JP3020065B2 - 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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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体製造装置の洗浄方法に関し、 半導体製造装置において主反応処理がなされた後、ま
たは、主反応処理に続いて高周波洗浄がなされた後に、
なお、反応室内に残留するガス及び反応室内面に付着す
る反応生成物を完全に除去することができる半導体製造
装置の洗浄方法を提供することにあり、 少なくとも、流体の流入手段並びに排出手段及び昇温
手段を有する容器からなる半導体製造装置の反応室に被
処理体を装入して主反応処理をなした後、常温または加
熱されたアルカリ性水溶液と酸性水溶液と純水とを順次
窒素ガスとゝもに前記の流体の流入手段を介して前記の
反応室に導入するとゝもに前記の流体の排出手段を介し
て排出し、次いで、前記の反応室を前記の昇温手段をも
って昇温し、常温または加熱された有機溶剤と純水とを
順次窒素ガスとゝもに前記の流体の流入手段を介して前
記の反応室に導入するとゝもに前記の流体の排出手段を
介して排出し、前記の反応室を前記の昇温手段をもって
昇温し乾燥するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体製造装置の洗浄方法とその洗浄方法の
実施に好適な半導体製造装置とに関する。特に、気相成
長装置・ドライエッチング装置・スパッタ装置等の半導
体製造装置において、主反応処理終了後に反応室内に残
留しているガスを完全に除去するとゝもに、反応室内面
に付着している反応生成物を完全に剥離・除去する洗浄
方法に関する。
〔従来の技術〕
常圧または減圧気相成長装置・ドライエッチング装置
・スパッタ装置等の半導体製造装置の反応室に被処理体
を装入し、気相成長・エッチング・スパッタ等の主反応
処理をなした後、三フッ化窒素(NF3)等のガスを反応
室内に導入し、これに高周波電力を供給して上記のガス
をプラズマ化し、このプラズマを利用して、反応室内に
残留しているガスを除去し、同時に、反応室内面に付着
している反応生成物を除去する方法が知られている。こ
のガスと反応生成物との除去方法を、高周波洗浄法と云
う。
通常、かゝる高周波洗浄法を約1時間実行した後、さ
らに、反応室になお付着残留している反応生成物の剥離
・除去とフッ素等の残留ガスを除去するため、アンモニ
ア等のアルカリ性水溶液とフッ酸等の酸性水溶液とを加
熱して真空または常圧の反応室内に窒素ガスとゝもに導
入して洗浄し、しかる後、反応室内を昇温して乾燥させ
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
アルカリ性水溶液と酸性水溶液とを加熱して真空また
は常圧の反応室内に窒素ガスとゝもに導入して洗浄した
後、加熱器を使用して反応室内部を昇温して乾燥させ、
さらには、水等を滲み込ませたガーゼ等を使用して反応
室内面を水拭きしているので、反応室内面に付着してい
る反応生成物は十分除去されるが、稀アンモニア水溶液
等のアルカリ性水溶液の一部が反応室内面に付着残留
し、これが汚染の原因となっている。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、半
導体製造装置において主反応処理がなされた後、また
は、主反応処理に続いて高周波洗浄がなされた後に、な
お、反応室内に残留しているガス及び反応室内面に付着
している反応生成物を完全に除去することができる半導
体製造装置の洗浄方法とその洗浄方法の実施に好適な半
導体製造装置とを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、下記の手段によって達成される。
第1の手段は、少なくとも、流体の流入手段と流体の
