JP3140068B2 - クリーニング方法 - Google Patents
クリーニング方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クリーニング方法に係
り、特に酸化シリコン系被膜を効率的に除去できると共
にクリーニング効率を可及的に向上させることができる
クリーニング方法に関する。
り、特に酸化シリコン系被膜を効率的に除去できると共
にクリーニング効率を可及的に向上させることができる
クリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、被処理体である半導体ウエハ上にポリシリコン
（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）系被膜、シリコンナイトライド（Ｓ
ｉＮ）系被膜、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）系被膜等を減
圧ＣＶＤ装置、常圧ＣＶＤ装置等によって成膜すること
が行われている。例えばＳｉＯ2 系被膜を例にとると、
このＳｉＯ2 系被膜の成膜工程では、石英等からなる処
理容器の外側壁部を囲繞するごとく加熱用ヒータを配置
して構成された熱処理装置が一般的に知られており、例
えば所定の温度に保持された処理容器内にウエハボート
に収容された多数枚の半導体ウエハをローディングした
後、ＳｉＨ4 やＯ2 等の反応性ガスを処理容器内に導入
することによって、ＳｉＯ2 系被膜の成膜処理が行われ
る。ここで、ウエハボートのロード、アンロードは、通
常、成膜処理温度近傍の温度に保持された処理容器に対
して行われる。
いては、被処理体である半導体ウエハ上にポリシリコン
（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）系被膜、シリコンナイトライド（Ｓ
ｉＮ）系被膜、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）系被膜等を減
圧ＣＶＤ装置、常圧ＣＶＤ装置等によって成膜すること
が行われている。例えばＳｉＯ2 系被膜を例にとると、
このＳｉＯ2 系被膜の成膜工程では、石英等からなる処
理容器の外側壁部を囲繞するごとく加熱用ヒータを配置
して構成された熱処理装置が一般的に知られており、例
えば所定の温度に保持された処理容器内にウエハボート
に収容された多数枚の半導体ウエハをローディングした
後、ＳｉＨ4 やＯ2 等の反応性ガスを処理容器内に導入
することによって、ＳｉＯ2 系被膜の成膜処理が行われ
る。ここで、ウエハボートのロード、アンロードは、通
常、成膜処理温度近傍の温度に保持された処理容器に対
して行われる。
【０００３】ところで、上記したような成膜工程を実施
すると、熱処理装置の処理容器内壁面上やその他のウエ
ハボートなど石英治具類等にもＳｉＯ2 系被膜が被着す
ることになる。この処理容器等に被着したＳｉＯ2 系被
膜は、膜厚が増加すると剥離して飛散し、半導体ウエハ
に付着して半導体ウエハの歩留り低下要因等となる。そ
のため、従来にあっては、一定の頻度で処理容器内の温
度を常温付近まで下げた後、処理容器や石英治具類を取
り外し、ウェット洗浄することによってＳｉＯ2 系被膜
を除去することが一般に行われていた。しかしながら、
上述したようなウェット洗浄による熱処理装置のクリー
ニング方法では、処理容器内温度の昇降温や処理容器等
の取り外し等に伴う装置停止時間が非常に長くなるた
め、熱処理装置の稼働効率を低下させてしまうという問
題があった。また、熱処理装置においてもロードロック
システムのように、処理容器内やローディング部を常に
真空状態に保持するシステムが考えられているが、この
ような場合には、クリーニング対象物を容易に取り外す
ことができなくなるという問題があった。また、半導体
ウエハの大口径化に伴い装置自体が大型化した場合に
も、上記と同様な問題を有していた。そこで、最近にな
って上記問題点を解決するためのクリーニング方法とし
て、装置内にエッチングガスを流してプラズマを発生さ
せてクリーニングを行う方法が提案された。このクリー
ニング方法は、エッチングガスとしてＣＦ4 、ＮＦ3 、
ＳＦ6 ガス等を処理容器内に流しプラズマを発生させる
ことにより、この内部に付着している被膜をエッチング
して除去するものである。
すると、熱処理装置の処理容器内壁面上やその他のウエ
ハボートなど石英治具類等にもＳｉＯ2 系被膜が被着す
ることになる。この処理容器等に被着したＳｉＯ2 系被
膜は、膜厚が増加すると剥離して飛散し、半導体ウエハ
に付着して半導体ウエハの歩留り低下要因等となる。そ
のため、従来にあっては、一定の頻度で処理容器内の温
度を常温付近まで下げた後、処理容器や石英治具類を取
り外し、ウェット洗浄することによってＳｉＯ2 系被膜
を除去することが一般に行われていた。しかしながら、
上述したようなウェット洗浄による熱処理装置のクリー
ニング方法では、処理容器内温度の昇降温や処理容器等
の取り外し等に伴う装置停止時間が非常に長くなるた
め、熱処理装置の稼働効率を低下させてしまうという問
題があった。また、熱処理装置においてもロードロック
システムのように、処理容器内やローディング部を常に
真空状態に保持するシステムが考えられているが、この
ような場合には、クリーニング対象物を容易に取り外す
ことができなくなるという問題があった。また、半導体
ウエハの大口径化に伴い装置自体が大型化した場合に
も、上記と同様な問題を有していた。そこで、最近にな
って上記問題点を解決するためのクリーニング方法とし
て、装置内にエッチングガスを流してプラズマを発生さ
せてクリーニングを行う方法が提案された。このクリー
ニング方法は、エッチングガスとしてＣＦ4 、ＮＦ3 、
ＳＦ6 ガス等を処理容器内に流しプラズマを発生させる
ことにより、この内部に付着している被膜をエッチング
して除去するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したポ
リシリコン系被膜、シリコンナイトライド系被膜に対し
ては、クリーニングガスとして、例えばＣｌＦ3 が使用
され、比較的良好な結果を得ていたが、このＣｌＦ3 ガ
スは酸化シリコン系被膜に対しては有効であるとは考え
