WO2004073056A1 - 基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置 - Google Patents

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WO2004073056A1
WO2004073056A1 PCT/JP2004/001319 JP2004001319W WO2004073056A1 WO 2004073056 A1 WO2004073056 A1 WO 2004073056A1 JP 2004001319 W JP2004001319 W JP 2004001319W WO 2004073056 A1 WO2004073056 A1 WO 2004073056A1
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WO
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cleaning
substrate
wafer
chamber
oxide film
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Application number
PCT/JP2004/001319
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Shinriki
Akinobu Kakimoto
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2004073056A1 publication Critical patent/WO2004073056A1/ja

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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning a substrate processing apparatus and a substrate processing apparatus.
  • the gate insulating film of a MOS (Metal-Oxid e-Semiconduetor) transistor is composed of an S 1 O 2 film and a metal oxide film having a high relative dielectric constant.
  • a gate insulating film first removes a native oxide film formed in a device active region of a Si substrate of a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a “wafer”), and then removes a silicon substrate. It is formed by forming a SiO 2 film in the device active region, and then forming a metal oxide film on the SiO 2 film.
  • the removal of the native oxide film and the formation of the SiO 2 film are performed in the native oxide film removal device and the radical oxidation device, respectively.
  • the chambers of the film removing device and the radical oxidizing device may be contaminated with metal. This is thought to be because the metal-contaminated wafer is loaded into the chamber, or air containing a small amount of metal enters the chamber when loading or unloading the wafer. Can be If the chamber or the like is contaminated with metal, even a wafer that is not contaminated with metal may be contaminated with metal. Therefore, it is preferable to reduce such metal contamination in the chamber and the like.
  • natural oxide film removal equipment and Chlorine-based gas is supplied into the chamber of the oxidation unit to clean the inside of the chamber.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-92641 discloses a method for cleaning the inside of a chamber using hexafluoroacetylacetone. A technique for performing ringing is disclosed.
  • the chambers of the natural oxide film removing device and the radical oxidizing device are generally formed of solid A1, and even if a chlorine-based gas is supplied into the chamber, even the chamber may be cut off. Disclosure of the invention
  • an object of the present invention is to provide a cleaning method and a substrate processing apparatus for a substrate processing apparatus capable of effectively reducing contamination of the processing container and reducing damage to the processing container due to cleaning gas.
  • the cleaning method of the substrate processing apparatus is characterized in that the material to be cleaned is present inside, and at least the inner wall surface is (A) SiC, (B) quartz, (C) Mg And a (D) Ni-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of an A1 material and a (D) Ni material.
  • a cleaning gas supply step of supplying a cleaning gas containing ⁇ -diketone Since the cleaning method of the substrate processing apparatus of the present invention includes such a cleaning gas supply step, the contamination of the processing container can be effectively reduced, and the processing container using the cleaning gas can be effectively reduced. Damage can be reduced. It is preferable that the cleaning method of the substrate processing apparatus further includes a heating step of heating the processing container to 350 ° C. or more before or during the cleaning gas supply step. By providing the heating step, the reactivity between the clean Jung substance and the clean Jung gas can be increased.
  • the cleaning gas supply step is a step of supplying a cleaning gas such that the cleaning gas flows along the surface of the substrate supporting member that supports the substrate during the processing of the substrate.
  • the / 3-diketone is hexafluoroacetylacetone.
  • contamination of the processing vessel can be reduced more effectively, and damage to the processing vessel due to cleaning gas can be reduced. It can be reduced effectively.
  • the cleaning gas contains at least one of oxygen, water, and alcohol.
  • oxygen oxygen, water, and alcohol.
  • the reactivity between the tarnished substance and the cleaning gas can be increased.
  • the cleaning substance contains at least one of a metal and a metal-containing substance.
  • the cleaning method of the substrate processing apparatus of the present invention is particularly effective when removing metals and metal-containing substances from the inside of the processing container. Before the cleaning gas supply step, for example, it is preferable to supply ozone, O radicals, and the like into the processing vessel to convert the metal into a metal oxide. By changing the metal to a metal oxide, the cleaning efficiency can be increased. It is preferable that the metal and the metal constituting the metal-containing material are at least one of Al, Zr, Hf, Y, LaCe, and Pr. The cleaning method of the substrate processing apparatus of the present invention is particularly effective when removing these metals and metal-containing substances containing these metals from the inside of the processing container.
  • the entire processing vessel is made of (A) SiC, (B) quartz, (C) an A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of Mg, and (D) a Ni-based material. It is preferably formed from any one of them.
  • the processing container comprises: a base; and an A1-based material formed on the inner wall surface of the base and containing (A) SiC, (B) quartz, and (C) Mg in a range of 0.5 to 5.0% by weight; And (D) a coating layer composed of at least one of Ni-based materials.
  • the processing container includes a processing container of an apparatus for removing a III-oxide film formed on a substrate, a processing container of an apparatus for forming a Si-containing film on a substrate, and an apparatus for forming a metal oxide film on a substrate.
  • a processing container of an apparatus for removing a III-oxide film formed on a substrate a processing container of an apparatus for forming a Si-containing film on a substrate
  • an apparatus for forming a metal oxide film on a substrate Preferably, at least one of the processing containers is used.
  • the cleaning method for a substrate processing apparatus of the present invention is particularly effective when cleaning these apparatuses.
  • the cleaning method of the substrate processing apparatus further includes a substrate accommodating step of accommodating the substrate inside the processing container before the cleaning gas supply step.
  • the provision of the substrate accommodating step enables not only cleaning of the substrate in the processing container but also cleaning of the substrate.
  • At least the inner wall surface has (A) SiC and (B) stone.
  • a processing container containing a substrate and a processing container which is composed of one of an A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of (C) Mg and (D) a Ni-based material.
  • a cleaning gas supply system for supplying a cleaning gas containing diketone for removing the cleaning substance adhered to the processing container into the processing container. Since the substrate processing apparatus of the present invention includes the processing container and the cleaning gas supply system, it is possible to reduce the contamination of the processing container and the damage of the processing container due to the cleaning gas.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gate insulating film forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a wafer housed in the carrier cassette according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the natural oxide film removing device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the radical oxidation device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the MOVCV device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart 11 showing a flow of the SiO 2 film removal performed by the natural oxide film removal device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the SiO 2 film formation performed by the radical oxidation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of HfO 2 film formation performed by the MOCVD apparatus according to the first embodiment.
  • 9A to 9C are diagrams schematically showing a wafer according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of cleaning performed in the natural oxide film removing device according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a state of cleaning performed in the natural oxide film removing device according to the first embodiment.
  • FIG. 12A is a diagram schematically illustrating the chemical structure of H hfac used in the first embodiment
  • FIG. 12B is a diagram of the H f complex generated in the first embodiment. It is the figure which showed the chemical structure typically.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a natural oxide film removing device according to a comparative example.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the temperature of the wafer and the ethylate of the HfO 2 film according to Example 2 and Comparative Example.
  • Figure 1 5 is a graph showing the relationship between E Tsuchire bets temperature and A 1 2 O 3 film of Weha according to Example 3 ⁇ Pi Comparative Example.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the wafer temperature and the etch rate of the HfSIO film according to Example 4.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the pressure in the internal chamber and the etch rate of the HfO 2 film according to the fifth embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the flow rate of H hfac and the etchant of the H f O 2 film according to Example 6.
  • Figure 1 9 is a graph showing the relationship between Etsuchire Ichito flow and H f O 2 film of O 2 according to Example 7.
  • 2 0 is a graph showing the relationship between Etsuchire bets flow and A 1 2 0 3 film of O 2 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 21 is a graph showing the relationship between the concentration of H 2 O and the etch rate of the SiO 2 film according to Example 9.
  • 2 2 is a graph showing the relationship between the etching rate of the concentration and A 1 2 0 3 film of H 2 O according to Example 1 0.
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between the concentration of C 2 H 5 OH and the etch rate of the HfO 2 film according to Example 11;
  • FIG. 24 is a vertical sectional view schematically showing the internal chamber of the natural oxide film removing device according to the second embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart showing a flow of cleaning performed in the natural oxide film removing device according to the third embodiment.
  • FIG. 26 is a view schematically showing a state of cleaning performed in the natural oxide film removing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gate insulating film forming apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a wafer housed in a carrier cassette according to the present embodiment. .
  • the gate insulating film forming apparatus 1 includes a transfer chamber 2.
  • a transfer arm 3 for transferring the wafer W to a later-described natural oxide film removing device 100 or the like is provided.
  • a load lock chamber 4 into which a carrier cassette 1 containing about 25 wafers W therein is loaded is connected to the transfer chamber 2 via a goo 1 and a valve 5.
  • the wafer W accommodated in the carrier cassette will be described.
  • the wafer W includes a P-type Si substrate 11.
  • the present invention is not limited to the P-type S ⁇ substrate 11 but may be an N-type Si substrate.
  • an Sio 2 film acting as a field oxide film 1 2 is formed on top of the P-type Si substrate 11.
  • the SiO 2 film 12 is formed with a thickness of about 100 A.
  • S i 0 2 film 1 3 is formed a natural oxidation film.
  • the transfer chamber 2 radical oxidation to form the S i O 2 film acting as a gate insulating film after removing the native oxide film removing apparatus 1 0 0, S i O 2 film to remove the S i 0 2 film 1 3 device 2 0 0, and MO C VD apparatus for forming an H f ⁇ 2 film acting as a gut-insulating film after forming the S i O 2 film (M eta 1 O rganic C hemical V aor D eposit ⁇ on)
  • the reference numeral 300 is connected to each other via gate valves 104, 204, and 304 described later.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the natural oxide film removing device according to the present embodiment.
  • the natural oxide film removing apparatus 100 includes a chamber 101 for accommodating a wafer W.
  • the chamber 101 includes a cylindrical outer chamber 102 and a dome-shaped internal chamber 103 disposed in the outer chamber 102.
  • the outer chamber 102 is formed from A15052.
  • the material is not limited to A15052, and may be made of, for example, solid A1, stainless steel, Hastelloy, or the like.
  • the inner wall surface of the outer chamber 102 may be subjected to a surface treatment such as PTFE (polytetrafluoroethylene) coating or alumite treatment.
  • a step 102A protruding inward is formed on the side of the outer chamber 102.
  • Openings 102B to 102D are formed at predetermined positions of the external chamber 102.
  • a gate valve 104 for separating a space inside the external chamber 102 and a space outside the external channel 102 is attached to an edge of the opening 102B.
  • the inside of the internal chamber 103 is exhausted.
  • One end of an exhaust pipe 105 is connected.
  • the other end of the exhaust pipe 105 is connected to a pressure reducing pump 106.
  • the pressure reducing pump 106 operates, the inside of the internal chamber 103 is evacuated through the opening 102C, and the pressure in the internal chamber 103 is reduced.
  • An auto-pressure controller 107 for controlling the pressure in the internal chamber 102 is interposed in the exhaust pipe 105.
  • the pressure in the internal chamber 103 is controlled to a predetermined pressure by adjusting the conductance with the auto-press controller 107.
  • One end of an exhaust pipe 108 for exhausting a space between the outer channel 102 and the inner chamber 103 is connected to an edge of the opening 102D.
  • the other end of the exhaust pipe 108 is connected to a pressure reducing pump 109.
  • An auto-pressure controller 110 that controls the pressure of the space between the outer chamber 102 and the inner chamber 103 is interposed in the exhaust pipe 108. By adjusting the conductance by the auto-pressure controller 110, the pressure of the air gap between the external chamber 102 and the internal chamber 103 is controlled to a predetermined pressure.
  • a disk-shaped susceptor 111 on which the wafer W is placed is disposed in the outer chamber 102.
  • the susceptor 111 is formed from SiC.
  • Holes 111 A for placing the wafer W on the susceptor 111 or separating the wafer W from the susceptor 111 are formed in three places on the susceptor 111 in the vertical direction.
  • the susceptor 111 is supported by a ring-shaped support member 112 formed of ceramic citrus. Air cylinder 1 1 3 force S Fixed. The susceptor 1 1 1 1 moves up and down by the expansion and contraction of the port 1 1 3 A of the air cylinder 1 1 3 by the driving of the air cylinder 3. The susceptor 111 stops at a transfer position for transferring the wafer W and a processing position for removing the SiO 2 film 13.
  • the rod 113 A located outside the outer chamber 102 is covered with a stretchable bellows 114. By covering the rod 113A with the bellows 114, the airtightness in the external chamber 102 is maintained.
  • wafer elevating pins 115 that can be inserted into the hole 111A are respectively disposed.
  • the wafer elevating pins 115 are fixed to a ring-shaped wafer elevating pin support 116 so that the wafer elevating pins 115 stand upright.
  • An air cylinder 117 is fixed to the wafer lifting pin support base 116. While the wafer W is supported by the wafer elevating pins 1 16, the rod 1 17 A of the air cylinder 1 17 is retracted, and the wafer elevating pins 1 15 are pulled out of the holes 1 1 A. Then, the wafer W is placed on the susceptor 111. In addition, when the wafer W is mounted on the susceptor 111, the rod 117A of the wafer cylinder 117 extends, and the wafer elevating pin 115 becomes the hole 111A. The wafer W is inserted and is separated from the susceptor 111.
  • the rod 117A outside the outer chamber 102 is covered with a telescopic bellows 118.
  • the airtightness in the external chamber 103 is maintained by covering the rod 117A with the bellows 118.
  • the susceptor 111 and the support member 112 are surrounded by a cylindrical member 119 formed in a cylindrical shape.
  • the tubular member 119 is made of, for example, S 1 C or the like.
  • a flange portion 119A protruding inward is formed at the upper part of the tubular member 119.
  • the inner diameter of the flange section 1 19 A is It is formed so as to be smaller than the outer diameter of the material 11 and larger than the diameter of the susceptor 11.
  • a space communicating with the opening 102C is formed between the cylindrical member 119 and the external chamber 102.
  • a heat ray transmission window 120 formed of, for example, quartz or the like that allows heat rays to pass therethrough is fitted into a lower portion of the external chamber 102.
  • a heating chamber 121 is arranged below the heat ray transmission window 120 so as to surround the heat ray transmission window 120.
  • a heating lamp 122 for heating the susceptor 111 is provided in the heating chamber 121.
  • the heating lamps 122 When the heating lamps 122 are turned on, heat rays are emitted from the heating lamps 122 and the heating rays pass through the heat ray transmission window 120. As a result, the susceptor 111 located above the heat ray transmission window 120 is heated.
  • the heating lamps 122 not only the heating lamps 122 but also other heating mechanisms may be used. Examples of the heating mechanism other than the heating lamps 122 include a resistance heating element.
  • a motor 123 for rotating the heating lamp 122 is connected to the heating lamp 122.
  • the rotation of the rotating shaft 123 of the motor 123 rotates the heating lamp 122, and the heater W is uniformly heated.
  • a heating chamber 125 is disposed above the heat ray transmitting window 124 so as to surround the heat ray transmitting window 124.
  • a heating lamp 126 for heating the internal chamber 103 is provided in the heating chamber 125.
  • the heating lamp is not limited to the heating lamp 126, and other heating mechanisms may be used. Examples of the heating mechanism other than the heating lamps 126 include a resistance heating element.
  • a groove 102E is formed in the step 102A of the external chamber 102.
  • an ultraviolet lamp 127 for generating ultraviolet light is provided in the groove 102E. By turning on the ultraviolet lamps 127, O radicals described later are generated, and organic substances on the wafer W are decomposed.
  • the inner chamber 103 is fixed on the step 102A of the outer chamber 102.
  • the inner chamber 103 is formed of SiC.
  • the bottom of the inner chamber 103 has an opening 103 A for accommodating the wafer W, an opening 103 B for exhausting the inner chamber 103, and an inner chamber 103.
  • An opening 103 C for supplying ultraviolet rays is formed.
  • the opening 103B is formed at a position communicating with the space between the external chamber 102 and the cylindrical member 119. By forming the opening 103 B at such a position, the inside of the internal chamber 103 is evacuated by the operation of the decompression pump 106.
  • the opening 103C is formed above the ultraviolet lamp 127, and the opening 103C is fitted with an ultraviolet transmission window 128 made of, for example, quartz that transmits ultraviolet light.
  • an ultraviolet transmission window 128 made of, for example, quartz that transmits ultraviolet light.
  • the internal chamber 103 is provided with a nozzle 129 for supplying the SiO 2 film removing gas and the cleaning gas into the internal chamber 103.
