基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置
処理容器の金属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リーニング方法を提供する。内部に被クリーニング物質が存在し、かつ少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５−５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ系材料のいずれかから構成された処理容器の内部にβ−ジケトンを含むクリーニングガスを供給して、基板処理装置をクリーニングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
現在、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタのゲート絶縁膜をＳｉＯ２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。このようなゲート絶縁膜は、まず、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）のＳｉ基板のデバイス活性領域に形成された自然酸化膜を取り除き、次いでＳｉ基板のデバイス活性領域にＳｉＯ２膜を形成し、その後ＳｉＯ２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ＳｉＯ２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、或いはウ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びラジカル酸化装置のチャンバ内に塩素系のガスを供給して、チャンバ内をクリーニングしている。なお、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に関しては、特開２０００−９６２４１号公報にヘキサフロオロアセチルアセトンを使用してチャンバ内のクリーニ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Ａｌ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リーニング方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、内部に被クリーニング物質が存在し、かつ少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニ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している。本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、このようなクリーニ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。
上記基板処理装置のクリーニング方法は、クリーニングガス供給工程前或いはクリーニングガス供給工程中に処理容器を３５０℃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、被クリーニング物質とクリーニ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、クリーニ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クリーニングガスを供給する工程であることが好ましい。クリーニングガス供給工程をこのような工程にすることにより、被クリーニング物質とクリーニングガスとの反応性を高めることができる。
上記β−ジケトンは、ヘキサフルオロアセチルアセトンであることが好ましい。β−ジケトンとして、ヘキサフルオロアセチルア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。クリーニングガスにこれらのものを含ませることにより、被クリーニング物質とクリーニ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ニング方法は、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、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、及びＰｒ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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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、クリーニ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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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、基板に形成された自然酸化膜を除去する装置の処理容器、基板上にＳｉ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ニング方法は、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ーニング方法は、クリーニ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、処理容器内のクリーニングのみならず、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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニング物質を取り除くためのβ−ジケトンを含むクリーニ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ャ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である。
図４は第１の実施の形態に係るラジカル酸化装置の模式的な構成図である。
図５は第１の実施の形態に係るＭＯＣＶＤ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ＳｉＯ２膜除去の流れを示したフローチャートである。
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ＳｉＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。
図８は第１の実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置で行われるＨｆＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。
図９Ａ〜図９Ｃ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１０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ャートである。
