JPWO2013047506A1 - 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法、及び窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置 - Google Patents
窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法、及び窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2013047506A1 JPWO2013047506A1 JP2013536293A JP2013536293A JPWO2013047506A1 JP WO2013047506 A1 JPWO2013047506 A1 JP WO2013047506A1 JP 2013536293 A JP2013536293 A JP 2013536293A JP 2013536293 A JP2013536293 A JP 2013536293A JP WO2013047506 A1 JPWO2013047506 A1 JP WO2013047506A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitride semiconductor
- semiconductor manufacturing
- manufacturing apparatus
- cleaning
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 214
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 212
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 193
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 47
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 135
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 62
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 31
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 14
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 9
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 14
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 9
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0021—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by liquid gases or supercritical fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
本願は、2011年9月27日に、日本に出願された特願2011−210423号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、金属酸化物は、有機金属材料から分解した金属(例えば、Ga,In,Al,Mg)と窒化物半導体製造装置用部材の材料(例えば、石英(SiO2))由来の酸素が反応することで生成する。
このため、窒化物半導体膜を成長させる前の段階において、洗浄により窒化物半導体製造装置用部材に堆積した堆積物を除去する必要がある。
しかし、水素の加熱還元による洗浄で窒化物半導体製造装置用部材に付着した堆積物を除去する場合、高温で処理されるため、窒化物半導体製造装置用部材が変形してしまうという問題があった。
また、熱濃燐酸による洗浄で窒化物半導体製造装置用部材に付着した堆積物を除去する場合、高温、かつ毒性の高い蒸気が発生するため、作業時において十分な安全性を確保することが困難であった。
しかし、石英等の材質よりなる窒化物半導体製造装置用部材は、損耗が大きいため、上記サンドブラスト法を適用すると、窒化物半導体製造装置用部材が損傷してしまうという問題があった。
前記堆積物を除去する工程が、昇華性を有した固体状物質を吹き付けて、前記窒化物半導体製造装置用部材から残りの前記堆積物の少なくとも一部を除去する工程であることが好ましい。
なお、本発明において「複数」とは、少なくとも2つ以上の任意の数であってよいことを意味する。
本発明は、窒化物半導体製造装置を構成する部材のうち、窒化物半導体を含む堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法、及び窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置に関する。
図1は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置の概略構成を示す断面図である。
図1を参照するに、本実施の形態の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置10(以下、単に「洗浄装置10」という)は、反応室11と、第1の窒化物半導体製造装置用部材設置台12と、第1の洗浄ガス導入部16と、第2の洗浄ガス導入部17と、排気口18と、ヒーター21と、温度制御部23と、真空ポンプ25と、バルブ26と、冷却室31と、第2の窒化物半導体製造装置用部材設置台33と、受け渡し部34と、噴射装置36と、を有する。