排出手段と昇温手段とを有する容器からなる半導体製造
装置の反応室に被処理体を装入して主反応処理をなした
後、常温のまたは加熱されたアルカリ性水溶液と酸性水
溶液と純水とを用い、これら水溶液と純水とを窒素ガス
とゝもに前記の流体の流入手段を介して反応室に導入し
て反応室を洗浄するとゝもに前記の流体の排出手段を介
して排出し、常温のまたは加熱された有機溶剤と純水と
を用い、これら溶剤と純水とを窒素ガスとゝもに前記の
流体の流入手段を介して反応室に導入して反応室を洗浄
するとゝもに前記の流体の排出手段を介して排出し、反
応室を昇温手段をもって昇温し乾燥する工程を有する半
導体製造装置の洗浄方法である。
第2の手段は、上記の洗浄方法の改変であり、上記の
洗浄方法において、常温のまたは加熱されたアルカリ性
水溶液と酸性水溶液とを気化手段を使用して気体状とな
し、この気体状のアルカリ性水溶液と酸性水溶液とを前
記の流体の流入手段を介して反応室に導入することゝす
る半導体製造装置の洗浄方法である。
第3の手段も上記の洗浄方法の改変であり、上記の洗
浄方法において、主反応処理をなした後、前記の水溶液
と純水とを使用してなす洗浄工程に先立ち、反応室に洗
浄用ガスを導入し、前記の洗浄用ガスをプラズマ化する
ことにより反応室内の洗浄を行うことゝする半導体製造
装置の洗浄方法である。
第4の手段も上記の洗浄方法の改変であり、上記の洗
浄方法において、前記のアルカリ性水溶液と酸性水溶液
と純水とは、それぞれ窒素ガスとゝもに順次前記反応室
に導入することゝする半導体製造装置の洗浄方法であ
る。
第5の手段は、被処理体の処理を行う反応室と、この
反応室内の温度を上昇させる昇温手段と、反応室内に反
応ガスを供給する反応ガス供給手段と、反応室内を洗浄
するために使用する流体と洗浄用ガスとを供給する流体
流入手段と、反応室内の排気を行う真空手段と、反応室
と真空手段との間に配置され、これらを接続するために
使用されるガス排気口と、排気口に接続され、真空手段
とは独立しており、前記の流体を排出する流体排出手段
とを有する半導体製造装置である。
第6の手段は上記の半導体製造装置の改変であり、上
記の半導体製造装置において、流体流入手段は、反応室
内に設けられるリング状シャワー管と排気口に設けられ
る螺旋状シャワー管とを有する半導体製造装置である。
〔作用〕
従来、半導体製造装置において、薄膜成長等の主反応
処理がなされた後、または、主反応処理に引き続いて高
周波洗浄がなされた後に、半導体製造装置の反応室にア
ルカリ性水溶液と酸性水溶液とを導入して洗浄している
が、かゝる洗浄方法をもってしては反応生成物は完全に
は除去されず、また、アンモニア等のガスが反応室内に
残留し、汚染の原因となる。
本発明に係る半導体製造装置の洗浄方法においては、
アルカリ性水溶液と酸性水溶液とを導入して反応室を洗
浄した後に、常温または加熱されたイソプロピルアルコ
ール・エチルアルコール・OMRストリッパ等の有機溶剤
を窒素ガスとゝもに流体の流入手段8を介して反応室1
内に導入して洗浄することにより、反応室1を分解して
ウェット洗浄することなく、極めて簡単に反応室1内面
に付着した反応生成物を完全に剥離・除去するとゝも
に、反応室1内に残留するアンモニア等の残留ガスを完
全に除去して汚染を防止することができる。また、洗浄
の自動化も可能になる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係る半
導体製造装置の洗浄方法について、減圧気相成長装置を
使用する場合を例にして説明する。
第1図参照 第1図は、減圧気相成長装置の構成を示す断面図であ
る。図において、1は反応室であり、2は真空手段12に
接続されているガス排気口である。反応室1の側面、
床、天井、及び、ガス排気口2の内面は、絶縁板10をも
って絶縁されている。3は昇温手段であり、4はウェー
ハ5を載置するサセプタであり、6は反応ガス導入管で
あり、7は反応ガスをウェーハ5の全面に向けて均一に
吹き出すガス吹き出し盤である。8は流体の流入手段で