図１１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様子を模式的に示した図である。
図１２Ａは第１の実施の形態で使用されるＨｈｆａｃの化学構造を模式的に示した図であり、図１２Ｂは第１の実施の形態で生成されるＨｆ錯体の化学構造を模式的に示した図である。
図１３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１４は実施例２及び比較例に係るウェハの温度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１５は実施例３及び比較例に係るウェハの温度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１６は実施例４に係るウェハの温度とＨｆＳｉＯ膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１７は実施例５に係る内部チャンバ内の圧力とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１８は実施例６に係るＨｈｆａｃの流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１９は実施例７に係るＯ２の流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２０は実施例８に係るＯ２の流量とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２１は実施例９に係るＨ２Ｏの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２２は実施例１０に係るＨ２Ｏの濃度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２３実施例１１に係るＣ２Ｈ５ＯＨの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２４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２５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２６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ャ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１００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２５枚のウェハＷを収容したキャリアカセットが搬入されるロードロック室４がゲートバルブ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Ｓｉ基板１１を備えている。なお、Ｐ型Ｓｉ基板１１に限らず、Ｎ型Ｓｉ基板であってもよい。Ｐ型Ｓｉ基板１１の上部には、フィールド酸化膜として作用するＳｉＯ２膜１２が形成されている。ＳｉＯ２膜１２は、約１０００Åの厚さで形成されている。また、Ｐ型Ｓｉ基板１１のデバイス活性領域には、自然酸化膜であるＳｉＯ２膜１３が形成されている。
搬送室２には、ＳｉＯ２膜１３を除去する自然酸化膜除去装置１００、ＳｉＯ２膜を除去した後ゲート絶縁膜として作用するＳｉＯ２膜を形成するラジカル酸化装置２００、及びＳｉＯ２膜を形成した後ゲート絶縁膜として作用するＨｆＯ２膜を形成するＭＯＣＶＤ装置（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）３００が後述するゲートバルブ１０４，２０４，３０４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１００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１００は、ウェハＷを収容するためのチャンバ１０１を備えている。チャンバ１０１は、円筒状の外部チャンバ１０２と、外部チャンバ１０２内に配設されたドーム状の内部チャンバ１０３とから構成されている。
外部チャンバ１０２は、Ａｌ５０５２から形成されている。なお、Ａｌ５０５２に限らず、例えば、無垢Ａｌ、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１０２の内壁面には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）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１０２の側部には、内側に突き出た段部１０２Ａが形成されている。また、外部チャンバ１０２の所定箇所には開口１０２Ｂ〜１０２Ｄが形成されている。
開口１０２Ｂの縁部には、外部チャンバ１０２内の空間と外部チャンバ１０２外の空間とを仕切るためのゲートバルブ１０４が取り付けられている。また、開口１０２Ｃの縁部には、内部チャンバ１０３内を排気するための排気配管１０５の一端が接続されている。排気配管１０５の他端は、減圧ポンプ１０６に接続されている。減圧ポンプ１０６が作動することにより、開口１０２Ｃを介して内部チャンバ１０３内が排気され、内部チャンバ１０３内が減圧される。
排気配管１０５には、内部チャンバ１０２内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ１０７が介在している。オートプレッシャコントローラ１０７でコンダクタンスを調節することにより、内部チャンバ１０３内の圧力が所定の圧力に制御される。
開口１０２Ｄの縁部には、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間を排気するための排気配管１０８の一端が接続されている。排気配管１０８の他端は、減圧ポンプ１０９に接続されている。減圧ポンプ１０９が作動することにより、開口１０２Ｄを介して外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間が排気され、外部チャンバ１０２に熱が伝わり難くなる。
排気配管１０８には、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ１１０が介在している。オートプレッシャコントローラ１１０でコンダクタンスを調節することにより、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の圧力が所定の圧力に制御される。
外部チャンバ１０２内には、ウェハＷを載置する円板状のサセプタ１１１が配設されている。サセプタ１１１は、ＳｉＣから形成されている。サセプタ１１１の３箇所には、ウェハＷをサセプタ１１１に載置或いはサセプタ１１１からウェハＷを離間させるための孔１１１Ａが上下方向に形成されている。
サセプタ１１１は、セラミックスから形成されたリング状の支持部材１１２に支持されている。支持部材１１２には、エアシリンダ１１３が固定されている。エアシリンダ１１３の駆動でエアシリンダ１１３のロッド１１３Ａが伸縮することにより、サセプタ１１１が昇降する。なお、サセプタ１１１は、ウェハＷを搬送するための搬送位置とＳｉＯ２膜１３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１０２の外側に位置するロッド１１３Ａの部分は、伸縮自在なベローズ１１４で覆われている。ベローズ１１４でロッド１１３Ａを覆うことにより、外部チャンバ１０２内の気密性が保持される。
