が、特開平4−1459
91号公報に開示されている。この従来例では、配管内
に液体窒素の通液とガスパージとを繰り返し行うことに
より、管内を洗浄する。一端から配管内に供給された液
体窒素は、配管あるいは配管外部からの熱を吸収して気
化し窒素ガスとなる。沸点−197℃である液体窒素自
体の温度による冷却効果と、液体窒素の突沸とにより、
配管内面に付着した汚染物が剥離して除去される。冷却
効果は、微量有機汚染物の場合、有機汚染物を収縮させ
るように作用し、配管材料と有機汚染物との熱収縮率の
差により、付着力を低下させる。他方、液体窒素の突沸
は、配管内面に付着した有機汚染物をその物理的作用に
より剥離させる。しかし、この従来の配管内のクリーニ
ング方法では、上述したように有機汚染物の除去が不十
分であった。また、配管内で液体窒素を突沸させること
は、配管に急に高圧をかけることになり、危険である。
【0006】また、特開平5−144802号公報は、
例えばNのような不活性ガスを加熱処理管に流しなが
ら加熱処理管の空焼きを行う酸化炉の加熱処理管の洗浄
方法において、Na、Fe、Cuなどの粒子が加熱処理
管の内壁に残留する洗浄不足の問題を指摘している。こ
の問題を解決するために、特開平5−144802号公
報は、プロセスガスの同じクリーニングを使用して加熱
処理管の空焼きを行うクリーニング方法を開示してい
る。
【0007】従って、この従来例では、加熱処理管を有
する半導体装置製造装置が酸化炉の場合、プロセスガス
としてOガスを使用するならば、クリーニングガスと
してOガスを使用する。このとき、プロセスガスとし
てOガスの代りに、OガスとArガスの混合ガスを
使用するならば、クリーニングガスとしてOガスとA
rガスの混合ガスを使用する。当然、この酸化処理の場
合、OガスとArガスの混合ガスの内のOガスの比
率は高い。加熱処理管を有する半導体装置製造装置がC
VD炉の場合、プロセスガスとしてシランガスを使用す
るならば、クリーニングガスとしてシランガスを使用す
る。加熱処理管を有する半導体装置製造装置がアニール
炉の場合、プロセスガスとしてNガスを使用するなら
ば、クリーニングガスとしてNガスを使用する。
【0008】このように加熱処理管を空焼きする際に流
すクリーニングガスをプロセスガスと同じにした理由
は、どのようなクリーニングガスを使用しても、クリー
ニングガスの種類に対応して特定の種類の汚染粒子しか
除去できず、すなわち、全ての種類の汚染粒子を除去で
きないためである。従って、プロセスガスと同じクリー
ニングガスでクリーニングすれば、そのクリーニングガ
スで除去可能な汚染粒子しか除去できない。しかし、そ
のあとの処理で、クリーニングガスと同じプロセスガス
を使用するので、そのプロセスガスで除去可能な汚染粒
子は加熱処理管内にはないので、プロセスガスにより半
導体装置製造装置に運ばれてくる汚染粒子はなく、清浄
な状態で処理を行うことができる。
【0009】従って、この方法では、Na、Fe、Cu
などの無機汚染粒子の全種類を完全に除去するものでは
なく、除去不能な汚染粒子では半導体装置製造装置が汚
染されないようにして、除去可能な汚染粒子のみを除去
することを意図したものである。しかしながら、この方
法は、有機汚染物の除去を意図しておらず、また、有機
汚染物を除去することができない。
【0010】上述したように、HSG技術により半球状
粒子を異常成長なく成長させることができるように、配
管内を高い清浄度で清浄して、配管内に付着した有機物
を除去できる実用的な配管内クリーニング方法が従来な
かった。そこで、本発明は、従来技術の上述した問題点
を解決して、半導体装置製造装置の配管内に付着した有
機物を高い清浄度で除去できる配管内クリーニング方法
を提供せんとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】半導体装置製造装置の配
管内をクリーニングする本発明による方法は、配管内
に、高純度Arに1%から5%のOを添加してなるク
リーニングガスを供給しながら、配管を加熱して、配管
内の有機物除去を効率的に行うことを特徴とする。な
お、配管の加熱は、昇温率を段階的に変えながら、全体
として極めて低い昇温率で、所定の高温度にまで昇温す
ることが好ましい。この場合、その所定の高温度には実
質的な時間維持するようにすることも、しないようにす
ることもできる。
【0012】
【作用】上述したように、従来は通常クリーニングガス
として比較的安価な高純度N2を使用しているが、N
はガス分子の大きさが小さく、主に水分除去のクリーニ
ングガスとして用いられてきた。これに対して、本発明
では、Nに比べガス分子が大きいArを用いることに
より、配管内の有機物を飛ばし、配管の外にクリーニン
グガスと一緒に排出することができる。さらに1%から
5%のOを添加することによって、加熱されている配
管内で、有機物が燃焼反応を起こし、COやCOやH
Oとなり排出される。その結果、有機物をNガスよ
りも効率よく除去できる。従って、配管内の水分ばかり
でなく、有機物をも燃焼反応によって効率的に除去する
ことができる。
【0013】従来の配管加熱方法では、配管内の水分な
どの不純物を飛ばして除去するために比較的高い一定の
昇温率で連続的に昇温して、所定の高温度に到達したら
その状態に所定時間(数時間)の間放置していた。この
従来の配管加熱方法を本発明に適用した場合は、配管内
に有機物が焦げ付く危険があった。しかし、昇温率を段
階的に変えながら、全体として低い昇温率で、所定の高
温度にまで昇温すると、配管内の有機物が急激に燃焼す
ることが避けられ、有機物の焦げ付きを防止できる。従
って、有機物全てをCOやCOやHOにして、配管
の外にクリーニングガスと一緒に排出することができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面を参照し
