JP5219382B2 - 処理容器の大気開放方法および記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、成膜装置等のガス処理装置における処理容器内にフッ素系の副生成物が付着している場合の処理容器の大気開放方法およびこのような方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、Ｗ膜等の金属膜を形成するためにＣＶＤ成膜装置が用いられている。Ｗ膜のＣＶＤ成膜においては、成膜ガスとしてのＷＦ_６ガスと還元ガスとしてのＨ_２ガスを用い、加熱した半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）上でこれらを反応させることによりＷ膜を成膜している。

このようなＣＶＤ成膜装置においては、成膜処理の際に処理容器の壁部に副生成物が付着し、このような反応副生成物を放置しておくと剥離してパーティクルの原因となることから、所定枚数のウエハの成膜処理を行った後、処理容器内にクリーニングガスとしてＣｌＦ_３ガスを導入してクリーニングを行い、その後、Ｎ_２ガスで処理容器内を複数回パージするサイクルパージを行って大気開放するようにしている。

しかしながら、処理するウエハがＴｉ膜やＴｉＮ膜が形成されたものである場合、処理容器内のＦ（フッ素）とＴｉとが反応して大量のＴｉＦｘ等の副生成物が処理容器の壁部に付着し、ＣｌＦ_３クリーニング後も残存する。

このようなＴｉＦｘ等の副生成物が付着した状態で処理容器を大気開放すると、ＴｉＦｘと空気中の水分が反応して有毒なＨＦガスが発生するおそれがある。

フッ素系の反応生成物の付着や残留ガスが存在する処理容器を、有毒なＨＦを発生させずに大気開放するために、特許文献１では、処理容器の開放前に、チャンバー内の副生成物や残留ガスと反応する気体、例えば水分を含んだガスや空気、水素等を導入するものが提案されている。

しかしながら、特許文献１の技術は、ドライエッチングの際に生じる反応生成物を除去するものであり、ＣＶＤ成膜の際にＴｉＦｘが副生成物として生じたチャンバーの場合には、特許文献１のように単に空気等を導入しても、必ずしも十分に副生成物を除去することができず十分ではない。
特開２００４−１１１８１１号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、処理容器内に金属フッ化物からなる副生成物が形成された場合でも、ＨＦ等の有毒なガスをほとんど発生させずに処理容器を大気開放することができる処理容器の大気開放方法を提供することを目的とする。
また、このような方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、その中で所定の処理を行って金属フッ化物が付着した処理容器を大気開放する処理容器の大気開放方法であって、前記処理容器内に大気を導入し、金属フッ化物と大気中の水分とを反応させるのに十分な時間保持してから排気する第１の操作を複数回繰り返し、その後、前記処理容器内に大気を導入し、排気して、主に前記第１の操作により生成した反応生成物を排出する第２の操作を複数回繰り返し、前記第１の操作は、前記保持時間を５分以上とし、前記第２の操作は、大気を導入した状態で保持する時間を１〜３分とすることを特徴とする処理容器の大気開放方法を提供する。

上記第１の観点において、前記第１の操作は、５〜２０分とすることが好ましい。また、前記第１の操作は、２〜１０回繰り返すことが好ましい。

前記第２の操作は、２０回以上繰り返すことが好ましい。

上記第１の観点における処理容器の大気開放方法は、前記処理はＣＶＤ成膜処理であり、前記金属フッ化物はＴｉＦｘである場合に好適である。

本発明の第２の観点では、その中でＣＶＤ処理を行ってＴｉＦｘが付着した処理容器を大気開放する処理容器の大気開放方法であって、前記処理容器内に大気を導入し、ＴｉＦｘと大気中の水分とを反応させてＨＦを生成するのに十分な時間保持してから排気する第１の操作を５回以上繰り返し、その後、前記処理容器内に大気を導入し、排気して、主に前記第１の操作により生成したＨＦを排出する第２の操作を２５回以上繰り返し、前記第１の操作は、前記保持時間を５分以上とし、前記第２の操作は、大気を導入した状態で保持する時間を１〜３分とすることを特徴とする処理容器の大気開放方法を提供する。

