WO2002073675A1 - Procede de nettoyage pour dispositif de traitement de substrat et dispositif de traitement de substrat - Google Patents

Procede de nettoyage pour dispositif de traitement de substrat et dispositif de traitement de substrat Download PDF

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Yasuhiro Oshima
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Tokyo Electron Limited
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning method for removing an insulating substance attached to a substrate processing apparatus, and a substrate processing apparatus capable of performing such cleaning.
  • a film forming apparatus for forming a thin film of an insulating material on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a “wafer”), for example, a chemical vapor deposition apparatus (CVD processing apparatus) has been used. ing.
  • CVD processing apparatus chemical vapor deposition apparatus
  • a wafer is placed on a heated susceptor, and a processing gas is supplied into the processing chamber to form a thin film of an insulating material on the wafer! "Ru.
  • the insulating material adheres to the inner wall of the processing chamber and the susceptor after the thin film of the insulating material is formed on the wafer. If a thin film is formed on a wafer while leaving the insulating material attached to the inner wall of the processing chamber and the susceptor, the insulating material may peel off from the inner wall of the processing chamber and the susceptor and cause contamination. is there. In order to prevent such wafer contamination, it is necessary to clean the insulating material from the inner wall of the processing chamber and the susceptor.
  • a cleaning method has been proposed in which an insulating material is removed using a fluorine-based cleaning gas such as C 1 F 3 , NF 3 , or C 2 F 6 .
  • insulating materials such as lead zirconate titanate (Pb (Z r, T i) 0 3: Hereinafter, simply referred to as PZT. ) Or titanate Bariumusu strontium ((B a, S r) T i 0 3: below, each substance simply present in that) in BST removed instead of fluoride..
  • lead (Pb), zirconium (Zr), nickel, 'ium (Ba), or strontium (Sr) has a low vapor pressure of fluoride. Therefore, in order to remove these insulating materials, it is necessary to raise the temperature inside the processing chamber to 600 ° C. or higher.
  • the inner wall of the processing chamber, the susceptor, and the O-ring must be maintained at 600 ° C or higher. It must be formed of a material that does not soften at the cleaning temperature, and there is a problem that the feasibility is poor. In addition, even when cleaning is performed at 600 ° C., there is a problem that fluoride is left in the processing chamber with a fluorine-based cleaning gas. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a method of cleaning a substrate processing apparatus and a substrate processing apparatus capable of reliably removing an insulating substance adhered to a processing chamber at a low temperature. The purpose is to do so.
  • a cleaning method for a substrate processing apparatus includes the steps of: supplying a cleaning gas containing a compound having a carboxyl group into a processing chamber of a substrate processing apparatus for processing a substrate; And a complex discharging step of evacuating the inside of the processing chamber and discharging the complex of the insulating substance to the outside of the processing chamber.
  • the complex formation step can be performed simultaneously with or It will be done shortly before.
  • the cleaning method for a substrate processing apparatus includes: supplying a cleaning gas containing a compound having a carboxyl group into a processing chamber of the substrate processing apparatus for processing a substrate; Since the method includes a complex forming step of complexing the compound, a complex of an insulating substance can be formed at a low temperature. As a result, the insulating material can be reliably removed at a lower temperature than when a fluorine-based cleaning gas is used.
  • the complex forming step is performed, for example, before the complex discharging step.
  • the cleaning gas reaches every corner of the processing chamber. As a result, the insulating substance can be more reliably removed.
  • the complex forming step and the complex discharging step are performed repeatedly and alternately. By repeatedly and alternately performing the complex forming step and the complex discharging step, complexing and discharging are completely performed, and the insulating substance can be efficiently removed.
  • the complex forming step is a step of directly complexing the insulating substance.
  • the number of steps for cleaning can be reduced, and the insulating substance can be easily removed in a short time.
  • the insulating material is, for example, a material having a vapor pressure of 1.33 ⁇ 10 3 Pa or less at 600 ° C. in fluoride.
  • the insulating material is, for example, a material containing Pb, Zr, and Ti, or a material containing Ba, Sr, and Ti.
  • Cleaning method of the present invention Is used to ensure that even if the insulating material is a material containing Pb, Zr, and Ti, or a material containing Ba, Sr, and Ti, the insulating material is treated. Can be removed from within the processing chamber.
  • the compound having a carboxyl group preferably has an alkyl group having a halogen atom directly bonded to the carboxyl group.
  • the compound having a hydroxyl group is provided with an alkyl group having a halogen atom directly bonded to a carboxyl group, reactivity with an insulating substance can be increased.
  • the compound having a carboxyl group is preferably trifluoroacetic acid (CF 3 CO 0 H).
  • trifluoroacetic acid By using trifluoroacetic acid, the reactivity with the insulating substance can be further increased.
  • the substrate processing apparatus is, for example, a film forming apparatus.
  • a film forming apparatus By using the cleaning method of the substrate processing apparatus of the present invention, it is possible to reliably remove the insulating substance even in a film forming apparatus in which the insulating substance is easily attached in the processing chamber.
  • a substrate processing apparatus includes a processing chamber, a susceptor disposed in the processing chamber, on which a substrate is mounted, and a processing for forming a film of an insulating material on the substrate in the processing chamber.
  • a processing gas supply system for supplying gas, an exhaust system for exhausting the inside of the processing chamber, and a cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas containing a compound having a carboxyl group for cleaning the inside of the processing chamber into the processing chamber It is characterized by having.
  • the substrate processing apparatus of the present invention is provided with a cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas containing a compound having a carboxyl group for cleaning the inside of the processing chamber.
  • Related substances can be complexed. As a result, adheres to the processing chamber
  • the used insulating material can be removed at a lower temperature and more reliably than when a fluorine-based cleaning gas is used.
  • the compound having a carboxyl group preferably has an alkyl group having a halogen atom directly bonded to the carboxyl group.
  • the compound having a hydroxyl group is provided with an alkyl group having a halogen atom directly bonded to a carboxyl group, reactivity with an insulating substance can be increased.
  • the compound containing a carboxyl group is preferably trifluoroacetic acid.
  • trifluoroacetic acid By using trifluoroacetic acid, the reactivity with an insulating substance can be further improved.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a CVD processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a processing gas supply system and a cleaning gas supply system of the CVD processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a film formation performed by the CVD processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of cleaning performed by the CVD processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams schematically showing a cleaning step according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature of the susceptor and the PZT removal rate of the CVD processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the pressure inside the CVD processing apparatus according to the second embodiment and the PZT removal rate.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of cleaning performed by the CVD apparatus according to the second embodiment.
  • 9A and 9B are views schematically showing a cleaning step according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a cleaning process performed by the CVD processing apparatus according to the third embodiment.
  • a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
  • a description will be given using a CVD processing apparatus that chemically forms a thin film on a film formation surface of a wafer as a substrate processing apparatus.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a CVD processing apparatus according to the present embodiment.
  • the CVD processing apparatus 1 includes a processing chamber 2 formed in a substantially cylindrical shape from, for example, aluminum or stainless steel.