あり、リング状シャワー管81とリング状シャワー管82と
螺旋状シャワー管83とからなっている。9は電極板であ
り、11は加熱器である。ガス排気口2には流体の流入手
段8から導入された流体を排出する排出手段13が接続さ
れている。
第2図(a)(b)参照 第2図(a)は、リング状シャワー管81及びリング状
シャワー管82の構成を示す平面図であり、第2図(b)
は、その側面図である。リング状のパイプの全周に、パ
イプの中に流入された流体を放出する流体放出孔84が多
数設けられている。
第3図(a)(b)参照 第3図(a)は、螺旋状シャワー管83の平面図であ
り、第3図(b)は、その側面図である。螺旋状のパイ
プに、パイプの中に流入された流体を放出する流体放出
孔84が多数設けられている。
反応室1内のサセプタ4にウェーハ5を載置して、昇
温手段3を使用して昇温し、真空手段12を使用して反応
室1を真空にした後、反応ガス導入管6から例えばシラ
ン(SiH4)とホスフィン(PH3)とを導入してウェーハ
5上にリンのドープされたシリコン層を成長した後、三
フッ化窒素(NF3)ガスを流体の流入手段8を介して反
応室1内及びガス排気口2内に導入してサセプタ4と電
極板9との間に高周波電力を印加し、前記の三フッ化窒
素(NF3)をプラズマ化して反応室1の側壁、床面及び
反応ガス排気口2の壁面に付着している反応生成物を除
去する。
次いで、アンモニア・過酸化アンモニア水溶液等のア
ルカリ性水溶液と、フッ酸・過硫酸.硝酸等の酸性水溶
液とを、交互に、常温において、または、加熱器11を介
して加熱して、窒素ガスとゝもに流体の流入手段8を構
成するリング状シャワー管81とリング状シャワー管82と
螺旋状シャワー管83とを介して反応室1及びガス排気口
2内に導入するとゝもに、流体の排出手段13を介して排
出する。
次に、同様に純水を流体の流入手段8を介して反応室
1及びガス排気口2内に導入するとゝもに、流体の排出
手段13を介して排出する。
次いで、反応室1内を昇温手段3を使用して120〜250
℃程度に昇温した後、常温または加熱されたイソプロピ
ルアルコール・エチルアルコール・OMRストリッパ等の
有機溶剤を窒素ガスとゝもに流体の流入手段8を介して
反応室1及びガス排気口2に導入するとゝもに、流体の
排出手段13を介して排出した後、純水を、常温におい
て、または、加熱器11を介して、流体の流入手段8を介
して窒素ガスとゝもに反応室1及びガス排気口2内に導
入するとゝもに、流体の排出手段13を介して排出した
後、昇温手段3を使用して反応室1内を昇温し、乾燥す
る。
アルカリ性水溶液・酸性水溶液・有機溶剤、及び、純
水を流体の流入手段8のリング状シャワー管81、リング
状シャワー管82、螺旋状シャワー管83を介して反応室1
内及びガス排気口2内のすべての領域に放出することに
よって、反応室1及びガス排気口2に付着している反応
生成物は完成に剥離・除去され、また、反応室1内に残
留するアンモニア等の残留ガスも完全に除去される。
なお、前記の洗浄工程を繰り返し実行するか、また
は、洗浄時間を長くすることによって、洗浄にともなっ
て発生するパーティクルも完全に除去される。また、三
フッ化窒素(NF3)に代えて、四フッ化炭素(CF4)と酸
素との混合物または六フッ化二炭素(C2F6)と酸素との
混合物等を使用してもよい。
さらに、アルカリ性水溶液と酸性水溶液と純水とを予
め混合してから流体の流入手段8を介して窒素ガスとゝ
もに反応室1内に導入してもよく、また、これらの液を
それぞれ窒素ガスを使用するバブラを使用して気体状に
した後、流入手段8を介して反応室1内に導入してもよ
い。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体製造装置の
洗浄方法においては、半導体製造装置に被処理体を装入
し、主反応処理をなした後、または、主反応処理に続い
て三フッ化窒素を使用する高周波洗浄をなした後に、ア
ルカリ性水溶液と酸性水溶液とを、交互に、反応室に導
