チャンバーコンポーネントを洗浄する方法及び装置
第１の態様において、オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄するための方法が提供される。この方法は、（Ａ）洗浄溶液を有する槽にコンポーネントを入れるステップと、（Ｂ）洗浄溶液でコンポーネントを洗浄する間に、オリフィスに流体を流し込んで、オリフィスの少なくとも第１部分を、洗浄溶液がない状態に維持するステップと、（Ｃ）オリフィスから流体を回収し、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入り込んでオリフィスの第１部分を洗浄するようにするステップとを備えている。多数の他の態様も提供される。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、参考としてここに全体を援用する２００６年１１月１日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／８６３，９０６号に対する優先権を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、半導体装置の製造に関し、より詳細には、半導体装置の製造中に使用されるチャンバーコンポーネントを洗浄するための方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
堆積チャンバーのガス分配システムは、半導体装置の処理中にガスを流す１つ以上の穴、開口及び／又は他のオリフィスを有するフェースプレート、ガス分配プレート又は別のガス分配要素を含む場合がある。チャンバー内で行われる堆積プロセス中に、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面は、堆積プロセスの堆積種、堆積副産物、等の材料で被覆されることがある。
【０００４】
堆積チャンバー及びガス分配要素の適切な動作を保証するために、ガス分配要素を周期的に洗浄して、ガス分配要素の種々の表面及び／又はオリフィスから堆積材料を除去することができる。例えば、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面から堆積材料をエッチングする酸性槽のような洗浄溶液にガス分配要素を入れることができる。しかしながら、このような洗浄プロセスは、ガス分配要素にダメージを及ぼしてその有効寿命を制限することがある。従って、ガス分配要素のようなチャンバーのコンポーネントを洗浄するための改良された方法が要望されている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様において、オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する第１の方法が提供されている。この方法は、（Ａ）洗浄溶液を有する槽にコンポーネントを入れるステップと、（Ｂ）洗浄溶液でコンポーネントを洗浄する間に、オリフィスに流体を流し込んで、オリフィスの少なくとも第１部分を、洗浄溶液がない状態に維持するステップと、（Ｃ）オリフィスから流体を回収し、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入り込んでオリフィスの第１部分を洗浄するようにするステップとを備えている。
【０００６】
本発明の第２の態様において、オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法が提供されている。この方法は、（Ａ）洗浄溶液を有する槽にコンポーネントを入れるステップと、（Ｂ）洗浄溶液でオリフィスの第２部分を洗浄する間に、オリフィスに流体を流し込んで、オリフィスの少なくとも第１部分を、洗浄溶液がない状態に維持するステップと、（Ｃ）オリフィスから流体を回収し、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入り込んでオリフィスの第１部分を洗浄するようにするステップとを備えている。
【０００７】
本発明の第３の態様において、半導体装置製造用コンポーネントの洗浄中に使用するための装置が提供されている。この装置は、（Ａ）コンポーネントに結合されてコンポーネントとの流体密シールを形成するように適応される表面を有するジグと、（Ｂ）洗浄溶液でコンポーネントを洗浄する間にコンポーネントに流体を供給し及びコンポーネントに真空を付与するように適応される少なくとも１つの入口とを備えている。
【０００８】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面から完全に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】オリフィスを有するフェースプレート又は他のガス分配要素のようなチャンバーコンポーネントの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのオリフィスの一実施形態の分解図である。
【図２】本発明により槽内に入れられたコンポーネントの側面図である。
【図３】図２のコンポーネントのオリフィスの一実施形態を示す側面図である。
【図４】本発明により洗浄溶液を形成するプロセスを示す。
【図５】本発明の一実施形態によりコンポーネントを洗浄するプロセスを示すフローチャートである。
【図６】槽内の洗浄溶液の最上位レベルを指示するポイントにおけるオリフィスの第１の狭い部分内の洗浄溶液を示す。
【図７】本発明の実施形態により処理チャンバーのコンポーネントを洗浄するプロセスを示す。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、半導体装置製造中に使用されるチャンバーのコンポーネントを洗浄するための方法及び装置を提供する。より詳細には、洗浄プロセスによってダメージを受けることのあるコンポーネントの小さな幾何学形状部を保護しながらチャンバーのコンポーネントを洗浄できるようにする方法及び装置が提供される。
【００１１】
加えて、本発明は、洗浄溶液を調製して洗浄溶液を使用する方法も提供する。洗浄溶液は、ガス分配要素のようなコンポーネントから残留物を除去するエッチング剤のような洗浄剤を有する。また、洗浄溶液は、洗浄されているコンポーネントと相互作用して、例えば、コンポーネントの腐食を減少するような不動態化剤を有してもよい。
【００１２】
上述したように、堆積チャンバーのガス分配システムは、半導体装置の処理中にガスを流す１つ以上の穴、開口又は他のオリフィスを有するフェースプレート、ガス分配プレート又は他のガス分配要素を含むことができる。チャンバー内で遂行される堆積プロセス中に、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面は、堆積プロセスの堆積種、堆積副産物、等の材料で被覆されることがある。
【００１３】
堆積チャンバー及びガス分配要素の適切な動作を保証するために、ガス分配要素を周期的に洗浄して、ガス分配要素から堆積材料を除去することができる。通常、ガス分配要素を酸性槽のような洗浄溶液に入れ、これが、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面から堆積材料をエッチングする。しかしながら、このような酸性槽を使用すると、ガス分配要素のオリフィス及び／又は他の小さな幾何学的特徴部をオーバーエッチングし及び／又はそこにダメージを及ぼすことがある。というのは、ガス分配要素の大きな平らな表面は、比較的厚い堆積層を生じることがあり、これは、ガス分配要素のオリフィス内及び／又は他の小さな幾何学的特徴部に形成される層よりも長い除去時間を要するからである。ガス分配要素の小さな幾何学的特徴部の、このような積極的な洗浄は、ガス分配要素の有効寿命を制限する。
【００１４】
本発明の方法及び装置は、洗浄プロセスによりダメージを受けることのあるコンポーネントの小さな幾何学形状部を保護しながら、ガス分配要素のようなチャンバーのコンポーネントを洗浄できるようにする。例えば、本発明のある実施形態では、ガス分配要素は、（例えば、処理中に基板に面する）主面を含むことができ、この主面内に１つ以上のオリフィスが形成されてガス分配要素を通して延びている。オリフィス（１つ又は複数）を保護しながらガス分配要素の主面を洗浄するために、オリフィス（１つ又は複数）にガスを送り込みながら主面を洗浄溶液に入れることができる。オリフィス（１つ又は複数）に送り込まれるガスは、主面が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを防止するか、又は洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを制限する。