  • the processing chamber 2 is configured to be vertically separable, and a .0 ring 3 is interposed in the separable part.
  • a shower head 4 is provided on the ceiling of the processing chamber 2 via an O-ring 5.
  • a processing gas for forming a thin film of an insulating material such as, for example, ⁇ BS or BS ⁇ on the surface on which the film is to be formed, and an insulating material adhered to the processing chamber 2 during the film formation
  • the cleaning gas for removing the substance By supplying the cleaning gas for removing the substance, the processing gas and the cleaning gas are supplied into the processing chamber 2.
  • the shower head 4 has a hollow structure, and a plurality of discharge holes 6 are formed in a lower portion of the shower head 4. By forming the plurality of discharge holes 6, the processing gas and the cleaning gas supplied into the shower head 4 are formed. The gas diffuses in the shower head 4 and is uniformly discharged between the shower head 4 and a susceptor 19 described later.
  • a processing gas supply system 7 for supplying a processing gas and a cleaning gas supply system 9 for supplying a cleaning gas are connected to an upper portion of the shower head 4.
  • a vacuum exhaust system 10 for evacuating the inside of the processing chamber 2 is connected to the bottom of the processing chamber 2.
  • the evacuation system 10 mainly includes a vacuum pump 11 such as a turbo molecular pump or a dry pump, an exhaust pipe 12 connected to the vacuum pump 11 and the bottom of the processing chamber 2, and an exhaust pipe 1 It comprises a shut-off valve 13 interposed in 2 to start or stop evacuation by opening and closing, and a pressure regulating valve 14 interposed in the exhaust pipe 12 to adjust the pressure in the processing chamber 2 by opening and closing. ing.
  • the processing chamber 2 is evacuated.
  • a resistance heating element 15 for heating the processing chamber 2 is wound around the processing chamber 2.
  • An opening is provided in the side wall of the processing chamber 2.
  • a gate valve 16 that opens and closes when a wafer W is loaded and unloaded to and from the processing chamber 2 is provided at an edge of the opening via an O-ring 17.
  • a purge gas supply system 18 that supplies a purge gas such as a nitrogen gas is connected to the processing chamber 2. By supplying a purge gas into the processing chamber 2, the inside of the processing chamber 2 that has been evacuated is returned to the atmospheric pressure.
  • a substantially disk-shaped susceptor 19 on which the wafer W is placed is disposed.
  • the susceptor 19 is made of, for example, aluminum nitride, silicon nitride, amorphous carbon, or composite carbon. Wafer on top of suscept evening 19 By supplying a processing gas while W is mounted, a thin film of an insulating material is formed on the surface of the film to be formed on the wafer W.
  • a susceptor heating member such as a resistance heating element or a heating lamp is provided in the susceptor 19. By heating the susceptor 19 with the susceptor heating member, the susceptor 19 is heated to a predetermined temperature.
  • a resistance heating element 20 is used as a susceptor heating member will be described.
  • An external power source 21 provided outside the processing chamber 2 is connected to the resistance heating element 20 via a lead wire.
  • the resistance heating element 20 When a current flows from the external power supply 21 to the resistance heating element 20, the resistance heating element 20 generates heat.
  • three riff holes 22 are formed in the vertical direction. Below the lift hole 22, three lift pins 2 3 are provided so as to be able to move up and down.
  • the wafer W is placed on the susceptor 19 or separated from the susceptor 19 by raising and lowering the lifter pin 23 by driving a lifter (not shown).
  • the lift pins 2 3 penetrate the processing chamber 2, but an elastic metal bellows 24 is provided at the penetrating portion of the processing chamber 2, so that the airtight inside the processing chamber 2 is provided. Nature is maintained.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the processing gas supply system 7 and the cleaning gas supply system 9 of the CVD processing apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the processing gas supply system 7 has a pipe 7 connected at one end to a top of the shower head 4 and at the other end to a carrier gas tank 71 containing a carrier gas such as argon gas. It has two.
  • the side where the shower head 4 is provided is referred to as the downstream side, and the carrier gas tank
  • the side on which the switch 71 is provided is the upstream side.
  • the piping 72 is divided into three systems via a processing gas mixer 82 described later, as shown in FIG.
  • the three separate lines 72 A, 72 B, and 72 C contain raw material tanks 73 A, 73 containing raw materials that constitute the processing gas, for example, lead-based raw materials, zirconium-based raw materials, and titanium-based raw materials.
  • B, 73C are the first bypass pipes 74A, 74B, 74C, and the second bypass pipes 75A, 75B, 7 located downstream of the first bypass pipes 74A, 74B, 74C. Connected via 5C.
  • the raw material tank 73A contains, for example, dibivalyl sodium lead (Pb (DPM) 2 ) which is a solid raw material as a lead-based raw material.
  • Material The evening tank 73 B, Z r (t -0 C 4 H 9) 4 is housed a liquid material as for instance zirconium-based material.
  • the raw material tank ⁇ 3 C, T is a liquid material as a titanium-based material For example i (i - 0 C a H 7) 4 is accommodated.
  • valves 77 A, 77 Bs 77 C are interposed in the second bypass pipes 75 A, 75 B, 75 C, respectively.
  • the carrier gas is supplied from the first bypass pipes 74A, 74B, 74C into the raw material tanks 73A, 73Bs 73C with the tubes 76A, 76B, 76C open.
  • the raw materials contained in the ink tanks 73A, 73B, and 73C are bubbled, and the raw materials are vaporized. Then, these vaporized raw materials are supplied to the pipes 72A, 72B, 72C via the second bypass pipes 75A, 75B, 75C.
  • the 72 B and 72 C have different mass flow rates to adjust the carrier gas flow rate.
  • the mouth controller 78 A, 78 B, 78 C and the valves 79 A, 79 B, 79 C are interposed.
  • a first bypass pipe 97 is connected to a pipe 92 between the mass mouth controller 94 and the valve 95.
  • a second bypass pipe 98 is connected to a pipe 92 between the valve 95 and the dollar valve 96.
  • a valve 99 is interposed in the first bypass pipe 97, and a valve 100 is interposed in the second bypass pipe 98.
  • valves 79 A, 79 B, 79 C, valves 76 A, 76 B, 76 C Valves 77 A, 77 B, 77 C, the needle valves 80 A, 80 B, 80 C, and the valve 83 are closed, the supply of the processing gas is stopped, and the formation of the thin film of the insulating material is completed (Step 1 (4) ).
  • Step 2 After the wafer W on which the thin film of the insulating material is formed is transferred from the inside of the processing chamber 2, the processing chamber 2 is heated to about 300 to 500 ° C., preferably about Heat to 500 ° C (step 2 (1 A)).
  • the reason why the temperature of the processing chamber 2 is specified to be about 300 to 500 ° C. is that if the temperature exceeds this range, the supplied carboxylic acid is decomposed and the cleaning efficiency is reduced. It is because. Also, if the thickness is below this range, the insulating material adhered to the inner wall of the processing chamber 2 and the susceptor 19 will not be effectively removed.