  • the nozzle 129 is disposed at a position facing the opening 103 B across the wafer W and near the bottom of the internal chamber 103. This By arranging the nozzles 129 at such positions, the SiO 2 film removing gas or the like can flow along the surface of the wafer W.
  • the nozzles 129 are disposed in the vicinity of the ultraviolet transmission window 128. By disposing the nozzles 129 at such positions, O radicals can be efficiently generated.
  • a gas supply pipe 130 is connected to the nozzle 129.
  • An HF supply source 402 containing HF is connected to the gas supply pipe 130 via a gas supply pipe 401.
  • An open / close valve 403 for supplying HF and a mass flow controller 404 for adjusting the flow rate of HF are interposed in the gas supply pipe 401.
  • HF is supplied from the HF supply source 402 to the internal chamber 103 at a predetermined flow rate.
  • a gas supply pipe 1 3 0, CH 3 OH source 4 0 6 housing the CH 3 OH via the gas supply pipe 4 0 5 is connected.
  • an opening / closing valve 407 for supplying CH 3 OH and a muff opening controller 408 for adjusting the flow rate of CI-I 3 OH are interposed.
  • CH 3 OH is supplied from the CI-I 3 OI-I supply source 406 at a predetermined flow rate to the internal chamber 10 3. Supplied within.
  • An H hfac supply source 410 containing hexafluoroacetylacetone (CF 3 COCH 2 COCF 3 : H hfac) is connected to the gas supply pipe 130 via a gas supply pipe 409.
  • an opening / closing valve 411 to 414 for supplying Hhfac and a mass flow controller 415 for adjusting the flow rate of Hhfac are interposed.
  • the mass flow controller 4 15 adjusted, the on-off valves 4 1 1 and 4 1 2 are opened, and a predetermined flow rate from the H hfac supply source 4 10 At which H hfac is supplied into the internal chamber 103.
  • a gas supply pipe 1 3 0, O 2 supply source 4 1 7 housing a 0 2 through the gas supply pipe 4 1 6 is connected.
  • the gas supply pipe 416 has an opening / closing valve 418 to 421 for supplying O 2 and a mass flow controller 422 for adjusting the flow rate of O 2 .
  • the opening and closing valve 4 1 8, 4 1 by 9 is opened, O 2 source O 2 from 4 1 7 at a predetermined flow rate inside chamber 1 0 3 Supplied to
  • a gas supply pipe 1 3 0, H 2 O source 4 2 4 containing the H 2 0 through the gas supply pipe 4 2 3 are connected. It is also possible to use alcohol instead of H 2 O. Such alcohols include, for example, ethanol (C 2 H 5 OH).
  • the gas supply pipe 4 2 4, a mass flow configuration preparative roller 4 2 9 for adjusting the flow amount of the opening and closing valve 4 2 5-4 2 8 and II 2 O for supplying H 2 0 is interposed.
  • the opening and closing valve 4 2 5, 4 by 2 6 is opened, H 2 O source 4 2 to 4 at a predetermined flow rate H 2 O is internal chamber Supplied in 103.
  • a gas supply pipe 1 3 0, N 2 supply source 4 3 1 containing the N 2 through the gas supply pipe 4 3 0 is connected. Opening / closing valves 43 to 43 for supplying N 2 and a mass flow controller 43 for adjusting the flow rate of N 2 are interposed in the gas supply pipe 43. In a state in which the mass flow controller 4 3 6 is adjusted by opening and closing valve 4 3 2, 4 3 3 is opened, N 2 from N 2 supply source 4 3 1 at a predetermined flow rate into the inner chamber 1 0 3 Supplied.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a radical oxidation apparatus 200 according to the present embodiment. Shown in Figure 4 As shown in the figure, the radical oxidizing apparatus 200 has almost the same structure as the natural oxide film removing apparatus 100. Here, the description of the same members as those of the natural oxide film removing device 100 will be omitted, and members different from the natural oxide film removing device 100 will be described. The same members as those of the natural oxide film removing device 100 are used, but the reference numerals different from those of the natural oxide film removing device 100 are used to clarify that the members are the radical oxidizing device 200 members. .
  • the chamber 201 to the nozzle 229 correspond to the chamber 101 to the nozzle 129, respectively.
  • a gas supply pipe 230 is connected to the nozzle 229 of the radical oxidizer 200.
  • Source 4 2 4 and 1 ⁇ 2 source 4 3 1 are connected.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the MOCVD apparatus 300 according to the present embodiment.
  • the MOC VD apparatus 300 has almost the same structure as the natural oxide film removing apparatus 100.
  • description of the same members as those of the natural oxide film removing device 100 will be omitted, and members different from those of the natural oxide film removing device 100 will be described.
  • the same member as the natural oxide film removing device 100 is used, but in order to clarify that it is a member of the natural oxide film removing device 100, a reference numeral different from that of the natural oxide film removing device 100 is used. use.
  • the chamber 301 to the heating lamp 326 correspond to the chamber 101 to the heating lamp 126, respectively
  • the nozzle 329 corresponds to the nozzle 129.
  • a gas supply pipe 330 is connected to the nozzle 329 of the MOC VD apparatus 300.
  • the gas supply pipe 3 3 0 through the gas supply pipe 4 0 9, 4 1 6, 4 2 3, 4 3 0, 4 3 7, H hfac source 4 1 0, O 2 supply source 4 1 7 , H 2 O source 4 2 4, N 2 source 4 3 1, H f (t — OC 4 H H f (t -OC 4 H 9 ) supply source 4 3 8 accommodating 9) is connected.
  • the gas supply pipe 4 3 7, the lifting low contrast controller for regulating the flow rate of the opening and closing valve 4 3 9 and H f (t- OC 4 H 9 ) for supplying H f (t -OC 4 H 9 ) 440 are intervening.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the Sio 2 film removal performed by the natural oxide film removal device 100 according to the present embodiment
  • FIG. 7 is a radical oxidation device 200 according to the present embodiment
  • 5 is a flowchart showing the flow of the SiO 2 film formation performed in FIG.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the flow of HfO 2 film formation performed in MOC VD apparatus 300 according to the present embodiment
  • FIGS. 9A to 9C show wafer W according to the present embodiment.
  • the decompression pumps 106 and 109 are operated to evacuate the internal chamber 103 and the space between the external chamber 102 and the internal chamber 103 (step 101). ).
  • the heating lamp 122 is turned on, and the susceptor 111 located at the transport position is heated (step 102).
  • the gate valve 104 is opened and the wafer W The transfer arm 3 holding the wafer W is extended, and the wafer W is loaded into the external chamber 102 (step 103).
  • the transfer arm 3 is retracted, and the wafer W is placed on the wafer elevating pins 115.
  • the air cylinder 1 17 is driven to lower the wafer lifting pins 1 W is placed on the susceptor 111 (step 104).
  • the susceptor 111 is raised by the operation of the air cylinder 117, and the susceptor 111 is positioned at the processing position. As a result, the wafer W is carried into the inner chamber 102 (Step 105).
  • the on-off valves 418 and 419 are opened, and the organic substance removing gas is supplied to the internal chamber 103. Supplied within. Also, the ultraviolet lamp 127 is turned on, and ultraviolet light is supplied into the internal chamber 103 (step 106).
  • Organic removal gas is mainly composed of 0 2.
  • the organic substance removing gas supplied into the inner chamber 103 is irradiated with ultraviolet rays, the ultraviolet rays excite o 2 contained in the organic substance removing gas, and generate o radicals. Then, the generated O radicals react with the organic substances attached to the wafer W, and the organic substances are removed from the wafer W.
  • the metal adhering in the inner chamber 103 can be changed to a metal oxide by the o radical. oTurning efficiency can be increased by changing a metal to a metal oxide with a radical.
  • the wafer W is cooled.
  • the wafer W is cooled with N 2 , but is not limited to N 2 , and another inert gas may be used.
  • the wafer W may be cooled by providing the susceptor 111 with a cooling mechanism such as a Peltier element and a water-cooled jacket.
  • the opening / closing valves 400 and 407 are opened, and the SiO 2 film removing gas is supplied to the internal chamber 103.
  • the SiO 2 film removal gas is mainly composed of HF and CH 3 OH.
  • the SiO 2 film removing gas is supplied into the internal chamber 103, the HF contained in the SiO 2 film removing gas reacts with the SiO 2 film 13, and FIG. 9A As shown in (1), the SiO 2 film 13 is removed from the upper surface of the ueno and W.
  • Step 1 1 0 After a predetermined time, opening and closing valve 4 0 3, 4 0 7 is closed, the supply of the S i ⁇ 2 film removing gas is stopped (Step 1 1 0). This allows S io
  • the susceptor 111 is moved down by the operation of the air cylinder 113 to move the susceptor 111 to the transfer position.
  • the wafer W is carried out from the inside of the internal chamber 102 (Step 111).
  • the wafer elevating pin 115 rises by driving the air cylinder 117, and the wafer W moves away from the susceptor 111 (step 111).
  • the gate valve 104 is opened, the transfer arm 3 is extended, and the transfer arm 3 holds the wafer W. Finally, the transfer arm 3 is retracted, and the wafer W is unloaded from the external chamber 102 (Step 113). Thus, the removal of the SiO 2 film 13 is completed.
  • the decompression pumps 206 and 209 operate to move the inner chamber 203 and between the outer chamber 202 and the inner chamber 203.
  • the space in the space is evacuated (step 201).
  • the heating lamp 222 is turned on, and the susceptor 2 located at the transfer position is turned on. 11 is heated (step 202).
  • the pressure inside the chamber 2 0 3 is about 1. 3 3 X 1 0 to: up to L 3 3 X 1 0 2 P dropped to a, and the susceptor 2 1 1 temperature of about 4 0 0-5 0 0.
  • the gate valve 204 is opened, the transfer arm 3 holding the wafer W extends, and the wafer W from which the SiO 2 film 13 has been removed is carried into the external chamber 202. (Step 203).
  • the transfer arm 3 is retracted, and the wafer W is placed on the wafer elevating pins 2 15.
  • the wafer cylinder 2 17 is driven to lower the wafer elevating pins 2 15, and the wafer W is placed on the susceptor 2 11 (step 2). 0 4).
  • the susceptor 211 rises due to the driving of the air cylinder 117, and the susceptor 211 is positioned at the processing position. As a result, the wafer W is loaded into the internal chamber 203 (Step 205).
  • the open / close valves 418 and 420 are opened, and the internal chamber 210 is opened.
  • the SiO 2 film forming gas is supplied into 3.
  • the ultraviolet lamp 227 is turned on, and ultraviolet light is supplied into the internal chamber 203 (step 206).
  • S i O 2 film forming gas is composed mainly of ⁇ 2.
  • the opening and closing valves 418 and 420 are closed, and the supply of the SiO 2 film forming gas into the internal chamber 203 is stopped. Also, UV The illumination of the line lamp 227 is stopped, and the supply of the ultraviolet rays into the internal chamber 203 is stopped (step 207). Thus, the formation of the SiO 2 film 14 is completed.
  • the susceptor 2 11 is lowered by driving the air cylinder 2 13, and the susceptor 2 11 is located at the transfer position. As a result, the wafer W is unloaded from the inside of the internal chamber 203 (Step 208). Subsequently, the wafer elevating pins 215 are raised by driving the air cylinder 217, and the wafer W is separated from the susceptor 111 (step 209).
  • the decompression pumps 306 and 309 are operated to interrogate the internal chamber 303 and the external chamber 302 and the internal chamber 303. Vacuum of the space is performed (step 301). Next, the heating lamps 322 and 326 are turned on to heat the susceptor 311 and the internal chamber 303 located at the transfer position (step 302).
  • the pressure in the internal chamber 303 drops to about 50 to 400 Pa, the temperature of the susceptor 311 rises to about 300 ° C, and the temperature of the internal chamber 303 becomes about 1 5 was increased to 0 ° C, gate Tobarubu 3 0 4 is opened, ⁇ E wafer W extends conveying ⁇ one arm 3 holding the, the S 1 ⁇ 2 film 1 4 outside Chiyanba 3 0 within 2 The formed wafer W is loaded (Step 303).
  • the transfer arm 3 is retracted, and the wafer W is placed on the wafer elevating pins 3 15.
  • the wafer cylinder W is mounted on the susceptor 3 11 by driving the air cylinder 3 17 to lower the wafer elevating pins 3 17. 304).
  • the susceptor 311 is moved up by the driving of the air cylinder 311, and the susceptor 311 is located at the processing position.
  • the wafer W is loaded into the internal chamber 303 (Step 305).
  • H f O 2 film forming gas is mainly composed H f and (t _O C 4 H 9) 0 2 and force al. If H f O 2 film forming gas into the chamber 3 0 3 ⁇ is supplied, H f O 2 film forming gas in Including H f and (t one OC 4 H 9)
  • Step 307 The supply of the 1 IfO 2 film forming gas is stopped. Thus, the formation of the HfO 2 film 15 is completed.
  • the susceptor 311 is lowered by the driving of the air cylinder 313, and the susceptor 311 is located at the transfer position.
  • the wafer W is carried out from the inside of the internal chamber 303 (Step 308).
  • the wafer elevating pins 315 are raised by driving the air cylinder 317, and the wafer W is separated from the susceptor 311 (step 309).
  • Step 310 the gate valve 304 is opened, the transfer arm 3 is extended, and the transfer arm 3 holds the wafer W. Finally, the transfer arm 3 is retracted, and the wafer W is unloaded from the external chamber 302 (Step 310).
  • the cleaning performed in the gate insulating film forming apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
  • the radical acid The tally jung performed in the oxidation device 200 and the MOC VD device 300 is almost the same as the clean ung performed in the natural oxide film removal device 100, so the natural oxide film removal device 100
  • the cleaning performed by the radical oxidizing apparatus 200 and the MOC VD apparatus 300 will not be described.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the flow of cleaning performed in the natural oxide film removing apparatus 100 according to the present embodiment
  • FIG. 11 is a natural oxide film removing apparatus 100 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a view schematically showing a state of a clearing performed in the inside.
  • FIG. 12A is a diagram schematically illustrating the chemical structure of H hfac used in the present embodiment
  • FIG. 12B is a schematic diagram illustrating the chemical structure of the H f complex generated in the present embodiment.
  • FIG. In this embodiment a case where HfO 2 is attached to the internal chamber 103 of the natural oxide film removing apparatus 100 will be described.
  • the decompression pumps 106 and 109 are actuated to evacuate the internal chamber 103 and the space between the external chamber 102 and the internal chamber 103 (step 1211). A).
  • the heating lamps 126 and 122 are turned on to heat the internal chamber 103 and the susceptor 111 (step 122A).
  • the pressure inside the chamber 1 0 3 is lowered to 9. 3 1 X 1 0 3 ⁇ 1. 3 3 X 1 0 4 P a, the internal chamber 1 0 3 and the susceptor 1 1 1 of about 3 0 0.
  • the open / close valves 4 11, 4 12, 4 18, 4 19, 4 25, 4 26, 4 32, 4 33 are opened, and Fig. 11 (step 1 2 3 a) 0 click Li one Yungugasu the chestnut one Engugasu is supplied into the chamber 1 0 3 as shown in mainly, H hfac, O 2, H 2 0, and the N 2 It is configured.
  • Hh fac, 0 2, and N 2 inside flow rates of 3 2 0 ⁇ 3 8 0 sccm, 1 0 ⁇ 5 0 sccm, 1 0 0 ⁇ 3 0 0 sccm It is supplied into the chamber 103.
  • H 2 O is supplied into the internal chamber 103 so that the concentration is about 50 to 500 ppm, preferably 100 to LOOO ppm.
  • H hfac contained in the cleaning gas and H f O 2 adhering to the internal chamber 103 react with each other.
  • H f O 2 is removed from the internal chamber 1 0 3.
  • the reaction mechanism is as follows. H hfac has tautomerism. Therefore, as shown in FIG.
  • H hfac can take two structures, Structure I and Structure II.
  • H hfac coordinates with H f of H f O 2 to form a Hi complex as shown in FIG. 12B.
  • the generated Hf complex is vaporized and separated from the inner wall surface of the inner chamber 103.
  • Such H f O 2 attached to the inside Chang 'Bruno 1 0 3 is removed by H hfac reaction mechanism.
  • the Hf complex separated from the inner wall surface of the inner chamber 103 is exhausted to the outside of the outer chamber 102 through the openings 103B and 102C by exhaust.
  • the on-off valves 4 11, 4 12, 4 18, 4 19, 4 25, 4 26, 4 32, and 4 3 3 are closed, and the inside of the internal chamber 103 is closed.
  • the supply of the cleaning gas is stopped (step 124A).
  • the cleaning of the natural oxide film removing device 100 is completed.
  • the internal chamber 103 is used. , 203, and 303 can be effectively reduced, and the damage to the internal channels 103, 203, and 303 due to the tungsten gas can be reduced. That is, since H hfac is used, metals such as H f and H ⁇ O 2 The internal chambers 103, 203, and 303 can be removed by converting metal oxides and the like into metal complexes. Therefore, the inner chamber 103,203,3
  • the inner chambers 103, 203, and 303 are denoted by S
  • It is made of 1C, but is made of other materials such as quartz, A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of Mg, and Ni-based material.
  • the A1 material is a material in which A1 is a base material
  • the Ni material is a material in which Ni is a base material.
  • Examples of the A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of Mg include A15052 and the like, and examples of the Ni-based material include Hastelloy C122 and the like. No.
  • the inner chambers 103, 203, and 303 are formed of an A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of Mg, the inner chambers 103, 203, 3 0 3 from becoming difficult to scraping, reacts with F of M g and H hfac included in a 1-based material, the internal chamber 1 0 3, 2 0 3, 3 0 3 M g F 2 on the inner wall surface of the film is formed, the M g F 2 film is because functions to suppress the reaction between a 1 and H hfac.
  • the chamber is usually formed from A1.
  • a 1 is not excellent in heat resistance. Therefore, heating the chamber of A 1 above 250 ° C may soften it.
  • the space between the chambers 0 3 and 3 0 3 is evacuated to reduce the pressure in this space below the atmospheric pressure, so that the heat released from the internal chambers 1 0 3 2 3 0 3 3 It becomes difficult to transmit to the outer chamber 202. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the outer chambers 102, 202, 302, and
  • the external chambers 102, 202, and 302 and the internal chambers 103, 203, and 303 are connected to each other.
  • the space between the two chambers is evacuated to reduce the pressure in this space below the atmospheric pressure, so that the heating efficiency of the internal chambers 103, 203, and 303 can be improved. That is, the space between the external chambers 102, 202, 302 and the upper chambers 103, 203, 303 is evacuated, and the pressure in this space is reduced below atmospheric pressure. Therefore, heat radiation from the inner chambers 103, 203, 303 can be suppressed. Therefore, the heating efficiency of the internal chambers 103, 203, 303 can be improved.
  • Example 1 Hereinafter, Example 1 will be described.
  • SiC, quartz, A1502, and Hastelloy C122 were exposed to a tarrying gas containing Hhfac, quartz, A150. 52, and Hastelloy C-22 were examined for weight change.
  • Cleaning gas was mainly used those composed of I- I hfac, and C 2 H 5 0 H.
  • the flow rate of H hfac was about 375 sccm and the concentration of C 2 H 5 OH was about 100 ppm.
  • the pressure within the internal chamber is approximately 5. 3 2 X 1 0 3 P a, the temperature of the susceptor is about 4 0 0. C.
  • a change in weight of an alumite plate was examined in the same manner as in this example for comparison with the present example.
  • the measurement conditions of the comparative example are the same as the measurement conditions of the present example.
  • Table 2 shows changes in weight according to the present example and comparative example. [Table 2]
  • the weights of SiC, quartz, A15052, and Hastelloy C122 in this example changed substantially before and after exposure to the cleaning gas. Did not.
  • the alumite of the comparative example was about 0.0765 g lighter before and after exposure to the cleaning gas before and after exposure to the tungsten gas.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • H f O 2 is by Ri data re the natural oxide film removing device attached to click Li one Yungugasu - instead of-learning was more etched H f O 2 film on the wafer to click leaning gas.
  • a cleaning gas composed of Hhfac and O 2 was used.
  • the concentration of H 2 0 in the data Riengugasu was 0 ppm.
  • the pressure in the internal chamber was about 1.13 ⁇ 10 4 Pa. Etching the H f O 2 film by changing the temperature of the wafer while maintaining this state.
  • FIG. 13 is a configuration diagram schematically showing a natural oxide film removing device according to a comparative example.
  • the natural oxide film removing apparatus 500 used in the comparative example mainly includes a chamber 501 for accommodating a wafer, a susceptor 502 for placing a wafer, and a susceptor 502.
  • Susceptor support member 503 supporting susceptor susceptor heating system 504 for heating susceptor 502, wafer lifter for placing wafer on susceptor 502 or separating wafer from susceptor 502 Structure 505, cleaning gas supply system 506 for supplying cleaning gas into chamber 501, exhaust system 507 for exhausting chamber 501, and clearing gas It is composed of a shower head 508 that discharges.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the wafer temperature and the etch rate of the HfO 2 film according to the present example and the comparative example. As can be seen from the graph of FIG. 1 4, H f O 2 film in this example was etched by tally engraving gas containing H hfac. In addition, when the temperature of the wafer was 350 ° C. or higher, a high etchate was obtained.
  • the peak value of the etch rate in the etching of the HfO 2 film of the present example is clearly the peak value of the etch rate in the etching of the HfO 2 film of the comparative example. It was confirmed that it was higher. This is because more gas molecules collide with the wafer when the cleaning gas is supplied substantially parallel to the wafer than when the cleaning gas is supplied substantially vertically to the wafer. it is conceivable that.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • the natural oxide film removing apparatus A 1 2 O 3 is deposited and etched A 1 2 O 3 film on the wafer by click Li one Yungugasu.
  • As clean Jung's gas one composed of H hfac and O 2 was used.
  • H hfac, 0 2 flow rate were respectively 3 7 5 sccm, 1 0 0 sccm.
  • the concentration of H 2 O in the cleaning gas was 0 ppm.
  • the pressure in the internal chamber was about 1.13 ⁇ 10 4 Pa. While maintaining such a state ⁇ ⁇ It was etched A 1 2 O 3 film by changing the temperature of the wafer.
  • the same etching was performed in the case where a natural oxide film removing device different from the natural oxide film removing device used in the present example was used as a comparative example.
  • the natural oxide film removing device of the comparative example the natural oxide film removing device 500 of the comparative example described in Example 2 was used.
  • the components of the tall-jung gas, the pressure in the chamber, and the like were the same as in the present embodiment.
  • Figure 1 5 is Ru graph der showing the relationship between the etching rate of the temperature and A 1 2 0 3 film ⁇ E c according to Examples and Comparative Examples. As can be seen from the graph of FIG. 15, the A1 2 3 film of this example was etched by a cleaning gas containing Hhfac. When the temperature of the wafer was 350 ° C. or higher, a high etch rate was obtained.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • the HiSIO film on the wafer was etched by using a cleaning gas.
  • the HiSio film films having Si / (Si + Hf) of 20%, 50%, and 70% were prepared, respectively.
  • Is a click Rininguga scan was used which was composed of H hfac, 0 2, A r .
  • the flow rates of Hh fac, O 2, and Ar were 750 sccm, 200 sccm, and 300 sccm, respectively.
  • the concentration of H 2 0 of click leaning gas was 0 ppm.
  • the pressure in the internal chamber was about 9.97 ⁇ 10 3 Pa. While maintaining such a state, the HfSiO film was etched by changing the temperature of the wafer.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the wafer temperature and the etch rate of the HfSIO film according to the present example. As can be seen from the graph of FIG. 16, the I-IfSio film of this example was etched with a cleaning gas containing Hhfac at 37.degree. C. or more.
  • HfSIO can be etched by a cleaning gas containing Hhfac.
  • H f O 2 adheres The optimum pressure in the internal chamber when cleaning the natural oxide film removing device was investigated.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • H f O 2 instead of streams one Jung by natural oxide film removing apparatus click Li one Yungugasu attached was more etched H f O 2 film on the wafer to clean Jung gas.
  • a cleaning gas composed of Hhfac and O 2 was used.
  • H hfac, 0 2 flow rate were respectively 3 7 5 sccm s 1 0 0 sccm.
  • the concentration of H 2 ⁇ in the clean Lung gas was 0 ppm.
  • the temperature of the wafer was 450 ° C. Etching the H f O 2 film by changing the pressure in the interior Chiyanba while maintaining this state.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the pressure in the internal chamber and the etch rate of the HfO 2 film according to the present example. As can be seen from the graph of FIG. 17, a high etch rate was obtained when the pressure in the internal chamber was 0.95 ⁇ 10 4 to 1.2 ⁇ 10 4 Pa. From this result, the natural oxide film removing apparatus H f O 2 adheres when Clean is the pressure in the interior chamber 0. 9 5 X 1 0 4 ⁇ 1. To 2 0 X 1 0 4 P a It is considered preferable to maintain.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • Tari by click Riyungugasu a natural oxide film removing apparatus H f O 2 adheres Instead of one engraving was more etched H f O 2 film on the wafer to click Riyungugasu.
  • a click leaning gas was used which was composed of H hfac, 0 2, N 2 , ⁇ Pi H 2 0.
  • H h ⁇ ac, 0 2 , and N 2 were supplied at a ratio of 15: 2: 8, respectively, and the concentration of H 20 in the tallied gas was 100 ppm.
  • the pressure in the internal chamber was about 6.65 ⁇ 10 3 Pa, and the temperature of the wafer was about 400 ° C. Etching the H f O 2 film by changing the flow rate of H hfac while maintaining this state.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the flow rate of H hfac and the etch rate of the H f O 2 film according to the present example. As can be seen from the graph of FIG. 18, when the flow rate of H hfac was in the range of 320 to 380 sccm, a high etch rate was obtained.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • H f O 2 rather than to data re one Jung Ri by a natural oxide film removing apparatus to click Li one Yungugasu attached was more etched H f O 2 film on the wafer to click leaning gas.
  • a gas composed of H hfac, O 2 , and H 20 was used as the cleaning gas.
  • the flow rate of H hfac was 375 sccm and the concentration of H 2 O was 700 ppm.
  • Pressure in Yamba is about 9. 3 1 X 1 0 3 P a, the temperature of the wafer was about 4 5 0 ° C.
  • Figure 1 9 is a graph showing the relationship between the etching rate of the flow rate and H f O 2 film of O 2 according to the present embodiment. As can be seen from the graph of FIG. 19, a high etch rate was obtained when the flow rate of O 2 was 50 to 250 sccm.
  • H f 0 2 to Clean a native oxide film removing apparatus attached is considered arbitrary preferred to flow the 0 2 at a flow rate of 5 0 to 2 5 0 SECM.
  • Example 8 In this embodiment, it was examined about the 0 2 optimum flow rate when Kuriyungu the natural oxide film removing apparatus A 1 2 0 3 is attached.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • a 1 2 0 3 rather than click re-learning by click Riyungugasu the natural oxide film removing device attached were etched by chestnut one Yungugasu the A 1 2 0 3 film on the wafer.
  • the cleaning gas used was H hfac, O or H 2 O.
  • the flow rate of H h ⁇ ac was 375 sccm, and the concentration of H 20 was 700 ppm.
  • the pressure in the internal switch Yanba is about 9. 3 1 X 1 0 3 P a, the temperature of the wafer was found to be about 4 5 0 ° C. While maintaining this state, change the flow rate of O 2
  • the 1 2 O 3 film was etched.
  • 2 0 is a graph showing the relationship between the etching rate of the flow rate and A 1 2 0 3 film of O 2 according to the present embodiment.
  • Fig. 20 As can be seen from the rough, high I Etsuchireto is obtained when 0 2 flow rate of 5 0 to 2 5 0 sccm.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • H f 0 2 rather than data re one Jung by natural oxide film removing apparatus click Li twelve Ngugasu attached was more etched H f O 2 film on the wafer to click leaning gas.
  • As the cleaning gas a gas composed of Hhfac, O 2 , and H 2 O was used.
  • the flow rates of H hfac and O 2 were 375 sccm and 50 sccm, respectively.
  • the pressure in the internal Chiyanba is about 9. 3 1 X 1 0 3 P a, the temperature of the wafer was about 4 5 0 ° C. Etching the H f O 2 film by changing the concentration of H 2 0 while keeping such a state.
  • Figure 2 1 is a graph showing the relationship between the etching rate and the concentration of H f 0 2 film of H 2 0 according to the present embodiment. As can be seen from the graph of FIG. 21, a high etch rate was obtained when the concentration of H 20 was 100 ppm or less. Even when the concentration of H 2 O was 0 ppm, a high etch rate was obtained.
  • Example 10 will be described. In this embodiment, it was examined with a native oxide film removing apparatus A 1 2 0 3 is attached to the optimum concentration of H 2 0 at the time of click Riyungu.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • a 1 2 0 3 rather than click V- Jung by click Riyungugasu the natural oxide film removing device attached has etched A 1 2 O 3 film on the wafer by click Li one Yungugasu.
  • a cleaning gas composed of H hfac, O 2 , and H 20 was used.
  • H h ⁇ ac, 0 2 flow rate were respectively 3 7 5 sccm, 5 0 sccm .
  • the pressure in the internal chamber was about 9.31 ⁇ 10 3 Pa, and the temperature of the wafer was about 450 ° C. It was etched A 1 2 0 3 film by changing the concentration of H 2 0 while keeping such a state.
  • 2 2 is a graph showing the relationship between Etsuchire bets concentration and A 1 2 O 3 film of H 2 O according to the present embodiment.
  • Etsuchire bets concentration in about 1 5 0 ° etch ring of A 1 2 ⁇ 3 film formed by C, and the concentration of H 2 O higher in the following cases: 1 0 0 0 ppm E Tsu Chylates were obtained. Even when the concentration of H 2 O was 0 ppm, a high etch rate was obtained.
  • the Clean the native oxide film removing apparatus A 1 2 0 3 is attached is of H 2 O and is preferably supplied at a concentration of l OOO ppm or less (O ppm including:.) Conceivable.
  • Example 11 HfO. Is attached The optimum concentration of C 2 H 5 OH when cleaning the natural oxide film removal device was investigated.
  • the natural oxide film removing device described in the first embodiment was used as the natural oxide film removing device.
  • H f O 2 instead of Tali-learning by the natural oxide film removing apparatus click Li one Engugasu attached was more etched H f O 2 film on the wafer to click leaning gas.
  • Cleaning gases include H hfac, O 2 , N 2 , and. It was used made up of 2 H 5 OH.
  • the flow rates of H hfac, O 2 , and N 2 were 375 sccm, 50 sccm, and 200 sccm, respectively.
  • the pressure in the internal chamber was about 6.65 ⁇ 10 3 Pa, and the temperature of the wafer was about 400 ° C. Etching the H f O 2 film by changing the concentration of C 2 H 5 OH while maintaining this state.
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between the concentration of C 2 H 5 OH and the etch rate of the HfO 2 film according to the present example. As can be seen from the graph of FIG. 23, when the concentration of C 2 H 5 OH is from 500 to: LOOO ppm, a high etchant was obtained.
  • C 2 H 5 OH 5 0 0 believed Rukoto be provided in a concentration of looo pp m is preferably .
  • FIG. 24 is a vertical sectional view schematically showing an internal chamber of the natural oxide film removing apparatus according to the present embodiment.
  • the internal chamber 103 is composed of a substrate 103D and a coating layer 103E formed on the inner wall surface of the substrate 103D.
  • the base 103 is made of quartz. The material is not limited to quartz, and may be made of other materials.
  • the coating layer 103E is composed of SiC.
  • the coating layer 103 E is composed of SiC, but other than that, quartz, an A1-based material containing 0.5 to 5.0% by weight of Mg, and N1
  • the coating layer 103E may be composed of any of the i-based materials.
  • FIG. 25 is a flow chart showing the flow of cleaning performed in the natural oxide film removing apparatus 100 according to the present embodiment
  • FIG. 26 is a natural oxide film removing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state of cleaning performed in the apparatus 100.
  • the decompression pumps 106 and 109 are operated to evacuate the interior chamber 103 and the space between the exterior chamber 102 and the interior chamber 103 (step 12 1). B). Next, the heating lamps 126 and 122 are turned on, and the internal champ 103 and the susceptor 111 are heated (step 122B).
  • the pressure inside the chamber 1 0 3 is 9. 3 1 X 1 0 3 ⁇ : 1 ⁇ 3 3 X 1 0 P dropped to a, internal Chiyanba 1 0 3 and the susceptor 1 1 1 of about 3 0 0. .
  • the gate valve 104 is opened, the transfer arm 3 holding the wafer W is extended, and the wafer W is carried into the external chamber 102 (step 123B). .
  • the transfer arm 3 retracts, and the wafer W Placed on After the wafer W is placed on the wafer elevating pins 1 15, the wafer elevating pins 1 15 are lowered, and the wafer W is placed on the susceptor 111 (step 124 B).