て説明する。図1は、半導体装置製造装置の配管内をク
リーニングする本発明による方法を図解する配管内の模
式縦断面図である。
【0015】半導体装置製造装置の配管内に、高純度A
rに1%から5%のOを添加したクリーニングガスを
供給しながら、配管を加熱すると、図1に示すように、
配管の内壁1に付着した有機物2は、Ar分子3により
連続して叩かれることにより、飛ばされる。更に、有機
物2がポリエチレン(CH基の重合体)のような可燃
性の場合、配管が高温に加熱されているので、Arを主
成分とするクリーニングガスに含まれる1%から5%の
ガス4により、有機物2が燃焼して、COやCO
やHOとなって、配管の外にクリーニングガスと一緒
に排出される。なお、配管の加熱は、例えば、配管の周
囲を囲むヒータ(不図示)によって行う。
【0016】第1実施例 梱包したビニール袋から継ぎ手などの配管部品へ付着し
た有機物を除去するために本発明を実施した。半導体装
置製造装置の配管内に、高純度Arに1%から5%のO
を添加したクリーニングガスを供給しながら、配管
を、従来の加熱パターンと同様に加熱した。この加熱パ
ターンは、毎分10℃〜20℃の比較的高い昇温率で配
管を200℃以上の温度になるまで加熱し、その状態で
数時間(少なくとも1時間以上)放置した。
【0017】この実施例では、配管の内壁に付着した有
機物が微小な場合、配管内の有機物をほぼ100%除去
できた。その理由は、分子サイズが大きいArによって
配管内の有機物を飛ばし、一方、微小な有機付着物は、
急激に燃焼しても焦げ付きを生じることなく、有機付着
物全てがCOやCOやHOのような気体となって、
配管の外にクリーニングガスと一緒に排出されるからと
考えられる。加えて、クリーニングガスの純度が高く、
ArとO以外に不純物がないので、気体以外の燃焼生
成物が生じないためと考えられる。
【0018】第2実施例 半導体装置製造装置の配管内に、高純度Arに1%から
5%のOを添加したクリーニングガスを供給しなが
ら、配管を以下の加熱パターンで加熱した。すなわち、
室温から50℃までを1時間から2時間、50℃から1
00℃までを1時間から2時間、100℃から200℃
までを1時間から2時間かけて段階的に昇温させた。こ
の実施例では、配管の内壁に付着した有機物の大きさに
係わりなく、配管内の有機物をほぼ100%除去でき
た。
【0019】その理由は、全体として極めて低い昇温率
で所定の高温度にまで昇温することにより、有機付着物
が急激に燃焼することがなく、有機物の大きさに係わり
なく、熱で分解するものは徐々に熱で分解し、一方、O
で燃焼するものは徐々に燃焼して、焦げ付きを生じる
ことなく、有機付着物全てがCOやCOやHOのよ
うな気体となって、配管の外にクリーニングガスと一緒
に排出されるからと考えられる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、配管
内に高純度Arに1%から5%のOを添加したクリー
ニングガスを供給しながら、配管を加熱する。従来使用
していたNに比べ分子が大きいArを用いることによ
り、配管内の有機物を飛ばし、配管の外にクリーニング
ガスと一緒に排出することができる。更に、加熱されて
いる配管内で、1%から5%添加されたOによって有
機物が燃焼反応を起こし、COやCOやHOとなり
排出される。その結果、Nガスよりも効率よく、配管
内の水分ばかりでなく、有機物をも燃焼反応によって効
率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体装置製造装置の配管内をクリーニングす
る本発明による方法を図解する配管内の模式縦断面図で
ある。
【符号の説明】
1 配管の内壁 2 有機物 3 Ar分子 4 O分子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/304 647 H01L 21/304 647Z (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B08B 9/00 - 9/06 H01L 21/02 H01L 21/205 H01L 21/285 H01L 21/304

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体装置製造装置の配管内に、高純度A
    rに1%から5%のOを添加してなるクリーニングガ
    スを供給しながら、配管を加熱して、配管内の有機物の
    除去を効率的に行うことを特徴とする配管内部のクリー
    ニング方法。
  2. 【請求項2】上記した配管の加熱は、全体として極めて
    低い昇温率で、所定の高温度にまで加熱することを特徴
    とする請求項1記載のクリーニング方法。
  3. 【請求項3】上記した配管の加熱は、昇温率を段階的に
    変えながら行うことを特徴とする請求項2記載のクリー
    ニング方法。
  4. 【請求項4】上記した配管の加熱は、室温から50℃ま
    でを1時間から2時間、50℃から100℃までを1時
    間から2時間、100℃から200℃までを1時間から
    2時間かけて段階的に昇温させることを特徴とする請求
    項3記載のクリーニング方法。
  5. 【請求項5】上記した半導体装置製造装置は、HSG技
    術により半球状粒子を成長させる処理装置であることを
    特徴とする請求項1ー3のいずれか1項に記載のクリー
    ニング方法。
  6. 【請求項6】上記した有機物は可燃性である請求項1ー
    4のいずれか1項に記載のクリーニング方法。
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