  • the valve 93, the valve 99, the valve 100, and the needle valve 96 are opened, and the cleaning gas is supplied into the processing chamber 2 (step 2 (2B)). ).
  • the processing chamber 2 is evacuated, so that the cleaning gas reaches all corners of the processing chamber 2, and the processing chamber 2 is more reliably placed in the processing chamber 2.
  • the adhered insulating substances can be removed.
  • the cleaning gas can be saved, and the cost can be reduced.
  • the cleaning method and the substrate processing apparatus for a substrate processing apparatus according to the present invention can be used in the semiconductor manufacturing industry.

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Description

明 細 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置 技術分野
本発明は、 基板処理装置内に付着した絶縁性物質を取り除くクリ一二 ング方法及びそのようなクリ一ニングを行い得る基板処理装置に関する , 背景技術
従来から、 半導体ゥヱハ （以下、 単に 「ウェハ」 という。） の表面に絶 縁性物質の薄膜を形成する成膜装置としては、 例えば、 化学気相成長処 理装置 （CVD処理装置） が用いられている。
CVD処理装置では、 加熱されたサセプ夕上にウェハを載置し、 かつ 処理チャンバ内に処理ガスを供給して、 ウェハに絶縁性物質の薄膜を形 成！ "る。
ところで、 ウェハに絶縁性物質の薄膜を形成した後の処理チャンバ内 壁及びサセプ夕には、 絶縁性物質が付着している。 この処理チャンバ内 壁及びサセプ夕に付着した絶縁性物質を放置して、 ウェハの薄膜形成を 行うと、 絶縁性物質が処理チャンバ内壁及びサセプ夕から剥離してゥェ 八の汚染を引き起こす場合がある。 このようなウェハの汚染を防止する ため、 絶縁性物質を処理チヤンバ内壁及びサセプ夕から取り除くクリ一 ニングが必要となる。
現在、 クリーニングとしては、 C 1 F3、 NF3、 又は C2F6のよう なフッ素系のクリーニングガスを用いて、 絶縁性物質を取り除く方法が 提案されている。
この方法では、 絶縁性物質、 例えばチタン酸ジルコン酸鉛 （Pb (Z r , T i ) 0 3 ：以下、 単に P Z Tという。） 或いはチタン酸バリウムス トロンチウム （（B a ， S r ) T i 0 3 : 以下、 単に B S Tという。） 中 に存在する各物質をフッ化物に変えて取り除いている。
ところが、 これらの物質の中でも特に鉛（P b )、 ジルコニウム（ Z r )、 ノ、 'リウム （B a )、 又はス トロンチウム （ S r ) は、 フ ヅ化物の蒸気圧が 低い。 このため、 これらの絶縁性物質を取り除くには、 処理チャンバ内 を 6 0 0 °C以上の高温にすることが必要とされる。
しかしながら、 クリーニングを行う際の処理チャンバ内の温度 （クリ —ニング温度） を 6 0 0 °C以上に維持するには、 処理チャンバ内壁、 サ セプ夕、 及び 0リング等を 6 0 0 °C以上のクリーニング温度で軟化しな いような材料で形成する必要があり、実現性に乏しいという問題がある。 また、 6 0 0 °Cでクリーニングを行った場合であっても、 フッ素系の クリ一二ングガスでは、 処理チヤンバ内にフヅ化物が残存しまうという 問題がある。 発明の開示
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであり、 低温 で、 かつ確実に処理チャンバ内に付着した絶縁性物質を取り除く ことが できる基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置を提供するこ とを目的とする。
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、 基板を処理する基板処 理装置の処理チヤンバ内に、 カルボキシル基を有する化合物を含むクリ 一二ングガスを供給して、 処理チャンバ内に付着した絶縁性物質を錯体 化する錯体形成工程と、 処理チャンバ内を排気して、 絶縁性物質の錯体 を処理チャンバ外へ排出する錯体排出工程と、 を具備することを特徴と している。 錯体形成工程は、 錯体排出工程と同時に、 或いは錯体排出ェ 程前に行われる。
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、 基板を処理する基板処 理装置の処理チャンバ内に、 カルボキシル基を有する化合物を含むクリ 一二ングガスを供給して、 処理チャンバ内に付着した絶縁性物質を錯体 化する錯体形成工程を備えるので、 低温で絶縁性物質の錯体を形成する ことができる。 その結果、 フッ素系のクリーニングガスを使用するより も低温で、 かつ確実に絶縁性物質を取り除くことができる。
上記錯体形成工程は、 例えば、 錯体排出工程前に行われる。 錯体形成 工程を錯体排出工程前に行うことにより、 処理チャンバ内の隅々までク リーニングガスが行き届く。 その結果、 より確実に絶縁性物質を取り除 く ことができる。
上記錯体形成工程と錯体排出工程とは、 繰り返し交互に行なわれるこ とが好ましい。 錯体形成工程と錯体排出工程とを繰り返し交互に行うこ とにより、 錯化と排出とが完全に行われ、 効率良く絶縁性物質を取り除 くことができる。
上記錯体形成工程は、 絶縁性物質を直接錯体化する工程であることが 好ましい。 絶縁性物質を直接錯体化することにより、 クリーニングを行 う際の工程数を少なくすることができ、 短時間で容易に絶縁性物質を取 り除くことができる。
上記絶縁性物質は、 例えば、 フッ化物での蒸気圧が 6 0 0 °Cで 1 . 3 3 X 1 0 3 P a以下の物質である。 本発明のクリーニング方法を使用す れば、 絶縁性物質がフッ化物での蒸気圧が 6 0 0 °Cで 1 . 3 3 X 1 0 3 P a以下の物質であっても、 確実に絶縁性物質を処理チャンバ内から取 り除くことができる。 。