上記第１および第２の観点において、前記第１の操作に先立って、前記処理容器を不活性ガスによりパージすることが好ましい。

本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点および第２の観点のいずれかの方法が行われるように、コンピュータに前記処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。

本発明によれば、所定の処理を行った後、副生成物として金属フッ化物が付着した処理容器に対し、大気を導入し、金属フッ化物と大気中の水分とを反応させるのに十分な時間である５分以上保持してから排気する第１の操作を複数回繰り返すことにより、金属フッ化物と水分との反応を十分に生じさせ、その後大気導入してその状態で１〜３分保持する操作と排気とを行って生成した反応生成物を排出する第２の操作を複数回繰り返すことにより、処理容器内において金属フッ化物と水分との反応をほぼ完全に行わせることができ、その後に、大気開放する際に、ＨＦ等の有毒なガスをほとんど発生させることがない。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る大気開放方法の実施に用いるＣＶＤ成膜装置の概略断面である。このＣＶＤ成膜装置１００は、Ｈ_２ガスおよびＷＦ_６ガスを用いて被処理基板である半導体ウエハＷ（以下、単にウエハＷと記す。）上にタングステン（Ｗ）膜を成膜するものである。

ＣＶＤ成膜装置１００は、本体１を有しており、この本体１の下部にはランプユニット８５が設けられている。本体１の上部には後述するシャワーヘッド２２を支持するリッド３が開閉可能に設けられている。

本体１は、例えばアルミニウム等により有底円筒状に形成された処理容器２を有している。処理容器２内には円筒状のシールドベース８が処理容器２の底部から立設されている。シールドベース８上部の開口には、環状のベースリング７が配置されており、ベースリング７の内周側には環状のアタッチメント６が支持され、アタッチメント６の内周側エッジ部に突出する突起部（図示せず。）に支持されてウエハＷを載置する載置台５が設けられている。シールドベース８の外側には、バッフルプレート９が設けられている。また、前述のリッド３は処理容器２上部の開口部分に設けられており、このリッド３の載置台５上に載置されたウエハＷと対向する位置に、シャワーヘッド２２が設けられている。リッド３と処理容器２とは、ヒンジ部２５により連結されており、このヒンジ部２５によりリッド３が開閉可能となっている。そして、処理容器２を大気開放する際にはリッド３が開かれた状態とされる。

載置台５、アタッチメント６、ベースリング７およびシールドベース８で囲繞された空間内には、円筒状のリフレクター４が処理容器２の底部から立設されており、このリフレクター４には例えば３箇所にスリット部が設けられ（図１にはこのうち１箇所を図示。）、このスリット部と対応した位置にウエハＷを載置台５から持ち上げるためのリフトピン１２がそれぞれ昇降可能に配置されている。リフトピン１２は、リフレクター４の外側に設けられた円環状の保持部材１３および継ぎ手１４を介して押し上げ棒１５に支持されており、押し上げ棒１５はアクチュエータ１６に連結されている。このリフトピン１２は、熱線を透過する材料、例えば石英で構成されている。また、リフトピン１２と一体的に支持部材１１が設けられており、この支持部材１１はアタッチメント６を貫通してその上方に設けられた円環状のクランプリング１０を支持している。クランプリング１０は、熱線を吸収しやすいアモルファスカーボン、ＳｉＣのようなカーボン系の部材や、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、黒色ＡｌＮのようなセラミックスで構成されている。

このような構成により、アクチュエータ１６が押し上げ棒１５を昇降させることによって、リフトピン１２とクランプリング１０とは一体的に昇降する。リフトピン１２とクランプリング１０とは、ウエハＷを受け渡しする際にはリフトピン１２が載置台５から所定長さ突出するまで上昇され、リフトピン１２上に支持されたウエハＷを載置台５上に載置する際には、図１に示すように、リフトピン１２が載置台５に退入されるとともにクランプリング１０がウエハＷに当接して保持する位置まで下降される。

また、処理容器２の底部にはパージガス流路１９、およびこのパージガス流路１９と連通し、載置台５、アタッチメント６、ベースリング７およびシールドベース８で囲繞された空間Ｓに臨むように、リフレクター４内側下部の８箇所に等配された流路１９ａが設けられており、パージガス流路１９には、配管２０を介してＮ_２ガス等のパージガスを供給するパージガス供給機構１８が接続されている。配管２０には開閉バルブ２１が介装されている。そして、パージガス供給機構１８からのＮ_２ガス等のパージガスが、配管２０、パージガス流路１９および流路１９ａを介して、上記空間Ｓ内に供給される。このようにして供給されたパージガスを、載置台５とアタッチメント６との隙間から径方向外方に沿って流出させることにより、シャワーヘッド２２からの処理ガスが載置台５の裏面側に侵入することを防止することができる。

また、配管２０には、処理容器２内に大気を取り入れるための大気導入配管４１が接続されている。この大気導入配管４１には、上流側からガスケットフィルタ４２、第２開閉バルブ４３、オリフィスガスケット４４、第１開閉バルブ４５が介装されており、第１および第２開閉バルブ４５，４３を開くことにより、大気導入配管４１から、配管２０、パージガス流路１９および流路１９ａを介して、処理容器２内を大気パージすることが可能となっている。このように２つの開閉バルブを設けるのは、実処理中に処理容器２内に大気が侵入することを確実に防止するためである。

なお、シールドベース８の複数箇所にシールドベース８内外の圧力差が一定以上となった場合に動作して、シールドベース８内外を連通させる圧力調節機構（図示せず）が複数設けられている。

載置台５の真下の処理容器２底部には、リフレクター４に周囲を囲まれた開口２ａが設けられており、この開口２ａには石英等の熱線透過材料よりなる透過窓１７が気密に取り付けられている。透過窓１７は図示しないホルダーにより保持されている。そして、上記ランプユニット８５が透過窓１７の下方に設けられている。ランプユニット８５は、加熱室９０と、この加熱室９０内に設けられた回転台８７と、この回転台８７に取り付けられたランプ８６と、加熱室９０の底部に設けられ、回転軸８８を介して回転台８７を回転させる回転モータ８９とを有している。また、ランプ８６は、その熱線を反射する反射部を有しており、それぞれのランプ８６から放射される熱線が直接またはリフレクター４の内周に反射して載置台５の下面に均等に到達するように配置されている。このランプユニット８５により、回転モータ８９で回転台８７を回転させながら、ランプ８６から熱線を放射させることによって、ランプ８６から放出された熱線が透過窓１７を介して載置台５の下面に照射され、この熱線により載置台５が均等に加熱されるようになっている。

シャワーヘッド２２は、その外縁がリッド３上部と嵌合するように形成された筒状のシャワーベース３９と、このシャワーベース３９の内周側上部と嵌合し、さらにその中央にガス導入口２３が設けられた円盤状の天板２９と、シャワーベース３９の下部に取り付けられ、複数のガス吐出孔４６が形成されたシャワープレート３５とを有している。シャワープレート３５の外周にはスペーサーリング４０が配置されている。

天板２９の上面には、上記ガス導入口２３に連続するように処理ガス導入管３１が接続されている。この処理ガス導入管３１には、種々の処理ガスを供給するためのガスボックス５０からの配管が接続されている。

シャワーヘッド２２内の空間には複数のガス通過孔３４を有する整流板３３が水平に配置されており、この整流板３３により、シャワーヘッド２２の内部空間が上部空間２２ａと下部空間２２ｂに分離される。

シャワープレート３５の上部の外縁部分には環状の冷媒流路３６が設けられており、この冷媒流路３６には冷媒供給路３７ａを介して冷媒として冷却水を供給し、冷媒排出路３７ｂを介して冷却水を排出して、冷媒としての冷却水を循環させ、成膜処理時にシャワープレート３５を冷却して不所望の反応を抑制するようになっている。

上記ガスボックス５０には、クリーニングガスであるＣｌＦ_３ガス、成膜ガスであるＷＦ_６ガス、希釈ガス等として使用されるＡｒガスおよびＮ_２ガス、還元ガスであるＨ_２ガスおよびＳｉＨ_４ガスをそれぞれ供給する複数のガスソースが設けられており、これらガスソースから、例えば配管５１〜５６を介してこれらのガスが処理ガス導入管３１に供給され、さらにシャワーヘッド２２に供給されるようになっている。なお、成膜処理の際には成膜ガスと還元ガスとを同時に供給する一般的なＣＶＤにより成膜を行ってもよいし、成膜ガスを間欠的に供給するＳＦＤ（シーケンシャルフローデポジション）により成膜を行ってもよい。

処理容器２の側壁には、２本の圧力測定ライン６１および６２が接続されており、これら圧力測定ライン６１、６２には、それぞれ圧力計としてのキャパシタンスマノメータ６３、６４が設けられている。これらのうち一方は真空度が低い場合の圧力を測定するためのものであり、他方は真空度が高い場合の圧力を高精度で測定するためのものである。なお、圧力測定ライン６１、６２には、それぞれ開閉バルブ６５、６６が設けられている。

処理容器２の底部には、排気口６７が形成されており、この排気口６７には排気管６８が接続されている。排気管６８には上流側から圧力制御バルブ６９および真空ポンプ等からなる排気機構７０が設けられている。また、図示はしていないが、処理容器２の側壁にはウエハを搬入出するための搬入出口と、搬入出口を開閉するゲートバルブが設けられている。

このＣＶＤ成膜装置１００は、各構成部を制御するマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ７１を有しており、各構成部がこのプロセスコントローラ７１に接続されて制御される構成となっている。例えば、プロセスコントローラ７１により、処理容器２内へのガスの供給、処理容器２内の圧力、排気機構７０、リフトピン１２等が制御されるようになっている。

また、プロセスコントローラ７１には、オペレータがＣＶＤ成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、ＣＶＤ成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース７２が接続されている。

また、プロセスコントローラ７１には、ＣＶＤ成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ７１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部７３が接続されている。レシピは記憶部７３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース７２からの指示等にて任意のレシピを記憶部７３から呼び出してプロセスコントローラ７１に実行させることで、プロセスコントローラ７１の制御下で、ＣＶＤ成膜装置１００での所望の処理が行われる。

次に、上記のように構成されるＣＶＤ成膜装置により、ウエハＷの表面にＷ膜を成膜する動作について説明する。なお、この処理動作は、記憶部７３の記憶媒体に記憶されたプログラム（レシピ）に基づいてプロセスコントローラ７１の制御の元に行われる。

まず、処理容器２の側壁に設けられた図示しないゲートバルブを開いて搬送アームにより処理容器２内にウエハＷを搬入し、リフトピン１２を載置台５から所定長さ突出するまで上昇させてウエハＷを受け取った後、搬送アームを処理容器２から退出させ、ゲートバルブを閉じる。次いで、リフトピン１２およびクランプリング１０を下降させ、リフトピン１２を載置台５に没入させてウエハＷを載置台５上に載置するとともに、クランプリング１０をウエハＷと当接して保持する位置まで下降させる。また、排気機構７０を作動させて処理容器２内を排気し、処理容器２内を所定の圧力とするとともに、加熱室９０内のランプ８６を点灯し、回転台８７を回転モータ８９により回転させながら熱線を放射させ、ウエハＷを所定の温度に加熱する。このときの処理容器２内の圧力制御は、キャパシタンスマノメータ６３，６４の測定結果に基づいて圧力制御バルブ６９の開度を制御することにより行われる。

次に、Ａｒガス、Ｎ_２ガス、ＳｉＨ_４ガス、Ｈ_２ガスをそれぞれ所定の流量で供給し、シャワーヘッド２２から処理容器２内に導入することにより、ウエハＷに反応中間体であるＳｉＨｘ（ｘ＜４）を吸着させるイニシエーション処理を行う。

イニシエーション処理の後、それぞれの処理ガスの流量はそのままで、さらにＷＦ_６ガスを本成膜工程よりも少ない所定流量で供給し、この状態で下記式（１）に示すＳｉＨ_４還元反応を所定時間進行させ、ウエハＷ表面にニュークリエーション膜を形成する。
２ＷＦ_６＋３ＳｉＨ_４→２Ｗ＋３ＳｉＦ_４＋６Ｈ_２ ……… （１）

その後、ＷＦ_６ガス、ＳｉＨ_４ガスの供給を停止し、Ａｒガス、Ｎ_２ガス、Ｈ_２ガスを供給して、排気機構７０の排気量を低くして処理容器２内の圧力を本成膜工程のために高めるとともに、ウエハＷの温度を安定させる。

次に、ＷＦ_６ガスの供給を再開するとともに、他のガスの供給量を制御し、下記式（２）に示すＨ_２還元反応のＷ成膜を所定時間行うことにより、ウエハＷの表面にＷ成膜する本成膜工程を行う。
ＷＦ_６＋３Ｈ_２→Ｗ＋６ＨＦ ……… （２）

本成膜を終了後、ＷＦ_６ガスの供給を停止し、Ａｒガス、Ｈ_２ガス、Ｎ_２ガスの供給を維持した状態で、排気機構７０により処理容器２内を急速に減圧し、本成膜終了後に残留した処理ガスを処理容器２から一掃する。次いで、全てのガスの供給を停止した状態で減圧を続けて処理容器２内を高真空度状態とした後、リフトピン１２およびクランプリング１０を上昇させ、リフトピン１２を載置台５から突出させてウエハＷを搬送アームが受け取り可能な位置まで上昇させ、ゲートバルブを開いて処理容器２内に搬送アームを進入させ、リフトピン１２上のウエハＷを搬送アームで受け取り、搬送アームを処理容器２から退出させることによりウエハＷを取り出して成膜動作を終了する。

このような成膜処理を多数繰り返すと、処理容器２内に副生成物が付着するため、所定の枚数の成膜処理が終了した時点で、ＣｌＦ_３ガスを処理容器２内に供給して処理容器２内のドライクリーニングを行い、さらにその後、パージ工程を経て、その後、ウェット洗浄やメンテナンスを行うためリッド３を開いて処理容器２を大気開放する。

このとき、処理容器２内にフッ素系の副生成物が形成されていない場合には、ＣｌＦ_３ガスによるクリーニング後、パージ工程としてパージガスであるＮ_２ガスの供給排出を複数回繰り返すサイクルパージを繰り返すことで処理容器２内のガスが排出され、安全に大気開放を行うことができる。しかし、Ｗ膜を成膜する際には、下地にＴｉ膜やＴｉＮ膜が形成されているウエハを用いる場合が多く、そのような場合には、成膜処理により副生成物としてＴｉＦｘが形成され、これが処理容器２の壁部に付着し、ＣｌＦ_３ガスによるクリーニングを行っても残存する。このようにＴｉＦｘが残存した状態で処理容器２の大気開放を行うと、ＴｉＦｘと空気中の水分とが反応して有毒なＨＦガスが発生する。

本実施形態では、このような有毒なガスを発生させずに処理容器を大気開放するために、以下の手順で大気開放を行う。以下の手順は、記憶部７３の記憶媒体に記憶されたプログラム（レシピ）に基づいてプロセスコントローラ７１の制御の元に行われる。図２はこの際の手順を示すフローチャートである。

ＣｌＦ_３ガスによるクリーニング後、まず、不活性ガス、例えばＮ_２ガスによるサイクルパージを行う（工程１）。この際には、ガスボックス５０とパージガス供給機構１８の両方からＮ_２ガスを供給する。この際のサイクルパージは、例えば３０分間で処理容器２内の排気およびＮ_２ガス導入を５〜６回程度繰り返す。これにより、処理容器内２内のガス成分を排出する。

次に、第１段階の大気パージを行う（工程２）。この工程は、成膜処理の際に生成した副生成物であるＴｉＦｘと大気中の水分とを反応させてＨＦを発生させるために行う。この第１段階の大気パージを行う工程２では、処理容器２内に大気導入配管４１および配管２０等を介して大気を導入し、ＴｉＦｘと大気中の水分とを反応させるのに十分な時間保持してから排気する第１の操作を複数回繰り返す。これは、このような反応が開始されるまではある程度の時間が必要であり、大気を処理容器２中に保持しておく期間が短いと上記反応が生じ難く、また、このような第１の操作が１回ではＴｉＦｘと空気中の水分との反応が十分に行われないからである。

ＴｉＦｘと大気中の水分との反応を有効に生じさせるためには処理容器２内に大気を５分間以上保持しておくことが好ましい。ただし、長くしすぎてもスループットが低下するだけで効果も飽和するため、保持時間は５〜２０分がより好ましい。さらに好ましくは １０〜１５分、例えば１３分である。また、このような第１の操作は、２回以上繰り返すことが好ましく、より好ましくは５回以上である。ただし、繰り返し数が多くなりすぎると、効果が飽和してスループットが低下するだけであるから、繰り返し数は１０回以下が好ましい。

以上の第１段階の大気パージにより処理容器２の壁部に付着したＴｉＦｘに水分が浸透しＴｉＦｘと水分の反応が進行するが、ＴｉＦｘが多少残存し、また反応により生じたＨＦガスが排出されずに残存する。これらを速やかに排出するために、第２段階の大気パージを行う（工程３）。この工程は、処理容器２内に大気を導入し、排気して、主に工程２により生成した反応生成物を排出する第２の操作を複数回繰り返すことにより行われる。

この工程は、ＨＦを速やかに排出させる観点から、第２の操作は処理容器２に大気を導入し短時間のうちに排出することにより行い、これを比較的多くの回数繰り返すことが好ましい。この工程は、大気の導入による残存したＴｉＦｘと水分との反応も生じさせる必要があるが、処理容器２に付着したＴｉＦｘには上記工程２により十分に水分が浸透しているので、第１の操作に比べて短時間の大気保持により十分に反応が生じる。

この工程３の第２の操作においては、上述したように、処理容器２内に大気を導入した状態で保持する時間は短時間でよく、１〜５分とすることが好ましい。より好ましくは１〜３分であり、例えば１分間保持する。また、このような第２の操作の繰り返し数は２０回以上繰り返すことが好ましく、２５回以上繰り返すことがより好ましい。ただし、繰り返し数が多くなりすぎると、効果が飽和してスループットが低下するだけであるから、繰り返し数は５０回以下が好ましい。

これら工程２および工程３の第１段階および第２段階の大気パージにおいては、処理容器２内の圧力を大気圧以下、例えば６００Ｔｏｒｒ程度に制御することが好ましい。処理容器２内を大気圧まで上昇させると、処理容器２内で発生したＨＦが処理容器２の外部に漏洩することが懸念されるが、このように大気圧以下とすることによりＨＦの漏洩を防止することができる。

このようにして大気パージが終了後、必要に応じて不活性ガス、例えばＮ_２ガスによるサイクルパージを任意の時間行う（工程４）。この工程は、処理容器２の温度を低下させて室温レベルにするため等に行う。

その後、リッド３を開いて処理容器２の大気開放を行う（工程５）。この際には、工程２および工程３の第１段階および第２段階の大気パージにより、処理容器２内におけるＨＦ発生反応はほぼ終息しており、処理容器２からのＨＦの発生は許容限界値（ＴＬＶ）以下のレベルにすることができる。