反応室11では、塩素系ガスを含む洗浄ガスにより、堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材13の化学処理が行なわれる。窒化物半導体製造装置用部材13としては、例えば、ガス流路構成部品をあげることができる。
部材13を設置したあと、第1の洗浄ガス導入部16は、反応室11内の空間11Aに、洗浄ガスとして塩素、塩化水素、三塩化ホウ素のうち、少なくともいずれか1種よりなる塩素系ガスを導入する。
化学処理された後の窒化物半導体製造装置用部材13には、第1の洗浄ガスとして塩素を用いた場合が最も堆積物が残存しないことがわかっている。これは塩素、塩化水素、三塩化ホウ素のうち、塩素が最も反応性が高いガスだからである。反応性が高い(反応時間が短い)と洗浄効率がよくなる。また、塩化水素でも希釈される濃度によっては塩素と同様の効果が期待できる。
また、第1の洗浄ガスとしてフッ素系ガス、臭素系ガスを使用しない理由としては、窒化物半導体製造装置用部材13(本願で洗浄対象とする部材)は石英を使ったものが多く、特にフッ素系ガスは部材に損傷を与えてしまうためである。
また、第2の洗浄ガス導入部17は、反応室11内の空間11Aに、洗浄ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウム、空気のうち、少なくとも1種よりなる希釈ガスを導入する。
反応は密閉して処理を行ってもよく、又は、連続的にガスを流しながら処理を行ってもよい。なお、第1の洗浄ガスと第2の洗浄ガスは、別々に反応室に入れられてもよいし、混合してから反応室に入れられてもよい。別々に加える場合、順も必要に応じて選択できる。塩素系ガスと洗浄ガスの混合比率は必要に応じて選択できる。また、洗浄ガスや塩素系ガスは本発明では必要に応じて選択できる。
ヒーター21は、反応室11の上下方向に配置されている。ヒーター21は、反応室11を加熱することで、反応室11内の空間11Aに収容された窒化物半導体製造装置用部材13の温度が500〜1000℃の範囲内となるように加熱する。また温度は必要に応じて選択できるが、より好ましくは800〜1000℃である。なお、加熱は必要に応じて行われるが、化学処理を効率よく進めるためには加熱することが好ましい。
温度制御部23は、堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材13の温度が予め設定された温度(具体的には、500〜1000℃の範囲内の所定の温度)となるように制御する。
冷却室31は、排気口18が形成された側壁11bとは反対側に位置する反応室11の側壁と対向配置されている。冷却室31の側壁は、反応室11の側壁と接触している。
第2の窒化物半導体製造装置用部材設置台33は、図示していない冷却機構により冷却されている。これにより、設置面33aに設置された窒化物半導体製造装置用部材13は必要に応じて冷却される。
昇華性ガス導入部38は、固体状物質生成部42に設けられており、固体状物質生成部42内に形成された空間42Aに昇華性ガスを供給する。
本実施の形態における「昇華性ガス」とは、常温常圧で固体から直接気体に相変化するガスのことをいう。前記昇華性ガスとしては、例えば、炭酸ガスまたはナフタレンを用いることができる。
なお、以下の説明では、一例として、昇華性ガスとして炭酸ガスを用いた場合を例に挙げて説明する。
なお、以下の説明では、キャリアガスとして窒素を用いた場合を例に挙げて説明する。
なお、昇華性を有した固体状物質は、少なくとも二酸化炭素を含む物質であればよく、ドライアイスに限定されない。
また、ドライアイスをあらかじめペレット状にしたものを昇華性ガス導入部38から導入し、窒素をキャリアガス導入部41から導入してもよい。
始めに、反応室11内に収容された第1の窒化物半導体製造装置用部材設置台12の設置面12aに、堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材13を設置する。
次いで、第1の洗浄ガス導入部16を介して、反応室11内の空間11Aに、洗浄ガスとして塩素、塩化水素、三塩化ホウ素のうち、少なくともいずれか1種よりなる塩素系ガスを導入する。それと共に、第2の洗浄ガス導入部17を介して、反応室11内の空間11Aに、洗浄ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウム、空気のうち、少なくとも1種よりなる希釈ガスを導入する。これらのガスは単独で用いられることが好ましく、窒素を単独で希釈ガス(第2の洗浄ガス)として用いることが好ましい。なお、2種類以上を組み合わせて用いる時は、窒素とアルゴンの2種類を組み合わせて用いることが好ましい。
次いで、反応室11内の空間11Aが十分に排気された後、反応室11と受け渡し部34とを連通させて(例えば、図示しない受け渡し部34を構成するシャッターを開放する)、化学処理されかつ堆積物が残存する窒化物半導体製造装置用部材13を第2の窒化物半導体製造装置用部材設置台33の接地面33aに設置する。
次いで、噴射装置36のノズル部44により、化学処理され、かつ堆積物が残存する窒化物半導体製造装置用部材13にドライアイスを吹き付けることで、ドライアイスが衝突する際の衝撃と昇華時に発生する膨張エネルギーにより、堆積物を除去することが可能となる。なお、必要に応じて噴射装置は可動式装置であってもよく、ノズル部分のみを可動式ノズルとしてもよい。
表面損傷を許容できる範囲は、窒化物半導体製造装置用部材13の最大粗さが1μmである。すなわち、最大粗さが1μmになるまで、本発明の窒化物半導体製造装置用部材13の洗浄を行うことができる。
したがって、窒化物半導体製造装置用部材13の表面に付着した堆積物を精度良く除去することができる。ドライアイスの噴射圧は必要に応じて選択できるが、0.05〜0.06MPaで、0.05〜0.15MPaが好ましい。またノズルと部材13との距離は必要に応じて選択できるが、5〜100mmであることが一般的であり、10〜50mmが好ましい。
MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置(窒化物半導体製造装置)の堆積物が付着した反応炉内部品(窒化物半導体製造装置用部材13)を、塩化水素(塩素系ガスを含む洗浄ガス)を用いて化学処理した。その後、堆積物が付着し、かつ化学処理された前記反応炉内部品に、徐々に圧力を上げてドライアイスを吹き付け、堆積物が除去可能な圧力を求めた。除去が可能な圧力は、0.5MPaであった。
表面粗さの測定にあたっては、前記石英ウェハの半径方向に等間隔に3点、前記石英ウェハの周方向に等間隔に4点の合計12点で測定した。
上記0.5MPa(ゲージ圧)の圧力でドライアイスを用いて、上記石英ウェハの表面に吹き付けて、実施例1のサンプルを作成した。その後、実施例1のサンプルである石英ウェハの表面粗さを測定した。この結果を表1に示す。
表面粗さの測定にあたっては、前記石英ウェハの半径方向に等間隔に3点、前記石英ウェハの周方向に等間隔に4点の合計12点で測定した。
このことから、堆積物が除去可能な圧力でのドライアイス処理により、石英ウェハが損傷することがないということが確認できた。
MOCVD装置の堆積物が付着した反応炉内部品を準備し、前記反応炉内部品の表面の写真を撮影した。この写真を、図2に示す。図2は、MOCVD装置の堆積物が付着した反応炉内部品の表面を撮影した写真である。
図3は、ドライアイスによる洗浄中の反応炉内部品の表面を撮影した写真である。図4は、ドライアイスによる洗浄が完了した後の反応炉内部品の表面を撮影した写真である。
MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置(窒化物半導体製造装置)の堆積物が付着した反応炉内部品(窒化物半導体製造装置用部材13)を、塩素(塩素系ガスを含む洗浄ガス)を用いて化学処理した。その後、堆積物が残存し、かつ化学処理された前記反応炉内部品に、0.15MPa(ゲージ圧)の圧力でドライアイスを10秒間噴射して、堆積物を除去する工程(ドライアイス処理)を行った。
11…反応室、
11a…底板部、
11b…側壁部、
11A,31A,42A…空間、
12…第1の窒化物半導体製造装置用部材設置台、
12a,33a…設置面、
13…窒化物半導体製造装置用部材、
16…第1の洗浄ガス導入部、
17…第2の洗浄ガス導入部、
18…排気口、
21…ヒーター、
23…温度制御部、
25…真空ポンプ、
26…バルブ、
31…冷却室、
33…第2の窒化物半導体製造装置用部材設置台、
34…受け渡し部、
36…噴射装置、
38…昇華性ガス導入部、
41…キャリアガス導入部、
42…固体状物質生成部、
44…ノズル部
前記堆積物を除去する工程が、昇華性を有した固体状物質を吹き付けて、前記窒化物半導体製造装置用部材から残りの前記堆積物の少なくとも一部を除去する工程であることが好ましい。
Claims (14)
- 窒化物半導体製造装置を構成する部材のうち、窒化物半導体を含む堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法であって、
塩素系ガスを含む洗浄ガスにより、前記窒化物半導体製造装置用部材を化学処理する工程と、
昇華性を有した固体状物質を吹き付けて、前記窒化物半導体製造装置用部材から前記堆積物を除去する工程と、
を含むことを特徴とする窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。 - 前記洗浄ガスとして、塩素、塩化水素、三塩化ホウ素のうち、少なくともいずれか1種よりなる塩素系ガスと、
窒素、アルゴン、ヘリウム、空気のうち、少なくとも1種よりなる希釈ガスと、が混合された混合ガスを用いることを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。 - 前記化学処理の処理温度は、500〜1000℃の範囲内であることを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
- 前記化学処理する工程で、前記堆積物の成分のうち活性化エネルギーの低い成分を除去することを特徴とする請求項3記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
- 前記昇華性のある固体状物質は、少なくとも二酸化炭素を含むことを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
- 前記昇華性のある固体状物質が、ドライアイスであることを特徴とする請求項4記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
- 洗浄される前記窒化物半導体製造装置用部材として、ガス流路構成部品を用いることを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
- 窒化物半導体製造装置を構成する部材のうち、窒化物半導体を含む堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材を収容すると共に、塩素系ガスを含む洗浄ガスが導入される反応室と、
前記塩素系ガスを含む洗浄ガスにより化学処理された前記窒化物半導体製造装置用部材を収容する冷却室と、
前記冷却室内に収容され、前記窒化物半導体製造装置用部材に昇華性を有した固体状物質を吹き付ける噴射装置と、
を有することを特徴とする窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。 - 前記反応室内を加熱するヒーターを有することを特徴とする請求項7記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。
- 前記反応室内のガスを排気する排気口を有することを特徴とする請求項7記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。
- 前記反応室と前記冷却室は対向するように配置されており、
前記反応室と前記冷却室との間には、前記反応室から前記冷却室に前記窒化物半導体製造装置用部材を受け渡しする受け渡し部を有することを特徴とする請求項7記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。 - 前記噴射装置は、前記窒化物半導体製造装置用部材に前記昇華性を有した固体状物質を吹き付けるノズル部と、