上記絶縁性物質は、 例えば、 P b , Z r , 及び T iを含む物質、 或い は B a， S r , 及び T iを含む物質である。 本発明のクリーニング方法 を使用すれば、 絶縁性物質が、 P b , Z r， 及び T iを含む物質、 或い は B a , S r , 及び T iを含む物質であっても、 確実に絶縁性物質を処 理チャンバ内から取り除くことができる。
上記カルボキシル基を有する化合物は、 カルボキシル基に直接結合し た、 ハロゲン原子を有するアルキル基を備えていることが好ましい。 力 ルポキシル基を有する化合物が、 カルボキシル基に直接結合した、 ハロ ゲン原子を有するアルキル基を備えることにより、 絶縁性物質との反応 性を高めることができる。
上記カルボキシル基を有する化合物は、 ト リフルォロ酢酸 （ C F 3 C 0 0 H ) であることが好ましい。 トリフルォロ酢酸を使用することによ り、 絶縁性物質との反応性をより高めることができる。
上記基板処理装置は、 例えば、 成膜装置である。 本発明の基板処理装 置のクリ一二ング方法を使用すれば、 処理チャンバ内に絶縁性物質が付 着し易い成膜装置であっても、 確実に絶縁性物質を取り除くことができ る。
本発明の基板処理装置は、 処理チャンバと、 処理チャンバ内に配設さ れた、 基板を載置するサセプ夕と、 処理チャンバ内に、 基板上に絶縁性 物質の膜を形成するための処理ガスを供給する処理ガス供給系と、 処理 チャンバ内を排気する排気系と、 処理チャンバ内に、 処理チャンバ内の クリーニングを行うためのカルボキシル基を有する化合物を含むクリー ニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、 を具備することを特 徴としている。
本発明の基板処理装置は、 処理チャンバ内に、 処理チャンバ内のクリ 一二ングを行うためのカルボキシル基を有する化合物を含むクリーニン グガスを供給するクリーニングガス供給系を備えているので、 低温で絶 縁性物質を錯体化することができる。 その結果、 処理チャンバ内に付着 した絶縁性物質をフッ素系のクリーニングガスを用いるよりも低温で、 かつ確実に取り除くことができる。
上記カルボキシル基を有する化合物は、 カルボキシル基に直接結合し た、 ハロゲン原子を有するアルキル基を備えていることが好ましい。 力 ルポキシル基を有する化合物が、 カルボキシル基に直接結合した、 ハロ ゲン原子を有するアルキル基を備えることにより、 絶縁性物質との反応 性を高めることができる。
上記カルボキシル基を含む化合物は、 ト リフルォロ酢酸であることが 好ましい。 ト リフルォロ酢酸を使用することにより、 絶縁性物質との反 応性をより高めることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 第 1の実施の形態に係る C V D処理装置を模式的に示した垂 直断面図である。
図 2は、 第 1の実施の形態に係る C V D処理装置の処理ガス供給系及 びクリ一ニングガス供給系を模式的に示した図である。
図 3は、 第 1の実施の形態に係る C V D処理装置で行われる成膜のフ 口一を示したフローチャートである。
図 4は、 第 1の実施の形態に係る C V D処理装置で行われるクリ一二 ングのフローを示したフロ一チャートである。
図 5 A及び図 5 Bは、 第 1の実施の形態に係るクリーニング工程を模 式的に示した図である。
図 6は、 実施例 1に係る C V D処理装置のサセプ夕の温度と P Z Tの 除去率との関係を表したグラフである。
図 7は、 実施例 2に係る C V D処理装置内の圧力と P Z Tの除去率と の関係を示したグラフである。 図 8は、 第 2の実施の形態に係る C V D処理装置で行われるクリ一二 ングのフローを示したフローチャートである。
図 9 A及び図 9 Bは、 第 2の実施の形態に係るクリーニング工程を模 式的に示した図である。
図 1 0は、 第 3実施の形態に係る C V D処理装置で行われるクリ一二 ングのフ口一を示したフロ一チャートである。 発明を実施するための最良の形態
(第 1の実施形態）
以下、 本発明の第 1の実施の形態に係る基板処理装置について説明す る。 本実施の形態では、 基板処理装置として、 ウェハの被成膜面上に化 学的に薄膜を形成する C V D処理装置を用いて説明する。
図 1は本実施の形態に係る C V D処理装置を模式的に示した垂直断面 図である。 図 1に示すように、 C V D処理装置 1は、 例えばアルミニゥ ムゃステンレス鋼により略円筒状に形成された処理チヤンバ 2を備えて いる。 処理チャンバ 2は、 上下に分離可能に構成されており、 分離可能 な部分には.0リング 3が介在している。
処理チャンバ 2の天井部 ίこは、 シャワーへヅ ド 4が 0リング 5を介し て、 配設されている。 シャワーヘッ ド 4内に、 ゥヱハ Wの被成膜面に例 えば Ρ Ζ Τ或いは B S Τのような絶縁性物質の薄膜を形成する処理ガス、 及び成膜時に処理チャンバ 2内に付着する絶縁性物質を取り除くクリー ニングガスが供給されることにより、 処理チャンバ 2内に処理ガス及び クリ一ングガスが供給される。
シャワーへヅ ド 4は中空構造になっており、 シャヮ一へヅ ド 4の下部 には複数の吐出孔 6が形成されている。 複数の吐出孔 6を形成すること により、 シャワーへッ ド 4内に供給された処理ガス及びクリ一ニングガ スがシャワーへヅ ド 4内で拡散し、 シャワーへヅ ド 4と後述するサセプ 夕 1 9との間に均一に吐出される。
シャワーへッ ド 4の上部には、 処理ガスを供給する処理ガス供給系 7 及びクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系 9が接続され ている。
処理チャンバ 2の底部には、 処理チヤンバ 2内を真空排気する真空排 気系 1 0が接続されている。 真空排気系 1 0は、 主に、 ターボ分子ボン プ又はドライポンプのような真空ポンプ 1 1 と、 真空ポンプ 1 1 と処理 チャンバ 2の底部とに接続された排気管 1 2と、排気管 1 2に介在した、 開閉により真空排気を閧始或いは停止させるシャッ トオフバルブ 1 3と、 排気管 1 2に介在した、 開閉により処理チャンバ 2内の圧力を調節する 調圧バルブ 1 4と、 から構成されている。 真空ポンプ 1 1を作動させる ことにより、 処理チャンバ 2内が真空排気される。
処理チャンバ 2には、 処理チャンバ 2を加熱する抵抗発熱体 1 5が卷 回されている。 また、 処理チャンバ 2の側壁には、 開口が設けられてい る。 この開口の縁部には、 処理チャンバ 2に対してウェハ Wを搬出入す る際に開閉するゲートバルブ 1 6が 0リング 1 7を介して配設されてい る
処理チヤンバ 2には、 例えば窒素ガスのようなパージガスを供給する パージガス供給系 1 8が接続されている。 処理チヤンバ 2内にパージガ スを供給することにより、 真空排気された処理チヤンバ 2内が大気圧に 戻される。
処理チヤンバ 2内のシャワーへヅ ド 4に対向する位置には、 ウェハ W を載置する略円板状のサセプ夕 1 9が配設されている。サセプ夕 1 9は、 例えば、 窒化アルミニウム、 窒化珪素、 アモルファスカーボン、 又はコ ンポジヅ ト力一ボンから形成されている。 サセプ夕 1 9の上面にウェハ Wを載置した状態で、 処理ガスを供給することにより、 ウェハ Wの被成 膜面に絶縁性物質の薄膜が形成される。
サセプ夕 1 9内には、 例えば抵抗発熱体又は加熱ランプのようなサセ プ夕加熱部材が配設されている。 サセプ夕加熱部材でサセプ夕 1 9を加 熱することにより、 所定の温度にサセプ夕 1 9が加熱される。 本実施の 形態では、 サセプ夕加熱部材として抵抗発熱体 2 0を使用した場合につ いて説明する。
抵抗発熱体 2 0には、 リード線を介して、 処理チャンバ 2の外部に配 設された外部電源 2 1が接続されている。 外部電源 2 1から抵抗発熱体 2 0に電流を流すことにより、 抵抗発熱体 2 0が発熱する。
サセプ夕 1 9の例えば 3箇所の位置には、 リフ夕孔 2 2が上下方向に 形成されている。 リフ夕孔 2 2の下方には、 昇降可能にリフ夕ピン 2 3 が 3本配設されている。 リフ夕ピン 2 3が、 図示しない昇降装置の駆動 で昇降することにより、 ウェハ Wがサセプ夕 1 9に載置或いはサセプ夕 1 9上から離間する。
リフ夕ピン 2 3は、 処理チャンバ 2を貫通しているが、 処理チャンバ 2の貫通部には伸縮自在な金属製のベロ一ズ 2 4が配設されているので、 処理チャンバ 2内の気密性が保持される。
次に、 本実施の形態に係る C V D処理装置 1の処理ガス供給系 7及び クリーニングガス供給系 9について詳細に説明する。 図 2は、 本実施の 形態に係る C V D処理装置 1の処理ガス供給系 7及びク リーニングガス 供給系 9を模式的に示した図である。
図 2に示すように、 処理ガス供給系 7は、 一端がシャワーへヅ ド 4の 上部に、 かつ他端がアルゴンガスのようなキヤ リァガスを収容したキヤ リアガスタンク 7 1に接続された配管 7 2を備えている。 ここで、 以下、 シャワーへッ ド 4が配設されている側を下流側とし、 キャリアガスタン ク 7 1が配設されている側を上流側として説明する。
ウェハ Wの被成膜面に絶縁性物質として P Z Tの薄膜を形成する場合 には、 配管 72は図 2に示すように後述する処理ガス混合器 82を介し て 3系統に分けられている。 3系統に分けられた配管 72 A、 72 B、 7 2 Cには、 処理ガスを構成する原料、 例えば鉛系原料、 ジルコニウム 系原料、 及びチタン系原料をそれそれ収容した原料タンク 73 A、 73 B、 73 Cが第 1のバイパス管 74 A、 74 B 74 C及び第 1のバイ パス管 74A、 74B、 74 Cの下流側に位置した第 2のバイパス管 7 5 A、 7 5 B、 7 5 Cを介して接続されている。
原料タンク 73 Aには、 例えば鉛系原料としての固体原料であるジビ バロィルメ夕ナ一ト鉛 （Pb (DPM) 2) が収容されている。 原料夕 ンク 73 Bには、 例えばジルコニウム系原料としての液体原料である Z r ( t -0 C4H9) 4が収容されている。 原料タンク Ί 3 Cには、 例え ばチタン系原料としての液体原料である T i ( i - 0 C a H7) 4が収容 されている。
第 1のバイパス管 74 A、 74 Bs 7 4 Cには、 それそれ、 バルブ 7
6 A 76 B、 76 Cが介在しており、 第 2のバイパス管 75 A、 75 B、 75 Cには、 それそれ、 バルブ 77 A、 77 Bs 77 Cが介在して いる。 ノ ルブ 7 6 A、 76 B、 76 Cを開放した状態で、 第 1のバイパ ス管 74A、 74 B、 74 Cからキャリアガスを原料タンク 73 A、 7 3 Bs 73 C内に供給することにより、 原料夕ンク 73A、 73 B、 7 3 C内に収容された原料がバブリングされて、原料が気化する。そして、 これらの気化した原料は、 第 2のバイパス管 7 5 A、 75 B、 75 Cを 介して配管 72 A、 72 B、 72 Cに供給される。
第 1のバイパス管 74 A、 74B、 74 Cより上流側の配管 72 A、
72 B、 72 Cには、 それそれ、 キャリアガスの流量を調節するマスフ 口一コントローラ 7 8 A、 7 8 B、 7 8 C及びバルブ 7 9 A、 7 9 B、 7 9 Cが介在している。
第 2のバイパス管 7 5 A、 7 5 B、 7 5 Cより下流側の配管 7 2 A、 7 2 B、 7 2 Cには、 原料タンク 7 3 A、 7 3 B、 7 3 C内の圧力を調 節するニードルバルブ 8 0 A、 8 0 B、 8 0 Cが介在している。
さらに、 第 1のバイパス管 74 A、 7 4 B、 7 4 Cと第 2のバイパス 管 7 5 A、 7 5 B、 7 5 Cとの間の配管 7 2 A、 7 2 B、 7 2 Cにはバ ルブ 8 1 A、 8 1 B、 8 1 Cが介在している。
3系統に分けられた配管 7 2 A、 7 2 B、 7 2 Cには、 気化した原料 を所定の割合で混合して処理ガスを構成する処理ガス混合器 8 2が接続 されている。
処理ガス混合器 8 2より下流側の配管 7 2には、 混合された処理ガス を所定の流量でシャワーへッ ド 4に供給するバルブ 8 3が介在している, クリ一ニングガス供給系 9は、 上述した処理ガス供給系 7とほぼ同様 に構成されている。 即ち、 シャワーヘッ ド 4が配設された側を下流側と し、 キヤリァガスを収容したキヤリアガスタンク 9 1が配設された側を 上流側とすると、上流側から下流側にかけて、配管 9 2にはバルブ 9 3、 マスフローコン トロ一ラ 9 4、 ノ レブ 9 5、 及びニードルバルブ 9 6が 介在している。
マスフ口一コントローラ 9 4とバルブ 9 5 との間の配管 9 2には、 第 1のバイパス管 9 7が接続されている。 バルブ 9 5と二一ドルバルブ 9 6との間の配管 9 2には、 第 2のバイパス管 9 8が接続されている。 第 1のバイパス管 9 7にはバルブ 9 9が介在しており、 第 2のバイパス管 9 8にはバルブ 1 0 0が介在している。
また、 第 1のバイパス管 9 7及び第 2のバイパス管 9 8には、 カルボ ン酸 （カルボキシル基を有する化合物） を収容したカルボン酸タンク 1 0 1が接続されている。 ここで、 カルボン酸としては、 例えばト リフル ォロ酢酸 （T F A ) のようなカルボキシル基に直接結合したアルキル基 がハロゲン原子を有しているカルボン酸を使用することが好ましい。 こ のようなカルボン酸が好ましいとしたのは、 ハロゲン原子は誘起効果が 大きいので、 この影響からカルボキシル基の酸素原子の電子密度が小さ くなり、 この酸素原子に結びついている水素原子が水素イオンとして解 離し易くなるからである。この解離が起こり易いほど反応性は高くなる。 バルブ 9 9を開放した状態で、 第 1のバイパス管 9 7からキャリアガ スをカルボン酸タンク 1 0 1内に供給することにより、 カルボン酸タン ク 1 0 1内に収容されたカルボン酸がバブリングされて、 気化する。 気 化したカルボン酸はクリ一二ングガスとして第 2のバイパス管 9 8及び 配管 9 2を介してシャワーへヅ ド 4内に供給される。
