JPH07169729A - 半導体製造における材料又は（及び）器具表面の洗浄を三弗化窒素を用いて行なう装置と方法 - Google Patents

半導体製造における材料又は（及び）器具表面の洗浄を三弗化窒素を用いて行なう装置と方法

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JPH07169729A JP6188911A JP18891194A JPH07169729A JP H07169729 A JPH07169729 A JP H07169729A JP 6188911 A JP6188911 A JP 6188911A JP 18891194 A JP18891194 A JP 18891194A JP H07169729 A JPH07169729 A JP H07169729A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄副生成物の除去と反応性且つ毒性の副生
成物で、化学蒸着装置とこのような装置で処理された材
料を使えるようにする時の安全且つ容易な処理ができる
ものの収集を実施可能にする方法と装置を提供する。 【構成】 本発明は熱活性化三弗化窒素で石英製品を動
的に洗浄する方法と装置であり、洗浄流出液を安全に除
去し、副生成物を洗浄して単離もしくは希釈して有効な
洗浄と、そのように洗浄された組立装置の急速再始動さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三弗化窒素エッチング剤
を用いる熱洗浄の分野に関する。詳述すれば、本発明は
ウエファーから、又石英容器ならびにハードウエアが備
わる化学蒸着装置から、様々な珪素含有半導体物質を、
三弗化窒素の動的流れを高温で用い、且つ独特の減圧な
らびに除去系と方法を用いて除去する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体業界は、窒化珪素、多結晶質珪
素、珪化チタン、珪化タングステンや様々な他の珪化
物、それに二酸化珪素で、それが電子材料や集積回路と
して加工される珪素ウエファーとチップに蒸着するた
め、典型的例として、好ましくない被膜として共存する
様々な好ましくない物質からなる化学蒸着炉や炉内の石
英管それに石英製ハードウエアの洗浄の問題解決に長い
間切実な必要性を体験してきた。
【０００３】洗浄に必要な標準的手順は部品例えば、石
英、金属もしくは他の材料製のものを炉、例えば石英炉
管を取外して液状薬品洗浄を行なうことである。Ｏリン
グ封止装置は典型的例としてこのような作業ばかりでな
く管路、扉や他の減圧関係部品の洗浄で取替える必要が
あるだろう。もう１つの例として、装置の別の部品を用
いて、プラズマの洗浄を行なう。前記液状薬品洗浄は極
めて高価につき且つ時間の浪費である。装置から石英部
品を取出して運転を停止すると、最高１８時間は必要と
なる。更に、前記系はその作業の完全さを再確認してか
ら再使用する必要がある。この洗浄を行なうため直接洗
浄法を適用するには特殊の薬品、装置と流しを必要とす
る。もう１つの欠点は石英製品が加速度的な速さで浸食
されて、作業の再生性ならびに確実性に影響する。これ
は石英棚やウエファーホルダーの洗浄時に特にうなずけ
る。これらの部品には石英に刻みを入れ塗被される部品
を保持する特別の溝が備わり、前記液状薬品洗浄が石英
を浸食すると、これらの溝の寸法に影響を与える。溝に
影響を与えると、保持される部品には均一の塗被がなさ
れないので、予定を加速度的に速めて取替える必要があ
る。
【０００４】前記プラズマ洗浄法はもう１つの別の、特
に石英管の洗浄を化学蒸着炉装置内の定位置で行なうよ
う設計された装置の部品を使用する必要とする。先ず第
１に、プラズマ洗浄法では化学蒸着炉系で用いられるこ
れ以外の石英部品を洗浄しない。これは、これらの部品
がプラズマ洗浄法とは別の、又それに加えて化学的液状
洗浄をする必要のあることを意味する。そのうえ、プラ
ズマ洗浄装置は製造領域での空間を塞ぎ、それを使用し
ている間は他管の利用ができないようになることがあ
る。石英部品を炭化珪素のような別の材料に取替える場
合、プラズマ系の使用が信頼できないものとなる恐れが
ある。
【０００５】三弗化窒素を用いる方法を試してきたが、
市場にはまだ出てこなかった。このような方法の１つは
副生成物を系の比較的低温の壁体に凝縮させる静的状態
で行なわれた。これは系を大気条件に戻す前に、前記副
生成物を除去しないと、危険な状態の原因をつくった。
これにはパージの時間を延長する必要があり、このため
この方法の利点を弱めた。それは更に、考えられる危険
性ガス混合物を系の減圧部品に発生させ、通常ウエファ
ーに対する被膜蒸着に用いるガスと混合させる可能性が
ある。１つの三弗化窒素洗浄法を英国特許第Ｇ３２１８
３２０４号で三弗化窒素を静的状態で用いることを討議
し、又連続流れ方式で用いる示唆も示している。この特
許出願は洗浄副生成物の除去法もしくは除去後の副生成
物の処理を扱っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】先行技術は半導体材料
洗浄に対する商業上満足すべき方法と装置もしくは気体
原料を用いて前記材料もしくは洗浄完了後の装置から容
易に除去できる揮発性洗浄副生成物生産の装置について
扱ってこなかった。そのうえ、先行技術は洗浄副生成物
の除去とこのような副生成物（典型的例として反応性且
つ毒性のことがある）で、化学蒸着装置とこのような装
置で処理された材料を使えるようにする時の安全且つ容
易な処理ができるものの収集を実行可能にする方法もし
くは装置について取組んでこなかった。本発明は下記に
示すようにこれらの先行技術の欠点を克服している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体製造にお
いて材料又は（及び）器具表面を三弗化窒素を用いて洗
浄する装置であり： （ａ）室に接続される三弗化窒素を前記室に供給して前
記室にある材料又は（及び）器具表面を洗浄するガス供
給手段と； （ｂ）三弗化窒素の廃棄物と、前記材料又は（及び）器
具表面についた好ましくない物質と三弗化窒素から解離
した前記三弗化窒素又は（及び）弗素洗浄試薬の反応で
形成された揮発性反応生成物との除去用で、前記室に接
続された加熱排気導管と； （ｃ）前記加熱排気導管と連絡して前記導管により前記
室を排気し、前記廃棄物の処理手段に接続された減圧手
段と； からなることを特徴とする。
【０００８】なるべくなら、前記減圧手段を加圧ガス減
圧ベンチュリ管にすることである。
【０００９】又、好ましくは、前記加圧ガス減圧ベンチ
ュリ管が前記廃棄物の凝縮温度以上の温度に前記加圧ガ
スを加熱する加熱器を備える加圧ガスの源をもつことで
ある。
【００１０】更に、前記減圧手段を機械真空ポンプにす
ることが好ましい。
【００１１】又、なるべくなら、コールドトラップを前
記導管に接続して前記廃棄物を前記導管から捕捉して凝
縮させることである。
【００１２】前記減圧手段を前記コールドトラップに接
続して前記導管とコールドトラップにより前記室の排気
をする加圧ガス減圧ベンチュリ管にして、それを加圧ガ
スの源に接続して前記室内に減圧条件を誘導することが
好ましい。
【００１３】好ましくは、前記コールドトラップを前記
導管から隔離できる弁を通る導管に前記コールドトラッ
プを接続することである。
【００１４】又、なるべくなら、前記装置が材料又は
（及び）器具を洗浄のために入れた室を備えることであ
る。
【００１５】更に、前記装置が材料又は（及び）器具を
洗浄のために入れた室に付属することが好ましい。
【００１６】なるべくなら、前記処理手段を前記廃棄物
を前記装置から除去するスクラバー手段とすることであ
る。
【００１７】又、前記装置に弁つき導管のついた加圧ガ
スの源が備わり、加圧ガスを減圧ベンチュリ管に導入し
て減圧を前記装置に誘導することが好ましい。
【００１８】更に、なるべくなら、前記コールドトラッ
プに、冷却剤を前記コールドトラップに、又、それを通
して導入して前記廃棄物に接して間接的に熱交換させる
手段と備わることである。
【００１９】又、好ましくは、前記室が化学蒸着炉であ
ることである。
【００２０】又、前記加熱排気導管を電気的素子で加熱
することが好ましい。
【００２１】更に、石英キャリヤーを前記室内に入れて
半導体ウエファーを保持し洗浄することが好ましい。
【００２２】又、なるべくならば、前記加熱排気導管が
前記減圧手段に接続された複数の平行接続導管からなる
ことである。
【００２３】更に詳述すれば、本発明は半導体製造にお
いて材料又は（及び）器具面を三弗化窒素を用いて洗浄
する装置であって、 （ａ）三弗化窒素を洗浄材料室又は（及び）前記室にあ
る装置表面に供給する室に接続されたガス供給手段と； （ｂ）三弗化窒素の廃棄物と、好ましくない物質の前記
材料又は（及び）器具面での反応でつくられる揮発性反
応生成物と前記三弗化窒素又は（及び）三弗化窒素から
解離した弗素洗浄試薬を除去し、前記室に接続された加
熱排気導管と； （ｃ）加圧ガス源と前記加圧ガスを前記廃棄物の凝縮温