前記ノズル部と一体とされ、かつ昇華性ガス及びキャリアガスが別々の導入部から導入され、前記昇華性を有した固体状物質を生成する固体状物質生成部と、
を有することを特徴とする請求項7記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。 - 前記昇華性のある固体状物質が、ドライアイスであることを特徴とする請求項7記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置。
- 前記化学処理が行われる工程が、塩素系ガスを含む洗浄ガスにより、窒化物半導体を含む堆積物が付着した窒化物半導体製造装置用部材を化学処理し、堆積物の少なくとも一部を除去する工程であり、
前記堆積物を除去する工程が、昇華性を有した固体状物質を吹き付けて、前記窒化物半導体製造装置用部材から残りの前記堆積物の少なくとも一部を除去する工程である、
ことを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013536293A JP5860055B2 (ja) | 2011-09-27 | 2012-09-25 | 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011210423 | 2011-09-27 | ||
JP2011210423 | 2011-09-27 | ||
PCT/JP2012/074536 WO2013047506A1 (ja) | 2011-09-27 | 2012-09-25 | 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法、及び窒化物半導体製造装置用部材の洗浄装置 |
JP2013536293A JP5860055B2 (ja) | 2011-09-27 | 2012-09-25 | 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013047506A1 true JPWO2013047506A1 (ja) | 2015-03-26 |
JP5860055B2 JP5860055B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=47995538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013536293A Active JP5860055B2 (ja) | 2011-09-27 | 2012-09-25 | 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140290702A1 (ja) |
JP (1) | JP5860055B2 (ja) |
KR (1) | KR20140069023A (ja) |
TW (1) | TWI553725B (ja) |
WO (1) | WO2013047506A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101865594B1 (ko) * | 2016-08-11 | 2018-06-08 | (주)성현 테크놀로지 | 반도체 장비 부품의 세정 장치 및 방법 |
JP6530356B2 (ja) * | 2016-09-01 | 2019-06-12 | 大陽日酸株式会社 | 窒化物半導体製造装置の洗浄方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073832A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Kamimaru Co Ltd | 薄膜形成装置の治具類洗浄における堆積膜の除去方法 |
JP2006332201A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 窒化物半導体製造装置の洗浄方法と洗浄装置 |
JP2008093615A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャックの洗浄方法 |
JP2011035218A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 反応生成物の検知方法 |
JP2011054639A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Showa Denko Kk | 化合物半導体の製造装置、化合物半導体の製造方法及び化合物半導体 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6099396A (en) * | 1997-03-14 | 2000-08-08 | Eco-Snow Systems, Inc. | Carbon dioxide jet spray pallet cleaning system |
US6296716B1 (en) * | 1999-10-01 | 2001-10-02 | Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. | Process for cleaning ceramic articles |
US20050048876A1 (en) * | 2003-09-02 | 2005-03-03 | Applied Materials, Inc. | Fabricating and cleaning chamber components having textured surfaces |
-
2012
- 2012-09-25 US US14/344,004 patent/US20140290702A1/en not_active Abandoned