次に、 本実施の形態に係る C V D処理装置 1で行われる成膜工程及び C V D処理装置 1のクリ一ニング工程のフローについて説明する。なお、 成膜工程中及びクリーニング工程中は、 真空ポンプ 1 1が作動している ものとする。
図 3は本実施の形態に係る C V D処理装置 1で行われる成膜のフロー を示したフローチャートであり、 図 4は本実施の形態に係る C V D処理 装置 1のクリーニングのフ口一を示したフローチャートである。 図 5は 本実施の形態に係るクリーニング工程を模式的に示した図である。
まず、 C V D処理装置 1で行われる成膜工程について説明する （ステ ップ 1 )。最初に、 図示しない外部電源で抵抗発熱体 1 5に電流を流すと ともに、 外部電源 2 1で抵抗発熱体 2 0に電流を流して、 処理チャンバ 2及びサセプ夕 1 9を成膜温度まで加熱する （ステップ 1 ( 1 ) )。
処理チャンバ 2及びサセプ夕 1 9が成膜温度まで加熱された後、 ゲー トバルブ 1 6が開かれて、 図示しない搬送アームにより絶縁性物質の薄 膜が形成されていないウェハ Wが処理チャンバ 2内に搬入される。 処理 チャンバ 2に搬入されたウェハ Wは、 上昇したリフ夕ピン 2 3上に載置 され、 その後、 リフ夕ピン 2 3の下降によりサセプ夕 1 9上に載置され る （ステップ 1 ( 2 ))。
ウェハ Wがサセプ夕 1 9上に載置された後、 バルブ 7 9 A、 7 9 B、 7 9 C、 バルブ 7 6 A、 7 6 B、 7 6 C、 バルブ 7 7 A、 7 7 B、 7 7 C、 ニードルバルブ 8 0 A、 8 0 B、 8 0 C、 及びバルブ 8 3が開放さ れるとともにマスフローコントローラ 7 8 A、 7 8 B、 7 8 Cによりキ ャリアガスの流量が調節されて、 原料タンク 7 3 A、 7 3 B、 7 3 C内 にキャリアガスが供給される。 このキャリアガスが原料タンク 7 3 A、 7 3 B、 7 3 C内の原料をバプリングして、 原料を気化させる。 気化し た各原料は、 処理ガス混合器 8 2に導入され、 混合された後、 処理ガス としてシャワーへヅ ド 4内に供給される。 そして、 処理ガスが吐出孔 6 から吐出することにより、 ウェハ Wに絶縁性物質の薄膜形成が開始され る。 また、 薄膜形成の際には、 シャッ トオフバルブ 1 3が開放され、 処 理チャンバ 2内が真空排気される （ステップ 1 ( 3 ))。
ここで、 ウェハ Wに絶縁性物質の薄膜を形成する際に、 処理チャンバ 2内、 具体的には、 例えば処理チャンバ 2内壁及びサセプ夕 1 9にも絶 縁性物質が付着する。
ウェハ Wに絶縁性物質の薄膜が形成された後、バルブ 7 9 A、 7 9 B、 7 9 C、 バルブ 7 6 A、 7 6 B、 7 6 C バルブ 7 7 A、 7 7 B、 7 7 C、 ニードルバルブ 8 0 A、 8 0 B、 8 0 C、 及びバルブ 8 3が閉じら れて、 処理ガスの供給が停止し、 絶縁性物質の薄膜形成が終了する （ス テツプ 1 ( 4))。
薄膜形成が終了した後、 リフ夕ピン 2 3が上昇して、 ウェハ Wがサセ プ夕 1 9上から離間するとともに、 処理チャンバ内にパージガスが供給 される。 その後、 ゲートバルブ 1 6が開かれ、 図示しない搬送アームに より処理チャンバ 2から絶縁性物質の薄膜が形成されたウェハ Wが搬出 される （ステップ 1 ( 5 ) )。
続いて、 処理チャンバ 2内のクリーニング工程について説明する （ス テツプ 2 )。絶縁性物質の薄膜が形成されたウェハ Wが処理チャンバ 2内 から搬送された後、 抵抗発熱体 1 5により処理チャンバ 2を約 3 0 0〜 5 0 0 °C、 好ましくは約 3 7 5〜 5 0 0 °Cに加熱する （ステップ 2 ( 1 A ) )。 ここで、 処理チャンバ 2の温度を約 3 0 0〜 5 0 0 °Cと規定した のは、 この範囲を上回ると、 供給されたカルボン酸が分解してクリ一二 ングの効率が低下してしまうからである。 また、 この範囲を下回ると、 処理チャンバ 2内壁及びサセプ夕 1 9に付着した絶縁性物質が有効に除 去されないからである。
処理チャンバ 2が約 3 0 0 °C；〜 5 0 0 °Cに加熱された後、バルブ 9 3、 バルブ 9 9、 バルブ 1 0 0、 ニードルバルブ 9 6が開放されるとともに、 マスフローコン トローラ 9 4によりキヤリァガスの流量が調節されて、 キャリアガスがカルボン酸タンク 1 0 1内に供給される。 このキャリア ガスがカルボン酸タンク 1 0 1内のカルボン酸をバブリングして、 カル ボン酸を気化させる。 パブリングにより気化したカルボン酸は、 クリー 二ングガスとしてシャヮ一へヅ ド 4に供給され、 シャヮ一へヅ ド 4の吐 出孔 6から吐出される。 そして、 吐出孔 6から吐出されたクリーニング ガスが処理チヤンバ 2内に拡散して、 処理チヤンバ 2内のクリーニング が開始される。 なお、 本実施の形態では、 シャッ トオフバルブ 1 3は開 放されており、 真空排気しながらクリーニングが行われる （ステップ 2 ( 2 A ) )。
ここで、 クリーニングの際に生じる現象を具体的に説明すると、 まず、 クリ一二ングガスが処理チヤンバ 2内に拡散することにより、 クリ一二 ングガスが処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質に接触する。 クリー ニングガスが絶縁性物質に接触すると、 クリーニングガスと絶縁性物質 とが反応して、 図 5 Aに示すように、 絶縁性物質の錯体 1 10が形成さ れる。 また、 処理チャンバ 2内は、 シャッ トバルブ 1 3の開放で真空排 気されているので、 この絶縁性物質の錯体 1 1 0は、 容易に気化して処 理チャンバ 2内壁及びサセプ夕 1 9から離間する。 さらに、 離間した絶 縁性物質の錯体 1 1 0は、 図 5 Bに示すように速やかに排気管 1 2を介 して処理チャンバ 2外へ排出され、 処理チャンバ 2内から絶縁性物質が 取り除かれる。
なお、 真空排気した処理チャンバ 2内の圧力は、 1. 3 3 x 1 03〜 1. 3 3 X 1 04 P aに維持することが好ましく、 1. 3 3 x l 03〜 6. 6 5 X 1 03 P aに維持することがより好ましい。 処理チャンバ 2内の 圧力を 1. 3 3 x l 03〜 l . 3 3 X 1 04 P aに維持することが好まし いと規定したのは、 この範囲を上回ると絶縁性物質の錯体が気化し難く なるからである。 また、 この範囲を下回ると処理チャンバ 2内壁及びサ セプ夕 1 9に付着した絶縁性物質とクリ一ニングガスとの衝突頻度が低 下するため、 絶縁性物質の錯体を有効に生成することができないからで ある。