次に、本発明の効果を確認した実験について説明する。
ここでは、通常のＣＶＤまたはＳＦＤによりＴｉ膜が成膜されたウエハへのＷ膜の成膜を５０００枚以上行った後、表１に示すＮｏ．１〜７の手順でパージを行った。表１中、Ｎ_２サイクルパージ１は、処理容器内にＮ_２ガスを導入して排気する操作を繰り返し行うもので、Ｎ_２ガス導入時間＋Ｎ_２ガス保持時間を１分とし、Ｎ_２ガス保持後排気する時間１分を含め１サイクルを２分とし、これを １５サイクル繰り返して合計０．５時間行った。また、第１段階の大気パージは、処理容器に大気を保持する時間を１３分、大気を導入する時間１分および排気する時間１分を含めて合計１５分を所定回数繰り返すことにより行った。第２段階の大気パージは、処理容器に大気を保持する時間を１分、大気を導入する時間１分および排気する時間１分を含めて合計３分を所定回数繰り返すことにより行った。さらに、Ｎ_２サイクルパージ２は、Ｎ_２ガス導入時間＋Ｎ_２ガス保持時間を１分とし、Ｎ_２ガス保持後排気する時間１分を含め１サイクルを２分とし、これを所定時間行った。

表１のＮｏ．１の手順は、Ｎ_２サイクルパージ１のみを行ったもの、Ｎｏ．２の手順は、Ｎ_２サイクルパージ１を行った後、第１段階の大気パージを行わずに、第２段階の大気パージを５サイクル行ったもの、Ｎｏ．３の手順は、Ｎ_２サイクルパージ１を行った後、第１段階の大気パージを行わずに、第２段階の大気パージを３５サイクル行ったもの、Ｎｏ．４の手順は、Ｎ_２サイクルパージ１を行った後、第１段階の大気パージを５サイクル行い、その後第２段階の大気パージを２５サイクル行ったもの、Ｎｏ．５の手順は、Ｎ_２サイクルパージ１を行った後、第１段階の大気パージを１サイクル行い、その後第２段階の大気パージを３５サイクル行い、さらにＮ_２サイクルパージ２を２時間行ったもの、Ｎｏ．６の手順は、Ｎｏ．４の手順の後にＮ_２サイクルパージ２を３０分加えたもの。Ｎｏ．７の手順は、第１段階および第２段階の大気パージを行う代わりに、処理容器内に大気を１５０分保持する操作を１回行った後、Ｎ_２サイクルパージ２を４５分加えたものである。

これら手順でパージを行った後、図３に示すような処理容器上方３０ｃｍの位置Ａおよび５０ｃｍの位置（ＩＨ試験位置）Ｂにおいて、ポータブルガス検知器（理研計器ＳＣ−９０）およびガス検知管にてＨＦの濃度を測定した。その結果を表１に併記する。また、処理容器内のサセプタ上方の位置Ｃにおいてもポータブルガス検知器によりＨＦ濃度を測定した。

表１に示すように、大気パージを行わないＮｏ．１は極めて高い量のＨＦが検出された。また、Ｎｏ．２、３から明らかなように第２段階の大気パージのサイクル数を増加させても第１段階の大気パージを行わない場合にはＨＦ濃度が十分には低下しないことが確認された。また、Ｎｏ．５に示すように、第１段階の大気パージのサイクル数が１回の場合もＨＦ濃度が十分には低下しないことが確認された。さらに、Ｎｏ．７に示すように大気パージの大気保持時間を単純に増加させてもほとんど効果はなく、処理容器解放前直前のＨＦ濃度レベルが高すぎてＮＧであった。

これに対して第１段階の大気パージを５回、第２段階の大気パージを２５回行ったＮｏ．４、６については、大気解放後のＨＦ濃度が許容範囲であった。また、これらのＨＦ濃度は同レベルであり、Ｎ_２サイクルパージ２の有無はＨＦガスの濃度には影響がないことが確認された。

次に、Ｎｏ．４の手順で処理を行っている際の処理容器内のＨＦ濃度の変化を確認した。その結果を図４に示す。この図に示すように、第１段階の大気パージでは、ＴｉＦｘと空気中の水分との反応が進行するため、ＨＦ濃度は高く、第２段階の大気パージの際にはＨＦの排出が進行するため、ＨＦ濃度が急激に低下することがわかる。

次に、Ｎｏ．４の手順で処理を行った後にＩＨ試験を行った。サンプリング位置は上記位置Ａである。この際の分析対象、分析対象捕集方法、分析装置、分析対象成分、検出下限界を表２に示す。また、ＩＨ試験結果を表３に示す。具体的には、分析対象、これらの許容濃度、開放後５分間の濃度、開放後１０分間の濃度を示す。

表３に示すように、本発明に基づいて大気パージを行うことにより、いずれの成分も許容濃度以下の検出量にできることが確認された。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態ではＷ膜をＣＶＤ成膜する装置において、処理によりＴｉＦｘが付着した処理容器の大気開放を例にとって説明したが、処理を問わず処理容器に金属フッ化物が付着した場合について適用可能である。

本発明は、金属フッ化物が付着した処理容器を安全に大気開放する用途全般に適用可能である。

本発明の一実施形態に係る大気開放方法の実施に用いるＣＶＤ成膜装置の概略断面。 図１の装置において処理容器の大気開放手順を説明するフローチャート。 処理容器内外のガス濃度測定位置を説明するための斜視図。 本発明の範囲内の大気パージを行っている際の処理容器内のＨＦガス濃度の変化を示す図。

符号の説明

１；本体
２；処理容器
３；リッド
１８；パージガス供給機構
４１；大気導入配管
５０；ガスボックス
７０；排気機構
７１；プロセスコントローラ
７３；記憶部
１００；ＣＶＤ成膜装置

Claims (8)

1. その中で所定の処理を行って金属フッ化物が付着した処理容器を大気開放する処理容器の大気開放方法であって、
   前記処理容器内に大気を導入し、金属フッ化物と大気中の水分とを反応させるのに十分な時間保持してから排気する第１の操作を複数回繰り返し、
   その後、前記処理容器内に大気を導入し、排気して、主に前記第１の操作により生成した反応生成物を排出する第２の操作を複数回繰り返し、
   前記第１の操作は、前記保持時間を５分以上とし、前記第２の操作は、大気を導入した状態で保持する時間を１〜３分とすることを特徴とする処理容器の大気開放方法。
2. 前記第１の操作は、前記保持時間を５〜２０分とすることを特徴とする請求項１に記載の処理容器の大気開放方法。
3. 前記第１の操作は、２〜１０回繰り返すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理容器の大気開放方法。
4. 前記第２の操作は、２０回以上繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の処理容器の大気開放方法。
5. 前記処理はＣＶＤ成膜処理であり、前記金属フッ化物はＴｉＦｘであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の処理容器の大気開放方法。
6. その中でＣＶＤ処理を行ってＴｉＦｘが付着した処理容器を大気開放する処理容器の大気開放方法であって、
   前記処理容器内に大気を導入し、ＴｉＦｘと大気中の水分とを反応させてＨＦを生成するのに十分な時間保持してから排気する第１の操作を５回以上繰り返し、
   その後、前記処理容器内に大気を導入し、排気して、主に前記第１の操作により生成したＨＦを排出する第２の操作を２５回以上繰り返し、
   前記第１の操作は、前記保持時間を５分以上とし、前記第２の操作は、大気を導入した状態で保持する時間を１〜３分とすることを特徴とする処理容器の大気開放方法。
7. 前記第１の操作に先立って、前記処理容器を不活性ガスによりパージすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の処理容器の大気開放方法。
8. コンピュータ上で動作し、処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記請求項１から請求項７のいずれかの方法が行われるように、コンピュータに前記処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。

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