度以上に加熱する手段と； （ｄ）前記加熱排気導管に接続されて前記室を前記導管
により排気し、前記室の減圧状態を誘導する加圧ガス源
に接続された加圧ガス源圧ベンチュリと； とからなる。
【００２４】本発明は更に、半導体製造において材料又
は（及び）器具表面を三弗化窒素を用いて洗浄する方法
であって、 （ａ）前記材料又は（及び）器具表面に接触する帯域を
先ず排気する工程と； （ｂ）前記帯域を三弗化窒素を解離させるだけ十分な高
温に加熱する工程と； （ｃ）三弗化窒素を前記帯域を通して流す工程と； （ｄ）前記材料又は（及び）器具表面上の好ましくない
物質を前記三弗化窒素又は（及び）三弗化窒素から解離
した弗素洗浄試薬の前記物質との化学反応により洗浄し
て揮発性反応生成物を形成させる工程と； （ｅ）前記揮発反応生成物と僅かに残留している三弗化
窒素を廃棄物として前記帯域から前記帯域の次の排気に
より除去し、前記廃棄物を加熱排気導管を通して排気す
る工程と； からなる。
【００２５】なるべくなら、前記廃棄物を加圧ガス減圧
ベンチュリを用いて排気することである。
【００２６】又、好ましくは前記加圧ガスを加熱してか
ら前記減圧ベンチュリを通過させることである。
【００２７】別の例として、前記廃棄物を機械真空ポン
プを用いて排気する。
【００２８】又、前記廃棄物をコールドトラップで排気
し、前記廃棄物を前記コールドトラップで捕捉すること
が好ましい。
【００２９】更に、前記コールドトラップを前記帯域か
ら引続き隔離し、前記コールドトラップを更に排気して
前記廃棄物を前記コールドトラップから除去して処理す
ることが好ましい。
【００３０】なるべくなら、前記廃棄物を前記加圧ガス
で希釈することである。
【００３１】又、前記廃棄物をスクラブして排気するこ
とが好ましい。
【００３２】更に好ましくは、前記加圧ガスを窒素、ア
ルゴン、ヘリウムとその混合物からなる群より選ぶこと
である。
【００３３】前記帯域を次の排気の後で不活性ガスを用
いてパージすることが好ましい。
【００３４】なるべくならば、最初の排気を２００トル
以下の圧力で行ない、三弗化窒素の流れを６００トル以
下の圧力で行ない、そして加熱を６５０℃以下の温度で
行なうことである。
【００３５】
【作用】半導体電子機器組立設備において作業室、ボー
ト又は（及び）パズルピース（ｐｕｚｚｌｅ ｐｉｅｃ
ｅｓ）の現場洗浄の装置ならびに方法が開発されてき
た。本発明は好ましくは、減圧ベンチュリであって加熱
されたプロセス管路と、前記加圧ガスを前記ベンチュリ
の起動流体として加熱ならびに温度調節する手段を備え
るもの、あるいは別の例として、減圧ベンチュリポンプ
と、コールドトラップ装置で、前記コールドトラップを
前記プロセス室などに接続する加熱プロセス管路が備わ
り洗浄の廃棄物の遠隔ポンピングと同時排気希釈をする
ものを用いることである。機械的回転式もしくは往復真
空ポンプも減圧手段として使用できる。三弗化窒素ガス
を分解して弗素洗浄試薬を生成させる熱エネルギーを用
いて洗浄を行なう。本発明は動的圧力調節を用いて蒸着
材料を先に塗膜された材料もしくは器具の表面例えば石
英ハードウエアから洗浄する。本発明は更にプロセス室
の下流の部品を高温もしくは熱帯域の外側での除去能力
がある。本発明は、新しい装置に組込まれた現存の半導
体プロセス蒸着装置を改装できるか、あるいは部品洗浄
の独立型プロセス工具として構成できる。
【００３６】本発明は半導体ならびに電子機器製造装置
で用いられる一般使用の石英製品部品や金属荒引き管路
の洗浄費を、プロセス系からその表面を取外すことなく
現場でそれら表面の洗浄を可能にさせることで削減する
ことである。本発明は無線周波給電と、無電周波を表面
に加えて三弗化窒素を分解し、洗浄試薬を生成させる活
性化エネルギーとする手段を用いる旧型装置の改装を必
要としない。本発明は更に、洗浄流出液の除去に用いる
現存系のポンピング装置を必要としない。本発明は更に
現存の洗浄法例えば石英製品や荒引き管路を大型半自動
化換気槽に入れた水性酸と脱イオン水での洗浄のため取
外す方法に用いられる他の装置を使用しなくても済むよ
うにする。本発明は化学廃棄物と、現在の洗浄装置に用
いられている危険な酸と溶剤に運転員が曝らされる可能
性を除去する。
【００３７】本発明は、半導体もしくは電子機器組立設
備の室内に整列する部品を入れる典型的プロセス室を、
加圧ガス減圧ベンチュリを用い、なるべくなら加熱且つ
温度調節したガスを供給しながら前記室を排気して約１
００トルの減圧を付与して洗浄する。その後、三弗化窒
素をガス供給手段、例えばガス調節マニホールドにより
プロセス室と関連荒引き（ｒｏｕｇｈｉｎｇ）マニホー