孔１１１Ａの下方には、孔１１１Ａに挿入可能なウェハ昇降ピン１１５がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン１１５は、ウェハ昇降ピン１１５が立設するようにリング状のウェハ昇降ピン支持台１１６に固定されている。
ウェハ昇降ピン支持台１１６には、エアシリンダ１１７が固定されている。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１６に支持されている状態で、エアシリンダ１１７のロッド１１７Ａが縮退することにより、ウェハ昇降ピン１１５が孔１１１Ａから抜脱され、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される。また、ウェハＷがサセプタ１１１に載置されている状態で、エアシリンダ１１７のロッド１１７Ａが伸長することにより、ウェハ昇降ピン１１５が孔１１１Ａに挿入され、ウェハＷがサセプタ１１１から離間される。
外部チャンバ１０２の外側に在るロッド１１７Ａの部分は、伸縮自在なベローズ１１８で覆われている。ベローズ１１８でロッド１１７Ａを覆うことにより、外部チャンバ１０３内の気密性が保持される。
サセプタ１１１及び支持部材１１２は、円筒状に形成された筒状部材１１９により取り囲まれている。筒状部材１１９は、例えばＳｉＣ等から形成されている。筒状部材１１９の上部には、内側に突き出たフランジ部１１９Ａが形成されている。フランジ部１１９Ａは、内径が支持部材１１９の外径よりも小さく、かつサセプタ１１１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１１９Ａを形成することにより、サセプタ１１１が処理位置で停止する。また、筒状部材１１９と外部チャンバ１０２との間には、開口１０２Ｃと通じた空間が形成されている。
外部チャンバ１０２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１２０が嵌め込まれている。熱線透過窓１２０の下方には、熱線透過窓１２０を取り囲むように加熱室１２１が配設されている。
加熱室１２１内には、サセプタ１１１を加熱する加熱ランプ１２２が配設されている。加熱ランプ１２２の点灯で加熱ランプ１２２から熱線が発せられることにより、熱線が熱線透過窓１２０を通過する。これにより、熱線透過窓１２０の上方に位置したサセプタ１１１が加熱される。なお、加熱ランプ１２２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１２２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。
加熱ランプ１２２には、加熱ランプ１２２を回転させるモータ１２３が接続されている。モータ１２３の回転軸１２３Ａが回転することにより、加熱ランプ１２２が回転し、ウェハＷが均一に加熱される。
外部チャンバ１０２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１２４が嵌め込まれている。熱線透過窓１２４の上方には、熱線透過窓１２４を取り囲むように加熱室１２５が配設されている。
加熱室１２５内には、内部チャンバ１０３を加熱する加熱ランプ１２６が配設されている。加熱ランプ１２６の点灯で加熱ランプ１２６から熱線が発せられることにより、熱線が熱線透過窓１２４を通過する。これにより、熱線透過窓１２４の下方に位置した内部チャンバ１０３が加熱される。なお、加熱ランプ１２６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１２６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１０２の段部１０２Ａには、溝１０２Ｅが形成されている。溝１０２Ｅ内には、紫外線を発生させる紫外線ランプ１２７が配設されている。紫外線ランプ１２７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１０３は、外部チャンバ１０２の段部１０２Ａ上に固定されている。内部チャンバ１０３は、ＳｉＣから形成されている。内部チャンバ１０３の底部には、ウェハＷを収容するための開口１０３Ａ、内部チャンバ１０３内の排気を行うための開口１０３Ｂ、及び内部チャンバ１０３内に紫外線を供給するための開口１０３Ｃが形成されている。
開口１０３Ｂは、外部チャンバ１０２と筒状部材１１９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１０３Ｂを形成することにより、減圧ポンプ１０６の作動で内部チャンバ１０３内が排気される。開口１０３Ｃは紫外線ランプ１２７の上方に形成されており、開口１０３Ｃ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１２８が嵌め込まれている。このような位置に紫外線透過窓１２８を嵌め込むことにより、紫外線ランプ１２７から発せられた紫外線が紫外線透過窓１２８を介して内部チャンバ１０３内に供給される。
内部チャンバ１０３内には、ＳｉＯ２膜除去ガス及びクリーニングガスを内部チャンバ１０３内に供給するためのノズル１２９が配設されている。ノズル１２９は、ウェハＷを挟んで開口１０３Ｂと対向するような位置に、かつ内部チャンバ１０３の底部付近に配設されている。このような位置にノズル１２９を配設することにより、ＳｉＯ２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１２９は、紫外線透過窓１２８の近傍に配設されている。このような位置にノズル１２９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１２９には、ガス供給配管１３０が接続されている。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０１を介してＨＦを収容したＨＦ供給源４０２が接続されている。ガス供給配管４０１には、ＨＦを供給するための開閉バルブ４０３及びＨＦの流量を調節するためのマスフローコントローラ４０４が介在している。マスフローコントローラ４０４が調節された状態で、開閉バルブ４０３が開かれることにより、ＨＦ供給源４０２から所定の流量でＨＦが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０５を介してＣＨ３ＯＨを収容したＣＨ３ＯＨ供給源４０６が接続されている。ガス供給配管４０５には、ＣＨ３ＯＨを供給するための開閉バルブ４０７及びＣＨ３ＯＨの流量を調節するためのマスフローコントローラ４０８が介在している。マスフローコントローラ４０８が調節された状態で、開閉バルブ４０７が開かれることにより、ＣＨ３ＯＨ供給源４０６から所定の流量でＣＨ３ＯＨが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０９を介してヘキサフルオロアセチルアセトン（ＣＦ３ＣＯＣＨ２ＣＯＣＦ３：Ｈｈｆａｃ）を収容したＨｈｆａｃ供給源４１０が接続されている。ガス供給配管４０９には、Ｈｈｆａｃを供給するための開閉バルブ４１１〜４１４及びＨｈｆａｃの流量を調節するマスフローコントローラ４１５が介在している。マスフローコントローラ４１５が調節された状態で、開閉バルブ４１１，４１２が開かれることにより、Ｈｈｆａｃ供給源４１０から所定の流量でＨｈｆａｃが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４１６を介してＯ２を収容したＯ２供給源４１７が接続されている。