られておらず、そのため、酸化シリコン系被膜に対する
クリーニングガスとしては、例えばＮＦ3 が通常使用さ
れプラズマを発生させてクリーニングが行われていた。
しかしながら、このＮＦ3 ガスは反応性が高いために高
温で使用することは行われず、クリーニングは通常、比
較的低い温度で行われていた。そのため、高温、例えば
７００℃前後で成膜処理を行う工程にあっては、ＮＦ3
ガスでクリーニングを行うためには、装置を自然放熱さ
せて装置内の温度を低い温度まで下げなければならず、
そのため、クリーニング操作に入るまでに長時間を要す
るのみならず、エッチングレートも低いためにクリーニ
ング操作自体も長時間行わなければならず、結果的に、
装置の稼働率を低下させるという問題があった。また、
ＣｌＦ3 ガスを比較的低温で酸化シリコン系被膜に対す
るクリーニングに使用することも考えられるが、このＣ
ｌＦ3 ガスの反応性が高いために４００℃以上で使用す
ることは従来行われてはおらず、また、このような温度
では充分なエッチングレートが得られないことから、酸
化シリコン系被膜に対するクリーニングガスとしては、
適当ではないと考えられていた。本発明は以上のような
問題点に着目して、これを有効に解決すべく創案された
ものである。本発明の目的は、クリーニング効率を向上
させることにより、装置の稼働効率を可及的に向上でき
るクリーニング方法を提供するにある。
リシリコン系被膜、シリコンナイトライド系被膜に対し
ては、クリーニングガスとして、例えばＣｌＦ3 が使用
され、比較的良好な結果を得ていたが、このＣｌＦ3 ガ
スは酸化シリコン系被膜に対しては有効であるとは考え
られておらず、そのため、酸化シリコン系被膜に対する
クリーニングガスとしては、例えばＮＦ3 が通常使用さ
れプラズマを発生させてクリーニングが行われていた。
しかしながら、このＮＦ3 ガスは反応性が高いために高
温で使用することは行われず、クリーニングは通常、比
較的低い温度で行われていた。そのため、高温、例えば
７００℃前後で成膜処理を行う工程にあっては、ＮＦ3
ガスでクリーニングを行うためには、装置を自然放熱さ
せて装置内の温度を低い温度まで下げなければならず、
そのため、クリーニング操作に入るまでに長時間を要す
るのみならず、エッチングレートも低いためにクリーニ
ング操作自体も長時間行わなければならず、結果的に、
装置の稼働率を低下させるという問題があった。また、
ＣｌＦ3 ガスを比較的低温で酸化シリコン系被膜に対す
るクリーニングに使用することも考えられるが、このＣ
ｌＦ3 ガスの反応性が高いために４００℃以上で使用す
ることは従来行われてはおらず、また、このような温度
では充分なエッチングレートが得られないことから、酸
化シリコン系被膜に対するクリーニングガスとしては、
適当ではないと考えられていた。本発明は以上のような
問題点に着目して、これを有効に解決すべく創案された
ものである。本発明の目的は、クリーニング効率を向上
させることにより、装置の稼働効率を可及的に向上でき
るクリーニング方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来、酸化シ
リコン系被膜に対するクリーニングガスとしては不適当
と考えられていたＣｌＦ3 ガスを比較的高温で適用する
ことにより、酸化シリコン系被膜を効果的にエッチング
することができる、という知見を得ることによりなされ
たものである。本発明は、上記問題点を解決するため
に、処理容器を密閉するためのキャップ部上に配置され
て前記処理容器内にロードされた治具に収容されている
被処理体に対して、６００℃以上８５０℃以下の成膜処
理温度にてＳｉＯ2 系被膜の成膜処理をした後に、前記
処理容器から前記治具をアンロードし、前記治具に収容
されている前記被処理体を前記治具からキャリア内に移
載し、前記キャップ部を上方に移動させて前記治具を前
記処理容器内にロードするとともに、前記処理容器内を
密閉し、前記処理容器内を６００℃以上８５０℃以下で
あってＳｉＯ2 系被膜の成膜処理温度に維持した状態
で、前記処理容器内にＣｌＦ3 を含むクリーニングガス
を供給し、前記処理容器の内部表面と前記治具に付着し
たＳｉＯ2 系被膜を除去するようにし、もってクリーニ
ングを効率的に行うようにしたものである。
リコン系被膜に対するクリーニングガスとしては不適当
と考えられていたＣｌＦ3 ガスを比較的高温で適用する
ことにより、酸化シリコン系被膜を効果的にエッチング
することができる、という知見を得ることによりなされ
たものである。本発明は、上記問題点を解決するため
に、処理容器を密閉するためのキャップ部上に配置され
て前記処理容器内にロードされた治具に収容されている
被処理体に対して、６００℃以上８５０℃以下の成膜処
理温度にてＳｉＯ2 系被膜の成膜処理をした後に、前記
処理容器から前記治具をアンロードし、前記治具に収容
されている前記被処理体を前記治具からキャリア内に移
載し、前記キャップ部を上方に移動させて前記治具を前
記処理容器内にロードするとともに、前記処理容器内を
密閉し、前記処理容器内を６００℃以上８５０℃以下で
あってＳｉＯ2 系被膜の成膜処理温度に維持した状態
で、前記処理容器内にＣｌＦ3 を含むクリーニングガス
を供給し、前記処理容器の内部表面と前記治具に付着し
たＳｉＯ2 系被膜を除去するようにし、もってクリーニ
ングを効率的に行うようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明のクリーニング方法においては、半導体
ウエハにＳｉＯ2 系被膜を成膜するに必要とされる４５
０℃以上の比較的高い温度、例えば６３０℃くらいに処
理容器内の温度を保持した状態で、ＣｌＦ3 ガスを例え
ば窒素などの不活性ガスで適当な濃度、例えば２０％に
希釈してなるクリーニングガスを処理容器内に流す。こ
れにより、この容器内に付着堆積していたＳｉＯ2 系被
膜は効率良くエッチングされ除去されることになる。特
に、半導体ウエハにＳｉＯ2 を成膜処理する処理温度と
エッチング操作を行うときの温度とがほぼ同じ、或は温
度差があっても僅かであることから、処理容器内温度を
殆ど変える必要がなく、成膜工程とクリーニング工程と
を待ち時間なく連続的に行うことができる。従って、ク