ルドに導入して、洗浄工程を約６００トルの圧力で、現
存加熱装置から利用できる約１００℃乃至６５０℃、な
るべくなら４００℃乃至４７５℃、更に好ましくは４２
５℃の温度の熱エネルギーを用いて行ない、三弗化窒素
の分解もしくは解離させ、弗素洗浄試薬例えばイオン弗
素もしくは遊離弗素をつくる。三弗化窒素が熱崩壊にか
かって分解もしくは解離で生成された弗素洗浄試薬は窒
化珪素、多結晶質珪素、珪化チタン、珪化タングステ
ン、耐熱金属やそれらの様々な珪化物に対して有効であ
る。三弗化窒素の分解あるいは解離で生成される弗素洗
浄試薬は、石英管炉又はこのような炉に用いられる石英
製品には最少限の影響しか与えない。洗浄が完了する
と、前記三弗化窒素源の栓をひねって止め、系を前記加
圧ガス減圧ベンチュリを経てなるべくなら加熱して温度
調節した加圧ガスを用い約１５分間ポンピングし、その
後、窒素で少くとも３０分間減圧にかけてパージする。
洗浄したプロセス室をその後、減圧ベンチュリ排気系に
あって三弗化窒素源と加圧ガスからなる洗浄装置から隔
離させる。窒素を用いる一方、前記プロセス室自体のポ
ンピング系を約３０分間用いてから前記半導体もしくは
電子機器組立手順の操作に戻して排気のうえサイクルパ
ージする。
【００３８】本発明の最も有意な特徴は、操作を窒素も
しくは他の加圧不活性ガス駆動減圧ベンチュリポンプを
用いる動的流れ方式で実施する。なるべくなら、加圧不
活性ガスを廃棄物の凝縮濃度例えば１００℃を上回るよ
う加熱温度調節する。この形式のポンプの利点の最少限
の洗浄流出ガス、三弗化窒素とその崩壊生成物がプロセ
ス装置系ポンピングスタック管に接触することが確実で
あることである。これは、プロセス室もしくは帯域洗浄
の安全且つ有効な方法と装置、それにこのような室と帯
域に備わる支持取付具のみならず材料例えばウエファー
を提供する。
【００３９】典型的例として、三弗化窒素は熱活性化し
て崩壊させ、１００℃乃至６５０℃、好ましくは４００
℃乃至４７５℃、更に好ましくは４２５℃の高温で弗素
洗浄試薬をつくることができる。
【００４０】そのうえ、加圧ガス減圧ベンチュリをなる
べくなら加熱、温度調節したガスを用いて洗浄手順中に
減圧を誘導すると考えられる危険なガス混合物例えば水
素化珪素、酸素と水素がプロセス室の減圧ポンプに残っ
ている残留ガスのため発生しないようになる。例えば加
熱テープによる加熱排気管路を洗浄中に流れる三弗化窒
素の動的方法と共に用いると、洗浄サイクルからの副生
成物がプロセス室から排気されても、プロセス室の主減
圧装置の比較的冷たい表面には凝縮しないので、従って
三弗化窒素を洗浄ガスとして使用することに関連した過
去の問題と安全性の懸念が起きないようにする。加圧ガ
ス減圧ベンチュリは高圧ガス例えば窒素もしくはアルゴ
ン、あるいは本装置の材料と両立できるどんなガスでも
徐々に除去できる。前記減圧ベンチュリはそれ自体を加
熱でき、あるいは減圧発生に用いられたガスを例えばガ
スをベンチュリに導く導管に加熱テープを貼って加熱で
きる。そのうえ、減圧ベンチュリを加圧ガス例えば不活
性ガスで操作すると、本発明の方法と装置はプロセス室
を三弗化窒素で洗浄することから発生する排気ガスを自
然希釈させる。これは半導体製造設備のプロセス室に典
型的例として提供された減圧系から独立した減圧排気装
置を用いることで過去の方法が利用したものより安全な
排気方法を提供する。
【００４１】別の実施例では、本発明は更に典型的例と
して冷却水で作動させるコールドトラップを使用して、
三弗化窒素を用いて作動させる洗浄により除去した揮発
物を凝縮できる。機械冷却機を使用してコールドトラッ
プを作動させることもできるし、あるいは別の方法とし
て極低温液体も利用できる。このような洗浄排気を加熱
減圧管路によりコールドトラップに通すと、洗浄工程で
出るこれらの毒性もしくは反応性揮発物を中心に集めて
隔離できる。コールドトラップで凝縮しない僅かな凝縮
物も減圧ベンチュリで加圧ガスにより著しく希釈でき、
業界で伝統となっている適当な堆積（ｓｔａｃｋ）装置
に更なるスクラビングにかけることができる。コールド
トラップを使用してから減圧ベンチュリもしくは機械真
空ポンプにかけると前記減圧ベンチュリもしくはその起
動ガスあるいは前記機械真空ポンプの加熱は、多量の凝
縮できる廃棄物をコールドトラップで除去できるので、
必要でなくなる。
【００４２】
【実施例】実施例１ 図１の図面を参照して本発明の実施例をここで説明す
る。半導体製造炉１０には、例えば３つの平行石英炉管
１２、１４と１６とが入っており、様々な化学蒸着を典