入して洗浄する工程に加えて、有機溶剤を流体の流入手
段を介して反応室に導入して洗浄することによって、反
応室を解体して清掃する工程を必要とすることなく、比
較的短時間で反応室内面に付着した反応生成物は完全に
剥離・除去され、また、アンモニア等の残留ガスも完全
に除去される。この結果、この半導体製造装置を使用し
て半導体装置を製造する場合の汚染が防止され、製造歩
留りが著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る半導体製造装置の洗
浄方法に使用される減圧気相成長装置の構成図である。 第2図(a)は、リング状シャワー管の平面図であり、
第2図(b)は、その側面図である。 第3図(a)は、螺旋状シャワー管の平面図であり、第
3図(b)は、その側面図である。 1…反応室、2…ガス排気口、3…加熱手段、4…サセ
プタ、5…被処理体、6…反応ガス供給口、7…ガス吹
き出し盤、8…流体の流入手段、81、82…リング状シャ
ワー管、83…螺旋状シャワー管、84…流体放出孔、9…
電極板、10…絶縁板、11…加熱器、12…真空手段、13…
流体の排出手段。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、流体の流入手段と流体の排出
    手段と昇温手段とを有する容器からなる半導体製造装置
    の反応室に被処理体を装入して主反応処理をなした後、 常温のまたは加熱されたアルカリ性水溶液と酸性水溶液
    と純水とを用い、これら水溶液と純水とを窒素ガスとゝ
    もに前記流体の流入手段を介して前記反応室に導入して
    前記反応室を洗浄するとゝもに前記流体の排出手段を介
    して排出し、 常温のまたは加熱された有機溶剤と純水とを用い、これ
    ら溶剤と純水とを窒素ガスとゝもに前記流体の流入手段
    を介して前記反応室に導入して前記反応室を洗浄すると
    ゝもに前記流体の排出手段を介して排出し、 前記反応室を前記昇温手段をもって昇温し乾燥する 工程を有する ことを特徴とする半導体製造装置の洗浄方法。
  2. 【請求項2】前記常温のまたは加熱されたアルカリ性水
    溶液と酸性水溶液とを気化手段を使用して気体状とな
    し、該気体状のアルカリ性水溶液と酸性水溶液とを前記
    流体の流入手段を介して前記反応室に導入することを特
    徴とする請求項1記載の半導体製造装置の洗浄方法。
  3. 【請求項3】前記主反応処理をなした後、前記水溶液と
    純水とを使用してなす洗浄工程に先立ち、前記反応室に
    洗浄用ガスを導入し、前記洗浄用ガスをプラズマ化する
    ことにより前記反応室内の洗浄を行う工程を有すること
    を特徴とする請求項1記載の半導体製造装置の洗浄方
    法。
  4. 【請求項4】前記アルカリ性水溶液と酸性水溶液と純水
    とは、それぞれ窒素ガスとゝもに順次前記反応室に導入
    することを特徴とする請求項1記載の半導体製造装置の
    洗浄方法。
  5. 【請求項5】被処理体の処理を行う反応室と、 該反応室内の温度を上昇させる昇温手段と、 前記反応室内に反応ガスを供給する反応ガス供給手段
    と、 前記反応室内を洗浄するために使用する流体と洗浄用ガ
    スとを供給する流体流入手段と、 前記反応室内の排気を行う真空手段と、 前記反応室と前記真空手段との間に配置され、これらを
    接続するために使用されるガス排気口と、 該排気口に接続され、前記真空手段とは独立してなり、
    前記流体を排出する流体排出手段と を有することを特徴とする半導体製造装置。
  6. 【請求項6】前記流体流入手段は、前記反応室内に設け
    られるリング状シャワー管と前記排気口に設けられる螺
    旋状シャワー管とを有することを特徴とする請求項5記
    載の半導体製造装置。
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