リーニング操作にともなう装置の成膜停止時間を最小限
にすることができる。この場合、クリーニングガスをパ
ルス的に間欠させるように供給してもよいし、クリーニ
ングガスの供給と同時に処理容器内に超音波を印加させ
るようにしてもよいし、更には、処理容器内にその長手
方向に延びるガス導入管の多数のガス吐出口より各被処
理体に略均一のガス量となるように供給してもよい。
ウエハにＳｉＯ2 系被膜を成膜するに必要とされる４５
０℃以上の比較的高い温度、例えば６３０℃くらいに処
理容器内の温度を保持した状態で、ＣｌＦ3 ガスを例え
ば窒素などの不活性ガスで適当な濃度、例えば２０％に
希釈してなるクリーニングガスを処理容器内に流す。こ
れにより、この容器内に付着堆積していたＳｉＯ2 系被
膜は効率良くエッチングされ除去されることになる。特
に、半導体ウエハにＳｉＯ2 を成膜処理する処理温度と
エッチング操作を行うときの温度とがほぼ同じ、或は温
度差があっても僅かであることから、処理容器内温度を
殆ど変える必要がなく、成膜工程とクリーニング工程と
を待ち時間なく連続的に行うことができる。従って、ク
リーニング操作にともなう装置の成膜停止時間を最小限
にすることができる。この場合、クリーニングガスをパ
ルス的に間欠させるように供給してもよいし、クリーニ
ングガスの供給と同時に処理容器内に超音波を印加させ
るようにしてもよいし、更には、処理容器内にその長手
方向に延びるガス導入管の多数のガス吐出口より各被処
理体に略均一のガス量となるように供給してもよい。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明をバッチ式縦型熱処理装置の
クリーニングに適用した実施例について、添付図面を基
に説明する。図１に示すように縦型熱処理装置１は、２
重管構造になされた処理容器２を有しており、この処理
容器２は、例えば石英によって形成された外筒３と、こ
の外筒３内に同心的に所定の間隔を設けて収容された、
例えば石英よりなる内筒４とから主に構成されている。
また、処理容器２の外周には、この処理容器２を囲むよ
うに加熱ヒータ５および図示省略した断熱材等が配置さ
れている。上記処理容器２の下方の開口部は、円盤状の
キャップ部６により密閉されるように構成されている。
このキャップ部６には、図示しない磁性流体シール等に
より回転自在に気密に支持された回転軸３０が挿通され
ており、この回転軸３０の上端には、保温筒を載置した
プレート３１が取り付けられている。このプレート３１
上に設置された保温筒７の上方に、被処理体である複数
の半導体ウエハ８が所定のピッチで積層して収容され
た、例えば石英からなる治具としてのウエハボート９が
搭載されることになる。これらウエハボート９、保温筒
８及びキャップ部６は、図示省略した昇降機構によっ
て、一体となって処理容器２内にローディングされるこ
とになる。
クリーニングに適用した実施例について、添付図面を基
に説明する。図１に示すように縦型熱処理装置１は、２
重管構造になされた処理容器２を有しており、この処理
容器２は、例えば石英によって形成された外筒３と、こ
の外筒３内に同心的に所定の間隔を設けて収容された、
例えば石英よりなる内筒４とから主に構成されている。
また、処理容器２の外周には、この処理容器２を囲むよ
うに加熱ヒータ５および図示省略した断熱材等が配置さ
れている。上記処理容器２の下方の開口部は、円盤状の
キャップ部６により密閉されるように構成されている。
このキャップ部６には、図示しない磁性流体シール等に
より回転自在に気密に支持された回転軸３０が挿通され
ており、この回転軸３０の上端には、保温筒を載置した
プレート３１が取り付けられている。このプレート３１
上に設置された保温筒７の上方に、被処理体である複数
の半導体ウエハ８が所定のピッチで積層して収容され
た、例えば石英からなる治具としてのウエハボート９が
搭載されることになる。これらウエハボート９、保温筒
８及びキャップ部６は、図示省略した昇降機構によっ
て、一体となって処理容器２内にローディングされるこ
とになる。
【０００８】また、処理容器２の下端部には、ガス導入
管１０がガス吐出部１０ａを内筒４内に直線的に突出さ
せて設けられている。上記ガス導入管１０には、反応ガ
ス供給系１１とクリーニングガス供給系１２とが接続さ
れており、これらの切り替えはバルブ１３、１４により
行われる。上記クリーニングガス供給系１２は、エッチ
ングガス源であるＣｌＦ3 ガス供給部１５と、希釈用の
キャリアガス、例えばＮ2 ガスを供給するＮ2 ガス供給
部１６とを有しており。それぞれガス流量調整器である
マスフローコントローラ１７、１８及びバルブ１８、２
０等を介してガス導入管１０に接続されている。そし
て、上記マスフローコントローラ１７、１８で、ＣｌＦ
3 ガス及びＮ2 ガスそれぞれの供給流量を調節すること
によって、ＣｌＦ3 の濃度が所定の濃度に希釈されたク
リーニングガスがガス導入管１０側に供給される。ま
た、ＣｌＦ3 ガス供給部１５側の配管系２１には、加熱
手段例えばテープヒータ２２が巻き付けて設けられてお
り、沸点１１．７５℃のＣｌＦ3 ガスが配管内で再液化
することを防止している。また、処理容器２内にガス導
入管１０を介して導入されたガスは、処理容器２の下端
部の外筒３と内筒４との間隙に開口された排気管２３を
介して真空ポンプ２４へと排出しうるようになってい
る。ここで、上記真空ポンプ２４としては、オイルフリ
ーのドライポンプを用いることが好ましい。これは、ク
リーニングガスとしてＣｌＦ3 を用いるため、ウエット
ポンプを使用するとポンプオイルの劣化やオイル中に混
入した塩素やフッ素によるポンプ自体の劣化を生ずる可
能性が高いからである。また、ポンプ２４からの排出系
には、これより排出されたＣｌＦ3 を含むガス中から有
害、危険なガス成分を除去するために除害装置２５が設
けられており、この除害装置２５には、有害、危険なガ
ス成分を吸着または分解するための薬剤が入った筒２６
が収容されている。
管１０がガス吐出部１０ａを内筒４内に直線的に突出さ
せて設けられている。上記ガス導入管１０には、反応ガ
ス供給系１１とクリーニングガス供給系１２とが接続さ
れており、これらの切り替えはバルブ１３、１４により
行われる。上記クリーニングガス供給系１２は、エッチ