型的例として様々な石英製品取付具もしくはウエファー
キャリヤーにある前記石英管内に入れられた材料で行な
うことを示す。プロセスガスを原料１８からマニホール
ド２０を通し、又、図示していないが様々な弁により管
路２２、２４と２６を通しそれぞれの石英管に導入す
る。排気ガスを管路２８、３０と３２に収集、図示して
いないが再度適切に弁で調節してマニホールド３４で集
中的に移し、代表的半導体製造設備の適当な排気、スク
ラビングと下流加工３６に送る。
【００４３】前記石英管での材料の化学蒸着の経過中に
蒸着が前記石英管内の様々な取付具とキャリヤーにも、
又石英管表面自体にも起こる。時機をみて、１つ以上の
前記取付具又は（及び）管を装置から取出して洗浄す
る。この説明では石英管全部を同時に洗浄するものと例
示しているが、石英管１本もしくは複数の取付具を個々
あるいは別々に洗浄し、他の管はそのまま装置につけて
おいても差支えない。
【００４４】炉１０の洗浄のため製造装置から外した
後、源５２からの加圧窒素ガスを適切な弁つき導管によ
り減圧ベンチュリ５４に導入し、下流スクラビングなら
びにガス抜き装置５６により排気する。これで減圧を管
路５０に、又、示された上流装置に減圧を石英管１２、
１４と１６に発生させる。前記管を約４２５℃の高度に
標準的製造工程中に用いられる炉１０の伝統的加熱装置
により維持する。
【００４５】源５８からの三弗化窒素を開放弁６０、管
路６２と開放弁６４、更にマニホールド２０と前記石英
管の接続管路２２、２４と２６の１本もしくは全部を通
して導入する。この間に、図示されていないが適切な弁
操作により源１８からのプロセスガスを止める。三弗化
窒素を弗素洗浄試薬の適切な種に熱崩壊させるだけの十
分な高温で動的流れ方式になった三弗化窒素は加工製造
サイクルの化学蒸着から先に蒸着した物質を浸食し、そ
れらの物質を揮発性副生成物として除去する。三弗化窒
素の熱崩壊により生成された弗素洗浄試薬には窒化珪素
化学蒸着層と高分子珪素の化学蒸着層との高い反応活性
を備えるが、前記石英管もしくは管の取付具やラックに
用いられる石英製品との反応性は極めて小さい。洗浄か
らの反応副生成物だけでなくどのような未解離三弗化窒
素も管路２８、３０と３２に前記減圧ベンチュリの作動
により除去されて、マニホールド３４に収集される。
【００４６】しかし、伝統的下流加工装置３６によって
除去するよりむしろ、問題の装置を図示されていないが
適切な弁操作で隔離して、洗浄流出ガスもしくは廃棄物
を加熱（トレース（ｔｒａｃｅ）加熱もしくはテープ加
熱７０）排気導管４０を通し開放弁３８により除去、そ
の場合、圧力を圧力計４２により監視する。前記熱トレ
ーシング７０は高熱炉１０の外側に加熱管路を提供して
洗浄流出液もしくは廃棄物中の揮発物は凝縮しないで、
冷却水もしくは適切な冷却手段により操作されるコール
ドトラップ４８に除去される。前記熱トレーシングには
適切な電気素子もしくは抵抗線で動力を提供する。前記
コールドトラップは大抵の洗浄排気揮発物を凝縮してか
ら様々な収集手段、濾過もしくは適切なゲッターもしく
は吸着剤からの変化により除去する。洗浄流水液もしく
は廃棄物の未凝縮成分を管路５０で減圧ベンチュリ５４
に除去、そこで残留洗浄排気もしくは廃棄物を６０乃至
１００ｌの加圧窒素ガスで十分希釈され、伝統的集成装
置の下流スクラビング及びガス抜き装置５６で除去す
る。
【００４７】適当な与えられた洗浄時間を経て、弁６０
を閉鎖、弁６８を開放して、源６０からの適当なガス例
えば不活性窒素でパージして、配管系と石英管を通して
流し、再度導管４０、コールドトラップ４８と減圧５４
を通して除去し適切なスクラバーとガス抜き装置５６で
処理する。同様のパージガスを弁４４と源４６により供
給し、コールドトラップと減圧ベンチュリを、閉鎖され
ている弁３８により隔離される時に洗浄する。パージの
終る時点で弁６８を弁６４と共に閉鎖し、前記装置を前
記減圧ベンチュリを用いて更に排気できる。実施例２ 別の実施例を図２を参照して部分的に示す。図２では、
図１の管路３４からの下流系の部分に対応する部品番号
を２００番シリーズにして示す。反応副生成物と未解離
三弗化窒素からなる廃棄物をマニホールド２３４に除去
し、伝統的系真空ポンプもしくは下流ガス抜き２３６に
迂回させる。弁２３８をトレース加熱２７０と管路２４
０に開放して廃棄物をコールドトラップ２４８に除去す
るが、コールドトラップ２４８にはそれに管路２５０を
通して接続された伝統的機械真空ポンプ２７２からの減
圧を供給する。排気ガスを管路２７４を経て下流ガス抜
きもしくはスクラビング装置に入れ処理する。圧力を圧