【００１５】
ガス分配要素の主面が洗浄された後に、オリフィス（１つ又は複数）へのガスの流れを減少又は排除して、洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを許容することにより、オリフィス（１つ又は複数）を洗浄することができる。ある実施形態では、真空を使用して、オリフィス（１つ又は複数）を通して洗浄溶液を引くことができる。
【００１６】
このように、ガス分配要素の主面のような、大きくて比較的エッチングに不感な特徴部は、第１の洗浄段階中に洗浄することができ、また、ガス分配要素の穴又は他のオリフィスのような、小さくて比較的エッチングに敏感な特徴部は、制御性の高い第２の洗浄段階中に洗浄することができる。本発明の、これら及び他の実施形態は、他のチャンバーコンポーネントを洗浄するように使用することができる。以下、図１Ａから図７を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１Ａは、オリフィス１０２（例えば、コンポーネント１００を貫通して延びる穴又は他の形状の開口）を有するフェースプレート又は他のガス分配要素のようなチャンバーコンポーネント１００の側面図である。また、図示されていないが、コンポーネント１００は、オリフィス１０２と同様の付加的なオリフィスを含んでもよい。コンポーネント１００は、例えば、ガスがコンポーネント１００を通過して半導体ウェハのような基板（図示せず）と反応し及び／又はそこに堆積する化学気相堆積又は同様のプロセス中に使用することができる。使用中、コンポーネント１００は、堆積種、堆積副産物、等（例えば、フッ化アルミニウム及びフッ化シリコン）に露出される。その結果、堆積種及び副産物の両方からの残留物がコンポーネント１００のオリフィス１０２内及び前面１０４上に累積することがある。残留物がオリフィス１０２に蓄積すると、オリフィス１０２を通るガスの流量に悪影響が及ぶことがある。より詳細には、流量が減少して、堆積チャンバー内の堆積に悪影響を及ぼし、コンポーネント１００が、堆積運転中に、信頼性のないものになったり及び／又は使用不能なものになったりすることがある。
【００１８】
コンポーネント１００は、コンポーネント１００のオリフィス１０２及び表面１０４から残留物を除去するように洗浄することができる。通常、コンポーネント１００は、エッチング剤（例えば、残留物を破壊する酸）を含む洗浄溶液１０６を有する槽に入れられる。エッチング剤は、オリフィス１０２及び表面１０４の両方から残留物をエッチングする。しかしながら、エッチング剤は、コンポーネント１００に腐食を生じさせ、オリフィス１０２の寸法が変化して、最終的に、コンポーネント１００を使用不能にさせることがある。
【００１９】
図１Ｂは、図１Ａのオリフィス１０２一実施形態の分解図である。他のオリフィス形状及び／又はサイズを使用してもよい。オリフィス１０２は、幅Ｘ１及び長さＹ１の狭い部分１０２ａを含む。
【００２０】
洗浄中に、洗浄溶液がオリフィス１０２をエッチングし、オリフィスがより広く及び／又はより短くなることがある。例えば、部分１０２ａの幅Ｘ１は、エッチング剤が部分１０２ａを腐食させた結果として幅Ｘ２に増加することがある。更に、部分１０２ａの長さＹ１は、長さＹ２に減少することがある。
【００２１】
オリフィス１０２の流れ特性は、オリフィス１０２の幅及び／又は高さの変化によって影響を受けて、コンポーネント１００の堆積能力に影響を及ぼすことがある。更に、図示されていないが、コンポーネント１００は、多数のオリフィスを含んでもよい。一部の場合には、洗浄溶液がオリフィスを非均一に腐食させ、洗浄の後、オリフィスが異なる幅及び／又は長さをもつことがある。コンポーネント１００が、異なる寸法のオリフィスを有する場合には、コンポーネントが基板にわたってガスを均一に分配しないことになる。従って、堆積層が非均一となり、潜在的に公差から外れることがある。
【００２２】
本発明によれば、コンポーネントの洗浄中にオリフィスの一部分と洗浄溶液との間の接触を最小限にしてコンポーネントを均一に洗浄する方法が提供される。図２は、本発明により槽２０４内に入れられたコンポーネント１００の側面図である。槽２０４は、コンポーネント１００から残留物を除去する洗浄溶液を含む。図４を参照して詳細に述べるように、槽２０４内の洗浄溶液は、コンポーネント１００の洗浄要件に基づいて形成することができる。
【００２３】
図２を参照すれば、コンポーネント１００は、ジグ２０６に取り付けられ、ジグ２０６は、これに流体２０８を流し込めるように構成された通路２１０を有している。一実施形態において、ジグ２０６は、中空のもので、コンポーネント１００が（例えば、１つ以上のＯ−リング又は他のシール（図示せず）を経て）ジグ２０６に配置されたときにコンポーネント１００がジグ２０６との流体密嵌合を得るように構成することができる。更に、ジグ２０６は、これがコンポーネント１００の上面に圧力を保持できるように構成される。ジグ２０６は、例えば、酸又は他のエッチング剤と反応しない材料、例えば、ポリエチレン、等で作ることができる。
【００２４】
図３は、コンポーネント１００のオリフィス１０２の一実施形態の側面図である。オリフィス１０２は、第１の狭い部分３０２と、第２部分３０４と、第３部分３０５とを含む。第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００を通るガスの流れ特性をかなりの程度まで指示する幅Ｘ１及び長さＹ１を有している。本発明の一実施形態では、幅Ｘ１は、約１２ミクロンから約２０ミクロンの範囲であり、好ましくは、約１６ミクロンである。しかしながら、第１の狭い部分３０２の幅Ｘ１は、コンポーネント１００の用途に基づいて変化してもよい。例えば、コンポーネント１００から高い流量のガスを必要とする用途は、より広いオリフィスを有してもよい。或いは又、低い流量を必要とする用途は、より狭いオリフィスを有してもよい。
【００２５】
一実施形態において、長さＹ１は、約４０ミルから約４５ミルの範囲であり、好ましくは、約４３ミルである。第１の狭い部分３０２の長さは、コンポーネント１００の用途に基づいて変化してもよいことに注意されたい。更なる例示のために、高い流量を必要とする用途は、より短い長さを有してもよい。一方、低い流量を必要とする用途は、より長い長さを有してもよい。例えば、第１の狭い部分３０２の長さ、及び第１の狭い部分３０２の幅は、どちらも、次の比率に基づいて決定されてもよい。
【００２６】
流量＝（１２．１＊(Ｘ１)３）／Ｙ１
以下に詳細に述べるように、少なくとも１つの実施形態では、コンポーネント１００の第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００の前面１０４が槽２０４内において洗浄溶液で洗浄されるときに保護される。従って、第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００の洗浄中にダメージを受けない。例えば、コンポーネント１００は、ジグ２０６に結合することができる。次いで、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２を保護しながらコンポーネント１００の前面１０４を洗浄するために、ジグ２０６の通路２１０を経てコンポーネント１００の第１の狭い部分３０２へ流体（例えば、ガス）を送り込みながら、槽２０４の洗浄溶液に前面１０４を入れることができる。前面１０４が洗浄された後、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２への流体の流れを停止して、洗浄溶液を第１の狭い部分３０２に入れて洗浄を行うことができる。例えば、ジグ２０６の通路２１０を経て第１の狭い部分３０２へ真空を付与し、（以下に更に述べるように）オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へ洗浄溶液を引き込むことができる。
【００２７】
図４は、本発明により洗浄溶液を形成するプロセス４００を示す。図４を参照すれば、ステップ４０２において、コンポーネント１００のようなコンポーネントの洗浄要件が決定される。例えば、コンポーネント１００から除去されるべき残留物の量を決定することができる。コンポーネント１００の洗浄要件に基づいて、洗浄溶液を形成することができる（ステップ４０４）。
【００２８】
