JP5647651B2

JP5647651B2 - マイクロ波処理装置の洗浄方法

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Publication number: JP5647651B2
Application number: JP2012177083A
Authority: JP
Inventors: 太一門田; 義郎壁; 晃司下村
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: JP2014036142A; US20140041682A1

Description

本発明は、マイクロ波処理装置の洗浄方法に関し、特に、マイクロ波処理装置の処理容器内の洗浄方法に関する。

被処理体としてのウエハにおいて、アモルファスシリコンの結晶化やドープされた不純物の活性化は、通常、ランプヒータを用いた熱処理によって実現されている。当該熱処理ではアモルファスシリコンが加熱されて溶融して結晶化され、不純物がドープされた部分が加熱されて不純物が活性化する。

ランプヒータを用いた熱処理では、ウエハ表面が加熱されて加熱を所望する部分へ熱が伝わるため、ウエハの表面に存在するトレンチやホールの形状が崩れることがある。そこで、近年、熱処理としてマイクロ波を用いた処理が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。マイクロ波を用いた処理では、マイクロ波が照射されたウエハ内に、例えば、不純物の双極子が存在すると、該双極子がマイクロ波によって振動されて摩擦熱が発生し、該摩擦熱によって当該双極子の近傍が加熱される（誘電加熱）。すなわち、ウエハ内部の加熱を所望する部分に双極子を存在させれば、ウエハの表面を加熱することなく、ウエハ内部の当該部分のみを選択的に加熱することができる。また、マイクロ波を用いた処理では、上述した選択的加熱によって不必要な部分を加熱することがないので、エネルギー効率が高く、消費電力を低減することができる。

マイクロ波を用いた処理では、多方面からウエハへマイクロ波を照射するために、マイクロ波処理装置においてウエハを収容したチャンバ（処理容器）内にマイクロ波を導入した後、該マイクロ波をチャンバの内面で反射させてチャンバ内で散乱させる。散乱したマイクロ波は異常放電を生じやすいので、チャンバ内はほぼ大気圧に保たれて異常放電の発生が抑制される。

ところで、マイクロ波処理装置においてマイクロ波を用いた処理を繰り返して行うと、メンテナンスのためにチャンバを大気開放する必要があるが、チャンバを大気開放した際、外部からパーティクルや金属原子等がチャンバ内に進入することがある。

ウエハにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ、例えば、ターボ分子ポンプを備えており、チャンバ内へ進入したパーティクル等をターボ分子ポンプによってチャンバ内の大気ごとチャンバの外部へ排出する。

特願２０１２−０４００９５号明細書

しかしながら、プラズマ処理とは異なるマイクロ波を用いた処理はほぼ大気圧下で行われるため、マイクロ波処理装置はターボ分子ポンプ等の真空ポンプを備えていない。したがって、メンテナンスの際にチャンバ内に進入したパーティクル等を強制的に排出することができず、当該パーティクル等によってチャンバ内が汚染される可能性がある。

本発明の目的は、パーティクル等による処理容器内の汚染を防止することができるマイクロ波処理装置の洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法は、被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入ユニットと、前記処理容器内にガスを導入するガス導入ユニットとを備えるマイクロ波処理装置の洗浄方法であって、洗浄用の被処理体を前記処理容器内に搬入する搬入ステップと、前記ガス導入ユニットから前記処理容器内に前記ガスを導入すると共に前記処理容器内に導入された前記ガスを前記処理容器内から排出するガス導入ステップと、前記処理容器内に前記マイクロ波を導入して、前記処理容器内にプラズマを発生させることなく前記処理容器内を加熱することにより、前記処理容器内で剥離した物質を前記処理容器内に形成された前記ガスの流れによって前記処理容器内から排出するマイクロ波導入ステップと、前記洗浄用の被処理体を前記処理容器内から搬出する搬出ステップと、を有することを特徴とする。

請求項２記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法は、請求項１記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法において、前記搬入ステップと、前記ガス導入ステップと、前記マイクロ波導入ステップと、前記搬出ステップとからなる一連の工程を繰り返すことを特徴とする。