力計２４２により監視し、２４６からのパージガスを弁
２３８を開放弁２４４を閉鎖すると供給できる。実施例３ 本発明の好ましい実施例を図１の下流を部分的に示した
図３に説明する。図３を参照。マニホールド３３４は図
１のマニホールド３４に相当し、同一の上流装置が図３
の実施例にもあるものと考える。伝統的下流加工装置３
３６からの管路３４０のトレース加熱３７０を弁３３８
により調節して洗浄工程の廃棄物を除去する。圧力を圧
力計３４２により検知できる。管路３５０の廃棄物は源
３５２からの熱トレーシング３５８で加熱された起動加
圧ガス（すなわち窒素）により誘導された吸引により減
圧ベンチュリ３５４に入る。別の例として、加圧ガスを
なにか他の方法で加熱してから前記ベンチュリに入れる
か、あるいはベンチュリ自体を加熱することもできる。
加熱ならびに温度調節を装置上に腐食性もしくは凝結性
廃棄物の凝縮を防止してから下流ガス抜きあるいはスク
ラビング装置例えばスクラバーに入れる設計をする。実施例４ 図１に示された装置と用いる下流系の更なる実施例を図
４に示し、そこでのマニホールド４３４は図１のマニホ
ールド３４に相当する。上流装置の説明は図１に対する
ものと同じであるが、下流装置だけを変えており、それ
をここで説明する。廃棄物を洗浄された炉から除去して
マニホールド４３４に入れ、伝統的下流４３６で除去す
るものではなくむしろその廃棄物をトレース加熱４７
０、管路４４０に開放弁４３８を開放することにより除
去する。減圧を廃棄物の凝縮温度以上に保たせる機械真
空ポンプ４７２に誘導し、前記ポンプ４７２の吐出しが
トレース加熱４７６、管路４７４を通過して適切なガス
抜きもしくはスクラバーに入る。ここでも、スクラビン
グがこの三弗化窒素洗浄で予期した廃棄物におそらく適
当である。下流装置のパーシングは弁４４４とパージガ
ス源４４６を通して達成できる。
【００４８】適切なガス抜き、ゲッタリングあるいはス
クラビング例えば水スクラビングを処理手段として使用
でき、それに減圧ベンチュリもしくは機械的減圧ポンプ
が洗浄作業の廃棄物を排出する。専用の処理装置を使用
するか、あるいは適切な場合には、本発明を使用する設
備付属の処理装置を廃棄物の種類と量に応じて用いるこ
ともできる。
【００４９】
【発明の効果】本発明を好ましい実施例に関して述べて
きたが、本発明の三弗化窒素洗浄法と装置が先行技術に
優る多数の利点を提供する。すなわち：装置部品の定位
置洗浄性能と；洗浄に要する保全停止時間の短縮と；洗
浄費ならびに適切な洗浄手順実施に必要な資本投下の低
減と；液状化学洗浄材料と手順の除去と；連続生産時間
の再始動に先立つ半導体組立設備のプロセス室もしくは
炉の再較正を要しない洗浄法の提供と；製造工程装置減
圧系から隔離された排気装置を用いる安全洗浄方法の提
供と；損傷と取扱いを最少限に抑えた系の石英製品やボ
ートの洗浄の有利な方法の提供と；急速副生成物除去と
経済的洗浄工程サイクルを確実にする方法の提供と；洗
浄排気もしくは流出液・ガスの不活性希釈ガス例えば窒
素ヘリウム又はアルゴンとの自動希釈のできる方法提供
のかたわら減圧源の提供を含む。そのうえ、本発明の洗
浄法と装置を、独立型洗浄装置、ステンレス鋼製ドア用
フランジ、減圧導管、排気配管、ステンレス鋼の装置、
アルミニウムやセラミック製品を含む他の形式のプロセ
ス装置の洗浄に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コールドトラップと減圧ベンチュリを用いる本
発明の洗浄装置の一実施例の略図である。
【図２】図１に示された本発明の洗浄装置の図１実施例
に代る別の実施例で減圧を機械真空ポンプによる供給を
示す部分略図である。
【図３】図１に示された本発明の洗浄装置で、コールド
トラップを使用しないで加熱ガスを減圧ベンチュリに使
用する好ましい実施例を示す部分略図である。
【図４】図１に示された本発明の洗浄装置の図１実施例
に代るコールドトラップを使用しないで加熱機械真空ポ
ンプと処理管路を用いる実施例を示す部分略図である。
【符号の説明】