ングガス源であるＣｌＦ3 ガス供給部１５と、希釈用の
キャリアガス、例えばＮ2 ガスを供給するＮ2 ガス供給
部１６とを有しており。それぞれガス流量調整器である
マスフローコントローラ１７、１８及びバルブ１８、２
０等を介してガス導入管１０に接続されている。そし
て、上記マスフローコントローラ１７、１８で、ＣｌＦ
3 ガス及びＮ2 ガスそれぞれの供給流量を調節すること
によって、ＣｌＦ3 の濃度が所定の濃度に希釈されたク
リーニングガスがガス導入管１０側に供給される。ま
た、ＣｌＦ3 ガス供給部１５側の配管系２１には、加熱
手段例えばテープヒータ２２が巻き付けて設けられてお
り、沸点１１．７５℃のＣｌＦ3 ガスが配管内で再液化
することを防止している。また、処理容器２内にガス導
入管１０を介して導入されたガスは、処理容器２の下端
部の外筒３と内筒４との間隙に開口された排気管２３を
介して真空ポンプ２４へと排出しうるようになってい
る。ここで、上記真空ポンプ２４としては、オイルフリ
ーのドライポンプを用いることが好ましい。これは、ク
リーニングガスとしてＣｌＦ3 を用いるため、ウエット
ポンプを使用するとポンプオイルの劣化やオイル中に混
入した塩素やフッ素によるポンプ自体の劣化を生ずる可
能性が高いからである。また、ポンプ２４からの排出系
には、これより排出されたＣｌＦ3 を含むガス中から有
害、危険なガス成分を除去するために除害装置２５が設
けられており、この除害装置２５には、有害、危険なガ
ス成分を吸着または分解するための薬剤が入った筒２６
が収容されている。
【０００９】次に、以上のように構成された縦型熱処理
装置を用いた酸化シリコン系被膜の生成工程と、処理容
器内のクリーニング工程について説明する。まず、酸化
シリコン系被膜の成膜工程について説明する。酸化シリ
コン系の成膜処理を行うための成膜処理温度、例えば６
００−８５０℃程度の温度に加熱された処理容器２内
に、多数枚の大きさ例えば８インチ径の被処理体として
の半導体ウエハ８を収容したウエハボート９をローディ
ングし、キャップ部６によって処理容器２内を密閉す
る。次いで、処理容器２内を例えば１×１０-3Ｔｏｒｒ
程度に減圧した後、ＳｉＨ4 、Ｏ2 や有機シランとして
のアルコキシシラン等の処理ガスをガス導入管１０から
所定流量供給し、例えば１．０Ｔｏｒｒ程度の真空度に
保持しながら、半導体ウエハ８への酸化シリコン系被膜
の成膜処理を行う。この際、クリーニングガス供給系１
２側の切り替えバルブ１４は、閉状態とされている。こ
のようにして成膜処理を終了した後は、水素パージや窒
素パージ等を行って、処理容器２内の処理ガスを除去し
て、無害な雰囲気に置換して常圧状態とした後、ウエハ
ボート９を上記処理容器２からアンロードする。この
際、処理容器２内の温度は、上記成膜処理温度に維持す
る。
装置を用いた酸化シリコン系被膜の生成工程と、処理容
器内のクリーニング工程について説明する。まず、酸化
シリコン系被膜の成膜工程について説明する。酸化シリ
コン系の成膜処理を行うための成膜処理温度、例えば６
００−８５０℃程度の温度に加熱された処理容器２内
に、多数枚の大きさ例えば８インチ径の被処理体として
の半導体ウエハ８を収容したウエハボート９をローディ
ングし、キャップ部６によって処理容器２内を密閉す
る。次いで、処理容器２内を例えば１×１０-3Ｔｏｒｒ
程度に減圧した後、ＳｉＨ4 、Ｏ2 や有機シランとして
のアルコキシシラン等の処理ガスをガス導入管１０から
所定流量供給し、例えば１．０Ｔｏｒｒ程度の真空度に
保持しながら、半導体ウエハ８への酸化シリコン系被膜
の成膜処理を行う。この際、クリーニングガス供給系１
２側の切り替えバルブ１４は、閉状態とされている。こ
のようにして成膜処理を終了した後は、水素パージや窒
素パージ等を行って、処理容器２内の処理ガスを除去し
て、無害な雰囲気に置換して常圧状態とした後、ウエハ
ボート９を上記処理容器２からアンロードする。この
際、処理容器２内の温度は、上記成膜処理温度に維持す
る。
【００１０】次に、キャップ部６上のウエハボートを移
載又はウエハボート内ウエハをウエハキャリア内に移載
したのちキャップ部６を上方に移動させて処理容器２内
を密閉し、容器内温度は上記処理温度をそのまま維持す
るか、あるいは若干下げて、例えば６２０℃前後に維持
し、処理容器２内にクリーニングガスをガス導入管１０
から供給し、処理容器２の内部表面およびウエハボート
等に付着した酸化シリコン系被膜のクリーニング処理を
行う。この時、処理容器２内は、真空ポンプ２４をコン
トロールすることにより、約５Ｔｏｒｒ以下の圧力に設
定する。また、クリーニング中にあっては、クリーニン
グガス中のＣｌＦ3 濃度が約２０％前後になるように、
ＣｌＦ3 ガスおよびＮ2ガスのそれぞれの供給流量をマ
スフローコントローラ１７、１８により調節する。図２
は、ポリシリコンと酸化シリコンのエッチングレートの
圧力依存性を示すグラフである。これによれば、圧力を
１Ｔｏｒｒから３Ｔｏｒｒに増加するにしたがって、ポ
リシリコンのエッチングレートは低下するが、これに対
して酸化シリコンのエッチングレートは増加することが
判明した。
載又はウエハボート内ウエハをウエハキャリア内に移載
したのちキャップ部６を上方に移動させて処理容器２内
を密閉し、容器内温度は上記処理温度をそのまま維持す
るか、あるいは若干下げて、例えば６２０℃前後に維持
し、処理容器２内にクリーニングガスをガス導入管１０
から供給し、処理容器２の内部表面およびウエハボート
等に付着した酸化シリコン系被膜のクリーニング処理を
行う。この時、処理容器２内は、真空ポンプ２４をコン
トロールすることにより、約５Ｔｏｒｒ以下の圧力に設
定する。また、クリーニング中にあっては、クリーニン
グガス中のＣｌＦ3 濃度が約２０％前後になるように、
ＣｌＦ3 ガスおよびＮ2ガスのそれぞれの供給流量をマ
スフローコントローラ１７、１８により調節する。図２
は、ポリシリコンと酸化シリコンのエッチングレートの
圧力依存性を示すグラフである。これによれば、圧力を
１Ｔｏｒｒから３Ｔｏｒｒに増加するにしたがって、ポ
リシリコンのエッチングレートは低下するが、これに対
して酸化シリコンのエッチングレートは増加することが
判明した。
【００１１】また、図３は酸化シリコンのエッチングレ