処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質が十分に取り除かれた後、 バ ルブ 9 3、 バルブ 9 7、 ノ ルブ 9 9、 ニードルバルブ 9 6が閉じられる ことにより、 キャリアガス及びクリーニングガスの供給が停止して、 処 理チャンバ 2内のクリーニングが終了する （ステップ 2 ( 3 A))o 本実施の形態では、 処理チャンバ 2内にカルボン酸を含むクリ一ニン グガスを供給して、 絶縁性物質の錯体を形成するので、 低温で、 かつ確 実に処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質を取り除くことができる。 即ち、 絶縁性物質の錯体の蒸気圧は、 同温度における絶縁性物質のフ ッ化物の蒸気圧よりも高い。 従って、 6 0 0 °C以下の低温であっても、 絶縁性物質を気化させることができ、 低温で処理チャンバ 2内に付着し た絶縁性物質を取り除くことができる。
また、 絶縁性物質の中にフッ化物として取り除くことが困難なフヅ化 物での蒸気圧が 6 0 0 °Cで 1 . 3 3 X 1 0 3 P a以下の物質が含まれて いる場合であっても、 錯体を形成することにより、 確実に絶縁性物質を 気化して処理チャンバ 2内から取り除くことができる。
本実施の形態では、 シャッ トオフバルブ 1 3を開放して真空排気しな がらクリーニングを行うので、 絶縁性物質の錯体が生成した直後に錯体 を気化させることができ、 処理チャンバ 2内から絶縁性物質を取り除く ことができる。
また、 クリーニングガスで絶縁性物質を直接錯体化するので、 クリー ニングを行う際の工程数が少なく、 短時間で簡単に処理チャンバ 2内に 付着した絶縁性物質を取り除くことができる。
さらに、 カルボン酸として ト リフルォロ酢酸を使用した場合には、 ク リ一ニングガスと絶縁性物質との反応性が高くなるので、 より確実に処 理チャンバ 2内から絶縁性物質を取り除くことができるとともにコスト の低減を図ることができる。
(実施例 1 )
以下、 実施例 1について説明する。 本実施例では、 第 1の実施の形態 で説明した C V D処理装置 1を用いて、 絶縁性物質として P Z Tを使用 したときの温度に対する P Z Tの除去率を測定した。
以下、 測定条件について説明する。
本実施例では、 C V D処理装置内壁及びサセプ夕に付着した P Z Tを 取り除くのではなく、 C V D処理装置内のサセプ夕上に P Z Tの薄膜が 形成されたウェハを載置して、 クリ一ニングガスでウェハに形成された P Z Tの薄膜を取り除いた。
また、 クリーニングガスには気化した ト リフルォロ酢酸を使用し、 ト リフルォロ酢酸を処理チャンバ内に 3 0 0 s c c mを供給した。さらに、 処理チャンバ内に窒素ガスを 1 0 0 s c c m供給するとともに、 調圧バ ルブを調節して処理チャンバ内の圧力を約 3 . 3 3 x l 0 3 P aに維持 した。
処理チャンバ内を上記状態に維持しながら、 温度を変えて 1 0分間ク リ一二ングを行った。
以下、 測定結果について述べる。
図 6は、 本実施例に係る C V D処理装置のサセプ夕の温度と P Z丁の 除去率との関係を表したグラフである。 図 6に示すように、 3 0 0 °Cか ら 4 0 0 °Cにかけて P Z Tの除去率が上昇していることが確認された。 (実施例 2 )
以下、 実施例 2について説明する。
本実施例では、 第 1の実施の形態で説明した C V D処理装置 1を用い て、 絶縁性物質として P Z Tを使用したときの圧力に対する P Z Tの除 去率を測定した。
以下、 測定条件について説明する。
本実施例は上記実施例 1 と同様に C V D処理装置内のサセプ夕上に P Z Tの薄膜が形成されたウェハを載置して、 クリーニングガスでウェハ Wに形成された P Z Tの薄膜を取り除いた。
また、 クリーニングガスには気化したト リフルォロ酢酸を使用し、 ト リフルォロ酢酸を処理チヤンバ内に 3 0 0 s c c mを供給した。さらに、 処理チャンバ内に窒素ガスを 1 0 0 s c c m供給するとともに抵抗発熱 体でサセプ夕を 4 0 0 °Cに維持した。
処理チャンバ内を上記状態に維持しながら圧力を変えて、 1 0分間ク リ一ニングを行った。
以下、 測定結果について述べる。
図 7は、 本実施例に係る C V D処理装置内の圧力と P Z Tの除去率と の関係を示したグラフである。 図 7に表すように、 処理チャンバ内の圧 力が約 3 . 3 3 X 1 0 3 P aに維持した場合に P Z Tの除去率が最大で あることが確認された。
(第 2の実施形態）
以下、 本発明の第 2の実施の形態について説明する。 なお、 以下本実 施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容に ついては説明を省略することもある。
本実施の形態では、処理チヤンバ内にクリ一ニングガスを溜めた後に、 処理チャンバ内を真空排気する例について説明する。 図 8は本実施の形 態に係る C V D処理装置のクリ一ニングのフ口一を示したフ口一チヤ一 トであり、 図 9は本実施の形態に係る C V D処理装置のクリ一ニングェ 程を模式的に示した図である。
まず、 絶縁性物質の薄膜が形成されたゥヱハ Wが処理チャンバ 2内か ら搬送された後、 処理チャンバ 2に巻回された抵抗発熱体 1 5で処理チ ヤンバ 2を加熱する （ステップ 2 ( 1 B ) )。
処理チャンバ 2が加熱された後、 バルブ 9 3、 バルブ 9 9、 バルブ 1 0 0、 及びニードルバルブ 9 6が開放されて、 クリーニングガスが処理 チャンバ 2内に供給される （ステップ 2 ( 2 B ) )。
このクリーニングガスが処理チヤンバ 2内に拡散し、 処理チヤンバ 2 内に付着した絶縁性物質に接触すると、 図 9 Aに示すように、 絶縁性物 質の錯体 1 1 0が形成される。 ここで、 本実施の形態では、 シャッ トォ フバルブ 1 3は閉じられており、 処理チャンバ 2内に供給されたクリ一 ニングガスは、 排気されることなく処理チャンバ 2内に溜められる。 十分に絶縁性物質の錯体 1 1 0が形成された後、 バルブ 9 3、 バルブ 9 9、 バルブ 1 0 0、 及び二一ドルバルブ 9 6が閉られて、 キャリアガ ス及びクリーニングガスの供給が停止する。 また、 シャッ トオフバルブ 1 3が開放されて、処理チャンバ 2内が真空排気される（ステップ 2 ( 3 B ) )。
この真空排気により、 絶縁性物質の錯体 1 1 0は気化して、 図 9 Bに 示すように処理チャンバ 2内壁及びサセプ夕 1 9から離間するとともに、 速やかに排気管 1 2を介して処理チャンバ 2外へ排出される。
その後、十分に絶縁性物質の錯体が処理チャンバ 2外へ排出された後、 クリーニングを終了する。
本実施の形態では、処理チヤンバ 2内にクリーニングガスを溜めた後、 処理チャンバ 2内を真空排気するので、 処理チャンバ 2内の隅々までク リーニングガスが行き届き、 より確実に処理チャンバ 2内に付着した絶 縁性物質を取り除くことができる。