１０ 半導体製造炉 １２ 石英製炉管 １４ 石英製炉管 １６ 石英製炉管 １８ プロセスガス源 ２０ マニホールド ２２ 管路（プロセス導入用） ２３ 管路（プロセス導入用） ２４ 管路（プロセス導入用） ２５ 管路（プロセス導入用） ２６ 管路（プロセス導入用） ２８ 管路（収集用） ２９ 管路（収集用） ３０ 管路（収集用） ３１ 管路（収集用） ３２ 管路（収集用） ３４ マニホールド ３６ スクラビング（下流加工装置） ３８ 開放弁（排気） ４０ 導管 ４２ 圧力計 ４４ 弁 ４６ 源（パージガス） ４８ コールドトラップ ５０ 管路 ５２ ガス源（窒素） ５４ 減圧ベンチュリ ５６ 下流スクラビング・ガス抜き装置 ５８ 三弗化窒素源（熱トレーシング） ６０ 開放弁（パージ） ６２ 管路 ６４ 開放弁 ６６ 源（不活性窒素） ６８ 弁（排気） ７０ 熱トレーシング ２３４ マニホールド ２３６ スクラビング（下流加工装置） ２３８ 開放弁（排気） ２４０ 導管 ２４２ 圧力計 ２４４ 弁 ２４４ 源（パージガス） ２５０ 管路 ２７２ 真空ポンプ ３３４ マニホールド ３３６ スクラビング（下流加工装置） ３３８ 開放弁（排気） ３４０ 導管 ３４２ 圧力計 ３５０ 管路 ３５２ ガス源（窒素） ３５４ 減圧ベンチュリ ３５６ 下流スクラビング・ガス抜き装置 ３５８ 三弗化窒素源（熱トレーシング） ３７０ 熱トレーシング ４３４ マニホールド ４３６ スクラビング（下流加工装置） ４３８ 開放弁（排気） ４４０ 導管 ４４２ 圧力計 ４４４ 弁 ４４４ 源（パージガス） ４７０ 熱トレーシング ４７２ 真空ポンプ ４７４ 管路 ４７６ トレース加熱 ５３８ 開放弁（排気）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594136413 ジーイーシー．インコーポレイテッド アメリカ合衆国．85281．アリゾナ州．テ ンペ．スート．５．イースト．セダー．ス トリート．2115 (72)発明者 ブルース．アレン．ヒュリング アメリカ合衆国．85031．アリゾナ州．フ ェニックス．ノース．58．アベニュー. 4026 (72)発明者 チャールズ．アンソニー．シュナイダー アメリカ合衆国．85234．アリゾナ州．ギ ルバート．ウェスト．スプア．アベニュ ー．457 (72)発明者 ジョージ．マーティン．イングル アメリカ合衆国．85281．アリゾナ州．テ ンペ．スート．５．イースト．セダー．ス トリート．2115

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）室に接続され三弗化窒素を前記室
    に供給して前記室にある材料又は（及び）器具表面を洗
    浄するガス供給手段と； （ｂ）三弗化窒素の廃棄物と、前記材料又は（及び）器
    具表面についた好ましくない物質と三弗化窒素から解離
    した前記三弗化窒素又は（及び）弗素洗浄試薬の反応で
    形成された揮発性反応生成物との除去用であって前記室
    に接続された加熱排気導管と； （ｃ）前記加熱排気導管と連絡して前記室を前記導管に
    より排気し、前記廃棄物の処理手段に接続された減圧手
    段と； からなる半導体製造における材料又は（及び）器具表面
    を三弗化窒素を用いて洗浄する装置。
  2. 【請求項２】 前記減圧手段が加圧ガス減圧ベンチュリ
    であることを特徴とする請求項１の洗浄装置。
  3. 【請求項３】 前記加圧ガス減圧ベンチュリに前記加圧
    ガスを前記廃棄物の凝縮温度以上の温度に加熱するヒー
    ターを備える加圧ガスの源を備えることを特徴とする請
    求項２の洗浄装置。
  4. 【請求項４】 前記減圧手段が機械真空ポンプであるこ
    とを特徴とする請求項１の洗浄装置。
  5. 【請求項５】 前記洗浄装置が前記導管に接続され前記
    廃棄物を前記導管から捕捉し、凝縮させるコールドトラ
    ップを備えることを特徴とする請求項１の洗浄装置。
  6. 【請求項６】 前記減圧手段が前記コールドトラップに
    接続されて前記室を前記導管と前記コールドトラップに
    より排気する加圧ガス減圧ベンチュリであり、前記減圧
    ベンチュリを加圧ガスの源に接続して源圧条件を前記室
    に誘導することを特徴とする請求項５の洗浄装置。
  7. 【請求項７】 前記コールドトラップを前記導管に、前
    記コールドトラップを前記導管から隔離できる弁により
    接続することを特徴とする請求項６の洗浄装置。
  8. 【請求項８】 前記装置に前記洗浄の材料又は（及び）
    器具を入れる室を備えることを特徴とする請求項１の洗
    浄装置。
  9. 【請求項９】 前記装置が前記洗浄の材料又は（及び）
    器具を入れた室に付属していることを特徴とする請求項
    １の洗浄装置。
  10. 【請求項１０】 前記処理手段が前記廃棄物を前記装置
    から除去するスクラバー手段であることを特徴とする請
    求項１の洗浄装置。
  11. 【請求項１１】 加圧ガスの源を備える前記装置が加圧