一実施例として、洗浄溶液の一部分は、エッチング剤（例えば、フッ化水素酸、又は残留物を除去できる何か）でよく、また、洗浄溶液の第２部分は、不動態化剤（例えば、硝酸（ＨＮＯ３）、又は腐食を防止する何か）でよい。本発明の一実施形態によれば、洗浄溶液は、約１０％のＨＦ及び約９０％のＨＮＯ３で形成することができる。しかしながら、洗浄溶液に使用するエッチング剤の量及び使用する不動態化剤の量は、洗浄されるコンポーネントに対するエッチング要件に基づいて変化してもよい。更なる例示のために、より強いエッチングが要求される場合には、洗浄溶液は、約１５％のＨＦ及び約８５％のＨＮＯ３を含んでもよい。より弱いエッチングが要求される場合には、約５％のＨＦ及び約９５％のＨＮＯ３を有する洗浄溶液を使用してもよい。エッチング剤と不動態化剤との他の比率、及び／又は洗浄溶液用の他の化学物質を使用してもよい。洗浄溶液は、形成後に、ステップ４０６において、コンポーネント１００のようなコンポーネントを洗浄するために、槽２０４のような槽に入れられる。
【００２９】
図５は、本発明の実施形態によりコンポーネントを洗浄するためのプロセス５００を示すフローチャートである。ステップ５０２において、オリフィスを有するチャンバーコンポーネントが洗浄溶液に挿入される。例えば、図２を参照すれば、オリフィス１０２を有するコンポーネント１００が、洗浄溶液を有する槽２０４に挿入される。コンポーネント１００が洗浄溶液中に入れられると、ステップ５０４において、コンポーネント１００が洗浄される。
【００３０】
ステップ５０４において、オリフィスの少なくとも第１部分は、コンポーネントが洗浄される間に洗浄溶液がない状態に維持される。例えば、図３に示すように、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２は、（洗浄溶液の上限境界２０４ａで示されたように）洗浄溶液がない状態に維持してもよい。本発明の実施形態によれば、コンポーネントのオリフィスの一部分（又は全部）は、コンポーネントの洗浄中にオリフィスにガス（例えば、空気、酸素、窒素、アルゴン、キセノン、又は他の適当なガス）を噴射することにより、洗浄溶液がない状態に維持される。例えば、図２を再び参照すれば、コンポーネント１００が槽２０４に入れられると、通路２１０を通してジグ２０６にガスを噴射することができる。ガスは、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２（図３）に洗浄溶液が入り込むのを防止する圧力でコンポーネント１００に噴射することができる。ある実施形態では、ガスは、約１．１大気圧から約１．５大気圧の圧力で噴射することができるが、他の圧力を使用してもよい。
【００３１】
図３を参照すれば、ガスが通路２１０を経てジグ２０６へ噴射されたときには、ガスがオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に流れ込む。ガスが第１の狭い部分３０２に流れ込むと、洗浄溶液２０４は、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２の端３０２ａより下に維持される。洗浄溶液は、他の希望のレベルに維持されてもよく、また、ジグ２０６内の圧力を調整することによりオリフィス１０２から完全に除外されてもよい。
【００３２】
上述したように、オリフィスの第１の狭い部分３０２の寸法Ｘ１及びＹ１は、コンポーネント１００の機能にとって重要なことがある。端３０２ａは、第１の狭い部分３０２の終了点である。従って、洗浄溶液がコンポーネント１００の表面１０４の洗浄中に端３０２ａより上に上昇する場合は、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２を腐食させ、寸法Ｘ１及びＹ１を変更することがある。
【００３３】
図３に示す実施形態では、コンポーネント１００の表面１０４は、オリフィス１０２の第２部分３０４及び第３部分３０５と共に、槽２０４の洗浄溶液で洗浄される。ある実施形態では、表面１０４及び／又は第２部分３０４及び第３部分３０５を洗浄する時間は、約１０分から約数時間の範囲である。他の洗浄時間を使用してもよい。第１の狭い部分３０２が同じ時間周期（例えば、１０分から５時間）中に洗浄溶液に露出される場合には、第１の狭い部分３０２が腐食してもよい（例えば、受け容れられないように）ことに注意されたい。一般的に、洗浄の期間は、コンポーネント１００に累積した残留物の形式及び量に依存する。例えば、コンポーネント１００が、コンポーネント１００に炭素の蓄積を生じたプロセスに使用された場合には、洗浄を５時間まで続けることができる。
【００３４】
ステップ５０６では、コンポーネントのオリフィスの第１部分が洗浄される。例えば、オリフィスへのガスの流れを停止して、洗浄溶液をオリフィスに入れるのを許容することができる。少なくとも１つの実施形態では、オリフィスに真空を付与することができる。例えば、図２の実施形態では、ジグ２０６に真空を付与し、オリフィス１０２を通してジグ２０６の通路２１０から洗浄溶液を引くことができる。ある実施形態では、約２５０ミリトールから約７５０ミリトールの範囲の真空、更に好ましくは、約５００ミリトールの真空をジグ２０６及び／又はオリフィス１０２に付与することができる。真空がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に付与されると、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２へ移動し、そこに堆積した残留物を洗浄する。
【００３５】
オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２は、例えば、連続的に洗浄されてもよい（例えば、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に連続的に接触してもよい）。別の実施形態では、洗浄溶液をオリフィスの第１部分へ及び第１部分から循環させてもよい。この実施形態では、ガスが第１部分へ及び第１部分から繰り返し（例えば、規則的な間隔で）ポンプ送りされて、洗浄溶液がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へ引き込まれ、次いで、そこから引き出されるようにされる。ガスが第１の狭い部分３０２へとポンプ送りされると、ガスは、第１の狭い部分３０２から洗浄溶液を強制的に出す。ガスが第１の狭い部分３０２からポンプに送られると、再び真空が生成され、洗浄溶液が残留物の洗浄のために第１の狭い部分３０２へ戻される。少なくとも１つの実施形態では、オリフィスの第１部分の洗浄が約５分間で行われるが、それより長い又は短い洗浄時間が使用されてもよい。
【００３６】
更なる例示のために、図６は、槽２０４内の洗浄溶液の最上位レベルを示す点２０４ａにおいてオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２内の洗浄溶液を示している。最初に、真空を形成するために、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２からガスがポンプに送られる。ガスがポンプに送られて真空を形成すると、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２へと移動する。洗浄溶液は、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２を通して流れてもよいし、又は第１の狭い部分３０２内に適当な時間中保持されてもよい。
【００３７】
或いは又、ガスがオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へポンプで戻され、洗浄流体を強制的に出してもよい。洗浄溶液が第１の狭い部分３０２から強制的に出された後、ガスが再びオリフィス１０２からポンプに送られて、槽２０４からの洗浄溶液が更なる洗浄のために第１の狭い部分３０２へ移動される。このプロセスは、第１部分が充分きれいになるまで繰り返すことができる。オリフィスが洗浄された後に、プロセス５００が完了となる。
【００３８】
図７は、本発明の実施形態により処理チャンバーのコンポーネントを洗浄するためのプロセス７００を示す。最初に、ステップ７０２において、処理チャンバーからコンポーネントが取り出される。処理チャンバーからコンポーネントが取り出されると、ステップ７０４において、洗浄溶液を有する槽にコンポーネントが挿入される。コンポーネントが槽に挿入されると、プロセス７００は、ステップ７０６を遂行する。
【００３９】