請求項３記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法は、請求項１又は２記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法において、前記マイクロ波導入ステップにおいて前記処理容器内に導入される前記マイクロ波の出力値は、半導体デバイス製造用の被処理体にマイクロ波を用いた処理を施す際に前記処理容器内に導入される前記マイクロ波の出力値よりも大きいことを特徴とする。

請求項４記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法において、前記洗浄用の被処理体が吸収する前記マイクロ波の量は、半導体デバイス製造用の被処理体が吸収する前記マイクロ波の量よりも少ないことを特徴とする。

本発明によれば、洗浄用の被処理体が搬入された処理容器内にガスが導入され、さらにマイクロ波が導入されるので、被処理体がマイクロ波による誘電加熱及び誘導加熱によって加熱されて輻射熱を生じるとともに、処理容器の壁部がマイクロ波による誘導加熱によって加熱される。これにより、壁部に付着したパーティクルや金属原子が熱応力によって剥離し、処理容器内に導入されたガスの流れによって処理容器の外部へ排出されるため、パーティクル等による処理容器内の汚染を防止することができる。

本発明の実施の形態に係るマイクロ波処理装置の洗浄方法が適用されるマイクロ波処理装置の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態に係るマイクロ波処理装置の洗浄方法としてのチャンバ洗浄処理のフローチャートである。図１におけるチャンバ内に窒素ガスが導入された際に形成されるガスの流れを示す断面図である。図１におけるチャンバ内にマイクロ波が導入された際のマイクロ波の散乱の様子を示す断面図である。図２のチャンバ洗浄処理において小さいダミーウエハを用いる場合を説明するための断面図である。図２のチャンバ洗浄処理の第１の変形例のフローチャートである。図２のチャンバ洗浄処理の第２の変形例のフローチャートである。図２のチャンバ洗浄処理を実行した際にチャンバ内から排出される金属原子の密度の変化を示すグラフである。図２のチャンバ洗浄処理を実行した際にチャンバ内から排出されるパーティクルの数の変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係るマイクロ波処理装置の洗浄方法が適用されるマイクロ波処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、マイクロ波処理装置１０は、ウエハＷ（被処理体）を収容するチャンバ１１（処理容器）と、チャンバ１１内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入機構１２（マイクロ波導入ユニット）と、チャンバ１１内においてウエハＷを支持する支持機構１３と、チャンバ１１内に所定のガスを導入する２つのガス導入機構１４（ガス導入ユニット）と、チャンバ１１内を減圧排気する排気機構１５とを備える。

チャンバ１１は、板状の天井部１６と、該天井部１６と対向する底部１７と、天井部１６及び底部１７を連結する側壁部１８とを備え、直方体状を呈する。天井部１６、底部１７や側壁部１８は金属、例えば、アルミニウムやステンレスからなる。天井部１６は図中上下方向（以下、単に「上下方向」という。）に関して貫通する複数のマイクロ波導入ポート１９を有し、底部１７は排気ポート２０を有する。各側壁部１８の内面は、チャンバ１１内に導入されたマイクロ波を反射するように平坦に構成される。また、一の側壁部１８にはウエハＷの搬出入口２１が設けられ、該搬出入口２１にはゲートバルブ２２が設けられ、該ゲートバルブ２２は上下方向に移動して搬出入口２１を開閉する。

支持機構１３は、底部１７を貫通して上下方向に沿って延在するシャフト２３と、該シャフト２３の上部から図中水平に展開する複数のアーム２４と、シャフト２３を回転させる回転駆動部２５と、シャフト２３を上下方向に昇降させる昇降駆動部２６と、シャフト２３の基台として機能し、回転駆動部２５や昇降駆動部２６が取り付けられるシャフト基部２７とを有する。シャフト２３はベローズ２８によって覆われてチャンバ１１の外部から遮断される。