    ガスを前記減圧ベンチュリに調節自在に導入して前記装
    置に減圧を誘導する弁つき導管を備えることを特徴とす
    る請求項２の装置。
  12. 【請求項１２】 前記コールドトラップが冷却剤を前記
    コールドトラップに、それを通して導入して前記廃棄物
    と間接に熱交換する手段を備えることを特徴とする請求
    項５の洗浄装置。
  13. 【請求項１３】 前記室が化学蒸着炉であることを特徴
    とする請求項１の洗浄装置。
  14. 【請求項１４】 前記加熱排気導管を電気的素子により
    加熱することを特徴とする請求項１の洗浄装置。
  15. 【請求項１５】 前記室に石英キャリヤーを入れて半導
    体ウエファーを洗浄のため保持することを特徴とする請
    求項１の洗浄装置。
  16. 【請求項１６】 前記加熱排気導管が前記減圧手段に接
    続された複数の平行接続導管からなることを特徴とする
    請求項１の洗浄装置。
  17. 【請求項１７】 （ａ）室に接続され三弗化窒素を前記
    室に供給して前記室にある材料又は（及び）器具表面を
    洗浄するガス供給手段と； （ｂ）三弗化窒素の廃棄物と、前記材料又は（及び）器
    具表面についた好ましくない物質と三弗化窒素から解離
    した前記三弗化窒素又は（及び）弗素洗浄試薬の反応で
    形成された揮発性反応生成物との除去用であって前記室
    に接続された加熱排気導管と； （ｃ）加圧ガスの源と、前記加圧ガスを前記廃棄物の凝
    縮温度以上の温度に加熱する手段と； （ｄ）前記加熱排気導管に接続され前記室を前記導管に
    より排気し、前記加圧ガスの源に接続して前記室に減圧
    条件を誘導させる加圧ガス減圧ベンチュリと； からなる半導体製造における材料又は（及び）器具表面
    を三弗化窒素を用いて洗浄する装置。
  18. 【請求項１８】 半導体製造において材料又は（及び）
    器具表面を三弗化窒素を用いて洗浄する方法であって、 （ａ）前記材料又は（及び）器具表面に接触する帯域を
    最初に排気する工程と； （ｂ）前記帯域を三弗化窒素を解離させるだけの十分な
    高温に加熱する工程と； （ｃ）三弗化窒素を前記帯域を通して流す工程と； （ｄ）前記材料又は（及び）器具表面についた好ましく
    ない物質を前記三弗化窒素又は（及び）三弗化窒素から
    解離した弗素洗浄試薬の前記物質との化学反応により揮
    発性反応生成物を形成させて洗浄する工程と； （ｅ）前記揮発性反応生成物とわずかに残る残留三弗化
    窒素も廃棄物として前記帯域から前記帯域の次の排気に
    より除去し、前記廃棄物を加熱排気導管を通して排気す
    る工程と； からなる洗浄法。
  19. 【請求項１９】 前記廃棄物を加圧ガス減圧ベンチュリ
    を使用して排気することを特徴とする請求項１８の洗浄
    法。
  20. 【請求項２０】 前記加圧ガスを加熱してから前記減圧
    ベンチュリを通過させることを特徴とする請求項１９の
    洗浄法。
  21. 【請求項２１】 前記廃棄物を機械真空ポンプを使用し
    て排気することを特徴とする請求項１８の洗浄法。
  22. 【請求項２２】 前記廃棄物をコールドトラップに排気
    し、そこで廃棄物を捕捉することを特徴とする請求項１
    ８の洗浄法。
  23. 【請求項２３】 前記コールドトラップをその後、前記
    帯域から隔離し、前記コールドトラップを更に排気して
    前記廃棄物を前記コールドトラップから除去して処理す
    ることを特徴とする請求項２２の洗浄法。
  24. 【請求項２４】 前記廃棄物を前記加圧ガスで希釈する
    ことを特徴とする請求項１９の洗浄法。
  25. 【請求項２５】 前記廃棄物をスクラブし、又ガス抜き
    することを特徴とする請求項１８の洗浄法。
  26. 【請求項２６】 前記加圧ガスを窒素、アルゴン、ヘリ
    ウムとその混合物からなる群より選ぶことを特徴とする
    請求項１９の洗浄法。
  27. 【請求項２７】 前記帯域を前記次の排気の後、不活性
    ガスでパージすることを特徴とする請求項１８の洗浄
    法。
  28. 【請求項２８】 前記最初の排気を２００トル以下の圧
    力で行なうことと、前記三弗化窒素を６５０トル以下の
    圧力で行なうことと、前記加熱を６５０℃以下の温度で
    行なうことを特徴とする請求項１８の洗浄法。
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