ートの処理容器内ポジションに対する依存性を示したも
のである。図３の結果を求めた実験例は、処理容器とほ
ぼ同じ高さ、例えば約１００ｃｍの図４に示すごとき下
端部を折り曲げた石英ロッド３５に、所定間隔、例えば
２０ｃｍごとに試料としての酸化シリコン被膜が形成さ
れた試験片ウエハ３６を複数個取り付け、このようなロ
ッド３５を内筒４の内壁および内筒４と外筒３との間の
間隙にそれぞれ設置して、処理容器内にクリーニングガ
スを流すことにより行われた。このときのクリーニング
条件については、処理容器内温度は約６２０℃、容器内
圧力は約１．０Ｔｏｒｒに設定し、クリーニングガスは
ＣｌＦ3 を７００ＳＣＣＭ、Ｎ2 ガスを２８００ＳＣＣ
Ｍを混合して構成し、ＣｌＦ3 濃度は約２０％である。
また、クリーニング操作時間は１分間であった。試料と
しての酸化シリコン系被膜としては、熱酸化処理により
成膜されたＴｈ−ＳｉＯ2 とアルコキシラン（Ｓｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）4 ）を用いたＣＶＤによって成膜されたＴＥ
ＯＳ−ＳｉＯ2 の両者について行った。図３によれば、
容器内下端部の処理容器ポジション２０を除き、エッチ
ングレート２０００−４０００オングストローム／ｍｉ
ｎを示しており、特に、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 に対しては
エッチングレート３０００−４０００オングストローム
／ｍｉｎが得られた。この値は、従来のＮＦ3 ガスを使
用した場合のエッチングレートよりもはるかに大きい値
である。このように、上記クリーニング条件において、
ＣｌＦ3 ガスを酸化シリコン系被膜に対するクリーニン
グガスとして使用すれば、効率のよいクリーニング操作
を行うことができることが判明した。この実験例では、
ＣｌＦ3 ガスをＮ2 ガスにより希釈して、２０％の濃度
としたが、この濃度を適度に変えてもよいことは勿論で
ある。このようにＣｌＦ3 ガスを用いて酸化シリコン系
被膜のクリーニング操作を行う場合には、処理容器２内
の温度を半導体ウエハのＳｉＯ2 系被膜の成膜処理を行
うときとほぼ同じ温度、例えば約６２０℃でクリーニン
グ操作を行うことができるので、成膜工程からクリーニ
ング工程へ移行する際に、処理容器内の温度をほとんど
昇降温する必要がないので、或は処理容器内の温度を昇
降温させるとしても昇降温させるべき温度差は僅かなの
で、これら両工程を時間的に連続的に行うことができ
る。また、図５はＣｌＦ3 を７００ＳＣＣＭ、Ｎ2 ガス
を２８００ＳＣＣＭ流して容器内圧力を１Ｔｏｒｒに維
持してクリーニング処理を行った場合の温度とエッチン
グレートとの関係を示し、温度が５００℃では６００オ
ングストローム／ｍｉｎのエッチングレートが取れ、温
度４００℃ではエッチングレートが小さすぎるため実用
的でなく、従って、温度は４５０℃以上であることが望
ましい。
ートの処理容器内ポジションに対する依存性を示したも
のである。図３の結果を求めた実験例は、処理容器とほ
ぼ同じ高さ、例えば約１００ｃｍの図４に示すごとき下
端部を折り曲げた石英ロッド３５に、所定間隔、例えば
２０ｃｍごとに試料としての酸化シリコン被膜が形成さ
れた試験片ウエハ３６を複数個取り付け、このようなロ
ッド３５を内筒４の内壁および内筒４と外筒３との間の
間隙にそれぞれ設置して、処理容器内にクリーニングガ
スを流すことにより行われた。このときのクリーニング
条件については、処理容器内温度は約６２０℃、容器内
圧力は約１．０Ｔｏｒｒに設定し、クリーニングガスは
ＣｌＦ3 を７００ＳＣＣＭ、Ｎ2 ガスを２８００ＳＣＣ
Ｍを混合して構成し、ＣｌＦ3 濃度は約２０％である。
また、クリーニング操作時間は１分間であった。試料と
しての酸化シリコン系被膜としては、熱酸化処理により
成膜されたＴｈ−ＳｉＯ2 とアルコキシラン（Ｓｉ（Ｏ
Ｃ2 Ｈ5 ）4 ）を用いたＣＶＤによって成膜されたＴＥ
ＯＳ−ＳｉＯ2 の両者について行った。図３によれば、
容器内下端部の処理容器ポジション２０を除き、エッチ
ングレート２０００−４０００オングストローム／ｍｉ
ｎを示しており、特に、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 に対しては
エッチングレート３０００−４０００オングストローム
／ｍｉｎが得られた。この値は、従来のＮＦ3 ガスを使
用した場合のエッチングレートよりもはるかに大きい値
である。このように、上記クリーニング条件において、
ＣｌＦ3 ガスを酸化シリコン系被膜に対するクリーニン
グガスとして使用すれば、効率のよいクリーニング操作
を行うことができることが判明した。この実験例では、
ＣｌＦ3 ガスをＮ2 ガスにより希釈して、２０％の濃度
としたが、この濃度を適度に変えてもよいことは勿論で
ある。このようにＣｌＦ3 ガスを用いて酸化シリコン系
被膜のクリーニング操作を行う場合には、処理容器２内
の温度を半導体ウエハのＳｉＯ2 系被膜の成膜処理を行
うときとほぼ同じ温度、例えば約６２０℃でクリーニン
グ操作を行うことができるので、成膜工程からクリーニ
ング工程へ移行する際に、処理容器内の温度をほとんど
昇降温する必要がないので、或は処理容器内の温度を昇
降温させるとしても昇降温させるべき温度差は僅かなの
で、これら両工程を時間的に連続的に行うことができ
る。また、図５はＣｌＦ3 を７００ＳＣＣＭ、Ｎ2 ガス
を２８００ＳＣＣＭ流して容器内圧力を１Ｔｏｒｒに維
持してクリーニング処理を行った場合の温度とエッチン
グレートとの関係を示し、温度が５００℃では６００オ
ングストローム／ｍｉｎのエッチングレートが取れ、温
度４００℃ではエッチングレートが小さすぎるため実用
的でなく、従って、温度は４５０℃以上であることが望
ましい。
【００１２】尚、上記実施例においては、クリーニング
ガスを連続的に供給したが、これに限らず例えばクリー
ニングガスをパルス的乃至間欠的に供給するようにして
もよいし、また、処理容器内で適宜クリーニングガスの
乱流が生じるように供給しても良い。また、上記実例に
あっては、ガス導入管１３は処理処理容器２内へ直線的
に挿通された構造となっているが、これに限定されず、
例えばこのガス導入管を容器内で上方に折り曲げて起立