ステップ７０６において、流体（例えば、窒素、又は不活性ガス等の別のガス）がコンポーネントのオリフィスの第１部分に噴射される。この流体は、オリフィスの第２部分が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入るのを防止するために噴射される。従って、ステップ７０８においてオリフィスの第２部分が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィスの第１部分を腐食させることはない。それ故、洗浄プロセス中に、第１部分の寸法が維持される。
【００４０】
オリフィスの第２部分の洗浄中に、オリフィスの第２部分内に洗浄溶液が維持される（ステップ７１０）。例えば、図３を再び参照すれば、流体は、槽２０４の洗浄溶液を、第２部分３０４の洗浄中にオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２の点３０２ａより下に維持する。それ故、第１の狭い部分３０２は、第２部分３０４が洗浄される間に洗浄溶液がない状態を保つ。第２部分が洗浄されると、プロセス７００は、ステップ７１２を遂行する。
【００４１】
ステップ７１２の間に、オリフィスの第１部分に真空が形成される。（ステップ７０８の間に供給された）オリフィスの流体をポンプで出すことによりオリフィスの第１部分に真空が形成される。本発明の実施形態により、約２５０ミリトールから約７５０ミリトールの範囲の真空、更に好ましくは、約５００ミリトールの真空を使用することができる。オリフィスの第１部分に真空が形成されると、洗浄溶液がオリフィスに入り、第１部分を洗浄する（ステップ７１４）。
【００４２】
例えば、図６を参照すれば、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に真空が形成されると、槽２０４の洗浄溶液がそこに入る。洗浄溶液が第１の狭い部分３０２に入ると、洗浄溶液は、第１の狭い部分３０２に累積された残留物を除去する。一実施形態では、洗浄溶液がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に約５分間留まる（が、他の洗浄時間が使用されてもよい）。オリフィスの第１部分が洗浄された後に、ステップ７１６において溶液からコンポーネントが取り出され、プロセス７００が終了となる。
【００４３】
以上の説明は、本発明の実施形態を開示するものに過ぎない。当業者であれば、上述した装置及び方法の、本発明の範囲内に入る変更が容易に明らかであろう。例えば、オリフィスの一部分が洗浄溶液に露出される時間は、そこに存在する残留物に基づいて変化させてもよい。更に、種々のエッチング剤及び／又は不動態化剤を有する洗浄溶液を使用することができる。その結果、オリフィスを露出させる時間は、使用する洗浄溶液にも依存可能である。
【００４４】
従って、本発明は、その実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態でも、特許請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲内に入り得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【００４５】
１００…チャンバーコンポーネント、１０２…オリフィス、１０４…前面、１０６…洗浄溶液、２０４…槽、２０６…ジグ、２０８…流体、２１０…通路、３０２…第１の狭い部分、３０２ａ…端、３０４…第２部分、３０５…第３部分
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、参考としてここに全体を援用する２００６年１１月１日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６０／８６３，９０６号に対する優先権を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、半導体装置の製造に関し、より詳細には、半導体装置の製造中に使用されるチャンバーコンポーネントを洗浄するための方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
堆積チャンバーのガス分配システムは、半導体装置の処理中にガスを流す１つ以上の穴、開口及び／又は他のオリフィスを有するフェースプレート、ガス分配プレート又は別のガス分配要素を含む場合がある。チャンバー内で行われる堆積プロセス中に、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面は、堆積プロセスの堆積種、堆積副産物、等の材料で被覆されることがある。
【０００４】
堆積チャンバー及びガス分配要素の適切な動作を保証するために、ガス分配要素を周期的に洗浄して、ガス分配要素の種々の表面及び／又はオリフィスから堆積材料を除去することができる。例えば、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面から堆積材料をエッチングする酸性槽のような洗浄溶液にガス分配要素を入れることができる。しかしながら、このような洗浄プロセスは、ガス分配要素にダメージを及ぼしてその有効寿命を制限することがある。従って、ガス分配要素のようなチャンバーのコンポーネントを洗浄するための改良された方法が要望されている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様において、オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する第１の方法が提供されている。この方法は、（Ａ）洗浄溶液を有する槽にコンポーネントを入れるステップと、（Ｂ）洗浄溶液でコンポーネントを洗浄する間に、オリフィスに流体を流し込んで、オリフィスの少なくとも第１部分を、洗浄溶液がない状態に維持するステップと、（Ｃ）オリフィスから流体を回収し、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入り込んでオリフィスの第１部分を洗浄するようにするステップとを備えている。
【０００６】
本発明の第２の態様において、オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法が提供されている。この方法は、（Ａ）洗浄溶液を有する槽にコンポーネントを入れるステップと、（Ｂ）洗浄溶液でオリフィスの第２部分を洗浄する間に、オリフィスに流体を流し込んで、オリフィスの少なくとも第１部分を、洗浄溶液がない状態に維持するステップと、（Ｃ）オリフィスから流体を回収し、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入り込んでオリフィスの第１部分を洗浄するようにするステップとを備えている。
【０００７】
本発明の第３の態様において、半導体装置製造用コンポーネントの洗浄中に使用するための装置が提供されている。この装置は、（Ａ）コンポーネントに結合されてコンポーネントとの流体密シールを形成するように適応される表面を有するジグと、（Ｂ）洗浄溶液でコンポーネントを洗浄する間にコンポーネントに流体を供給し及びコンポーネントに真空を付与するように適応される少なくとも１つの入口とを備えている。
【０００８】
本発明の他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面から完全に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】オリフィスを有するフェースプレート又は他のガス分配要素のようなチャンバーコンポーネントの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのオリフィスの一実施形態の分解図である。
【図２】本発明により槽内に入れられたコンポーネントの側面図である。
【図３】図２のコンポーネントのオリフィスの一実施形態を示す側面図である。
【図４】本発明により洗浄溶液を形成するプロセスを示す。
【図５】本発明の一実施形態によりコンポーネントを洗浄するプロセスを示すフローチャートである。
【図６】槽内の洗浄溶液の最上位レベルを指示するポイントにおけるオリフィスの第１の狭い部分内の洗浄溶液を示す。
【図７】本発明の実施形態により処理チャンバーのコンポーネントを洗浄するプロセスを示す。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、半導体装置製造中に使用されるチャンバーのコンポーネントを洗浄するための方法及び装置を提供する。より詳細には、洗浄プロセスによってダメージを受けることのあるコンポーネントの小さな幾何学形状部を保護しながらチャンバーのコンポーネントを洗浄できるようにする方法及び装置が提供される。
【００１１】
加えて、本発明は、洗浄溶液を調製して洗浄溶液を使用する方法も提供する。洗浄溶液は、ガス分配要素のようなコンポーネントから残留物を除去するエッチング剤のような洗浄剤を有する。また、洗浄溶液は、洗浄されているコンポーネントと相互作用して、例えば、コンポーネントの腐食を減少するような不動態化剤を有してもよい。
【００１２】
上述したように、堆積チャンバーのガス分配システムは、半導体装置の処理中にガスを流す１つ以上の穴、開口又は他のオリフィスを有するフェースプレート、ガス分配プレート又は他のガス分配要素を含むことができる。チャンバー内で遂行される堆積プロセス中に、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面は、堆積プロセスの堆積種、堆積副産物、等の材料で被覆されることがある。
【００１３】
堆積チャンバー及びガス分配要素の適切な動作を保証するために、ガス分配要素を周期的に洗浄して、ガス分配要素から堆積材料を除去することができる。通常、ガス分配要素を酸性槽のような洗浄溶液に入れ、これが、ガス分配要素のオリフィス及び他の表面から堆積材料をエッチングする。しかしながら、このような酸性槽を使用すると、ガス分配要素のオリフィス及び／又は他の小さな幾何学的特徴部をオーバーエッチングし及び／又はそこにダメージを及ぼすことがある。というのは、ガス分配要素の大きな平らな表面は、比較的厚い堆積層を生じることがあり、これは、ガス分配要素のオリフィス内及び／又は他の小さな幾何学的特徴部に形成される層よりも長い除去時間を要するからである。ガス分配要素の小さな幾何学的特徴部の、このような積極的な洗浄は、ガス分配要素の有効寿命を制限する。
【００１４】
本発明の方法及び装置は、洗浄プロセスによりダメージを受けることのあるコンポーネントの小さな幾何学形状部を保護しながら、ガス分配要素のようなチャンバーのコンポーネントを洗浄できるようにする。例えば、本発明のある実施形態では、ガス分配要素は、（例えば、処理中に基板に面する）主面を含むことができ、この主面内に１つ以上のオリフィスが形成されてガス分配要素を通して延びている。オリフィス（１つ又は複数）を保護しながらガス分配要素の主面を洗浄するために、オリフィス（１つ又は複数）にガスを送り込みながら主面を洗浄溶液に入れることができる。オリフィス（１つ又は複数）に送り込まれるガスは、主面が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを防止するか、又は洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを制限する。
【００１５】
ガス分配要素の主面が洗浄された後に、オリフィス（１つ又は複数）へのガスの流れを減少又は排除して、洗浄溶液がオリフィス（１つ又は複数）に入るのを許容することにより、オリフィス（１つ又は複数）を洗浄することができる。ある実施形態では、真空を使用して、オリフィス（１つ又は複数）を通して洗浄溶液を引くことができる。
【００１６】
このように、ガス分配要素の主面のような、大きくて比較的エッチングに不感な特徴部は、第１の洗浄段階中に洗浄することができ、また、ガス分配要素の穴又は他のオリフィスのような、小さくて比較的エッチングに敏感な特徴部は、制御性の高い第２の洗浄段階中に洗浄することができる。本発明の、これら及び他の実施形態は、他のチャンバーコンポーネントを洗浄するように使用することができる。以下、図１Ａから図７を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１Ａは、オリフィス１０２（例えば、コンポーネント１００を貫通して延びる穴又は他の形状の開口）を有するフェースプレート又は他のガス分配要素のようなチャンバーコンポーネント１００の側面図である。また、図示されていないが、コンポーネント１００は、オリフィス１０２と同様の付加的なオリフィスを含んでもよい。コンポーネント１００は、例えば、ガスがコンポーネント１００を通過して半導体ウェハのような基板（図示せず）と反応し及び／又はそこに堆積する化学気相堆積又は同様のプロセス中に使用することができる。使用中、コンポーネント１００は、堆積種、堆積副産物、等（例えば、フッ化アルミニウム及びフッ化シリコン）に露出される。その結果、堆積種及び副産物の両方からの残留物がコンポーネント１００のオリフィス１０２内及び前面１０４上に累積することがある。残留物がオリフィス１０２に蓄積すると、オリフィス１０２を通るガスの流量に悪影響が及ぶことがある。より詳細には、流量が減少して、堆積チャンバー内の堆積に悪影響を及ぼし、コンポーネント１００が、堆積運転中に、信頼性のないものになったり及び／又は使用不能なものになったりすることがある。
【００１８】
コンポーネント１００は、コンポーネント１００のオリフィス１０２及び表面１０４から残留物を除去するように洗浄することができる。通常、コンポーネント１００は、エッチング剤（例えば、残留物を破壊する酸）を含む洗浄溶液１０６を有する槽に入れられる。エッチング剤は、オリフィス１０２及び表面１０４の両方から残留物をエッチングする。しかしながら、エッチング剤は、コンポーネント１００に腐食を生じさせ、オリフィス１０２の寸法が変化して、最終的に、コンポーネント１００を使用不能にさせることがある。
【００１９】
図１Ｂは、図１Ａのオリフィス１０２一実施形態の分解図である。他のオリフィス形状及び／又はサイズを使用してもよい。オリフィス１０２は、幅Ｘ１及び長さＹ１の狭い部分１０２ａを含む。
【００２０】
洗浄中に、洗浄溶液がオリフィス１０２をエッチングし、オリフィスがより広く及び／又はより短くなることがある。例えば、部分１０２ａの幅Ｘ１は、エッチング剤が部分１０２ａを腐食させた結果として幅Ｘ２に増加することがある。更に、部分１０２ａの長さＹ１は、長さＹ２に減少することがある。
【００２１】
オリフィス１０２の流れ特性は、オリフィス１０２の幅及び／又は高さの変化によって影響を受けて、コンポーネント１００の堆積能力に影響を及ぼすことがある。更に、図示されていないが、コンポーネント１００は、多数のオリフィスを含んでもよい。一部の場合には、洗浄溶液がオリフィスを非均一に腐食させ、洗浄の後、オリフィスが異なる幅及び／又は長さをもつことがある。コンポーネント１００が、異なる寸法のオリフィスを有する場合には、コンポーネントが基板にわたってガスを均一に分配しないことになる。従って、堆積層が非均一となり、潜在的に公差から外れることがある。
【００２２】
本発明によれば、コンポーネントの洗浄中にオリフィスの一部分と洗浄溶液との間の接触を最小限にしてコンポーネントを均一に洗浄する方法が提供される。図２は、本発明により槽２０４内に入れられたコンポーネント１００の側面図である。槽２０４は、コンポーネント１００から残留物を除去する洗浄溶液を含む。図４を参照して詳細に述べるように、槽２０４内の洗浄溶液は、コンポーネント１００の洗浄要件に基づいて形成することができる。
【００２３】
図２を参照すれば、コンポーネント１００は、ジグ２０６に取り付けられ、ジグ２０６は、これに流体２０８を流し込めるように構成された通路２１０を有している。一実施形態において、ジグ２０６は、中空のもので、コンポーネント１００が（例えば、１つ以上のＯ−リング又は他のシール（図示せず）を経て）ジグ２０６に配置されたときにコンポーネント１００がジグ２０６との流体密嵌合を得るように構成することができる。更に、ジグ２０６は、これがコンポーネント１００の上面に圧力を保持できるように構成される。ジグ２０６は、例えば、酸又は他のエッチング剤と反応しない材料、例えば、ポリエチレン、等で作ることができる。
【００２４】
図３は、コンポーネント１００のオリフィス１０２の一実施形態の側面図である。オリフィス１０２は、第１の狭い部分３０２と、第２部分３０４と、第３部分３０５とを含む。第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００を通るガスの流れ特性をかなりの程度まで指示する幅Ｘ１及び長さＹ１を有している。本発明の一実施形態では、幅Ｘ１は、約１２ミクロンから約２０ミクロンの範囲であり、好ましくは、約１６ミクロンである。しかしながら、第１の狭い部分３０２の幅Ｘ１は、コンポーネント１００の用途に基づいて変化してもよい。例えば、コンポーネント１００から高い流量のガスを必要とする用途は、より広いオリフィスを有してもよい。或いは又、低い流量を必要とする用途は、より狭いオリフィスを有してもよい。
【００２５】
一実施形態において、長さＹ１は、約４０ミルから約４５ミルの範囲であり、好ましくは、約４３ミルである。第１の狭い部分３０２の長さは、コンポーネント１００の用途に基づいて変化してもよいことに注意されたい。更なる例示のために、高い流量を必要とする用途は、より短い長さを有してもよい。一方、低い流量を必要とする用途は、より長い長さを有してもよい。例えば、第１の狭い部分３０２の長さ、及び第１の狭い部分３０２の幅は、どちらも、次の比率に基づいて決定されてもよい。
【００２６】
流量＝（１２．１＊(Ｘ１)３）／Ｙ１
以下に詳細に述べるように、少なくとも１つの実施形態では、コンポーネント１００の第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００の前面１０４が槽２０４内において洗浄溶液で洗浄されるときに保護される。従って、第１の狭い部分３０２は、コンポーネント１００の洗浄中にダメージを受けない。例えば、コンポーネント１００は、ジグ２０６に結合することができる。次いで、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２を保護しながらコンポーネント１００の前面１０４を洗浄するために、ジグ２０６の通路２１０を経てコンポーネント１００の第１の狭い部分３０２へ流体（例えば、ガス）を送り込みながら、槽２０４の洗浄溶液に前面１０４を入れることができる。前面１０４が洗浄された後、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２への流体の流れを停止して、洗浄溶液を第１の狭い部分３０２に入れて洗浄を行うことができる。例えば、ジグ２０６の通路２１０を経て第１の狭い部分３０２へ真空を付与し、（以下に更に述べるように）オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へ洗浄溶液を引き込むことができる。
【００２７】
図４は、本発明により洗浄溶液を形成するプロセス４００を示す。図４を参照すれば、ステップ４０２において、コンポーネント１００のようなコンポーネントの洗浄要件が決定される。例えば、コンポーネント１００から除去されるべき残留物の量を決定することができる。コンポーネント１００の洗浄要件に基づいて、洗浄溶液を形成することができる（ステップ４０４）。
【００２８】
一実施例として、洗浄溶液の一部分は、エッチング剤（例えば、フッ化水素酸、又は残留物を除去できる何か）でよく、また、洗浄溶液の第２部分は、不動態化剤（例えば、硝酸（ＨＮＯ３）、又は腐食を防止する何か）でよい。本発明の一実施形態によれば、洗浄溶液は、約１０％のＨＦ及び約９０％のＨＮＯ３で形成することができる。しかしながら、洗浄溶液に使用するエッチング剤の量及び使用する不動態化剤の量は、洗浄されるコンポーネントに対するエッチング要件に基づいて変化してもよい。更なる例示のために、より強いエッチングが要求される場合には、洗浄溶液は、約１５％のＨＦ及び約８５％のＨＮＯ３を含んでもよい。より弱いエッチングが要求される場合には、約５％のＨＦ及び約９５％のＨＮＯ３を有する洗浄溶液を使用してもよい。エッチング剤と不動態化剤との他の比率、及び／又は洗浄溶液用の他の化学物質を使用してもよい。洗浄溶液は、形成後に、ステップ４０６において、コンポーネント１００のようなコンポーネントを洗浄するために、槽２０４のような槽に入れられる。
【００２９】
図５は、本発明の実施形態によりコンポーネントを洗浄するためのプロセス５００を示すフローチャートである。ステップ５０２において、オリフィスを有するチャンバーコンポーネントが洗浄溶液に挿入される。例えば、図２を参照すれば、オリフィス１０２を有するコンポーネント１００が、洗浄溶液を有する槽２０４に挿入される。コンポーネント１００が洗浄溶液中に入れられると、ステップ５０４において、コンポーネント１００が洗浄される。
【００３０】
ステップ５０４において、オリフィスの少なくとも第１部分は、コンポーネントが洗浄される間に洗浄溶液がない状態に維持される。例えば、図３に示すように、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２は、（洗浄溶液の上限境界２０４ａで示されたように）洗浄溶液がない状態に維持してもよい。本発明の実施形態によれば、コンポーネントのオリフィスの一部分（又は全部）は、コンポーネントの洗浄中にオリフィスにガス（例えば、空気、酸素、窒素、アルゴン、キセノン、又は他の適当なガス）を噴射することにより、洗浄溶液がない状態に維持される。例えば、図２を再び参照すれば、コンポーネント１００が槽２０４に入れられると、通路２１０を通してジグ２０６にガスを噴射することができる。ガスは、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２（図３）に洗浄溶液が入り込むのを防止する圧力でコンポーネント１００に噴射することができる。ある実施形態では、ガスは、約１．１大気圧から約１．５大気圧の圧力で噴射することができるが、他の圧力を使用してもよい。
【００３１】
図３を参照すれば、ガスが通路２１０を経てジグ２０６へ噴射されたときには、ガスがオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に流れ込む。ガスが第１の狭い部分３０２に流れ込むと、洗浄溶液２０４は、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２の端３０２ａより下に維持される。洗浄溶液は、他の希望のレベルに維持されてもよく、また、ジグ２０６内の圧力を調整することによりオリフィス１０２から完全に除外されてもよい。
【００３２】
上述したように、オリフィスの第１の狭い部分３０２の寸法Ｘ１及びＹ１は、コンポーネント１００の機能にとって重要なことがある。端３０２ａは、第１の狭い部分３０２の終了点である。従って、洗浄溶液がコンポーネント１００の表面１０４の洗浄中に端３０２ａより上に上昇する場合は、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２を腐食させ、寸法Ｘ１及びＹ１を変更することがある。
【００３３】
図３に示す実施形態では、コンポーネント１００の表面１０４は、オリフィス１０２の第２部分３０４及び第３部分３０５と共に、槽２０４の洗浄溶液で洗浄される。ある実施形態では、表面１０４及び／又は第２部分３０４及び第３部分３０５を洗浄する時間は、約１０分から約数時間の範囲である。他の洗浄時間を使用してもよい。第１の狭い部分３０２が同じ時間周期（例えば、１０分から５時間）中に洗浄溶液に露出される場合には、第１の狭い部分３０２が腐食してもよい（例えば、受け容れられないように）ことに注意されたい。一般的に、洗浄の期間は、コンポーネント１００に累積した残留物の形式及び量に依存する。例えば、コンポーネント１００が、コンポーネント１００に炭素の蓄積を生じたプロセスに使用された場合には、洗浄を５時間まで続けることができる。
【００３４】
ステップ５０６では、コンポーネントのオリフィスの第１部分が洗浄される。例えば、オリフィスへのガスの流れを停止して、洗浄溶液をオリフィスに入れるのを許容することができる。少なくとも１つの実施形態では、オリフィスに真空を付与することができる。例えば、図２の実施形態では、ジグ２０６に真空を付与し、オリフィス１０２を通してジグ２０６の通路２１０から洗浄溶液を引くことができる。ある実施形態では、約２５０ミリトールから約７５０ミリトールの範囲の真空、更に好ましくは、約５００ミリトールの真空をジグ２０６及び／又はオリフィス１０２に付与することができる。真空がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に付与されると、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２へ移動し、そこに堆積した残留物を洗浄する。
【００３５】
オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２は、例えば、連続的に洗浄されてもよい（例えば、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に連続的に接触してもよい）。別の実施形態では、洗浄溶液をオリフィスの第１部分へ及び第１部分から循環させてもよい。この実施形態では、ガスが第１部分へ及び第１部分から繰り返し（例えば、規則的な間隔で）ポンプ送りされて、洗浄溶液がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へ引き込まれ、次いで、そこから引き出されるようにされる。ガスが第１の狭い部分３０２へとポンプ送りされると、ガスは、第１の狭い部分３０２から洗浄溶液を強制的に出す。ガスが第１の狭い部分３０２からポンプに送られると、再び真空が生成され、洗浄溶液が残留物の洗浄のために第１の狭い部分３０２へ戻される。少なくとも１つの実施形態では、オリフィスの第１部分の洗浄が約５分間で行われるが、それより長い又は短い洗浄時間が使用されてもよい。