また、 クリーニングガスを処理チャンバ 2内に溜めた後、 真空排気す るので、 クリーニングガスを節約することができ、 コス トの低減を図る ことができる。
(第 3の実施の形態）
以下、 第 3の実施の形態について説明する。 本実施の形態では、 処理 チャンバ内にクリーニングガスを溜めた後に、 処理チャンバ内を真空排 気するという一連の処理を繰り返し行う例について説明する。 図 1 0は 本実施の形態に係る C V D処理装置のクリーニングのフローを示したフ ローチャートである。 図 1 0に示すように、 絶縁性物質の薄膜が形成されたウェハ Wが処理 チャンバ 2内から搬送された後、 抵抗発熱体 1 5で処理チャンバ 2を加 熱する （ステツプ 2 ( 1 C ) )。 処理チャンバ 2が加熱された後、 バルブ 9 3、 バルブ 9 9、 バルブ 1 0 0、 及び二一ドルバルブ 9 6が開放されて、 クリーニングガスが処理 チャンバ 2内に供給される。 このクリ一ニングガスにより処理チヤンバ 2内に付着した絶縁性物質の錯体が形成される （ステップ 2 ( 2 C ) )。 絶縁性物質の錯体が形成された後、 バルブ 9 3、 バルブ 9 9、 バルブ 1 0 0、 及びニードルバルブ 9 6が閉じられて、 ク リーニングガスの供 給が停止する。 また、 シャッ トオフバルブ 1 3が開放されて、 処理チヤ ンバ 2内が真空排気される （ステヅプ 2 ( 3 C ) )。
十分に絶縁性物質の錯体が処理チャンバ 2外へ排出された後、 処理チ ヤンバ 2内に付着した絶縁性 質の量を確認する （ステップ 2 ( 4 C ) )。 この確認作業は直接処理チャンバ 2内壁の絶縁性物質付着状態或いはモ 二夕リング用のウェハに形成された絶縁性物質の薄膜の残存量を確認す ることによって行うことが可能である。 また、 処理チャンバ 2に設けら れた図示しない観察窓を利用して、 赤外分光法により確認することも可 能である。
処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質の量を確認した結果、 処理チ ャンバ 2内に付着した絶縁性物質が十分に取り除かれている場合には、 クリ一ニングを終了する。
反対に処理チヤンバ 2内に付着した絶縁性物質の量を確認した結果、 処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質が十分に取り除かれていない場 合には、 上記ステップ 2 ( 2 C ) 〜ステップ 2 ( 4 C ) の操作を繰り返 し行い、 処理チャンバ 2内に付着した絶縁性物質が十分に取り除かれる までクリ一ニング操作を行う。
本実施の形態では、 処理チャンバ 2内にクリ一ニングガスを溜めた後 に、 処理チャンバ 2内を真空排気するという一連の処理を繰り返し行う ので、 錯体化と排出とが完全に行われ、 効率良く処理チャンバ 2内に付 着した絶縁性物質を取り除くことができる。
なお、 本発明は上記第 1〜第 3の実施の形態の記載内容に限定される ものではなく、 構造や材質、 各部材の配置等は、 本発明の要旨を逸脱し ない範囲で適宜変更可能である。 例えば第 1〜第 3の実施の形態では、 C VD処理装置として熱を利用した C VD処理装置 1を用いて説明.して いるが、プラズマを利用した CVD処理装置を用いることも可能である。 また、 第 1〜第 3の実施の形態では、 基板処理装置として CVD処理 装置 1を用いて説明しているが、 物理気相成長処理装置 （PVD処理装 置）、 及びメツキ処理装置のような成膜装置、 エッチング処理装置、 或い は化学的機械的研磨処理装置 （CMP処理装置） を用いることも可能で ある。
また、 第 1〜第 3の実施の形態では、 基板としてウェハ Wを用いて説 明しているが、 L CDガラス基板を用いることも可能である。 産業上の利用可能性
本発明に係る基板処理装置のクリ一二ング方法及び基板処理装置は、 半導体製造産業において使用することが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板を処理する基板処理装置の処理チヤンバ内に、 カルボキシル基 を有する化合物を含むクリーニングガスを供給して、 前記処理チャンバ 内に付着した絶縁性物質を錯体化する錯体形成工程と、
前記処理チャンバ内を排気して、 前記絶縁性物質の錯体を前記処理チ ャンバ外へ排出する錯体排出工程と、
を具備することを特徴とする基板処理装置のクリ一ニング方法。
2 . 前記錯体形成工程は、 前記錯体排出工程前に行われることを特徴と する請求項 1記載の基板処理装置のクリーニング方法。
3 . 前記錯体形成工程と前記錯体排出工程とは、 繰り返し交互に行なわ れることを特徴とする請求項 1記載の基板処理装置のクリ一二ング方法
4 . 前記錯体形成工程は、 前記絶縁性物質を直接錯体化する工程である 特徴とする請求項 1記載の基板処理装置のクリーニング方法。
5 . 前記絶縁性物質は、 フッ化物での蒸気圧が 6 0 0 °Cで 1 . 3 3 X 1 0 3 P a以下の物質であることを特徴とする請求項 1記載の基板処理装 置のクリーニング方法。
6 . 前記絶縁性物質は、 P b , Z r , 及び T iを含む物質、 或いは B a , S r , 及び T iを含む物質であることを特徴とする請求項 1記載の基板 処理装置のクリ一ニング方法。
7 . 前記カルボキシル基を有する化合物は、 前記カルボキシル基に直接 結合した、 ハロゲン原子を有するアルキル基を備えていることを特徴と する請求項 1記載の基板処理装置のクリ一二ング方法。
8 . 前記カルボキシル基を有する化合物は、 トリフルォロ酢酸であるこ とを特徴とする請求項 7記載の基板処理装置のクリ一ニング方法。
9 . 前記基板処理装置は、 成膜装置であることを特徴とする請求項 1記 載の基板処理装置のクリーニング方法。
1 0 . 処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配設された、 基板を載置するサセプ夕と、 前記処理チャンバ内に、 前記基板上に絶縁性物質の膜を形成するため の処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理チャンバ内を排気する排気系と、
前記処理チヤンバ内に、 前記処理チヤンバ内のクリ一二ングを行うた めのカルボキシル基を有する化合物を含むクリ一ニングガスを供給する ためのクリ一ニングガス供給系と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
1 1 . 前記カルボキシル基を有する化合物は、 前記力ルポキシル基に直 接結合した、 ハロゲン原子を有するアルキル基を備えていることを特徴 とする請求項 1 0記載の基板処理装置。
1 2 . 前記カルボキシル基を含む化合物は、 ト リフルォロ酢酸であるこ とを特徴とする請求項 1 1記載の基板処理装置。
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