支持機構１３では、各アーム２４の先端から突出するピン２９によってウエハＷが支持され、シャフト２３が回転することによってアーム２４に載置されたウエハＷはチャンバ１１内において図中水平に回転し（図中矢印で示す。）、シャフト２３が昇降することによってウエハＷはチャンバ１１内において上下方向に移動する（図中白抜き矢印で示す。）。また、シャフト２３の先端にはウエハＷの温度を測定するための放射温度計３０が設けられ、チャンバ１１の外部に設けられた温度計測部３１と配線３２で接続される。

天井部１６や側壁部１８に設けられる各ガス導入機構１４は複数の配管３５を介して天井部１６や側壁部１８に開口する複数のガス導入口３６に接続され、処理ガス、冷却ガス又はパージガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、酸素（Ｏ_２）ガス、水素（Ｈ_２）ガスをチャンバ１１内へダウンフロー方式やサイドフロー方式で導入する。配管３５にはマスフローコントローラや開閉バルブ（いずれも図示しない）が配され、処理ガス、冷却ガスやパージガスの種類や流量を制御する。なお、図１において、複数のガス導入口３６は天井部１６や側壁部１８に開口するが、支持機構１３にウエハＷを載置するステージを配置し、該ステージの載置面に複数のガス導入口を開口させ、パージガス等をアップフロー方式でチャンバ１１内へ導入してもよい。

排気機構１５は、排気管３３を介して排気ポート２０に接続される。排気管３３には圧力調整バルブ３４が設けられ、チャンバ１１内の圧力を調整する。なお、マイクロ波処理装置１０に排気機構１５を必ず設ける必要はなく、排気機構１５を設けない場合には、マイクロ波処理装置１０が設置される工場が有する排気設備の排気ラインを排気ポート２０へ直接接続する。

チャンバ１１内において、アーム２４と側壁部１８の間には整流板３７が配置される。整流板３７には多数の貫通穴３７ａを有し、各貫通穴３７ａへチャンバ１１内の雰囲気を流すことによってウエハＷ周りの雰囲気の流れを整える。

マイクロ波導入機構１２は天井部１６の上方に配置され、マイクロ波をチャンバ１１内に導入する複数のマイクロ波ユニット３８と、該複数のマイクロ波ユニット３８に接続された高電圧電源３９とを有する。

各マイクロ波ユニット３８は、マイクロ波を生成するマグネトロン４０と、生成されたマイクロ波をチャンバ１１へ伝送する導波管４１と、マイクロ波導入ポート１９を塞ぐように天井部１６に固定された透過窓４２とを有する。

マグネトロン４０は高電圧電源３９に接続され、該高電圧電源３９から高電圧電流が供給されて、種々の周波数、例えば、２．４５ＧＨｚや５．８ＧＨｚのマイクロ波を生成する。マグネトロン４０はマイクロ波処理装置１０で実行される熱処理において最適な周波数のマイクロ波を選択的に生成する。

導波管４１は矩形の断面、並びに角筒形状を有し、マイクロ波導入ポート１９から上方へ立設され、マグネトロン４０と透過窓４２を接続する。マグネトロン４０は導波管４１の上端近傍に設けられ、マグネトロン４０が生成したマイクロ波は、導波管４１内において伝送されて透過窓４２を介してチャンバ１１内へ導入される。

透過窓４２は誘電体材料、例えば、石英やセラミックスからなり、透過窓４２及び天井部１６の間はシール部材によって気密にシールされている。透過窓４２からアーム２４に支持されたウエハＷまでの距離は、例えば、２５ｍｍ以上とするのが好ましい。

マイクロ波ユニット３８は、さらに、導波管４１の途中に設けられたサーキュレータ４３、検出器４４、チューナ４５及びサーキュレータ４３に接続されたダミーロード４６を有し、サーキュレータ４３、検出器４４及びチューナ４５は、上方からこの順で配置される。サーキュレータ４３及びダミーロード４６は、チャンバ１１内から反射するマイクロ波のアイソレータとして機能し、ダミーロード４６はサーキュレータ４３によって導波管４１から分離された反射波を熱に変換して消費する。

検出器４４はチャンバ１１内からの反射波を検出し、チューナ４５はマグネトロン４０及びチャンバ１１の間のインピーダンスを整合する。チューナ４５は導波管４１内へ突出可能に構成された導体板（図示しない）を有し、該導体板の突出量を制御することによって反射波の電力量が最小となるように上記インピーダンスを整合する。

マイクロ波処理装置１０では、チャンバ１１内へ導入されたマイクロ波が側壁部１８等の内面によって反射されて散乱し、該散乱したマイクロ波が全方位からウエハＷへ照射される。ウエハＷへ照射されたマイクロ波は、ウエハＷ内の双極子を振動させて摩擦熱を発生させ、主に摩擦熱によってウエハＷが加熱される。すなわち、マイクロ波を用いた処理が実行される。このとき、シャフト２３が回転して、散乱するマイクロ波がウエハＷの各部へ満遍なく照射されるようにウエハＷを図中水平に回転させる。

また、マイクロ波処理装置１０では、マイクロ波が散乱するチャンバ１１内が減圧されると、異常放電が生じるおそれがあるため、ウエハＷにマイクロ波が照射される際、排気機構１５の圧力調整バルブ３４によってチャンバ１１内がほぼ大気圧に維持される。

図２は、本実施の形態に係るマイクロ波処理装置の洗浄方法としてのチャンバ洗浄処理のフローチャートである。本チャンバ洗浄処理は、主としてメンテナンスのために大気開放されたチャンバ１１が閉じられた後であって、半導体デバイス製造用のウエハＷへのマイクロ波を用いた処理、例えば、熱処理が施される前に実行される。なお、本チャンバ洗浄処理は、チャンバ１１が大気開放された後だけでなく、連続するウエハＷへの処理、例えば、加熱処理の間に実行することもできる。

図２において、まず、排気機構１５の圧力調整バルブ３４の圧力調整とガス供給によってチャンバ１１内を外部より陽圧にした後、ゲートバルブ２２によって搬出入口２１を開口し、該搬出入口２１から半導体デバイス製造用のウエハＷとは異なるダミーウエハＷｄをチャンバ１１内へ搬入し（搬入ステップ）（ステップＳ２１）、支持機構１３によって支持させる。

次いで、ゲートバルブ２２によって搬出入口２１を閉鎖した後、各ガス導入機構１４によって所定のガス、例えば、窒素ガスをチャンバ１１内に導入するとともに、排気機構１５によって導入された窒素ガスを含むチャンバ１１内のガスをチャンバ１１の外部へ排出してチャンバ１１内においてチャンバ１１の外部へ向かうガスの流れを形成する（ガス導入ステップ）（ステップＳ２２）。

具体的には、図３に示すように、天井部１６に設けられたガス導入機構１４の複数のガス導入口３６からダミーウエハＷｄの表面へ窒素ガスが吹き付けられ、ダミーウエハＷｄの表面に吹き付けられた窒素ガスはダミーウエハＷｄの表面に沿って流れた後、整流板３７を通過してダミーウエハＷｄの下方を排気ポート２０に向けて流れる。また、側壁部１８に設けられたガス導入機構１４の複数のガス導入口３６からチャンバ１１内へ図中水平方向に窒素ガスが吹き出され、該吹き出された窒素ガスは整流板３７を通過してダミーウエハＷｄの下方へ回り込むか、ダミーウエハＷｄの表面に沿って流れた後、整流板３７を通過してダミーウエハＷｄの下方へ回り込み、排気ポート２０へ向けて流れる。なお、図３中において窒素ガスの流れは矢印で示される。

次いで、マイクロ波導入機構１２によってマイクロ波導入ポート１９からチャンバ１１内へマイクロ波を導入し（マイクロ波導入ステップ）（ステップＳ２３）、該マイクロ波をチャンバ１１の側壁部１８等の内面によって反射させて散乱させる（図４参照。）。散乱させたマイクロ波は全方位からダミーウエハＷｄへ照射されるとともに、天井部１６、底部１７及び側壁部１８へも照射される。

ダミーウエハＷｄへ照射されたマイクロ波は、主に、ダミーウエハＷｄ内の双極子を振動させて摩擦熱を発生させ、ダミーウエハＷｄは摩擦熱によって加熱される（誘電加熱）。加熱されたダミーウエハＷｄは天井部１６、底部１７及び側壁部１８の表面へ向けて熱を輻射する。なお、ダミーウエハＷｄが導体や半導体からなる場合、ダミーウエハＷｄにはマイクロ波によって渦電流が発生し、該渦電流がダミーウエハＷｄを流れる際に熱が発生する（誘導加熱）。この場合、ダミーウエハＷｄからの輻射熱には誘電加熱による熱だけではなく、誘導加熱による熱も含まれる。

また、天井部１６、底部１７及び側壁部１８（以下、「側壁部１８等」と略す。）は表面がイットリアやアルマイト等の誘電体で覆われるが、内部はアルミニウムやステンレスからなるため、側壁部１８等へ照射されたマイクロ波は側壁部１８等の内部に渦電流を発生させ、該該渦電流は当該内部を流れる際、当該内部の抵抗に見合った熱を側壁部１８等に発生させる（誘導加熱）。特に、側壁部１８等の表面の近傍は表皮効果によって優先的に渦電流が流れるため、側壁部１８等の表面の近傍が誘導加熱によって積極的に加熱される。

すなわち、側壁部１８等の表面の近傍はダミーウエハＷｄからの輻射熱や内部を流れる渦電流によって積極的に加熱されて高温になり、チャンバが大気開放された際にチャンバ１１内へ進入して側壁部１８等の表面へ付着したパーティクルや金属原子は、高温の側壁部１８等の表面の近傍から熱応力を受けて側壁部１８等から容易に剥離する。剥離したパーティクルや金属原子はチャンバ１１の外部へ向かうガスの流れによってチャンバ１１内から排出される。

次いで、所定の時間、例えば、数分が経過した後、各ガス導入機構１４からの窒素ガスの導入、及び各マイクロ波導入機構１２からのマイクロ波の導入を停止し、圧力調整バルブ３４によってチャンバ１１内を外部より陽圧にする。その後、ゲートバルブ２２によって搬出入口２１を開口し、搬出入口２１からダミーウエハＷｄを搬出する（搬出ステップ）（ステップＳ２４）。

次いで、ダミーウエハＷｄの搬入、窒素ガスの導入、マイクロ波の導入及びダミーウエハＷｄの搬出からなる一連の工程を所定回数実行したか否かを判定し（ステップＳ２５）、ステップＳ２５の判定の結果、一連の工程を所定回数実行していない場合は、ステップＳ２１へ戻り、一連の工程を所定回数実行した場合は、本処理を終了する。

図２のチャンバ洗浄処理によれば、ダミーウエハＷｄが搬入されたチャンバ１１内に窒素ガスが導入され、さらにマイクロ波が導入されるので、ダミーウエハＷｄがマイクロ波による誘電加熱によって加熱されて輻射熱を生じるとともに、側壁部１８等がマイクロ波による誘導加熱によって加熱される。これにより、側壁部１８等の表面に付着したパーティクル等が熱応力によって剥離し、チャンバ１１内に導入された窒素ガスの流れによってチャンバ１１の外部へ排出されるため、パーティクル等によるチャンバ１１内の汚染を防止することができる。特に、誘導加熱は効率がよいため、側壁部１８等の内部へヒータを埋め込む必要を無くすことができ、もって、マイクロ波処理装置１０の構成を簡素化することができるとともに、側壁部１８等の加熱の際の消費エネルギーを低減することができる。

上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄの搬出入のために搬出入口２１が開口される際、予めチャンバ１１内が外部より陽圧にされるため、外部からパーティクルや金属原子がチャンバ１１内に進入するのを防止することができる。

また、上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄの搬入、窒素ガスの導入、マイクロ波の導入及びダミーウエハＷｄの搬出からなる一連の工程が繰り返されるので、側壁部１８等の表面に付着したパーティクル等へ熱応力を繰り返し作用させることができ、もって、パーティクル等を確実に剥離させることができる。

さらに、上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄが搬入されたチャンバ１１内へマイクロ波が導入されるので、マイクロ波はダミーウエハＷｄに吸収され、チャンバ１１内において散乱するマイクロ波が減少する。これにより、散乱したマイクロ波に起因する異常放電が発生するのを防止することができる。

なお、側壁部１８等へ付着するパーティクルに双極子が含まれる場合、パーティクル内の双極子がマイクロ波によって直接、誘電加熱されるので、パーティクルへ直接熱応力を作用させることができ、パーティクルの剥離の効率を向上することができる。

以上、本発明について上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上述した図２のチャンバ洗浄処理では、先にチャンバ１１内へ窒素ガスを導入し、その後にチャンバ１１内へマイクロ波を導入したが、先にチャンバ１１内へマイクロ波を導入し、その後にチャンバ１１内へ窒素ガスを導入してもよく、この場合も、熱応力によって剥離したパーティクル等を窒素ガスの流れによってチャンバ１１の外部へ排出される。

また、上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄが搬入されたチャンバ１１内に導入されるマイクロ波の出力値は、半導体デバイス製造用のウエハＷにマイクロ波を用いた処理を施す際にチャンバ１１内に導入されるマイクロ波の出力値と変わらないが、前者を後者よりも大きくしてもよい。これにより、ダミーウエハＷｄのマイクロ波による誘電加熱や側壁部１８等のマイクロ波による誘導加熱を促進することができ、もって、パーティクルや金属原子の熱応力による剥離を促進することができる。

さらに、上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄの大きさが半導体デバイス製造用のウエハＷの大きさと変わらないが、図５に示すように、ダミーウエハＷｄを導体デバイス製造用のウエハＷよりも小さく形成してもよい。この場合、ダミーウエハＷｄが吸収するマイクロ波の量は、半導体デバイス製造用のウエハＷが吸収するマイクロ波の量よりも少なくなるので、マイクロ波はより積極的に側壁部１８等へ吸収され、その結果、側壁部１８等の誘導加熱をより促進することができる。

また、上述した図２のチャンバ洗浄処理において、チャンバ１１内にマイクロ波を導入する際、ダミーウエハＷｄを支持機構１３によって水平に回転させてもよく、若しくは、回転させなくてもよいが、側壁部１８等へのダミーウエハＷｄからの輻射熱の均等化の観点からは、ダミーウエハＷｄを水平に回転させるのが好ましい。

上述した図２のチャンバ洗浄処理では、ダミーウエハＷｄの搬入、窒素ガスの導入、マイクロ波の導入及びダミーウエハＷｄの搬出からなる一連の工程が繰り返されるが、ダミーウエハＷｄへのマイクロ波の照射の際、ダミーウエハＷｄは消耗せず、発塵しないため、上記一連の工程を繰り返すことなく、図６に示すように、ダミーウエハＷｄをチャンバ１１内に収容したまま、長時間に亘ってチャンバ１１内へマイクロ波を導入してもよく、また、図７に示すように、ダミーウエハＷｄをチャンバ１１内に収容したまま、チャンバ１１内への窒素ガスの導入及びマイクロ波の導入のみを繰り返した後、窒素ガスの導入及びマイクロ波の導入が所定回数実行されたか否かを判定し（ステップＳ７０）、所定回数実行された場合にダミーウエハＷｄをチャンバ１１から搬出してもよい。この場合、チャンバ１１内に収容したままのダミーウエハＷｄからの熱が側壁部１８等へ長時間に亘って輻射されるので、パーティクルや金属原子を熱応力によって確実に剥離させることができる。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

まず、マイクロ波処理装置１０においてメンテナンスのために大気開放されたチャンバ１１が閉じられた後に図２のチャンバ洗浄処理を実行した。チャンバ１１内へは２０００Ｗのマイクロ波を導入し、１枚のダミーウエハＷｄに対するマイクロ波の照射時間を５分とした（実施例１）。なお、マイクロ波が照射されたダミーウエハＷｄの温度は約６２０℃まで上昇した。このときのチャンバ１１内から排出される金属原子の密度（メタルコンタミ）を計測してグラフに示した。

図８は、図２のチャンバ洗浄処理を実行した際にチャンバ内から排出される金属原子の密度の変化を示すグラフである。

図８において、チャンバ１１内に１枚目のダミーウエハＷｄを搬入してマイクロ波を導入した際には、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）やアルミニウム（Ａｌ）の密度が１．０Ｅ＋１０（原子／ｃｍ^３）以上であることが確認されたが、３枚目のダミーウエハＷｄを搬入してマイクロ波を導入した際には、全ての金属原子の密度が１．０Ｅ＋１０（原子／ｃｍ^３）未満に低下したことが分かった。すなわち、図２のチャンバ洗浄処理によってチャンバ１１内から金属原子を除去でき、金属原子によるチャンバ１１内の汚染を防止することができたのが分かった。

次いで、実施例１と同様に、マイクロ波処理装置１０においてメンテナンスのために大気開放されたチャンバ１１が閉じられた後に図２のチャンバ洗浄処理を実行した。このとき、チャンバ１１内へは２４００Ｗのマイクロ波を導入し、１枚のダミーウエハＷｄに対するマイクロ波の照射時間を５分とした。なお、マイクロ波が照射されたダミーウエハＷｄの温度は約６６０℃まで上昇した。このときのチャンバ１１内から排出される、大きさが０．１６μｍ以上のパーティクルの数を計測してグラフに示した。

図９は、図２のチャンバ洗浄処理を実行した際にチャンバ内から排出されるパーティクルの数の変化を示すグラフである。

図９において、チャンバ１１内に１枚目のダミーウエハＷｄを搬入してマイクロ波を導入した際には、１００個以上のパーティクルが確認されたが、２枚目のダミーウエハＷｄを搬入してマイクロ波を導入した際には、２０個以下のパーティクルしか確認できず、４枚目のダミーウエハＷｄを搬入してマイクロ波を導入した際には、パーティクルを確認できなかった。すなわち、図２のチャンバ洗浄処理によってチャンバ１１内からパーティクルを除去でき、パーティクルによるチャンバ１１内の汚染を防止することができたのが分かった。

Ｗｄダミーウエハ
１０マイクロ波処理装置
１１チャンバ
１２マイクロ波導入機構
１３支持機構
１４ガス導入機構
１５排気機構

Claims

被処理体を収容する処理容器と、前記処理容器内にマイクロ波を導入するマイクロ波導入ユニットと、前記処理容器内にガスを導入するガス導入ユニットとを備えるマイクロ波処理装置の洗浄方法であって、
洗浄用の被処理体を前記処理容器内に搬入する搬入ステップと、
前記ガス導入ユニットから前記処理容器内に前記ガスを導入すると共に前記処理容器内に導入された前記ガスを前記処理容器内から排出するガス導入ステップと、
前記処理容器内に前記マイクロ波を導入して、前記処理容器内にプラズマを発生させることなく前記処理容器内を加熱することにより、前記処理容器内で剥離した物質を前記処理容器内に形成された前記ガスの流れによって前記処理容器内から排出するマイクロ波導入ステップと、
前記洗浄用の被処理体を前記処理容器内から搬出する搬出ステップと、を有することを特徴とするマイクロ波処理装置の洗浄方法。
前記搬入ステップと、前記ガス導入ステップと、前記マイクロ波導入ステップと、前記搬出ステップとからなる一連の工程を繰り返すことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法。
前記マイクロ波導入ステップにおいて前記処理容器内に導入される前記マイクロ波の出力値は、半導体デバイス製造用の被処理体にマイクロ波を用いた処理を施す際に前記処理容器内に導入される前記マイクロ波の出力値よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法。
前記洗浄用の被処理体が吸収する前記マイクロ波の量は、半導体デバイス製造用の被処理体が吸収する前記マイクロ波の量よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロ波処理装置の洗浄方法。