- 2012-09-25 JP JP2013536293A patent/JP5860055B2/ja active Active
- 2012-09-25 TW TW101135233A patent/TWI553725B/zh active
- 2012-09-25 KR KR1020147007783A patent/KR20140069023A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-09-25 WO PCT/JP2012/074536 patent/WO2013047506A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073832A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Kamimaru Co Ltd | 薄膜形成装置の治具類洗浄における堆積膜の除去方法 |
JP2006332201A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 窒化物半導体製造装置の洗浄方法と洗浄装置 |
JP2008093615A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャックの洗浄方法 |
JP2011035218A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 反応生成物の検知方法 |
JP2011054639A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Showa Denko Kk | 化合物半導体の製造装置、化合物半導体の製造方法及び化合物半導体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140069023A (ko) | 2014-06-09 |
TWI553725B (zh) | 2016-10-11 |
US20140290702A1 (en) | 2014-10-02 |
WO2013047506A1 (ja) | 2013-04-04 |
TW201322324A (zh) | 2013-06-01 |
JP5860055B2 (ja) | 2016-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10704141B2 (en) | In-situ CVD and ALD coating of chamber to control metal contamination | |
TWI674617B (zh) | 用於在電漿清潔製程之後執行電漿處理製程的方法 | |
EP2934775B1 (en) | Process and method for in-situ dry cleaning of thin film deposition reactors and thin film layers | |
KR101070666B1 (ko) | 클리닝 방법 및 기판 처리 장치 | |
US20060016783A1 (en) | Process for titanium nitride removal | |
US20080044593A1 (en) | Method of forming a material layer | |
JP5011148B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、クリーニング方法及び基板処理装置 | |
US8679259B2 (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and method of cleaning processing vessel | |
TW201541511A (zh) | 在鋁電漿設備部件上產生緊密氧化鋁鈍化層 | |
TW200428479A (en) | Cleaning a component of a process chamber | |
KR100786609B1 (ko) | 기구 부품의 반응성 기체 청소 방법 및 공정 | |
JP5498640B2 (ja) | 窒化物半導体製造装置部品の洗浄方法と洗浄装置 | |
JP5710433B2 (ja) | 成膜装置のクリーニング方法および成膜装置 | |
CN101238238A (zh) | 使用氟化硫从cvd/pecvd腔的内部除去表面沉积物的远程腔方法 | |
JP5860055B2 (ja) | 窒化物半導体製造装置用部材の洗浄方法 | |
KR102017138B1 (ko) | 탄화규소 제품의 재생 방법 및 재생된 탄화규소 제품 | |
CN113015583A (zh) | 半导体制造装置部件的清洗装置、半导体制造装置部件的清洗方法及半导体制造装置部件的清洗系统 | |
JP2007227435A (ja) | 半導体製造装置のクリーニング方法およびクリーニング装置ならびに半導体製造装置 | |
WO2010129289A4 (en) | Decontamination of mocvd chamber using nh3 purge after in-situ cleaning | |
JP2010245376A (ja) | 窒化物半導体製造装置における汚染部品の洗浄装置 | |
JP2015032659A (ja) | 気相成長装置のクリーニング方法 | |
JP5365165B2 (ja) | ウエハ | |
JP6339423B2 (ja) | 半導体製造装置構成部材の清浄化方法 | |
JP2003144905A (ja) | ガスクリーニング方法 | |
JP2001189277A (ja) | 配管の洗浄方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5860055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |