清洁方法、半导体器件的制造方法及衬底处理装置的制造方法_4

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一清洁处理完成为止的期间,维持该温度。接着,开始利用旋转机构267的晶舟217的旋转。直到后述的第三清洁处理完成为止的期间,继续进行晶舟217的旋转。但是,也可以不使晶舟217旋转。
[0164](第一清洁处理)
[0165]之后,依次执行接着的两个步骤,即步骤Al、BI。
[0166][步骤Al]
[0167]在该步骤中,依次进行接着的两个子步骤,即子步骤al、a2。
[0168]在子步骤al中,在处理室201内的温度、压力维持在第一清洁温度、第一清洁压力的状态下,向处理室201内从加热为第一清洁温度的喷嘴249a供给F2气体,并且从加热为第一清洁温度的喷嘴249b供给HF气体。
[0169]此时,在子步骤al中,打开阀243c、243d,使?2气体从气体供给管232c流动,使HF气体从气体供给管232d流动。另外,此时,也可以使N2气体从气体供给管232e、232f流动,并在气体供给管232a、232b内分别稀释F2气体和HF气体。通过控制N 2气体的供给流量,能够分别控制向处理室201内供给的F2气体和HF气体的浓度。
[0170]由此,在处理室201内,供给在F2气体中添加了 HF气体而成的混合气体来作为清洁气体。
[0171]混合气体在通过处理室201内并从排气管231排出时,与处理室201内的部件,例如反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面以及晶舟217的表面等接触。此时,利用热化学反应,除去附着在处理室201内的部件上的堆积物。即,利用混合气体与堆积物的蚀刻反应,除去堆积物。此外,由于HF气体作用为促进利用F2气体的蚀刻反应,能够使蚀刻速率增大,并使清洁作用提高。另外,由此,处理室201内的温度等处理条件能够设为低温侧的条件。
[0172]此外,在子步骤al中,使用各自的喷嘴249a、249b进行F2气体的供给和HF气体的供给。由于不向喷嘴249a内供给HF气体而只存在F2气体或由N2气体稀释的F2气体,在上述处理条件下,在喷嘴249a内难以产生上述热化学反应。但是,F2气体单体也能够使蚀刻反应产生。然而,在第一清洁温度下,即使单独使用F2气体也仅稍微产生蚀刻反应,与上述蚀刻反应相比成为极其微小的反应。另外,由于不向喷嘴24%内供给F2气体而只存在HF气体或由N2气体稀释的HF气体,在上述处理条件下,在喷嘴249b内难以产生上述热化学反应。
[0173]经过预先设定的气体供给时间后,关闭阀243c、243d而结束子步骤al,并开始子步骤a2。在子步骤a2中,在停止了向处理室201内的F2气体和HF气体的供给,即向处理室201内的清洁气体的供给的状态下,维持打开了 APC阀244的状态,经由排气管231排出处理室201内的清洁气体等。此时,也可以打开气体供给管243e、243f,并向处理室201内供给N2气体。子步骤a2的实施时间设为使处理室201内的压力变动所需要的时间。例如,子步骤a2的实施时间设为使来自处理室201内的清洁气体的排出完成所需要的时间,或比其短的时间。在按这种方式设定了子步骤a2的实施时间的情况下,在实施子步骤a2期间,成为清洁气体始终在排气管231的内部流通的状态。
[0174]此外,优选的是,在子步骤a2中,将APC阀244的开度设定为比子步骤al中的APC阀244的开度大的开度,例如全开(完全打开)。该情况下,在刚刚开始子步骤a2后,能够使大量清洁气体从处理室201内向排气管231内迅速流通,并使处理室201内的压力急速下降。
[0175]之后,交替重复子步骤al、a20在子步骤al中,能够将处理室201内的压力设为比较高的压力,并形成在处理室201内封入清洁气体的状态。由此,容易使清洁气体遍布处理室201内的整个区域,另外,能够提高清洁气体的热化学反应的效率。结果,能够在处理室201内的整个区域中有效地进行清洁。另外,通过交替地重复子步骤al、a2,间歇地进行向处理室201内的清洁气体的供给,能够使处理室201内的压力重复变动。通过按这种方式使处理室201内的压力变动,能够对处理室201内的堆积物提供伴随着压力变动的冲击。结果,能够在使堆积物产生裂纹或剥离等的同时蚀刻堆积物,能够提高来自处理室201内的堆积物的除去效率。
[0176][步骤BI]
[0177]此外,当进行之前说明的S1CN膜的成膜处理时,在处理室201内、排气管231内流通的HCDS气体所包含的Cl与在处理室201内、排气管231内流通的NH3气体等所包含的N、H发生反应,在排气管231的内壁等低温部上附着包含氯化铵(NH4Cl)等的反应副生成物。特别是使用HCDS气体这样的一个分子中所包含的Cl的数量多的气体作为原料气体的情况下,与使用MCS气体、DCS气体这样的一个分子中所包含的Cl的数量少的气体的情况相比,容易生成NH4Cl等反应副生成物,容易增加反应副生成物的附着量。另外,在排气管231构成作为例如波纹状的波纹管那样在内壁上具有凹凸结构的管的情况下,反应副生成物的附着量也容易增加。
[0178]当进行上述步骤Al时,向处理室201内供给的清洁气体(在F2气体中添加HF而成的混合气体)集中流入排气管231的内部,高浓度的清洁气体在排气管231的内部流通。当在反应副生成物附着于排气管231的内部的状态下进行步骤Al时,在排气管231的内部流通的清洁气体与附着于排气管231内的反应副生成物发生反应。然后,如图6所示,由于在该反应中产生的反应热,排气管231的温度上升。特别是在将子步骤a2中的APC阀244的开度设为比子步骤al中的APC阀244的开度大的开度的情况下,由于在开始子步骤a2后大量清洁气体从处理室201内迅速流入排气管231内,排气管231的温度容易上升。当排气管231的温度上升直到超过例如200°C的温度时,即使排气管231由哈斯特洛依(注册商标)等耐热性、耐腐蚀性优异的合金构成,排气管231有时也会腐蚀、受到损伤。
[0179]因此,在本实施方式中,由温度传感器231a测定的排气管231的温度上升到规定的阈值(第一温度)后,停止步骤Al的实施。由此,实质上停止了清洁气体向排气管231的内部的流通。此外,在停止步骤Al的实施后,残留于处理室201内的清洁气体有时也暂时流经排气管231内。但是,暂时流经排气管231内的清洁气体的量为不会与附着于排气管231内的反应副生成物发生反应的量,或者即使在发生了反应的情况下,有时也是不会产生使排气管231的温度上升的程度的反应热。在本说明书中,关于这样的情况,也可以认为包含于“实质上停止了清洁气体向排气管231的内部的流通的状态”。
[0180]第一温度例如设为小于在排气管231中产生腐蚀的温度(以下,也称为临界温度)的温度。第一温度根据排气管231的材料、构造、热容量、散热效率或清洁气体的种类、流量、处理温度等各个条件而适宜决定,在上述临界温度为200°C的情况下,例如能够设为120°C?180°C的范围内的温度。
[0181]之后,通过将实质上停止了向排气管231内流通清洁气体的状态维持规定时间,冷却排气管231 (自然冷却)。排气管231的冷却继续进行,至少直到由温度传感器231a测定的排气管231的温度到达比第一温度低的规定的阈值(第二温度)。
[0182]第二温度例如能够设为第一温度的1/2以下的温度。第二温度根据排气管231的材料、构造、热容量、散热效率或清洁气体的种类、流量、处理温度等各个条件而适宜决定,在上述临界温度为200°C的情况下,例如能够设为60°C?90°C的范围内的温度。另外,维持实质上停止了清洁气体的流通的状态的时间,即步骤BI的实施时间例如能够设为比进行一次包含子步骤al、a2的循环所需要的时间长,进一步地能够设为比步骤Al的实施时间长的时间。
[0183]此外,在步骤BI中,如图6所示,也可以打开阀2436、2436使队气体向排气管231内流动。在该情况下,N2气体作为冷却气体(冷却介质)起作用,能够促进排气管231的冷却。此时,也可以向排气管231内直接供给N2气体。该情况下,例如也可以在排气管231的上游侧设置供给队气体的端口,并在该端口上连接供给N2气体的供给管,经由该供给管、端口向排气管231内供给N2气体。通过直接向排气管231内供给1气体而不经由高温的处理室201,能够进一步促进排气管231的冷却。由此,能够缩短步骤BI的实施时间。此外,也可以是,在步骤BI中,保持为关闭阀243e、243f的状态,使N2气体不流向排气管231内。
[0184][实施规定次数]
[0185]之后,交替地重复规定次数的步骤Al和步骤BI,使第一清洁处理进展。通过交替地重复步骤A1、B1,在将排气管231的温度维持在小于临界温度的温度的状态下,能够使上述堆积物的除去处理适当地进展。
[0186](升温处理)
[0187]第一清洁处理结束后,利用真空栗246进行真空排气,以使得处理室201内成为第二清洁压力。另外,利用加热器207加热,以使得处理室201内成为第二清洁温度。通过将处理室201内加热为第二清洁温度,反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面或内部(内壁)以及晶舟217的表面等被加热为第二清洁温度。处理室201内的压力、温度到达第二清洁压力、第二清洁温度后,控制为直到后述的第二、第三清洁处理完成为止的期间,维持该压力、温度。
[0188]第二清洁温度设为比第一清洁温度高的温度。S卩,在从第一清洁处理向第二清洁处理转换时,将处理室201内的温度变更为比第一清洁温度高的温度。
[0189]在该步骤中,既可以关闭阀243c?243f,停止向处理室201内供给F2气体、HF气体、N2气体,另外,也可以打开阀243c?243f中的至少任一个,继续向处理室201内供给F2气体、HF气体、N2气体中的至少任一种气体。关于阀243a、243b,与第一、第二清洁处理同样地,维持关闭的状态。
[0190](第二清洁处理)
[0191]升温处理结束后,依次执行接着的两个步骤,即步骤A2、B2。
[0192][步骤A2]
[0193]在该步骤中,在处理室201内的温度、压力维持为第二清洁温度、第二清洁压力的状态下,从被加热为第二清洁温度的喷嘴249a向处理室201内连续地供给F2气体。此时,打开阀243c,使F2气体从气体供给管232c流动。另外,此时,也可以打开阀243e,使~2气体从气体供给管232e流动,在气体供给管232a内稀释F2气体。
[0194]此时,打开阀243f,从喷嘴249b不供给HF气体而供给N2气体。即,在该步骤中,如图5、图6所示,作为清洁气体,单独向处理室201内供给F2气体或用N2气体稀释后的F2气体。此时,虽然也可以不从喷嘴249b供给N2气体,但通过从喷嘴249b供给N 2气体,能够抑制F2气体侵入喷嘴249b内。
[0195]通过向加热为第二清洁温度的处理室201内供给F2气体或以N2气体稀释的F 2气体,在第一清洁处理中除去堆积物后,利用热化学反应去除残留在处理室201内的部件的表面上的物质,并对处理室201内的部件的表面实施保护处理。
[0196]例如,去除了在反应管203的内壁、喷嘴249a、249b的表面、晶舟217的表面等石英部件的表面上产生的石英裂纹。即,在石英部件的表面上产生的石英裂纹利用向处理室201内供给的匕气体蚀刻而除去(清除)。另外,例如,由于石英裂纹等产生且附着在处理室201内的部件的表面上的微小石英粉(石英粉末)利用向处理室201内供给的F2气体蚀刻并去除。另外,例如S1CN的残留膜等附着物利用向处理室201内供给的匕气体蚀刻而除去。
[0197]此时,堆积物除去后的处理室201内的石英部件的表面稍微被蚀刻而平滑化。例如,堆积物除去后的反应管203的内壁、堆积物除去后的喷嘴249a、249b的表面、堆积物除去后的晶舟217的表面等稍微被蚀刻而平滑化。此外,石英部件的表面的蚀刻为至少除去石英裂纹等的程度的微小蚀刻即可,即,需要设为未达到过度蚀刻。通过设为后述的处理条件,能够避免石英部件的表面的过度蚀刻,并适当地进行石英部件的表面的蚀刻。
[0198]另外,通过向加热为第二清洁温度的喷嘴249a内供给匕气体或用N2气体稀释的F2气体,由于进行成膜处理而附着在喷嘴249a内的堆积物通过热化学反应除去。S卩,由于进行成膜处理而附着在喷嘴249a的内壁的堆积物利用向加热为第二清洁温度的喷嘴249a内供给的F2气体蚀刻并从喷嘴249a内除去。此外,在第二清洁温度下,即使在单独使用F2气体的情况下,也产生充分的蚀刻反应。
[0199]此外,此时,由于不向喷嘴249b内供给F2气体,另外,F 2气体不侵入喷嘴249b内,在喷嘴249b内,不产生上述热化学反应即堆积物的蚀刻反应。
[0200][步骤B2]
[0201]当进行上述步骤A2时,清洁气体(F2气体)在排气管231的内部流通。当在反应副生成物附着于排气管231的内部的状态下进行步骤A2时,与步骤Al同样地,在排气管231的内部流通的清洁气体与附着于排气管231内的反应副生成物发生反应,排气管231的温度上升。
[0202]于是,由温度传感器231a测定的排气管231的温度上升到规定的温度(第一温度)后,关闭阀243c,停止步骤A2的实施。然后,利用与步骤BI同样的处理步骤,冷却排气管231。与步骤BI同样地,进行排气管231的冷却,至少直到排气管231的温度成为比第一温度低的第二温度。
[0203][实施规定次数]
[0204]之后,交替地重复规定次数的步骤A2和步骤B2,使第二清洁处理进展。通过交替地重复步骤A2、B2,在将排气管231的温度维持在小于临界温度的温度的状态下,能够使上述保护处理、堆积物的除去处理适当地进展。
[0205](第三清洁处理)
[0206]第二清洁处理结束后,依次执行接着的两个步骤,即步骤A3、B3。
[0207][步骤A3]
[0208]在该步骤中,在处理室201内的温度、压力维持为第二清洁温度、第二清洁压力的状态下,从被加热为第二清洁温度的喷嘴249b向处理室201内连续地供给F2气体。打开阀243d,以使得F2气体从气体供给管232d流动。另外,此时,也可以打开阀243f,使~2气体从气体供给管232f流动,在气体供给管232b内稀释F2气体。
[0209]此时,打开阀243e,从喷嘴249a不供给HF气体而供给N2气体。即,在该步骤中,与第二清洁处理同样地,作为清洁气体,单独向处理室201内供给匕气体或用N 2气体稀释后的F2气体。此时,虽然也可以不从喷嘴249a供给N 2气体,但通过从喷嘴249a供给N 2气体,能够抑制F2气体侵入喷嘴249a内。
[0210]通过向加热为第二清洁温度的处理室201内供给F2气体或以N2气体稀释的F 2气体,接着对处理室201内的部件的表面实施上述保护处理。
[0211]另外,通过向加热为第二清洁温度的喷嘴24%内供给匕气体或用N2气体稀释的F2气体,由于进行成膜处理而附着在喷嘴24%内的堆积物通过热化学反应除去。S卩,由于进行成膜处理而附着在喷嘴249b的内壁的堆积物利用向加热为第二清洁温度的喷嘴249b内供给的F2气体蚀刻并从喷嘴249b内除去。
[0212]此外,此时,由于不向喷嘴249a内供给F2气体,另外,F 2气体不侵入喷嘴249a内,在喷嘴249b内,不产生上述热化学反应即喷嘴249a的内壁的蚀刻反应。
[0213][步骤B3]
[0214]当进行上述步骤A3时,清洁气体(F2气体)在排气管231的内部流通。当在反应副生成物附着于排气管231的内部的状态下进行步骤A3时,与步骤Al、A2同样地,在排气管231的内部流通的清洁气体与附着于排气管231内的反应副生成物发生反应,排气管231的温度上升。
[0215]于是,由温度传感器231a测定的排气管231的温度上升到规定的温度(第一温度)后,关闭阀243d,停止步骤A3的实施。然后,利用与步骤BI同样的处理步骤,冷却排气管231。与步骤BI同样地,进行排气管231的冷却,至少直到排气管231的温度成为比第一温度低的第二温度。
[0216][实施规定次数]
[0217]之后,交替地重复规定次数的步骤A3和步骤B3,使第三清洁处理进展。通过交替地重复步骤A3、B3,在将排气管231的温度维持在小于临界温度的温度的状态下,能够使上述保护处理、堆积物的除去处理适当地进展。
[0218](吹扫和大气压恢复)
[0219]第三清洁处理结束后,关闭阀243d,停止向处理室201内供给F2气体。然后,打开阀243e、243fJiN2气体从气体供给管232e、232f的每一个向处理室201内流动,并从排气管231排出。N2气体作为吹扫气体起作用。由此
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