させ、その長手方向に沿って多数のガス吐出口を設ける
ことにより、各ウエハにガスを均一に供給できるように
なした構造としても良い。更に、上記実施例において、
処理容器内への少なくともクリーニングガスの供給期
間、処理容器に超音波を印加すると、クリーニング操作
を更に迅速に行うことができる。さらには、この超音波
の印加の際に強弱をつけると、更に迅速なクリーニング
が可能となる。また、上記実施例においては、成膜処理
に本発明方法を適用した場合について説明したが、除去
処理、例えば、エッチング処理、アッシング処理等によ
り処理容器内に酸化シリコン系被膜が付着した場合にも
適用できるのは勿論である。
ガスを連続的に供給したが、これに限らず例えばクリー
ニングガスをパルス的乃至間欠的に供給するようにして
もよいし、また、処理容器内で適宜クリーニングガスの
乱流が生じるように供給しても良い。また、上記実例に
あっては、ガス導入管１３は処理処理容器２内へ直線的
に挿通された構造となっているが、これに限定されず、
例えばこのガス導入管を容器内で上方に折り曲げて起立
させ、その長手方向に沿って多数のガス吐出口を設ける
ことにより、各ウエハにガスを均一に供給できるように
なした構造としても良い。更に、上記実施例において、
処理容器内への少なくともクリーニングガスの供給期
間、処理容器に超音波を印加すると、クリーニング操作
を更に迅速に行うことができる。さらには、この超音波
の印加の際に強弱をつけると、更に迅速なクリーニング
が可能となる。また、上記実施例においては、成膜処理
に本発明方法を適用した場合について説明したが、除去
処理、例えば、エッチング処理、アッシング処理等によ
り処理容器内に酸化シリコン系被膜が付着した場合にも
適用できるのは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】以上要するに、本発明方法によれば、処
理容器内の内壁やウエハボート等の治具に付着した酸化
シリコン系被膜を除去して容器をクリーニングする際
に、４５０℃以上の比較的高温状態でＣｌＦ3 ガスによ
りエッチングしてクリーニングするようにしたので、従
来に比較して酸化シリコン系被膜のエッチングレートを
向上させることができるのみならず、酸化シリコン系成
膜工程とクリーニング工程とを時間的に損失することな
く連続的に行うことができる。従って、クリーニング操
作を短時間で、効率良く実施できるので、熱処理装置の
稼働効率を可及的に向上させることができる。
理容器内の内壁やウエハボート等の治具に付着した酸化
シリコン系被膜を除去して容器をクリーニングする際
に、４５０℃以上の比較的高温状態でＣｌＦ3 ガスによ
りエッチングしてクリーニングするようにしたので、従
来に比較して酸化シリコン系被膜のエッチングレートを
向上させることができるのみならず、酸化シリコン系成
膜工程とクリーニング工程とを時間的に損失することな
く連続的に行うことができる。従って、クリーニング操
作を短時間で、効率良く実施できるので、熱処理装置の
稼働効率を可及的に向上させることができる。
【図１】本発明方法を実施するために使用した縦型熱処
理装置を示す概略図である。
理装置を示す概略図である。
【図２】ポリシリコンと酸化シリコンのエッチングレー
トの圧力依存性を示すグラフである。
トの圧力依存性を示すグラフである。
【図３】酸化シリコンに対するＣｌＦ3 による処理容器
クリーニング結果を示すグラフである。
クリーニング結果を示すグラフである。
【図４】図３に示す実験例にて使用した試験片ウエハを
取り付けた石英ロッドを示す図である。
取り付けた石英ロッドを示す図である。
【図５】温度とエッチングレートとの関係を示すグラフ
である。
である。
【符号の説明】 ２ 処理容器 ３ 外筒 ４ 内筒 ８ 被処理体（半導体ウエハ） ９ ウエハボート １１ 反応ガス供給系 １２ クリーニングガス供給系 １５ ＣｌＦ3 ガス供給部 １６ Ｎ2 ガス供給部 ２５ 除害装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/31 H01L 21/304
Claims (1)
- 【請求項１】 処理容器を密閉するためのキャップ部上
に配置されて前記処理容器内にロードされた治具に収容
されている被処理体に対して、６００℃以上８５０℃以
下の成膜処理温度にてＳｉＯ2 系被膜の成膜処理をした
後に、前記処理容器から前記治具をアンロードし、 前記治具に収容されている前記被処理体を前記治具から
キャリア内に移載し、 前記キャップ部を上方に移動させて前記治具を前記処理
容器内にロードするとともに、前記処理容器内を密閉
し、 前記処理容器内を６００℃以上８５０℃以下であってＳ
ｉＯ2 系被膜の成膜処理温度に維持した状態で、前記処
理容器内にＣｌＦ3 を含むクリーニングガスを供給し、
前記処理容器の内部表面と前記治具に付着したＳｉＯ2
系被膜を除去するようにしたことを特徴とするクリーニ
ング方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03031852A JP3140068B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | クリーニング方法 |
| US08/080,588 US5294262A (en) | 1991-01-31 | 1993-06-24 | Method of cleaning a process tube with ClF3 gas and controlling the temperature of process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03031852A JP3140068B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | クリーニング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04245627A JPH04245627A (ja) | 1992-09-02 |