ガス供給配管４１６には、Ｏ２を供給するための開閉バルブ４１８〜４２１及びＯ２の流量を調節するマスフローコントローラ４２２が介在している。マスフローコントローラ４２２が調節された状態で、開閉バルブ４１８，４１９が開かれることにより、Ｏ２供給源４１７から所定の流量でＯ２が内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４２３を介してＨ２Ｏを収容したＨ２Ｏ供給源４２４が接続されている。なお、Ｈ２Ｏ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（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）等が挙げられる。ガス供給配管４２４には、Ｈ２Ｏを供給するための開閉バルブ４２５〜４２８及びＨ２Ｏの流量を調節するマスフローコントローラ４２９が介在している。マスフローコントローラ４２９が調節された状態で、開閉バルブ４２５，４２６が開かれることにより、Ｈ２Ｏ供給源４２４から所定の流量でＨ２Ｏが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４３０を介してＮ２を収容したＮ２供給源４３１が接続されている。ガス供給配管４３０には、Ｎ２を供給するための開閉バルブ４３２〜４３５及びＮ２の流量を調節するマスフローコントローラ４３６が介在している。マスフローコントローラ４３６が調節された状態で、開閉バルブ４３２，４３３が開かれることにより、Ｎ２供給源４３１から所定の流量でＮ２が内部チャンバ１０３内に供給される。
以下、ラジカル酸化装置２００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２００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２００は、自然酸化膜除去装置１００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１００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１００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１００と同じ部材であるが、ラジカル酸化装置２００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１００の部材と異なる符号を使用する。ここで、チャンバ２０１〜ノズル２２９は、チャンバ１０１〜ノズル１２９にそれぞれ対応している。
ラジカル酸化装置２００のノズル２２９には、ガス供給配管２３０が接続されている。ガス供給配管２３０には、ガス供給配管４０９，４１６，４２３，４３０を介してＨｈｆａｃ供給源４１０、Ｏ２供給源４１７、Ｈ２Ｏ供給源４２４、及びＮ２供給源４３１が接続されている。
以下、ＭＯＣＶＤ装置３００について説明する。図５は本実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置３００の模式的な構成図である。図５に示されるようにＭＯＣＶＤ装置３００は、自然酸化膜除去装置１００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１００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１００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１００と同じ部材であるが、ＭＯＣＶＤ装置３００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１００の部材と異なる符号を使用する。ここで、チャンバ３０１〜加熱ランプ３２６は、チャンバ１０１〜加熱ランプ１２６にそれぞれ対応し、ノズル３２９はノズル１２９に対応している。
ＭＯＣＶＤ装置３００のノズル３２９には、ガス供給配管３３０が接続されている。ガス供給配管３３０には、ガス供給配管４０９，４１６，４２３，４３０，４３７を介して、Ｈｈｆａｃ供給源４１０、Ｏ２供給源４１７、Ｈ２Ｏ供給源４２４、Ｎ２供給源４３１、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）を収容したＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）供給源４３８が接続されている。ガス供給配管４３７には、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）を供給するための開閉バルブ４３９及びＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）の流量を調節するためのマスフローコントローラ４４０が介在している。マスフローコントローラ４４０が調節された状態で、開閉バルブ４３９が開かれることにより、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）供給源４３８から所定の流量でＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）が内部チャンバ３０３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１００で行われるＳｉＯ２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２００で行われるＳｉＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。図８は本実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置３００で行われるＨｆＯ２膜形成の流れを示したフローチャートであり、図９Ａ〜図９Ｃ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１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及び外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１０１）。次いで、加熱ランプ１２２が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ１１１が加熱される（ステップ１０２）。
内部チャンバ１０３内の圧力が１〜２６Ｐａまで低下し、かつサセプタ１１１の温度が約２００℃まで上昇した後、ゲートバルブ１０４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１０２内にウェハＷが搬入される（ステップ１０３）。
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１１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１５に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりウェハ昇降ピン１１５が下降して、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される（ステップ１０４）。