【００３６】
更なる例示のために、図６は、槽２０４内の洗浄溶液の最上位レベルを示す点２０４ａにおいてオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２内の洗浄溶液を示している。最初に、真空を形成するために、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２からガスがポンプに送られる。ガスがポンプに送られて真空を形成すると、洗浄溶液が第１の狭い部分３０２へと移動する。洗浄溶液は、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２を通して流れてもよいし、又は第１の狭い部分３０２内に適当な時間中保持されてもよい。
【００３７】
或いは又、ガスがオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２へポンプで戻され、洗浄流体を強制的に出してもよい。洗浄溶液が第１の狭い部分３０２から強制的に出された後、ガスが再びオリフィス１０２からポンプに送られて、槽２０４からの洗浄溶液が更なる洗浄のために第１の狭い部分３０２へ移動される。このプロセスは、第１部分が充分きれいになるまで繰り返すことができる。オリフィスが洗浄された後に、プロセス５００が完了となる。
【００３８】
図７は、本発明の実施形態により処理チャンバーのコンポーネントを洗浄するためのプロセス７００を示す。最初に、ステップ７０２において、処理チャンバーからコンポーネントが取り出される。処理チャンバーからコンポーネントが取り出されると、ステップ７０４において、洗浄溶液を有する槽にコンポーネントが挿入される。コンポーネントが槽に挿入されると、プロセス７００は、ステップ７０６を遂行する。
【００３９】
ステップ７０６において、流体（例えば、窒素、又は不活性ガス等の別のガス）がコンポーネントのオリフィスの第１部分に噴射される。この流体は、オリフィスの第２部分が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィスの第１部分に入るのを防止するために噴射される。従って、ステップ７０８においてオリフィスの第２部分が洗浄される間に、洗浄溶液がオリフィスの第１部分を腐食させることはない。それ故、洗浄プロセス中に、第１部分の寸法が維持される。
【００４０】
オリフィスの第２部分の洗浄中に、オリフィスの第２部分内に洗浄溶液が維持される（ステップ７１０）。例えば、図３を再び参照すれば、流体は、槽２０４の洗浄溶液を、第２部分３０４の洗浄中にオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２の点３０２ａより下に維持する。それ故、第１の狭い部分３０２は、第２部分３０４が洗浄される間に洗浄溶液がない状態を保つ。第２部分が洗浄されると、プロセス７００は、ステップ７１２を遂行する。
【００４１】
ステップ７１２の間に、オリフィスの第１部分に真空が形成される。（ステップ７０８の間に供給された）オリフィスの流体をポンプで出すことによりオリフィスの第１部分に真空が形成される。本発明の実施形態により、約２５０ミリトールから約７５０ミリトールの範囲の真空、更に好ましくは、約５００ミリトールの真空を使用することができる。オリフィスの第１部分に真空が形成されると、洗浄溶液がオリフィスに入り、第１部分を洗浄する（ステップ７１４）。
【００４２】
例えば、図６を参照すれば、オリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に真空が形成されると、槽２０４の洗浄溶液がそこに入る。洗浄溶液が第１の狭い部分３０２に入ると、洗浄溶液は、第１の狭い部分３０２に累積された残留物を除去する。一実施形態では、洗浄溶液がオリフィス１０２の第１の狭い部分３０２に約５分間留まる（が、他の洗浄時間が使用されてもよい）。オリフィスの第１部分が洗浄された後に、ステップ７１６において溶液からコンポーネントが取り出され、プロセス７００が終了となる。
【００４３】
以上の説明は、本発明の実施形態を開示するものに過ぎない。当業者であれば、上述した装置及び方法の、本発明の範囲内に入る変更が容易に明らかであろう。例えば、オリフィスの一部分が洗浄溶液に露出される時間は、そこに存在する残留物に基づいて変化させてもよい。更に、種々のエッチング剤及び／又は不動態化剤を有する洗浄溶液を使用することができる。その結果、オリフィスを露出させる時間は、使用する洗浄溶液にも依存可能である。
【００４４】
従って、本発明は、その実施形態に関連して開示されたが、他の実施形態でも、特許請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲内に入り得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【００４５】
１００…チャンバーコンポーネント、１０２…オリフィス、１０４…前面、１０６…洗浄溶液、２０４…槽、２０６…ジグ、２０８…流体、２１０…通路、３０２…第１の狭い部分、３０２ａ…端、３０４…第２部分、３０５…第３部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法において、
洗浄溶液を有する槽に上記コンポーネントを入れるステップと、
上記洗浄溶液で上記コンポーネントを洗浄する間に、上記オリフィスに流体を流し込んで、上記オリフィスの少なくとも第１部分を、上記洗浄溶液がない状態に維持するステップと、
上記オリフィスから上記流体を回収し、上記洗浄溶液が上記オリフィスの上記第１部分に入り込んで上記オリフィスの上記第１部分を洗浄するようにするステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記コンポーネントは、ガス分配要素である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記コンポーネントは、堆積チャンバーに使用されるフェースプレートである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記洗浄溶液は、
フッ化水素酸（ＨＦ）、及び
硝酸（ＨＮＯ３）
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記洗浄溶液は、約１０％のフッ化水素酸及び約９０％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記洗浄溶液は、約１５％のフッ化水素酸及び約８５％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上記洗浄溶液は、約５％のフッ化水素酸及び約９５％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
上記流体は、窒素ガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記流体は、不活性ガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記オリフィスから上記流体を回収した後に上記オリフィスに上記流体を流し込むステップと、
上記オリフィスから上記流体を２回目に回収するステップと、
を更に備えた請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記オリフィスから上記流体を回収する上記ステップは、上記オリフィスに真空を付与する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記オリフィスに流体を流し込む上記ステップは、
上記コンポーネントにジグを結合する段階と、
上記ジグを通して上記オリフィスに流体を流し込む段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記ジグは上記コンポーネントと流体密シールを形成する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法において、
洗浄溶液を有する槽に上記コンポーネントを入れるステップと、
上記洗浄溶液で上記オリフィスの第２部分を洗浄する間に、上記オリフィスに流体を流し込んで、上記オリフィスの少なくとも第１部分を、上記洗浄溶液がない状態に維持するステップと、