| JP3140068B2 true JP3140068B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12342587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03031852A Expired - Fee Related JP3140068B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | クリーニング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294262A (ja) |
| JP (1) | JP3140068B2 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637153A (en) * | 1993-04-30 | 1997-06-10 | Tokyo Electron Limited | Method of cleaning reaction tube and exhaustion piping system in heat processing apparatus |
| JPH06330323A (ja) * | 1993-05-18 | 1994-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置製造装置及びそのクリーニング方法 |
| JPH07169693A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | 横型減圧ｃｖｄ装置及びそのクリーニング方法 |
| US5609721A (en) * | 1994-03-11 | 1997-03-11 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacturing apparatus and its cleaning method |
| US5614054A (en) * | 1994-12-22 | 1997-03-25 | General Electric Company | Process for removing a thermal barrier coating |
| US5714011A (en) * | 1995-02-17 | 1998-02-03 | Air Products And Chemicals Inc. | Diluted nitrogen trifluoride thermal cleaning process |
| US6060397A (en) * | 1995-07-14 | 2000-05-09 | Applied Materials, Inc. | Gas chemistry for improved in-situ cleaning of residue for a CVD apparatus |
| JP3670360B2 (ja) * | 1995-09-26 | 2005-07-13 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造方法及び半導体製造装置 |
| JPH09129557A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 薄膜の製造方法 |
| US5868852A (en) * | 1997-02-18 | 1999-02-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Partial clean fluorine thermal cleaning process |
| US5851307A (en) * | 1997-04-28 | 1998-12-22 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for in-situ cleaning of polysilicon-coated quartz furnaces |
| KR100253089B1 (ko) * | 1997-10-29 | 2000-05-01 | 윤종용 | 반도체소자 제조용 화학기상증착장치 및 이의 구동방법, 그 공정챔버 세정공정 레시피 최적화방법 |
| US6033479A (en) * | 1998-04-22 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | Process gas delivery system for CVD having a cleaning subsystem |
| US6148832A (en) * | 1998-09-02 | 2000-11-21 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for in-situ cleaning of polysilicon-coated quartz furnaces |
| US6242347B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-06-05 | Applied Materials, Inc. | Method for cleaning a process chamber |
| WO2000063459A1 (en) * | 1999-04-17 | 2000-10-26 | Advanced Energy Industries, Inc. | Method and apparatus for deposition of diamond like carbon |
| TW440952B (en) * | 1999-07-12 | 2001-06-16 | Lam Res Co Ltd | Waferless clean process of dry etcher |
| US6296716B1 (en) | 1999-10-01 | 2001-10-02 | Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. | Process for cleaning ceramic articles |