  • the susceptor 111 rises and the susceptor 111 is located at the processing position. Thereby, the wafer W is loaded into the internal chamber 102 (Step 125B).
  • the on-off valves 4 1 1, 4 1 2, 4 1 8, 4 1 9 4 3 5 and 4 2 6, 432, and 433 are opened, and the talli- ing gas is supplied into the inner chamber 103 as shown in Fig. 26 (step 12B). As a result, the inside of the internal chamber 103 is cleaned.
  • the on-off valves 4 11, 4 12, 4 18, 4 19, 4 25, 4 26, 4 32, and 4 33 are closed, and the interior chamber 103 is moved into the inside chamber 103.
  • the supply of the cleaning gas is stopped (step 127 B).
  • the cleaning of the natural oxide film removing device 100 is completed.
  • a cleaning gas is supplied into the internal chamber 103 in a state where the wafer W in the internal chamber 103 is accommodated, so that the cleaning inside the internal chamber and the cleaning of the wafer W are performed. And can be performed at once.
  • the cleaning of the wafer W is to remove metals and metal oxides from the wafer W contaminated with metal.
  • the wafer W is placed on the susceptor, and a part of the susceptor 111 is covered with the wafer W, and a lining gas is supplied into the internal chamber 103. Adhesion of a metal complex to a part can be suppressed.
  • Hh fac using Hh fac
  • Hh fac not only Hh fac but also other diketones may be used.
  • ⁇ diketones other than H hfac include, for example, tetramethylheptanedione ((CH 3 ) 3 CCO CH 2 COC (CH 3 ) 3 : H thd), acetylacetone (CH 3 CO CH 2 CO CH 3 ) and the like.
  • the cleaning gas composed of H hfac, O 2 , N 2 , and H 20 is used.
  • the cleaning gas excluding H fac is removed.
  • One Jung gas may be used.
  • the removal of S i O 2 film 1 3, formation of S i ⁇ 2 film 1 4, the formation of ⁇ Pi H f 0 2 film 1 5 performed by separate devices
  • these may be performed by one device.
  • a force s using a wafer w or a glass substrate may be used.
  • the natural oxide film removing device 100 has been described.
  • the present invention is applied to the radical oxidation device 200 and the MOC VD device 300. Is also good. Industrial applicability
  • the substrate processing apparatus, the cleaning of the substrate processing apparatus, and the substrate processing apparatus according to the present invention can be used in the semiconductor manufacturing industry.

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Description

基板処理装置のク リ一-ング方法及び基板処理装置
技術分野 本発明は、 基板処理装置のクリ一ユング方法及び基板処理装置に関す る。
明 背景技術
現在、 MO S (M e t a l — O x i d書e— S e m i c o n d u e t o r ) トランジスタのゲ一ト絶縁膜を S 1 O 2膜と比誘電率が高い金属酸 化膜とから構成することが注目されている。このよ うなゲ一ト絶縁膜は、 まず、 半導体ウェハ （以下、 単に 「ウェハ」 という。） の S i基板のデバ ィス活性領域に形成された自然酸化膜を取り除き、 次いで S i 基板のデ バイス活性領域に S i 02膜を形成し、その後 S i 02膜上に金属酸化膜 を形成することにより形成される。
ところで、 自然酸化膜の除去及び S i o 2膜の形成はそれぞれ自然酸 化膜除去装置内及びラジカル酸化装置内で行われるが、 自然酸化膜除去 装置及びラジカル酸化装置を使用し続けると、 自然酸化膜除去装置及び ラジカル酸化装置のチャンバ等が金属汚染されてしまうことがある。 こ れは、 金属汚染されたウェハがチャンバ内に搬入されること、 或いはゥ ェハを搬出入する際に微量の金属等を含んだ空気がチャンバ内に入り込 むことが原因であると考えられる。 なお、 チャンバ等が金属汚染される と、 金属汚染されていないウェハまでもが金属汚染されることがあるの で、 このようなチャンバ等の金属汚染は低減させることが好ましい。 現在、 このよ うなことから、 定期的に自然酸化膜除去装置及ぴラジ力 ル酸化装置のチャンバ内に塩素系のガスを供給して、 チャンバ内をク リ 一ユングしている。 なお、 C VD (C h e m i c a l V a o r D e p o s i t i o n ) 装置に関しては、 特開 2 0 0 0— 9 6 2 4 1号公 報にへキサフロォロアセチルァセ トンを使用してチャンバ内のク リー二 ングを行う技術が開示されている。
しかしながら、 塩素系のガスでは、 チャンバ内から金属等を有効に除 去することはできず、 チャンバ等の金属汚染を有効に低減させることは できない。 また、 自然酸化膜除去装置及びラジカル酸化装置のチャンバ は、 一般に無垢 A 1 から形成されており、 塩素系のガスをチャンバ内に 供給すると、 チャンバまでもが削れてしまうことがある。 発明の開示
本発明は、 上記問題を解決するためになされたものである。 即ち、 処 理容器の汚染を有効に低減させることができるとともにク リーニングガ スによる処理容器の損傷を低減させることができる基板処理装置のク V 一二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 リ一-ング方法は、 内部に被ク リ一エング 物質が存在し、 かつ少なく とも内壁面が (A) S i C、 (B) 石英、 (C) M gを 0. 5〜5. 0重量％含んだ A 1 系材料、 及び (D) N i 系材料 のいずれかから構成された処理容器を準備する処理容器準備工程と、 前 記処理容器の内部に β—ジケ トンを含むク リ一ユングガスを供給するク リ一二ングガス供給工程とを具備することを特徴と している。 本発明の 基板処理装置のク リ一エング方法は、 このようなク リ一ユングガス供給 工程を備えているので、 処理容器の汚染を有効に低減させることができ るとともにク リ一ユングガスによる処理容器の損傷を低減させることが できる。 上記基板処理装置のク リ一ユング方法は、 ク リ一二ングガス供給工程 前或いはク リーエングガス供給工程中に処理容器を 3 5 0 °C以上に加熱 する加熱工程をさらに備えていることが好ましい。 加熱工程を備えるこ とにより、 被ク リ一ユング物質とク リーユングガスとの反応性を高める ことができる。
上記ク リーニングガス供給工程は、 ク リーユングガスが基板の処理時 に基板を支持する基板支持部材の表面に沿って流れるようにタ リーニン グガスを供給する工程であることが好ましい。 ク リ一二ングガス供給ェ 程をこのような工程にすることにより、 被タ リ一ユング物質とク リーェ ングガスとの反応性を高めることができる。
上記 /3—ジケ トンは、 へキサフルォロァセチルァセ トンであることが 好ましい。 /3—ジケ トンと して、 へキサフルォロアセチルァセ トンを使 用することにより、 処理容器の汚染をより有効に低減させることができ るとともにク リーニングガスによる処理容器の損傷をより有効に低減さ せることができる。
上記ク リーニングガスは、 酸素、 水、 及びアルコールの少なく ともい ずれかを含んでいることが好ましい。 ク リ一エングガスにこれらのもの を含ませることにより、 被タ リ一ユング物質とク リ一ユングガスとの反 応性を高めることができる。
上記被ク リーニング物質は、 金属及び金属含有物の少なく ともいずれ か一方を含んでいることが好ましい。 本発明の基板処理装置のク リー二 ング方法は、 処理容器内から金属及び金属含有物を取り除く場合に特に 有効である。 なお、 ク リーニングガス供給工程前に、 例えば、 オゾン、 Oラジカル等を処理容器内に供給して、 金属を金属酸化物に変えること が好ましい。 金属を金属酸化物に変えることにより、 ク リーニング効率 を高めることができる。 上記金属及び金属含有物を構成している金属は、 A l、 Z r、 H f 、 Y、 L a C e、 及び P rのうち少なく ともいずれかであることが好ま しい。 本発明の基板処理装置のク リーニング方法は、 処理容器内からこ れらの金属及びこれらの金属を含む金属含有物を取り除く場合に特に有 効である。
上記処理容器は、 全体が （A) S i C、 (B) 石英、 （C) M gを 0. 5〜5. 0重量％含んだ A 1 系材料、 及び （D) N i 系材料のいずれか から形成されていることが好ましい。 処理容器全体をこれらの物質のい ずれかから形成することにより、 タ リ一エングガスによる処理容器の損 傷を確実に抑制することができる。
上記処理容器は、 基体と、 基体の内壁面に形成され、 かつ （A) S i C、 (B ) 石英、 （C) Mgを 0. 5〜5. 0重量％含んだ A 1 系材料、 及び (D) N i 系材料の少なく ともいずれかから構成されたコーティン グ層とを備えていることが好ましい。 このようなコーティング層を備え ることにより、 ク リーニングガスによる処理容器の損傷を容易に抑制す ることができる。
上記処理容器は、 基板に形成された III然酸化膜を除去する装置の処理 容器、 基板上に S i含有膜を形成する装置の処理容器、 及び基板上に金 属酸化膜を形成する装置の処理容器の少なく ともいずれかであることが 好ましい。 本発明の基板処理装置のク リーユング方法は、 これらの装置 をク リーニングする場合に特に有効である。
上記基板処理装置のク リ一二ング方法は、 ク リ一ユングガス供給工程 前に処理容器の内部に基板を収容する基板収容工程をさらに備えている ことが好ましい。 基板収容工程を備えることにより、 処理容器内のタ リ 一エングのみならず、 基板のクリーニングをも行う ことができる。
本発明の基板処理装置は、 少なく とも内壁面が （A) S i C、 （B) 石 英、 （C ) M gを 0 . 5 ~ 5 . 0重量％含んだ A 1系材料、 及び （D ) N i系材料のいずれかから構成され、 基板を収容する処理容器と、 処理容 器に付着した被クリ一エング物質を取り除くための ージケトンを含む クリ一エングガスを前記処理容器内に供給するクリ一ユングガス供給系 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 容器、 及びクリーニングガス供給系を備えているので、 処理容器の汚染 を低減させることができるとともにクリーニングガスによる処理容器の 損傷を低減させることができる。 図面の簡単な説明
図 1は第 1の実施の形態に係るゲート絶縁膜形成装置の模式的な構成 図である。
図 2は第 1の実施の形態に係るキヤリァカセッ トに収容されているゥ ェハ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自然酸化膜除去装置の模式的な構成図 やあ 。
図 4は第 1の実施の形態に係るラジカル酸化装匱の模式的な構成図で ¾)る。
図 5は第 1の実施の形態に係る M O C V D装置の模式的な構成図であ る。
図 6は第 1の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置で行われる S i O 2膜除去の流れを示したフローチヤ一 1、である。
図 7は第 1の実施の形態に係るラジカル酸化装置で行われる S i O 2 膜形成の流れを示したフローチヤ一トである。
図 8は第 1の実施の形態に係る M O C V D装置で行われる H f O 2膜 形成の流れを示したフローチャートである。 図 9 A〜図 9 Cは第 1の実施の形態に係るウェハを模式的に示した図 である。
図 1 0は第 1の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置内で行われるク リーニングの流れを示したフローチヤ一トである。
図 1 1は第 1の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置内で行われるク リ一二ングの様子を模式的に示した図である。
図 1 2 Aは第 1の実施の形態で使用される H h f a cの化学構造を模 式的に示した図であり、 図 1 2 Bは第 1の実施の形態で生成される H f 錯体の化学構造を模式的に示した図である。
図 1 3は比較例に係る自然酸化膜除去装置の模式的な構成図である。 図 1 4は実施例 2及び比較例に係るウェハの温度と H f O 2膜のエツ チレートとの関係を示したグラフである。
図 1 5は実施例 3及ぴ比較例に係るゥェハの温度と A 1 2 O 3膜のェ ツチレー ト との関係を示したグラフである。
図 1 6は実施例 4に係るウェハの温度と H f S i O膜のエツチレ一ト との関係を示したグラフである。
図 1 7は実施例 5に係る内部チヤンバ内の圧力と H f O 2膜のエッチ レートとの関係を示したダラフである。
図 1 8は実施例 6に係る H h f a cの流量と H f O 2膜のエツチレ一 トとの関係を示したグラフである。
図 1 9は実施例 7に係る O 2の流量と H f O 2膜のエツチレ一トとの 関係を示したグラフである。
図 2 0は実施例 8に係る O 2の流量と A 1 2 0 3膜のェツチレー ト との 関係を示したグラフである。
図 2 1は実施例 9に係る H 2 Oの濃度と Η ί 0 2膜のエッチレートと の関係を示したグラフである。 図 2 2は実施例 1 0に係る H 2 Oの濃度と A 1 2 0 3膜のエッチレート との関係を示したグラフである。
図 2 3実施例 1 1に係る C 2 H 5 O Hの濃度と H f O 2膜のエッチレー トとの関係を示したグラフである。
図 2 4は第 2の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置の内部チャンバ を模式的に示した垂直断面図である。
図 2 5は第 3の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置内で行われるク リーニングの流れを示したフローチャー トである。
図 2 6は第 3の実施の形態に係る自然酸化膜除去装置内で行われるク リ一ニングの様子を模式的に示した図である。 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ゲート絶縁膜形成装置につい て説明する。 図 1は本実施の形態に係るゲート絶縁膜形成装置の模式的 な構成図であり、 図 2は本実施の形態に係るキヤリアカセッ トに収容さ れているウェハを模式的に示した図である。
図 1に示されるように、 ゲート絶縁膜形成装置 1は、 搬送室 2を備え ている。 搬送室 2内には、 ウェハ Wを後述する自然酸化膜除去装置 1 0 0等に搬送するための搬送アーム 3が配設されている。
搬送室 2には、 内部に約 2 5枚のウェハ Wを収容したキャリアカセッ 1、が搬入されるロードロック室 4がグー 1、バルブ 5を介して接続されて いる。 ここで、 キャリアカセッ トに収容されるウェハ Wについて説明す る。 図 2に示されるようにウェハ Wは、 P型 S i基板 1 1を備えている。 なお、 P型 S ί基板 1 1に限らず、 N型 S i基板であってもよい。 P型 S i基板 1 1の上部には、 フィールド酸化膜と して作用する S i o 2膜 1 2が形成されている。 S i 02膜 1 2は、 約 1 0 0 0 Aの厚さで形成 されている。 また、 P型 S i基板 1 1のデバイス活性領域には、 自然酸 化膜である S i 02膜 1 3が形成されている。
搬送室 2には、 S i 02膜 1 3を除去する自然酸化膜除去装置 1 0 0、 S i O 2膜を除去した後ゲート絶縁膜として作用する S i O 2膜を形成 するラジカル酸化装置 2 0 0、 及び S i O 2膜を形成した後グート絶縁 膜と して作用する H f 〇 2膜を形成する MO C VD装置 （M e t a 1 O r g a n i c C h e m i c a l V a o r D e p o s i t ι o n ) 3 0 0が後述するゲートバルブ 1 0 4 , 2 0 4 , 3 04を介してそ れぞれ接続されている。
以下、 自然酸化膜除去装置 1 0 0について説明する。 図 3は本実施の 形態に係る自然酸化膜除去装置の模式的な構成図である。 図 3に示され るように自然酸化膜除去装置 1 0 0は、 ウェハ Wを収容するためのチヤ ンバ 1 0 1を備えている。 チヤンバ 1 0 1は、 円筒状の外部チャンバ 1 0 2と、 外部チヤンバ 1 0 2内に配設されたドーム状の内部チャンバ 1 0 3とから構成されている。