上記オリフィスから上記流体を回収し、上記洗浄溶液が上記オリフィスの上記第１部分に入り込んで上記オリフィスの上記第１部分を洗浄するようにするステップと、
を備えた方法。
【請求項１５】
上記コンポーネントは、ガス分配要素である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記コンポーネントは、堆積チャンバーに使用されるフェースプレートである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記洗浄溶液は、
フッ化水素酸（ＨＦ）、及び
硝酸（ＨＮＯ３）
を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
上記オリフィスから上記流体を回収する上記ステップは、上記オリフィスに真空を付与する段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
上記オリフィスに流体を流し込む上記ステップは、
上記コンポーネントにジグを結合する段階と、
上記ジグを通して上記オリフィスに流体を流し込む段階と、
を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
半導体装置製造用コンポーネントの洗浄中に使用するための装置において、
上記コンポーネントに結合されて上記コンポーネントとの流体密シールを形成するように適応される表面を有するジグと、
洗浄溶液で上記コンポーネントを洗浄する間に上記コンポーネントに流体を供給し及び上記コンポーネントに真空を付与するように適応される少なくとも１つの入口と、
を備えた装置。
【請求項２１】
上記ジグは、上記洗浄溶液によってエッチングされない材料で構成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
上記ジグは、ポリエチレンで構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項１】
オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法において、
洗浄溶液を有する槽に上記コンポーネントを入れるステップと、
上記洗浄溶液で上記コンポーネントを洗浄する間に、上記オリフィスに流体を流し込んで、上記オリフィスの少なくとも第１部分を、上記洗浄溶液がない状態に維持するステップと、
上記オリフィスから上記流体を回収し、上記洗浄溶液が上記オリフィスの上記第１部分に入り込んで上記オリフィスの上記第１部分を洗浄するようにするステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
上記コンポーネントは、ガス分配要素である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記コンポーネントは、堆積チャンバーに使用されるフェースプレートである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記洗浄溶液は、
フッ化水素酸（ＨＦ）、及び
硝酸（ＨＮＯ３）
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記洗浄溶液は、約１０％のフッ化水素酸及び約９０％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記洗浄溶液は、約１５％のフッ化水素酸及び約８５％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上記洗浄溶液は、約５％のフッ化水素酸及び約９５％の硝酸を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
上記流体は、窒素ガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記流体は、不活性ガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記オリフィスから上記流体を回収した後に上記オリフィスに上記流体を流し込むステップと、
上記オリフィスから上記流体を２回目に回収するステップと、
を更に備えた請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記オリフィスから上記流体を回収する上記ステップは、上記オリフィスに真空を付与する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記オリフィスに流体を流し込む上記ステップは、
上記コンポーネントにジグを結合する段階と、
上記ジグを通して上記オリフィスに流体を流し込む段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記ジグは上記コンポーネントと流体密シールを形成する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
オリフィスを有する半導体製造チャンバーのコンポーネントを洗浄する方法において、
洗浄溶液を有する槽に上記コンポーネントを入れるステップと、
上記洗浄溶液で上記オリフィスの第２部分を洗浄する間に、上記オリフィスに流体を流し込んで、上記オリフィスの少なくとも第１部分を、上記洗浄溶液がない状態に維持するステップと、
上記オリフィスから上記流体を回収し、上記洗浄溶液が上記オリフィスの上記第１部分に入り込んで上記オリフィスの上記第１部分を洗浄するようにするステップと、
を備えた方法。
【請求項１５】
上記コンポーネントは、ガス分配要素である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記コンポーネントは、堆積チャンバーに使用されるフェースプレートである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記洗浄溶液は、
フッ化水素酸（ＨＦ）、及び
硝酸（ＨＮＯ３）
を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
上記オリフィスから上記流体を回収する上記ステップは、上記オリフィスに真空を付与する段階を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
上記オリフィスに流体を流し込む上記ステップは、
上記コンポーネントにジグを結合する段階と、
上記ジグを通して上記オリフィスに流体を流し込む段階と、
を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
半導体装置製造用コンポーネントの洗浄中に使用するための装置において、
上記コンポーネントに結合されて上記コンポーネントとの流体密シールを形成するように適応される表面を有するジグと、
洗浄溶液で上記コンポーネントを洗浄する間に上記コンポーネントに流体を供給し及び上記コンポーネントに真空を付与するように適応される少なくとも１つの入口と、
を備えた装置。
【請求項２１】
上記ジグは、上記洗浄溶液によってエッチングされない材料で構成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
上記ジグは、ポリエチレンで構成される、請求項２１に記載の装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１０−５０８１４５（Ｐ２０１０−５０８１４５Ａ）
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３５３０２（Ｐ２００９−５３５３０２）
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２２９７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０５７３５１
【国際公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３１日（２００７．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２２９７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０５７３５１
【国際公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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