| EP1127957A1 (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-29 | Asm Japan K.K. | A film forming apparatus having cleaning function |
| DE60120278T8 (de) * | 2000-06-21 | 2007-09-06 | Tokyo Electron Ltd. | Wärmebehandlungsanlage und Verfahren zu ihrer Reinigung |
| KR100444149B1 (ko) * | 2000-07-22 | 2004-08-09 | 주식회사 아이피에스 | Ald 박막증착설비용 클리닝방법 |
| KR100575393B1 (ko) * | 2000-07-24 | 2006-05-03 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 세라믹 제품의 세정방법 |
| JP2002043229A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置 |
| JP4060526B2 (ja) * | 2000-12-13 | 2008-03-12 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法 |
| JP3836329B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2006-10-25 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JP4121269B2 (ja) * | 2001-11-27 | 2008-07-23 | 日本エー・エス・エム株式会社 | セルフクリーニングを実行するプラズマｃｖｄ装置及び方法 |
| JP4948490B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2012-06-06 | 株式会社日立国際電気 | クリーニング方法および基板処理装置 |
| KR100799377B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2008-01-30 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판 처리 장치의 클리닝 방법 및 기판 처리 장치 |
| US7041231B2 (en) * | 2003-01-06 | 2006-05-09 | Triumph Brands, Inc. | Method of refurbishing a transition duct for a gas turbine system |
| JP3913723B2 (ja) * | 2003-08-15 | 2007-05-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び半導体デバイスの製造方法 |
| US20050252449A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Nguyen Son T | Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system |
| US7601227B2 (en) * | 2005-08-05 | 2009-10-13 | Sumco Corporation | High purification method of jig for semiconductor heat treatment |
| JP2008244318A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Tokyo Electron Ltd | 基板搬送部材の洗浄方法、基板搬送装置及び基板処理システム |
| JP5016351B2 (ja) | 2007-03-29 | 2012-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理システム及び基板洗浄装置 |
| CN101391258B (zh) * | 2007-09-17 | 2010-06-09 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 反应系统预清洗方法 |
| JP2010034362A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4310380A (en) * | 1980-04-07 | 1982-01-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Plasma etching of silicon |
| US4568410A (en) * | 1984-12-20 | 1986-02-04 | Motorola, Inc. | Selective plasma etching of silicon nitride in the presence of silicon oxide |
| US5022961B1 (en) * | 1989-07-26 | 1997-05-27 | Dainippon Screen Mfg | Method for removing a film on a silicon layer surface |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP03031852A patent/JP3140068B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-24 US US08/080,588 patent/US5294262A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5294262A (en) | 1994-03-15 |
| JPH04245627A (ja) | 1992-09-02 |
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