外部チヤンバ 1 0 2は、 A 1 5 0 5 2から形成されている。 なお、 A 1 5 0 5 2に限らず、 例えば、 無垢 A 1 、 ステンレス鋼、 或いはハステ ロイ等で形成してもよい。 また、 外部チャンバ 1 0 2の内壁面には、 P T F E (ポリテ トラフノレォロエチレン) コ ーティング、 或いはアルマイ ト処理等の表面処理が施されていてもよい。 外部チャンバ 1 0 2の側部 には、 内側に突き出た段部 1 0 2 Aが形成されている。 また、 外部チヤ ンバ 1 0 2の所定箇所には開口 1 0 2 B ~ 1 0 2 Dが形成されている。 開口 1 0 2 Bの縁部には、 外部チャンバ 1 0 2内の空間と外部チャン ノ 1 0 2外の空間とを仕切るためのゲートバルブ 1 0 4が取り付けられ ている。 また、 開口 1 0 2 Cの縁部には、 内部チャンバ 1 0 3内を排気 するための排気配管 1 0 5の一端が接続されている。 排気配管 1 0 5の 他端は、 減圧ポンプ 1 0 6に接続されている。 減圧ポンプ 1 0 6が作動 することにより、 開口 1 0 2 Cを介して内部チャンパ 1 0 3内が排気さ れ、 内部チャンバ 1 0 3内が減圧される。
排気配管 1 0 5には、 内部チャンバ 1 0 2内の圧力を制御するオート プレツシャコントローラ 1 0 7が介在している。 ォートプレツシヤコン トローラ 1 0 7でコンダクタンスを調節することにより、 内部チャンバ 1 0 3内の圧力が所定の圧力に制御される。
開口 1 0 2 Dの縁部には、 外部チヤンノ 1 0 2と内部チャンバ 1 0 3 との間の空間を排気するための排気配管 1 0 8の一端が接続されている。 排気配管 1 0 8の他端は、 減圧ポンプ 1 0 9に接続されている。 減圧ポ ンプ 1 0 9が作動することにより、 開口 1 0 2 Dを介して外部チヤンバ 1 0 2と内部チヤンバ 1 0 3 との間の空間が排気され、 外部チヤンバ 1 0 2に熱が伝わり難くなる。
排気配管 1 0 8には、 外部チャンバ 1 0 2 と内部チャンバ 1 0 3 との 間の空間の圧力を制御するォートプレツシャコントローラ 1 1 0が介在 している。 オートプレツシャコントローラ 1 1 0でコンダクタンスを調 節することにより、 外部チヤンバ 1 0 2 と内部チヤンバ 1 0 3 との間の 空問の圧力が所定の圧力に制御される。
外部チャンバ 1 0 2内には、 ウェハ Wを載置する円板状のサセプタ 1 1 1が配設されている。 サセプタ 1 1 1は、 S i Cから形成されている。 サセプタ 1 1 1の 3箇所には、 ウェハ Wをサセプタ 1 1 1に載置或いは サセプタ 1 1 1からウェハ Wを離間させるための孔 1 1 1 Aが上下方向 に形成されている。
サセプタ 1 1 1は、 セラミ ツタスから形成されたリング状の支持部材 1 1 2に支持されている。 支持部材 1 1 2には、 エアシリンダ 1 1 3力 S 固定されている。 エアシリンダ 1 1 3の駆動でエアシリ ンダ 1 1 3の口 ッ ド 1 1 3 Aが伸縮することにより、 サセプタ 1 1 1が昇降する。 なお、 サセプタ 1 1 1は、 ウェハ Wを搬送するための搬送位置と S i 0 2膜 1 3の除去を行うための処理位置とで停止する。
外部チャンバ 1 0 2の外側に位置するロッ ド 1 1 3 Aの部分は、 伸縮 自在なベローズ 1 1 4で覆われている。 ベローズ 1 1 4でロッ ド 1 1 3 Aを覆うことにより、 外部チャンバ 1 0 2内の気密性が保持される。 孔 1 1 1 Aの下方には、 孔 1 1 1 Aに揷入可能なウェハ昇降ピン 1 1 5がそれぞれ配設されている。 ウェハ昇降ピン 1 1 5は、 ウェハ昇降ピ ン 1 1 5が立設するようにリ ング状のウェハ昇降ピン支持台 1 1 6に固 定されている。
ウェハ昇降ピン支持台 1 1 6には、 エアシリ ンダ 1 1 7が固定されて いる。 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 1 1 6に支持されている状態で、 エア シリンダ 1 1 7のロッ ド 1 1 7 Aが縮退することにより、 ウェハ昇降ピ ン 1 1 5が孔 1 1 1 Aから抜脱され、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に载置 される。 また、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に載置されている状態で、 ェ ァシリ ンダ 1 1 7のロッ ド 1 1 7 Aが伸長することにより、 ゥェハ昇降 ピン 1 1 5が孔 1 1 1 Aに挿入され、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1から離 間される。
外部チヤンバ 1 0 2の外側に在るロ ッ ド 1 1 7 Aの部分は、 伸縮自在 なべローズ 1 1 8で覆われている。 ベローズ 1 1 8でロッ ド 1 1 7 Aを 覆うことにより、 外部チャンバ 1 0 3内の気密性が保持される。
サセプタ 1 1 1及び支持部材 1 1 2は、 円筒状に形成された筒状部材 1 1 9により取り囲まれている。 筒状部材 1 1 9は、 例えば S 1 C等か ら形成されている。 筒状部材 1 1 9の上部には、 内側に突き出たフラン ジ部 1 1 9 Aが形成されている。 フランジ部 1 1 9 Aは、 内径が支持部 材 1 1 9の外径より も小さく、 かつサセプタ 1 1 1の直径より も大きく なるように形成されている。 このようなフランジ部 1 1 9 Aを形成する ことにより、 サセプタ 1 1 1が処理位置で停止する。 また、 筒状部材 1 1 9 と外部チヤンバ 1 0 2との間には、 開口 1 0 2 Cと通じた空間が形 成されている。
外部チャンバ 1 0 2の下部には、 熱線を透過させる例えば石英等から 形成された熱線透過窓 1 2 0が嵌め込まれている。 熱線透過窓 1 2 0の 下方には、 熱線透過窓 1 2 0を取り囲むように加熱室 1 2 1が配設され ている。
加熱室 1 2 1内には、 サセプタ 1 1 1を加熱する加熱ランプ 1 2 2が 配設されている。 加熱ランプ 1 2 2の点灯で加熱ランプ 1 2 2から熱線 が ¾せられることにより、 熱線が熱線透過窓 1 2 0を通過する。 これに より、熱線透過窓 1 2 0の上方に位置したサセプタ 1 1 1が加熱される。 なお、加熱ランプ 1 2 2に限らず、その他の加熱機構を使用してもよい。 加熱ランプ 1 2 2以外の加熱機構と しては、 例えば抵抗発熱体等が挙げ ら る。
加熱ランプ 1 2 2には、 加熱ランプ 1 2 2を回転させるモータ 1 2 3 が接続されている。 モータ 1 2 3の回転軸 1 2 3 Aが回転することによ り、 加熱ランプ 1 2 2が回転し、 ゥヱハ Wが均一に加熱される。
外部チャンバ 1 0 2の上部には、 熱線を透過させる例えば石英等から 形成された熱線透過窓 1 2 4が嵌め込まれている。 熱線透過窓 1 2 4の 上方には、 熱線透過窓 1 2 4を取り囲むように加熱室 1 2 5が配設され ている。
加熱室 1 2 5内には、 内部チャンバ 1 0 3を加熱する加熱ランプ 1 2 6が配設されている。 加熱ランプ 1 2 6の点灯で加熱ランプ 1 2 6から 熱線が発せられることにより、 熱線が熱線透過窓 1 2 4を通過する。 こ れにより、 熱線透過窓 1 24の下方に位置した内部チャンバ 1 0 3が加 熱される。 なお、 加熱ランプ 1 2 6に限らず、 その他の加熱機構を使用 してもよい。 加熱ランプ 1 2 6以外の加熱機構と しては、 例えば抵抗発 熱体等が挙げられる。
外部チャンバ 1 0 2の段部 1 0 2 Aには、 溝 1 0 2 Eが形成されてい る。 溝 1 0 2 E内には、 紫外線を発生させる紫外線ランプ 1 2 7が配設 されている。 紫外線ランプ 1 2 7を点灯させることにより、 後述する O ラジカルが発生し、 ウェハ W上の有機物が分解される。
. 内部チャンバ 1 0 3は、 外部チャンバ 1 0 2の段部 1 0 2 A上に固定 されている。 内部チャンバ 1 0 3は、 S i Cから形成されている。 内部 チャンバ 1 0 3の底部には、 ウェハ Wを収容するための開口 1 0 3 A、 内部チャンバ 1 0 3内の排気を行うための開口 1 0 3 B、 及び内部チヤ ンバ 1 0 3内に紫外線を供給するための開口 1 0 3 Cが形成されている。 開口 1 0 3 Bは、 外部チャンバ 1 0 2 と筒状部材 1 1 9 との間の空間 と通ずるような位置に形成されている。 このような位置に開口 1 0 3 B を形成することにより、 減圧ポンプ 1 0 6の作動で内部チャンバ 1 0 3 内が排気される。 開口 1 0 3 Cは紫外線ランプ 1 2 7の上方に形成され ており、 開口 1 0 3 Cには紫外線を透過させる例えば石英から構成され た紫外線透過窓 1 2 8が嵌め込まれている。 このよ うな位置に紫外線透 過窓 1 2 8を嵌め込むことにより、 紫外線ランプ 1 2 7から発せられた 紫外線が紫外線透過窓 1 2 8を介して内部チャンバ 1 0 3内に供給され る。
内部チヤンバ 1 0 3内には、 S i O 2膜除去ガス及ぴク リ一-ングガ スを内部チャンパ 1 0 3内に供給するためのノズル 1 2 9が配設されて いる。 ノズル 1 2 9は、 ウェハ Wを挟んで開口 1 0 3 Bと対向するよう な位置に、 かつ内部チャンバ 1 0 3の底部付近に配設されている。 この ような位置にノズル 1 2 9を配設することにより、 S i O 2膜除去ガス 等をウェハ Wの表面に沿って流すことができる。 また、 ノズル 1 2 9は、 紫外線透過窓 1 2 8の近傍に配設されている。 このよ うな位置にノズル 1 2 9を配設することにより、 Oラジカルを効率良く発生させることが できる。 ノズル 1 2 9には、 ガス供給配管 1 3 0が接続されている。 ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 0 1を介して HFを収容し た HF供給源 4 0 2が接続されている。 ガス供給配管 4 0 1には、 HF を供給するための開閉バルブ 4 0 3及び H Fの流量を調節するためのマ スフローコン ト ローラ 4 0 4が介在している。 マスフローコン ト ローラ 4 0 4が調節された状態で、 開閉バルブ 4 0 3が開かれることにより、 HF供給源 4 0 2から所定の流量で H Fが内部チヤンバ 1 0 3内に供給 される。
ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 0 5を介して C H 3 O Hを 収容した C H 3 O H供給源 4 0 6が接続されている。 ガス供給配管 4 0 5には、 C H 3 O Hを供給するための開閉バルブ 4 0 7及び C I- I 3 O Hの 流量を調節するためのマスフ口一コン ト ローラ 4 0 8が介在している。 マスフローコン トローラ 4 0 8が調節された状態で、 開閉バルブ 4 0 7 が開かれることにより、 CI-I3OI- I供給源 4 0 6から所定の流量で CH 3 OHが内部チャンバ 1 0 3内に供給される。
ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 0 9を介してへキサフルォ ロアセチルァセ トン (C F 3 C O C H2 C O C F 3 ： H h f a c ) を収容 した H h f a c供給源 4 1 0が接続されている。 ガス供給配管 4 0 9に は、 H h f a c を供給するための開閉バルブ 4 1 1〜4 1 4及び Hh f a cの流量を調節するマスフローコントローラ 4 1 5が介在している。 マスフローコン トローラ 4 1 5が調節された状態で、開閉バルブ 4 1 1， 4 1 2が開かれることにより、 H h f a c供給源 4 1 0から所定の流量 で H h f a cが内部チャンバ 1 0 3内に供給される。
ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 1 6を介して 0 2を収容し た O 2供給源 4 1 7が接続されている。 ガス供給配管 4 1 6には、 O 2を 供給するための開閉バルブ 4 1 8〜4 2 1及び O 2の流量を調節するマ スフローコン ト ローラ 4 2 2が介在している。 マスフローコン ト ローラ 4 2 2が調節された状態で、 開閉バルブ 4 1 8 , 4 1 9が開かれること により、 O 2供給源 4 1 7から所定の流量で O 2が内部チャンバ 1 0 3内 に供給される。
ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 2 3を介して H 2 0を収容 した H 2 O供給源 4 2 4が接続されている。 なお、 H 2 Oの代わりにアル コールを使用することも可能である。 このようなアルコールと しては、 例えばエタノール ( C 2 H 5 O H ) 等が挙げられる。 ガス供給配管 4 2 4 には、 H 2 0を供給するための開閉バルブ 4 2 5〜 4 2 8及び I-I 2 Oの流 量を調節するマスフローコン ト ローラ 4 2 9が介在している。 マスフ口 一コン トローラ 4 2 9が調節された状態で、 開閉バルブ 4 2 5 , 4 2 6 が開かれることにより、 H 2 O供給源 4 2 4から所定の流量で H 2 Oが内 部チャンバ 1 0 3内に供給される。
ガス供給配管 1 3 0には、 ガス供給配管 4 3 0を介して N 2を収容し た N 2供給源 4 3 1が接続されている。 ガス供給配管 4 3 0には、 N 2を 供給するための開閉バルプ 4 3 2〜 4 3 5及び N 2の流量を調節するマ スフローコン ト ローラ 4 3 6が介在している。 マスフローコン トローラ 4 3 6が調節された状態で、 開閉バルブ 4 3 2 , 4 3 3が開かれること により、 N 2供給源 4 3 1から所定の流量で N 2が内部チャンバ 1 0 3内 に供給される。
以下、 ラジカル酸化装置 2 0 0について説明する。 図 4は本実施の形 態に係るラジカル酸化装置 2 0 0の模式的な構成図である。 図 4に示さ れるようにラジカル酸化装置 2 0 0は、 自然酸化膜除去装置 1 0 0とほ ぼ同様な構造になっている。 ここで、 自然酸化膜除去装置 1 0 0の部材 と同じ部材については説明を省略し、 自然酸化膜除去装置 1 0 0と異な る部材について説明する。 なお、 自然酸化膜除去装置 1 0 0と同じ部材 であるが、 ラジカル酸化装置 2 0 0の部材であることを明確にするため に自然酸化膜除去装置 1 0 0の部材と異なる符号を使用する。 ここで、 チャンバ 2 0 1〜ノズル 2 2 9は、 チャンバ 1 0 1〜ノズノレ 1 2 9にそ れぞれ対応している。
ラジカル酸化装置 2 0 0のノズル 2 2 9には、 ガス供給配管 2 3 0が 接続されている。 ガス供給配管 2 3 0には、 ガス供給配管 4 0 9 , 4 1 6 , 4 2 3 , 4 3 0を介して H h f a c供給源 4 1 0 , 02供給源 4 1 7、 1120供給源4 2 4、 及ぴ1^2供給源 4 3 1が接続されている。
以下、 MO C VD装置 3 0 0について説明する。 図 5は本実施の形態 に係る MO C V D装置 3 0 0の模式的な構成図である。 図 5に示される ように MO C VD装置 3 0 0は、 自然酸化膜除去装置 1 0 0とほぼ同様 な構造になっている。 ここで、 自然酸化膜除去装置 1 0 0の部材と同じ 部材については説明を省略し、 自然酸化膜除去装置 1 0 0の部材と異な る部材について説明する。 なお、 自然酸化膜除去装置 1 0 0と同じ部材 であるが、 0〇¥0装置 3 0 0の部材であることを明確にするために 自然酸化膜除去装置 1 0 0の部材と異なる符号を使用する。 ここで、 チ ャンバ 3 0 1〜加熱ランプ 3 2 6は、 チヤンバ 1 0 1〜加熱ランプ 1 2 6にそれぞれ対応し、 ノズル 3 2 9はノズル 1 2 9に対応している。
MO C VD装置 3 0 0のノズル 3 2 9には、 ガス供給配管 3 3 0が接 続されている。 ガス供給配管 3 3 0には、 ガス供給配管 4 0 9， 4 1 6， 4 2 3 , 4 3 0 , 4 3 7を介して、 H h f a c供給源 4 1 0、 O 2供給 源 4 1 7、 H 2 O供給源 4 2 4、 N 2供給源 4 3 1、 H f ( t — O C4H 9) を収容した H f ( t -O C4H9) 供給源 4 3 8が接続されている。 ガス供給配管 4 3 7には、 H f ( t -O C4H9) を供給するための開閉 バルブ 4 3 9及び H f ( t— O C4H9) の流量を調節するためのマスフ ローコン トローラ 44 0が介在している。 マスフローコン トローラ 44 0が調節された状態で、 開閉バルブ 4 3 9が開かれることにより、 H f ( t -O C4H9) 供給源 4 3 8から所定の流量で H f ( t - O C 4H9) が内部チャンバ 3 0 3内に供給される。
以下、 ゲート絶縁膜形成装置 1で行われる処理について図 6〜図 9に 沿って説明する。 図 6は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置 1 0 0 で行われる S i 02膜除去の流れを示したフローチャートであり、 図 7 は本実施の形態に係るラジカル酸化装置 2 0 0で行われる S i O 2膜形 成の流れを示したフローチヤ一トである。 図 8は本実施の形態に係る M O C VD装置 3 0 0で行われる H f O 2膜形成の流れを示したフローチ ヤートであり、 図 9 A〜図 9 Cは本実施の形態に係るウェハ Wを模式的 に示した図である。
まず、 減圧ポンプ 1 0 6， 1 0 9が作動して、 内部チャンバ 1 0 3内 及び外部チヤンバ 1 0 2と内部チャンバ 1 0 3 との間の空間の真空引き が行われる (ステップ 1 0 1 )。 次いで、 加熱ランプ 1 2 2が点灯して、 搬送位置に位置したサセプタ 1 1 1が加熱される （ステップ 1 0 2)。
内部チャンバ 1 0 3内の圧力が l〜2 6 P aまで低下し、 かつサセプ タ 1 1 1の温度が約 2 0 0°Cまで上昇した後、 ゲートバルブ 1 0 4が開 かれ、 ウェハ Wを保持した搬送アーム 3が伸長して、 外部チヤンバ 1 0 2内にウェハ Wが搬入される （ステップ 1 0 3)。
その後、 搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 1 1 5 に載置される。 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 1 1 5に載置された後、 エア シリンダ 1 1 7の駆動により ウェハ昇降ピン 1 1 5が下降して、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に載置される （ステップ 1 0 4 )。
ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に載置された後、 エアシリ ンダ 1 1 7の駆 動によりサセプタ 1 1 1が上昇して、 サセプタ 1 1 1が処理位置に位置 する。 これにより、 ウェハ Wが内部チャンバ 1 0 2内に搬入される （ス テツプ 1 0 5 )。
サセプタ 1 1 1が処理位置に位置し、 ウェハ Wの温度が約 2 0 0 °Cに 安定した後、 開閉バルブ 4 1 8 , 4 1 9が開かれて、 有機物除去ガスが 内部チャンバ 1 0 3内に供給される。 また、 紫外線ランプ 1 2 7が点灯 して、 内部チャンバ 1 0 3内に紫外線が供給される (ステップ 1 0 6 )。 有機物除去ガスは、 主に、 02から構成されている。 内部チャンバ 1 0 3内に供給された有機物除去ガスに紫外線が照射されると、 紫外線によ り有機物除去ガスに含まれる o 2が励起して、 oラジカルが発生する。 そして、 この発生した Oラジカルとウェハ Wに付着している有機物とが 反応し、 ウェハ W上から有機物が除去される。 なお、 oラジカルによ り 内部チャンバ 1 0 3内に付着している金属を金属酸化物に変えることが できる。 oラジカルで金属を金属酸化物に変えることにより、 タ リー二 ング効率を高めることができる。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 1 8， 4 1 9が閉じられて、 内部チヤ ンバ 1 0 3内への◦ 2の供給が停止される。 また、 紫外線ランプ 1 2 7 の点灯が停止されて、 内部チャンバ 1 0 3内への紫外線の供給が停止さ れる （ステップ 1 0 7)。 これにより、 有機物の除去が終了される。 その後、 加熱ランプ 1 2 2の点灯が停止されて、 サセプタ 1 1 1のカロ 熱が停止される。 また、 開閉バルブ 4 3 2 , 4 3 3が開かれて、 N2が 内部チャンバ 1 0 3内に供給される （ステップ 1 0 8 )。 これにより、 ゥ ェハ Wが冷却される。 なお、 本実施の形態ではウェハ Wを N2で冷却し ているが、 N2に限らず、 その他の不活性ガスを使用してもよい。 また、 サセプタ 1 1 1にペルチェ素子及び水冷ジャケッ トのような冷却機構を 備え付けてウェハ Wを冷却してもよい。
ウェハ Wが冷却され、 ウェハ Wの温度が約 5 0°C以下に安定した後、 開閉バルブ 4 0 3 , 4 0 7が開かれて、 S i O 2膜除去ガスが内部チヤ ンバ 1 0 3内に供給される （ステップ 1 0 9 )。 S i O 2膜除去ガスは、 主に、 HFと CH3OHとから構成されている。 S i 02膜除去ガスが内 部チャンバ 1 0 3内に供給されると、 S i O 2膜除去ガスに含まれてい る H Fと S i 〇 2膜 1 3 とが反応し、 図 9 Aに示されるよ うにウエノ、 W 上から S i O 2膜 1 3が除去される。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 0 3， 4 0 7が閉じられて、 S i 〇 2 膜除去ガスの供給が停止される (ステップ 1 1 0 )。 これにより、 S i o
2膜 1 3の除去が終了される。
S i O 2膜除去ガスの供給が停止された後、 エアシリ ンダ 1 1 3の駆 動によりサセプタ 1 1 1が下降して、 サセプタ 1 1 1が搬送位置に位置 する。 これにより、 ウェハ Wが内部チャンバ 1 0 2内から搬出される (ス テツプ 1 1 1 )。続いて、エアシリ ンダ 1 1 7の駆動により ウェハ昇降ピ ン 1 1 5が上昇して、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1から離れる （ステップ
1 1 2 )0
その後、 ゲ一トバルブ 1 0 4が開かれ、 搬送アーム 3が伸長して、 搬 送アーム 3にウェハ Wが保持される。 最後に、搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wが外部チャンバ 1 0 2から搬出される (ステップ 1 1 3 )。 これ で、 S i O 2膜 1 3の除去が終了する。
ウェハ Wが外部チャンバ 1 0 2から搬出された後、減圧ポンプ 2 0 6， 2 0 9が作動して、 内部チヤンバ 2 0 3内及び外部チャンバ 2 0 2 と内 部チャンバ 2 0 3 との間の空間の真空引きが行われる（ステップ 2 0 1 ) 次いで、 加熱ランプ 2 2 2が点灯して、 搬送位置に位置したサセプタ 2 1 1が加熱される （ステップ 2 0 2 )。
内部チャンバ 2 0 3内の圧力が約 1. 3 3 X 1 0〜： L . 3 3 X 1 02 P aまで低下し、 かつサセプタ 2 1 1の温度が約 4 0 0〜 5 0 0 まで 上昇した後、 ゲートバルブ 2 0 4が開かれ、 ウェハ Wを保持した搬送ァ ーム 3が伸長して、 外部チヤンバ 2 0 2内に S i O 2膜 1 3が除去され たウェハ Wが搬入される （ステップ 2 0 3 )。
その後、 搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 2 1 5 に載置される。 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 2 1 5に載置された後、 エア シリンダ 2 1 7の駆動により ウェハ昇降ピン 2 1 5が下降して、 ウェハ Wがサセプタ 2 1 1に載置される (ステップ 2 0 4 )。
ウェハ Wがサセプタ 2 1 1 に載置された後、 エアシリ ンダ 1 1 7の駆 動によ りサセプタ 2 1 1が上昇して、 サセプタ 2 1 1が処理位匱に位置 する。 これによ り、 ウェハ Wが内部チャンバ 2 0 3内に搬入される （ス テツプ 2 0 5 )。
サセプタ 2 1 1が処理位置に位置し、 ウェハ Wの温度が約 4 0 0〜 5 0 0 °Cに安定した後、 開閉バルブ 4 1 8， 4 2 0が開かれて、 内部チヤ ンバ 2 0 3内に S i 02膜形成ガスが供給される。 また、 紫外線ランプ 2 2 7が点灯して、 内部チヤンバ 2 0 3内に紫外線が供給される (ステ ップ 2 0 6 )。 S i O 2膜形成ガスは、 主に〇 2から構成されている。 内 部チャンバ 2 0 3内に供給された S i O 2膜形成ガスに紫外線が照射さ れると、 紫外線により S i O 2膜形成ガスに含まれる O 2が励起して、 o ラジカルが発生する。 そして、 この発生した Oラジカルと P型 S i 基板 1 1 とが反応し、 図 9 Bに示されるよ うにウェハ上に S i O 2膜 1 4が 形成される。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 1 8， 4 2 0が閉じられて、 内部チヤ ンバ 2 0 3内への S i O 2膜形成ガスの供給が停止される。 また、 紫外 線ランプ 2 2 7の点灯が停止されて、 内部チャンバ 2 0 3内への紫外線 の供給が停止される （ステップ 2 0 7 )。 これにより、 S i 02膜 1 4の 形成が終了される。
S i O 2膜 1 4の形成が終了された後、 エアシリ ンダ 2 1 3の駆動に よりサセプタ 2 1 1が下降して、サセプタ 2 1 1が搬送位置に位置する。 これにより、 ウェハ Wが内部チャンバ 2 0 3内から搬出される （ステツ プ 2 0 8 )。続いて、 エアシリ ンダ 2 1 7の駆動により ウェハ昇降ピン 2 1 5が上昇して、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1から離れる （ステップ 2 0 9 )。
その後、 グー トバルブ 2 0 4が開かれ、 搬送アーム 3が伸長して、 搬 送アーム 3にウェハ Wが保持される。 最後に、搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wが外部チャンバ 2 0 2から搬出される (ステップ 2 1 0)。
ウェハ Wが外部チャンバ 2 0 2から搬出された後、減圧ポンプ 3 0 6， 3 0 9が作動して、 内部チャンバ 3 0 3内及び外部チヤンバ 3 0 2 と内 部チャンバ 3 0 3 との問の空間の真空引きが行われる（ステップ 3 0 1 )。 次いで、 加熱ランプ 3 2 2， 3 2 6が点灯して、 搬送位置に位置したサ セプタ 3 1 1及び内部チャンバ 3 0 3が加熱される （ステップ 3 0 2 )。 内部チヤンバ 3 0 3内の圧力が約 5 0〜4 0 0 P aまで低下し、 かつ サセプタ 3 1 1の温度が約 3 0 0 °Cまで上昇し、 内部チヤンバ 3 0 3の 温度が約 1 5 0 °Cまで上昇した後、 ゲー トバルブ 3 0 4が開かれ、 ゥェ ハ Wを保持した搬送ァ一ム 3が伸長して、 外部チヤンバ 3 0 2内に S 1 〇2膜 1 4が形成されたウェハ Wが搬入される （ステップ 3 0 3 )。
その後、 搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 3 1 5 に載置される。 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 3 1 5に載置された後、 エア シリ ンダ 3 1 7の駆動により ウェハ昇降ピン 3 1 7が下降して、 ウェハ Wがサセプタ 3 1 1に載置される （ステップ 3 0 4 )。 ウェハ Wがサセプタ 3 1 1 に載置された後、 エアシリ ンダ 3 1 3の駆 動によりサセプタ 3 1 1が上昇して、 サセプタ 3 1 1が処理位置に位置 する。 これにより、 ウェハ Wが内部チャンバ 3 0 3内に搬入される （ス テツプ 3 0 5 )。
サセプタ 3 0 3が処理位置に位置し、 ウェハ Wの温度が約 4 0 0〜 5 5 0°Cに安定した後、 開閉バルブ 4 1 8 , 4 2 1 , 4 3 9が開かれて、 内部チャンバ 3 0 3内に H f O 2膜形成ガスが供給される （ステップ 3 0 6 )。 H f 〇2膜形成ガスは、 主に、 H f ( t _O C4H9) と 02と力 ら構成されている。 内部チャンバ 3 0 3內に H f O 2膜形成ガスが供給 されると、 H f O 2膜形成ガスに含まれている H f ( t一 O C4H9) と
02とが反応し、 図 9 Cに示されるよ うにウェハ W上に H f O 2膜 1 5が 形成される。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 1 8， 4 2 1 , 4 3 9が閉じられて、
1 I f O 2膜形成ガスの供給が停止される (ステップ 3 0 7 )。 これにより、 H f O 2膜 1 5の形成が終了される。
H ί O 2膜 1 5の形成が終了された後、 エアシリ ンダ 3 1 3の駆動に よりサセプタ 3 1 1が下降して、サセプタ 3 1 1が搬送位置に位置する。 これにより、 ウェハ Wが内部チャンバ 3 0 3内から搬出される （ステツ プ 3 0 8 )。 続いて、 エアシリ ンダ 3 1 7の駆動により ウェハ昇降ピン 3 1 5が上昇して、 ウェハ Wがサセプタ 3 1 1から離れる (ステップ 3 0 9 )。
その後、 グー トバルブ 3 0 4が開かれ、 搬送アーム 3が伸長して、 搬 送アーム 3にウェハ Wが保持される。 最後に、搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wが外部チャンバ 3 0 2から搬出される （ステップ 3 1 0)。
以下、 ゲート絶縁膜形成装置 1で行われるク リーニングについて図 1 0〜図 1 2に沿って説明する。 ここで、 本実施の形態では、 ラジカル酸 化装置 2 0 0及ぴ MO C VD装置 3 0 0で行われるタリーユングは、 自 然酸化膜除去装置 1 0 0で行われるクリ一ユングとほぼ同様であるので、 自然酸化膜除去装置 1 0 0で行われるク リーニングを説明し、 ラジカル 酸化装置 2 0 0及び MO C VD装置 3 0 0で行われるク リ一-ングは説 明を省略する。
図 1 0は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置 1 0 0内で行われる クリーニングの流れを示したフローチャートであり、 図 1 1は本実施の 形態に係る自然酸化膜除去装置 1 0 0内で行われるクリ一ユングの様子 を模式的に示した図である。 図 1 2 Aは本実施の形態で使用される H h f a cの化学構造を模式的に示した図であり、 図 1 2 Bは本実施の形態 で生成される H f 錯体の化学構造を模式的に示した図である。 なお、 本 実施の形態では自然酸化膜除去装置 1 0 0の内部チャンバ 1 0 3等に H f O 2が付着している場合について説明する。
まず、 減圧ポンプ 1 0 6 , 1 0 9が作動して、 内部チヤンバ 1 0 3内 及び外部チャンバ 1 0 2と内部チャンバ 1 0 3 との間の空間の真空引き が行われる （ステップ 1 2 1 A)。 次いで、 加熱ランプ 1 2 6， 1 2 2力 点灯して、 内部チャンバ 1 0 3及ぴサセプタ 1 1 1が加熱される （ステ ップ 1 2 2 A)。
内部チャンバ 1 0 3内の圧力が 9. 3 1 X 1 03〜 1. 3 3 X 1 04 P aまで低下し、 内部チャンバ 1 0 3及びサセプタ 1 1 1が約 3 0 0。C以 上に加熱された後、 開閉バルブ 4 1 1 , 4 1 2 , 4 1 8 , 4 1 9 , 4 2 5， 4 2 6 , 4 3 2 , 4 3 3が開かれて、 図 1 1に示されるように内部 チャンバ 1 0 3内にクリ一エングガスが供給される（ステップ 1 2 3 A)0 ク リ一ユングガスは、 主に、 H h f a c、 O 2、 H20、 及び N 2から構 成されている。 Hh f a c、 02、 及び N2は、 それぞれ 3 2 0〜 3 8 0 s c c m、 1 0〜5 0 s c c m、 1 0 0〜3 0 0 s c c mの流量で内部 チャンバ 1 0 3内に供給される。 また、 H2Oは、 濃度が約 5 0〜 5 0 0 0 p p m、 好ましくは 1 0 0〜： L O O O p p mになるように内部チヤ ンバ 1 0 3内に供給される。 ク リ一二ングガスが内部チャンバ 1 0 3内 に供給されると、 タ リ一ユングガスに含まれている H h f a c と内部チ ヤンバ 1 0 3に付着している H f O 2とが反応して、 内部チャンバ 1 0 3から H f O 2が取り除かれる。 反応機構は次の通りである。 H h f a cは互変異性を備えている。 そのため、 図 1 2 Aに示されるよ うに H h f a cは構造 I と構造 I I との 2つの構造をと り得.る。 構造 I I では、 c = o結合と C一 C結合との間にわたって共有電子が非局在化するので O - H結合が切れ易い。 そして、 この O— H結合が切れると、 H h f a cが H f O 2の H f に配位して、 図 1 2 Bに示されるような H i錯体が 形成される。 生成された H f 錯体は、 気化し、 内部チャンバ 1 0 3の内 壁面から離間する。 このような反応機構で H h f a cにより内部チャン' ノ 1 0 3に付着した H f O 2が取り除かれる。 なお、 内部チャンバ 1 0 3の内壁面から離間した H f 錯体は、 排気により開口 1 0 3 B， 1 0 2 Cを介して外部チヤンバ 1 0 2の外部に排出される。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 1 1 , 4 1 2 , 4 1 8， 4 1 9， 4 2 5， 4 2 6 , 4 3 2， 4 3 3が閉じられて、 内部チャンバ 1 0 3内への ク リ一二ングガスの供給が停止される (ステップ 1 2 4 A)。 これにより 自然酸化膜除去装置 1 0 0のク リ一ユングが終了される。
本実施の形態では、 H h f a cを含んだク リーユングガスを使用し、 かつ S i Cから形成された内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3◦ 3を使用 しているので、 内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3， 3 0 3の金属汚染を有効 に低減させることができると ともにタ リ一ユングガスによる内部チャン ノ 1 0 3 , 2 0 3， 3 0 3の損傷を低減させることができる。 即ち、 H h f a cを使用しているので、 H f のよ うな金属及び H ί O 2のよ うな 金属酸化物等を金属錯体に変えて内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3 力、ら取り除く ことができる。 それ故、 内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3
0 3の金属汚染を有効に低減させることができる。 また、 内部チャンバ
1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3が H h f a c と反応し難い S ί Cから形成され ているので、 H h f a cを使用しても内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3
0 3が削れ難い。 それ故、 内部チヤンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3の損傷 を低減させることができる。
なお、 本実施の形態では、 内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3を S
1 Cから形成しているが、 その他石英、 M gを 0. 5〜 5. 0重量％含 んだ A 1 系材料、 及び N i 系材料のいずれかから内部チヤンバ 1 0 3，
2 0 3 , 3 0 3を形成しても本実施の形態と同様の効果が得られる。 こ こで、 A 1 系材料とは A 1 が母材になっているものであり、 また、 N i 系材料とは N i が母材となっているものである。 M gを 0. 5〜 5. 0 重量％含んだ A 1系材料と しては例えば A 1 5 0 5 2等が挙げられ、 N i系材料と しては例えばハステロィ C一 2 2等が挙げられる。 また、 M gを 0. 5〜 5. 0重量％を含んだ A 1 系材料で内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3， 3 0 3を形成した場合に内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3 が削れ難くなるのは、 A 1 系材料に含まれる M g と H h f a cの Fとが 反応し、 内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3の内壁面に M g F 2膜が 形成され、 この M g F 2膜が A 1 と H h f a c との反応を抑制する働き をするからである。 また、 A 1 系材料に含まれる M gを 0. 5〜 5. 0 重量％と したのは、 0. 5重量％を下回ると M g F 2膜の保護膜と して の作用が弱くなるからであり、 5. 0重量％を上回ると加工し難くなる からである。
本実施の形態では、 内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3の加熱時に 外部チャンノ 1 0 2， 2 0 2 , 3 0 2 と内部チャンノ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3との間の空間を排気して、 この空間の圧力を大気圧より低下させ ているので、 外部チャンバ 1 0 2， 2 0 2 , 3 0 2の軟化を抑制するこ とができる。 即ち、 通常、 チャンバは A 1から形成されている。 一方、 A 1 は耐熱性に優れていない。 それ故、 A 1 のチャンバを 2 5 0 °C以上 に加熱すると軟化してしまう可能性がある。 これに対し、 本実施の形態 では、 外部チヤンバ 1 0 2 , 2 0 2 , 3 0 2と内部チャンバ 1 0 3 , 2
0 3， 3 0 3との間の空間を排気して、 この空間の圧力を大気圧より低 下させているので、 内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3， 3 0 3から放出され る熱が外部チャンバ 2 0 2に伝わり難くなる。 それ故、 外部チャンバ 1 0 2 , 2 0 2 , 3 0 2の温度上昇を抑制することができ、 外部チャンバ
1 0 2 , 2 0 2 , 3 0 2の軟化を抑制することができる。
本実施の形態では、 内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3の加熱時に 外部チャンバ 1 0 2， 2 0 2 , 3 0 2と内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3との間の空間を排気して、 この空間の圧力を大気圧より低下させ ているので、 内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3の加熱効率を向上さ せることができる。 即ち、 外部チヤンバ 1 0 2 , 2 0 2， 3 0 2と內部 チャンバ 1 0 3， 2 0 3， 3 0 3との間の空間を排気して、 この空間の 圧力を大気圧より低下させているので、 内部チャンバ 1 0 3 , 2 0 3 , 3 0 3からの放熱を抑制することができる。 それ故、 内部チヤンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3の加熱効率を向上させることができる。
本実施の形態では、 タ リーエングガスに 02を含ませているので、 効 率良く内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3 , 3 0 3から H f 02を取り除く こ とができる。 また、 クリーニングガスに H20を含ませているので、 効 率良く内部チャンバ 1 0 3， 2 0 3， 3 0 3から金属及び金属酸化物等 を取り除く 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、 S i C、 石英、 A 1 5 0 5 2、 及ぴハステロィ C一 2 2を、 H h f a cを含んだタリー二 ングガスに晒したときの S i C、 石英、 A 1 5 0 5 2、 及びハステロィ C - 2 2の重量変化について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 板体状の S i C、 石英、 A 1 5 0 5 2、 及びハステロィ C一 2 2をそれぞれ作製し、 それらの板 体をサセプタに載置し、内部チャンバ内にクリーユングガスを供給して、 それらの板体の重量変化を調べた。 なお、 表 1に A 1 5 0 5 2及びハス テロイ C一 2 2の組成を示した。
【表 1 】
Figure imgf000028_0001
クリーニングガスは、 主に、 I- I h f a c、 及び C 2H50 Hから構成さ れたものを使用した。 H h f a c の流量は約 3 7 5 s c c mであり、 C 2 H5 OHの濃度は約 1 0 0 0 p p mであった。 また、 内部チャンバ内の 圧力は約 5. 3 2 X 1 0 3 P aであり、 サセプタの温度は約 4 0 0。Cで あった。 なお、 本実施例と比較するために、 比較例としてアルイマイ ト の板体についても本実施例と同様に重量変化を調べた。 ここで、 比較例 の測定条件は、 本実施例の測定条件と同じである。
測定結果について説明する。 表 2は本実施例及び比較例に係る重量変 化を表したものである。 【表 2】
Figure imgf000029_0001
表 2から分かるように、 本実施例の S i C、 石英、 A 1 5 0 5 2、 及 びハステロィ C一 2 2は、 ク リーニングガスに晒す前と後とでは、 重量 がほぼ変化していなかった。 これに対し、 比較例のアルマイ トは、 タ リ 一二ングガスに晒す前と後とでは、 ク リ一ユングガスに晒した後の方が 約 0 . 0 7 6 5 g軽くなつていた。
この結果から、 本実施例の S i C、 石英、 A 1 5 0 5 2、 及びハステ ロイ C— 2 2は、 H h f a c を含むク リーニングガスに晒した場合であ つても削れ難いという ことが確認できた。
(実施例 2 )
以下、 実施例 2について説明する。 本実施例では、 H h f a cを含む ク リーユングガスにより H f O 2をエッチングすると ともに、 H f O 2が 付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ユングするときの内部チャンバ及 びサセプタの最適温度について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置と し て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ユングガスによ り タ リ —二ングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をク リーニングガスに よりエッチングした。 ク リーニングガスと しては、 H h f a c、 O 2か ら構成されたものを使用した。 H h f a c 、 0。の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m、 l O O s c c mであった。 なお、 タ リーエングガス中の H20の濃度は 0 p p mであった。 また、 内部チャンバ内の圧力は、 約 1. 1 3 X 1 04 P aであった。 このような状態を維持しながらウェハ の温度を変えて H f O 2膜をエッチングした。
本実施例と比較するために、 比較例と して本実施例で使用される自然 酸化膜除去装置とは異なる自然酸化膜除去装置を使用した場合について も同様のエッチングを行った。 図 1 3は比較例に係る自然酸化膜除去装 置を模式的に示した構成図である。
図 1 3に示されるように比較例で使用した自然酸化膜除去装置 5 0 0 は、 主に、 ウェハを収容するチヤンバ 5 0 1、 ウェハを載置するサセプ タ 5 0 2、 サセプタ 5 0 2を支持するサセプタ支持部材 5 0 3、 サセプ タ 5 0 2を加熱するためのサセプタ加熱系 5 0 4、 サセプタ 5 0 2にゥ ェハを載置或いはサセプタ 5 0 2からウェハを離間させるウェハ昇降機 構 5 0 5、 チャンバ 5 0 1内にタ リ一-ングガスを供給するクリ一ニン グガス供給系 5 0 6、チャンバ 5 0 1内を排気するための排気系 5 0 7、 及ぴク リーユングガスを吐出するシャワーへッ ド 5 0 8等から構成され ている。 ここで、 シャワーへッ ド 5 0 8はシャヮ一へッ ド 5 0 8力、ら吐 出されたクリ一エングガスがサセプタ 5 0 2上面に対して略垂直に流れ るようにサセプタ 5 0 2と対向して配置されている。 なお、 クリーニン グガスの成分、 チヤンバ 5 0 1内の圧力等は、 本実施例と同様と した。 測定結果について説明する。 図 1 4は、 本実施例及び比較例に係るゥ ェハの温度と H f O2膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。 図 1 4のグラフから分かるように、 本実施例における H f O 2膜は、 H h f a cを含むタリーエングガスによりエッチングされた。 また、 ゥェ ハの温度が 3 5 0 °C以上の場合に高いェツチレートが得られた。
この結果から、 H h f a cを含むクリ一ユングガスにより H f O。を エッチングできることが確認された。 また、 本実施例における H f 0 2 が付着した自然酸化膜除去装置をク リー-ングする場合には、 内部チヤ ンバ及びサセプタを 3 5 0 °C以上に加熱することが好ましいと考えられ る。
また、 図 1 4のグラフから分かるように、 本実施例の H f O 2膜のェ ツチングにおけるエッチレートのピーク値は、 明らかに比較例の H f O 2膜のエッチングにおけるエッチレー トのピーク値より も高いことが確 認された。 これは、 ウェハ対して略垂直にク リ一二ングガスを供給する より もウェハに対して略平行にク リ一二ングガスを供給する方が、 ゥェ ハに衝突するガス分子が多いためであると考えられる。
この結果から、 比較例の自然酸化膜除去装置を使用するより も本実施 例の自然酸化膜除去装置を使用する方が好ましいと考えられる。
(実施例 3 )
以下、 実施例 3について説明する。 本実施例では、 H h f a c を含む ク リーニングガスによ り A 1 2 O 3をエッチングするとと もに、 A 1 2 O
3が付着した自然酸化膜除去装置をク リーユングするときの内部チャン バ及ぴサセプタの最適温度について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置と し て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 A 1 2 O 3が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ユングガスにより ク リーユングするのではなく、 ウェハ上の A 1 2 O 3膜をク リ一ユングガス によりエッチングした。 ク リーユングガスと しては、 H h f a c、 O 2 から構成されたものを使用した。 H h f a c、 0 2の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m、 1 0 0 s c c mであった。 なお、 ク リーニングガス中 の H 2 Oの濃度は 0 p p mであった。 また、 内部チャンバ内の圧力は、 約 1 . 1 3 X 1 0 4 P aであった。 このよ うな状態を維持しながらゥヱ ハの温度を変えて A 1 2 O 3膜をエッチングした。
本実施例と比較するために、 比較例と して本実施例で使用される自然 酸化膜除去装置とは異なる自然酸化膜除去装置を使用した場合について も同様のエッチングを行った。 比較例の自然酸化膜除去装置と しては、 実施例 2で説明した比較例の自然酸化膜除去装置 5 0 0を使用した。 な お、 タ リーユングガスの成分、 チャンバ内の圧力等は、 本実施例と同様 と した。
測定結果について説明する。 図 1 5は、 本実施例及び比較例に係るゥ ェハの温度と A 1 2 0 3膜のエッチレートとの関係を示したグラフであ る。 図 1 5のグラフから分かるように、 本実施例の A 1 2〇 3膜は、 H h f a cを含むク リーニングガスによりエッチングされた。 また、 ウェハ の温度が 3 5 0 °C以上の場合に高いェツチレートが得られた。
この結果から、 H h f a c を含むク リ一ユングガスにより A 1 2 O 3を エッチングできることが確認された。 また、 本実施例における A 1 2 0 3 が付着した自然酸化膜除去装置をク リーユングする場合には、 内部チヤ ンバ及ぴサセプタを約 3 5 0 °C以上に加熱することが好ましいと考えら れる。
また、 図 1 5のグラフから分かるように、 本実施例の A 1 2 0 3膜のェ ツチングにおけるエッチレー トのピーク値は定かではないが、 明らかに 比較例の A 1 2 O 3膜のエッチングにおけるエッチレー トのピーク値よ り も高いことが確認された。 これは、 実施例 2で説明した理由と同様の 理由からであると考えられる。
この結果から、 比較例の自然酸化膜除去装置を使用するより も本実施 例の自然酸化膜除去装置を使用する方が好ましいと考えられる。
(実施例 4 )
以下、 実施例 4について説明する。 H h f a cを含むク リ一-ングガ スにより H f S i Oをエッチングすると ともに、 H i S i Oが付着した 自然酸化膜除去装置をク リーユングするときの内部チャンバ及びサセプ タの最適温度について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置と し て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f S i Oが付着した自然酸化膜除去装置をク リ一二ングガスによりク リ一ユングするのではなく、 ウェハ上の H i S i O膜をク リーユングガ スによりエッチングした。 H i S i O膜と しては、 S i / ( S i +H f ) が 2 0 %, 5 0 % , 7 0 %のものをそれぞれ用意した。 ク リーニングガ スと しては、 H h f a c、 02、 A rから構成されたものを使用した。 Hh f a c、 O 2、 A rの流量は、 それぞれ 7 5 0 s c c m、 2 0 0 s c c m、 3 0 0 s c c mであった。 なお、 ク リーニングガス中の H20 の濃度は 0 p p mであった。 また、 内部チャンバ内の圧力は、 約 9. 9 7 X 1 03 P aであった。 このよ うな状態を維持しながらウェハの温度 を変えて H f S i O膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 1 6は、 本実施例に係るウェハの温度 と H f S i O膜のエッチレー トとの関係を示したグラフである。 図 1 6 のグラフから分かるように、 本実施例の I- I f S i O膜は、 3 7 5 °C以上 で H h f a cを含むク リーユングガスによりエッチングされた。
この結果から、 H h f a c を含むク リ一エングガスにより H f S i O をエッチングできることが確認された。 また、 本実施例における H f S i Oが付着した自然酸化膜除去装置をク リーニングする場合には、 内部 チャンバ及びサセプタを約 3 7 5 °C以上に加熱することが好ましいと考 えられる。
(実施例 5 )
以下、 実施例 5について説明する。 本実施例では、 H f O 2が付着し た自然酸化膜除去装置をクリ一ユングするときの内部チャンバ内の最適 圧力について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ユングガスによりタリ 一ユングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をクリーユングガスに よりエッチングした。 クリーニングガスと しては、 H h f a c、 O 2か ら構成されたものを使用した。 H h f a c、 0 2の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m s 1 0 0 s c c mであった。 なお、 ク リーユングガス中の H 2◦の濃度は 0 p p mであった。 また、 ウェハの温度は、 4 5 0 °Cで あった。 このような状態を維持しながら内部チヤンバ内の圧力を変えて H f O 2膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 1 7は、 本実施例に係る内部チャンバ 内の圧力と H f O 2膜のェツチレー ト との関係を示したグラフである。 図 1 7のグラフから分かるように、 内部チャンバ内の圧力が 0 . 9 5 X 1 0 4〜 1 . 2 0 X 1 0 4 P aの場合に高いエッチレートが得られた。 この結果から、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニン グする場合には、 内部チャンバ内の圧力を 0 . 9 5 X 1 0 4〜 1 . 2 0 X 1 0 4 P aに維持することが好ましいと考えられる。
(実施例 6 )
以下、 実施例 6について説明する。 本実施例では、 H f O 2が付着し た自然酸化膜除去装置をクリーユングするときの H h f a cの最適流量 について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リーユングガスによりタリ 一エングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をク リーユングガスに よりエッチングした。 ク リーニングガスと しては、 H h f a c、 02、 N2、 及ぴ H20から構成されたものを使用した。 H h ί a c、 02、 N 2は、 それぞれ 1 5 ： 2 ： 8になるよ うに供給され、 タ リーエングガス 中の H20の濃度は 1 0 0 0 p p mであった。 また、 内部チャンバ内の 圧力は約 6. 6 5 X 1 03 P aであり、 ウェハの温度は約 4 0 0 °Cであ つた。 このような状態を維持しながら H h f a cの流量を変えて H f O 2膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 1 8は、 本実施例に係る H h f a cの 流量と H f O 2膜のエッチレー トとの関係を示したグラフである。 図 1 8のグラフから分かるように、 H h f a cの流量が 3 2 0〜 3 8 0 s c c mの場合に高いエツチレ一 トが得られた。
この結果から、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ニン グする場合には、 H h f a cを 3 2 0〜 3 8 0 s c c mの流量で流すこ とが好ましいと考えられる。
(実施例 7 )
以下、 実施例 7について説明する。 本実施例では、 H f 02が付着し た自然酸化膜除去装置をク リーニングするときの O 2の最適流量につい て調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置と し て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一ユングガスによ り タ リ 一ユングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をク リーニングガスに よりエッチングした。 ク リーエングガスと しては、 H h f a c、 O 2、 及び H20から構成されたものを使用した。 H h f a cの流量は 3 7 5 s c c mであり、 H2Oの濃度は 7 0 0 p p mであった。 また、 内部チ ヤンバ内の圧力は約 9. 3 1 X 1 0 3 P aであり、 ウェハの温度は約 4 5 0°Cであった。 このような状態を維持しながら O 2の流量を変えて H f O 2膜をェツチングした。
測定結果について説明する。 図 1 9は、 本実施例に係る O 2の流量と H f O 2膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。 図 1 9のグ ラフから分かるように、 O 2の流量が 5 0〜2 5 0 s c c mの場合に高 いエッチレートが得られた。
この結果から、 H f 02が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニン グする場合には、 02を 5 0〜 2 5 0 s e c mの流量で流すことが好ま しいと考えられる。
(実施例 8 )
以下、 実施例 8について説明する。 本実施例では、 A 1 203が付着し た自然酸化膜除去装置をクリーユングするときの 02の最適流量につい て調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 A 1 203が付着した自然酸化膜除去装置をク リーユングガスにより ク リ一二ングするのではなく、 ウェハ上の A 1 203膜をクリ一ユングガス によりエッチングした。 ク リーニングガスと しては、 H h f a c、 Oい 及ぴ H 2 Oから構成されたものを使用した。 H h ί a cの流量は 3 7 5 s c c mであり、 H20の濃度は 7 0 0 p p mであった。 また、 内部チ ャンバ内の圧力は約 9. 3 1 X 1 0 3 P aであり、 ウェハの温度は約 4 5 0 °Cであつた。 このような状態を維持しながら O 2の流量を変えて A
1 2 O 3膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 2 0は、 本実施例に係る O 2の流量と A 1 203膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図 2 0のグ ラフから分かるように、 02の流量が 5 0〜2 5 0 s c c mの場合に高 ぃェツチレートが得られた。
この結果から、 A 1 203が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニン グする場合には、 〇2を 5 0〜2 5 0 s c c mの流量で流すことが好ま しいと考えられる。
(実施例 9 )
以下、 実施例 9について説明する。 本実施例では、 H f 02が付着し た自然酸化膜除去装置をクリー-ングするときの H20の最適濃度につ いて調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f 02が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一二ングガスによりタ リ 一ユングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をク リーニングガスに よりエッチングした。 クリーニングガスと しては、 H h f a c、 O 2、 及ぴ H 2 Oから構成されたものを使用した。 H h f a c、 02の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m、 5 0 s c c mであった。 また、 内部チヤンバ 内の圧力は約 9. 3 1 X 1 03 P aであり、 ウェハの温度は約 4 5 0 °C であった。 このような状態を維持しながらH20の濃度を変えて H f O 2 膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 2 1は、 本実施例に係る H20の濃度 と H f 02膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。 図 2 1の グラフから分かるように、 H20の濃度が 1 0 0 0 p p m以下の場合に 高いエッチレートが得られた。 なお、 H 2 Oの濃度が 0 p p mであって も、 高いエッチレートが得られた。
この結果から、 H f O 2が付着した基板処理装置をクリーニングする 場合には、 H20を l O O O p p m以下 （O p p mを含む。） の濃度で供 給することが好ましいと考えられる。
(実施例 1 0 )
以下、 実施例 1 0について説明する。 本実施例では、 A 1 203が付着 した自然酸化膜除去装置をク リーユングするときの H20の最適濃度に ついて調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 A 1 203が付着した自然酸化膜除去装置をク リーユングガスによりク V—ユングするのではなく、ウェハ上の A 1 2 O 3膜をク リ一ユングガス によりエッチングした。 クリーニングガスとしては、 H h f a c、 02、 及ぴ H20から構成されたものを使用した。 H h ί a c、 02の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m、 5 0 s c c mであった。 また、 内部チャンバ 内の圧力は約 9. 3 1 X 1 03 P aであり、 ウェハの温度は約 4 5 0 °C であった。 このような状態を維持しながら H20の濃度を変えて A 1 20 3膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 2 2は、 本実施例に係る H 2 Oの濃度 と A 1 2 O 3膜のェツチレー トとの関係を示したグラフである。 図 2 2の グラフから分かるように、約 1 5 0 °Cで形成された A 1 2〇 3膜のエッチ ングにおいては、 H 2 Oの濃度が 1 0 0 0 p p m以下の場合に高いェッ チレートが得られた。 なお、 H 2 Oの濃度が 0 p p mであっても、 高い エッチレートが得られた。
この結果から、 A 1 203が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニン グする場合には、 H2Oを l O O O p p m以下 （O p p m以下を含む。） の濃度で供給することが好ましいと考えられる。
(実施例 1 1 )
以下、 実施例 1 1について説明する。 本実施例では、 H f O。が付着 した自然酸化膜除去装置をク リーエングするときの C 2H5O Hの最適 濃度について調べた。
測定条件について説明する。 本実施例では、 自然酸化膜除去装置とし て第 1の実施の形態で説明した自然酸化膜除去装置を使用した。ここで、 H f O 2が付着した自然酸化膜除去装置をク リ一エングガスによりタリ 一二ングするのではなく、 ウェハ上の H f O 2膜をク リーニングガスに よりエッチングした。 クリーニングガスと しては、 H h f a c、 02、 N2、 及び。 2H5 OHから構成されたものを使用した。 H h f a c、 O 2、 N2の流量は、 それぞれ 3 7 5 s c c m、 5 0 s c c m、 2 0 0 s c c mであった。 また、 内部チャンバ内の圧力は約 6. 6 5 X 1 03 P a であり、 ウェハの温度は約 4 0 0°Cであった。 このような状態を維持し ながら C 2H5OHの濃度を変えて H f O 2膜をエッチングした。
測定結果について説明する。 図 2 3は、 本実施例に係る C 2H5 O Hの 濃度と H f O 2膜のエッチレー トとの関係を示したグラフである。 図 2 3のグラフから分かるように、 C 2H5OHの濃度が 5 0 0〜： L O O O p p mの場合に高いエツチレ一トが得られた。
この結果から、 H f 02が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニン グする場合には、 C 2H5OHを 5 0 0〜： L O O O p p mの濃度で供給す ることが好ましいと考えられる。
(第 2の実施の形態)
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、 自然酸化膜除 去装置の内部チャンバの内壁面を S i Cのコーティング層で構成した例 について説明する。 図 2 4は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置の 内部チャンバを模式的に示した垂直断面図である。 図 24に示されるように、 内部チャンバ 1 0 3は、 基体 1 0 3 Dと基 体 1 0 3 Dの内壁面に形成されたコーティング層 1 0 3 Eとから構成さ れている。 基体 1 0 3は、 石英から構成されている。 なお、 石英に限ら ず、 他の物質で構成してもよい。
コーティング層 1 0 3 Eは、 S i Cから構成されている。 なお、 本実 施の形態では、 コーティング層 1 0 3 Eを S i Cから構成しているが、 その他石英、 M gを 0. 5〜 5. 0重量％含んだ A 1系材料、 及び N i 系材料のいずれかからコーティング層 1 0 3 Eを構成してもよい。
(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、 ゥェ ハを内部チャンバ内に収容した状態で、 内部チャンバ内にク リ一ユング ガスを供給する例について説明する。 図 2 5は本実施の形態に係る自然 酸化膜除去装置 1 0 0内で行われるクリ一二ングの流れを示したフロー チャートであり、 図 2 6は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置 1 0 0内で行われるク リ一二ングの様子を模式的に示した図である。
まず、 減圧ポンプ 1 0 6 , 1 0 9が作動して、 内部チャンバ 1 0 3内 及び外部チャンバ 1 0 2と内部チャンバ 1 0 3 との間の空間の真空引き が行われる （ステップ 1 2 1 B )。 次いで、 加熱ランプ 1 2 6 , 1 2 2が 点灯して、 内部チャンパ 1 0 3及びサセプタ 1 1 1が加熱される (ステ ップ 1 2 2 B )。
内部チャンバ 1 0 3内の圧力が 9. 3 1 X 1 03〜： 1 · 3 3 X 1 0 P aまで低下し、 内部チヤンバ 1 0 3及びサセプタ 1 1 1が約 3 0 0。。以 上に加熱された後、 ゲートバルブ 1 0 4が開かれ、 ウェハ Wを保持した 搬送アーム 3が伸長して、 外部チャンバ 1 0 2内にウェハ Wが搬入され る （ステップ 1 2 3 B)。
その後、 搬送アーム 3が縮退して、 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 1 1 5 に載置される。 ウェハ Wがウェハ昇降ピン 1 1 5に載置された後、 ゥヱ ハ昇降ピン 1 1 5が下降して、 ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に載置される (ステップ 1 24 B)。
ウェハ Wがサセプタ 1 1 1に載置された後、 サセプタ 1 1 1が上昇し て、 サセプタ 1 1 1が処理位置に位置する。 これにより、 ウェハ Wが内 部チャンバ 1 0 2内に搬入される （ステップ 1 2 5 B)。
サセプタ 1 1 1が処理位置に位置し、 ウェハ Wの温度が約 400 ¾以 上に安定した後、 開閉バルブ 4 1 1， 4 1 2 , 4 1 8 , 4 1 9， 4 2 5， 4 2 6 , 4 3 2 , 4 3 3が開かれて、 図 2 6に示されるように内部チヤ ンバ 1 0 3内にタ リ一二ングガスが供給される （ステップ 1 2 6 B)。 こ れにより、 内部チャンバ 1 0 3内のク リーニングが行われる。
所定時間経過後、 開閉バルブ 4 1 1， 4 1 2 , 4 1 8， 4 1 9， 4 2 5， 4 2 6 , 4 3 2 , 4 3 3が閉じられて、 内部チャンバ 1 0 3内への ク リ一ユングガスの供給が停止される (ステップ 1 2 7 B )。 これにより 自然酸化膜除去装置 1 00のク リ一ユングが終了される。
本実施の形態では、内部チャンバ 1 0 3内ウェハ Wを収容した状態で、 内部チャンバ 1 0 3内にク リ一ユングガスを供給するので、 内部チャン バ内のクリ一ニングとウェハ Wのク リーユングとを一度に行う ことがで きる。 なお、 ウェハ Wのク リーニングとは、 金属汚染されたウェハ Wか ら金属及び金属酸化物等を取り除く ことである。 また、 ウェハ Wをサセ プタに載置し、 ウェハ Wでサセプタ 1 1 1の一部を覆った状態で、 内部 チヤンバ 1 0 3内にタ リ一二ングガスを供給するので、 サセプタ 1 1 1 の一部に金属錯体が付着することを抑制することができる。
なお、本発明は上記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。 第 1〜第 3の実施の形態では、 Hh f a cを使用して いるが、 Hh f a cに限らずその他の 一ジケトンを使用してもよい。 H h f a c以外の βージケトンと しては、 例えば、 テ トラメチルヘプタ ンジオン （（CH3) 3 C C O CH2 C O C (CH3) 3 : H t h d)、 ァセ チルアセ トン （CH3 C O CH2C O CH3) 等が挙げられる。
上記第 1〜第 3の実施形態では、 H h f a c、 02、 N2、 及び H20 から構成されたク リ一ユングガスを使用しているが、 H f a c以外のも のを取り除いたク リ一ユングガスを使用してもよい。
上記第 1〜第 3の実施の形態では、 3 1 02膜 1 3の除去、 3 1 02膜 1 4の形成、 H f O 2膜 1 5の形成の際に、 サセプタ 1 1 1， 2 1 1， 3 1 1を回転させていないが、 サセプタ 1 1 1 , 2 1 1， 3 1 1を回転 させてもよい。 サセプタ 1 1 1， 2 1 1， 3 1 1を回転させた場合には、 S i O 2膜 1 3の除去の面内均一性、 S i O 2膜 1 4及び H f O 2膜 1 5 の面内均一性を向上させることができる。
上記第 1〜第 3の実施の形態では、 S i O 2膜 1 3の除去、 S i 〇 2膜 1 4の形成、 及ぴ H f 02膜 1 5の形成を別々の装置で行っているが、 これらを 1台の装置で行ってもよい。 また、 ウェハ wを使用している力 s、 ガラス基板であってもよい。
上記第 2の実施の形態及び第 3の実施の形態では、 自然酸化膜除去装 置 1 0 0について説明しているが、 ラジカル酸化装置 2 0 0及び MO C VD装置 3 0 0に適用してもよい。 産業上の利用可能性
本発明に係る基板処理装置、 基板処理装置のク リ一二ング及び基板処 理装置は、 半導体製造産業において利用することが可能である。

Claims

1 . 内部に被ク リ一二ング物質が存在し、 かつ少なく とも内壁面が （A ) S i C、 ( B ) 石英、 （C ) M gを 0 . 5〜5 . 0重量％含んだ A 1系材 料、 及び （D ) N i 系材料のいずれかから構成された処理容器を準備す る処理容器準備工程と、
一
前記処理容器の内部に βロ青ージケトンを含むク リ一ユングガスを供給す るク リーニングガス供給工程と、
を具備することを特徴とする基板の処理装置のク リ一二ング方法。
2 . 前記ク リーニングガス供給工程前或いは前記ク リーニングガス供給 工程中に前記処理容器を 3 5 0 °C以上に加熱囲する加熱工程をさ らに備え ることを特徴するク レーム 1記載の基板処理装置のク リ一ユング方法。
3 . 前記ク リーニングガス供給工程は、 前記ク リーニングガスが前記基 板の処理時に前記基板を支持する基板支持部材の表面に沿って流れるよ うに前記ク リ一二ングガスを供給する工程であることを特徴とするク レ ーム 1記載の基板処理装置のク リ一ユング方法。
4 . 前記 jS—ジケトンは、 へキサフルォロアセチルアセ トンであること を特徴とするク レーム 1記載の基板処理装置のク リ一ユング方法。
5 . 前記ク リーニングガスは、 酸素、 水、 及びァルコ一ルの少なく とも いずれかを含んでいることを特徴とするクレーム 1記載の基板処理装置 のタ リ一エング方法。
6 . 前記被ク リーニング物質は、 金属及び金属含有物の少なく ともいず れか一方を含んでいることを特徴とするクレーム 1記載の基板処理装置 のタ リ一二ング方法。
7 . 前記金属及び前記金属含有物を構成している金属は、 A l、 Z r、 H f 、 Y、 L a、 C e、 及び P rのうち少なく ともいずれかであること を特徴とするク レーム 6記載の基板処理装置のク リ一二ング方法。
8. 前記処理容器は、 全体が （A) S i C、 (B) 石英、 （C) M gを 0. 5〜 5. 0重量％含んだ A 1 系材料、 及び （D) N i 系材料のいずれか から形成されていることを特徴とするク レーム 1記載の基板処理装置の クリーニング方法。
9. 前記処理容器は、 基体と、 前記基体の内壁面に形成され、 かつ （A) S i C、 (B) 石英、 （C) M gを 0. 5〜 5. 0重量％含んだ A 1 系材 料、 及び (D) N i 系材料の少なく ともいずれかから構成されたコーテ ィング層とを備えていることを特徴とするクレーム 1記載の基板処理装 置のタ リ一ユング方法。
1 0. 前記処理容器は、 基板に形成された自然酸化膜を除去する装置の 処理容器、 基板上に S i含有膜を形成する装置の処理容器、 及び基板上 に金属酸化膜を形成する装置の処理容器の少なく と もいずれかであるこ とを特徴とするクレーム 1記載の基板処理装置のク リ一二ング方法。
1 1. 前記ク リ ーニングガス供給工程前に前記処理容器の内部に基板を 収容する基板収容工程をさらに備えることを特徴とするク レーム 1記載 の基板処理装置のク リーエング方法。
1 2. 少なく とも内壁面が (A) S i C、 (B) 石英、 (C) M gを 0.
5〜 5. 0重量％含んだ A 1 系材料、 及び （D) N i 系材料のいずれか から構成され、 基板を収容する処理容器と、
前記処理容器に付着した被ク リ—ユング物質を取り除くための /3—ジ ケ トンを含むタ リ一ユングガスを前記処理容器内に供給するク リーニン グガス供給系と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
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