ウェハＷがサセプタ１１１に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりサセプタ１１１が上昇して、サセプタ１１１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１０２内に搬入される（ステップ１０５）。
サセプタ１１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約２００℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４１９が開かれて、有機物除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給される。また、紫外線ランプ１２７が点灯して、内部チャンバ１０３内に紫外線が供給される（ステップ１０６）。有機物除去ガスは、主に、Ｏ２から構成されている。内部チャンバ１０３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Ｏ２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１０３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、クリーニ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４１８，４１９が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのＯ２の供給が停止される。また、紫外線ランプ１２７の点灯が停止されて、内部チャンバ１０３内への紫外線の供給が停止される（ステップ１０７）。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１２２の点灯が停止されて、サセプタ１１１の加熱が停止される。また、開閉バルブ４３２，４３３が開かれて、Ｎ２が内部チャンバ１０３内に供給される（ステップ１０８）。これにより、ウェハ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１１１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５０℃以下に安定した後、開閉バルブ４０３，４０７が開かれて、ＳｉＯ２膜除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給される（ステップ１０９）。ＳｉＯ２膜除去ガスは、主に、ＨＦとＣＨ３ＯＨとから構成されている。ＳｉＯ２膜除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給されると、ＳｉＯ２膜除去ガスに含まれているＨＦとＳｉＯ２膜１３とが反応し、図９Ａに示されるようにウェハＷ上からＳｉＯ２膜１３が除去される。
所定時間経過後、開閉バルブ４０３，４０７が閉じられて、ＳｉＯ２膜除去ガスの供給が停止される（ステップ１１０）。これにより、ＳｉＯ２膜１３の除去が終了される。
ＳｉＯ２膜除去ガスの供給が停止された後、エアシリンダ１１３の駆動によりサセプタ１１１が下降して、サセプタ１１１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１０２内から搬出される（ステップ１１１）。続いて、エアシリンダ１１７の駆動によりウェハ昇降ピン１１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ１１１から離れる（ステップ１１２）。
その後、ゲートバルブ１０４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１０２から搬出される（ステップ１１３）。これで、ＳｉＯ２膜１３の除去が終了する。
ウェハＷが外部チャンバ１０２から搬出された後、減圧ポンプ２０６，２０９が作動して、内部チャンバ２０３内及び外部チャンバ２０２と内部チャンバ２０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ２０１）。次いで、加熱ランプ２２２が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ２１１が加熱される（ステップ２０２）。
内部チャンバ２０３内の圧力が約１．３３×１０〜１．３３×１０２Ｐａまで低下し、かつサセプタ２１１の温度が約４００〜５００℃まで上昇した後、ゲートバルブ２０４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２０２内にＳｉＯ２膜１３が除去されたウェハＷが搬入される（ステップ２０３）。
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２１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン２１５に載置された後、エアシリンダ２１７の駆動によりウェハ昇降ピン２１５が下降して、ウェハＷがサセプタ２１１に載置される（ステップ２０４）。
ウェハＷがサセプタ２１１に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりサセプタ２１１が上昇して、サセプタ２１１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２０３内に搬入される（ステップ２０５）。
サセプタ２１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００〜５００℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４２０が開かれて、内部チャンバ２０３内にＳｉＯ２膜形成ガスが供給される。また、紫外線ランプ２２７が点灯して、内部チャンバ２０３内に紫外線が供給される（ステップ２０６）。ＳｉＯ２膜形成ガスは、主にＯ２から構成されている。内部チャンバ２０３内に供給されたＳｉＯ２膜形成ガスに紫外線が照射されると、紫外線によりＳｉＯ２膜形成ガスに含まれるＯ２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Ｓｉ基板１１とが反応し、図９Ｂに示されるようにウェハ上にＳｉＯ２膜１４が形成される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１８，４２０が閉じられて、内部チャンバ２０３内へのＳｉＯ２膜形成ガスの供給が停止される。また、紫外線ランプ２２７の点灯が停止されて、内部チャンバ２０３内への紫外線の供給が停止される（ステップ２０７）。これにより、ＳｉＯ２膜１４の形成が終了される。
ＳｉＯ２膜１４の形成が終了された後、エアシリンダ２１３の駆動によりサセプタ２１１が下降して、サセプタ２１１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２０３内から搬出される（ステップ２０８）。続いて、エアシリンダ２１７の駆動によりウェハ昇降ピン２１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ１１１から離れる（ステップ２０９）。
その後、ゲートバルブ２０４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２０２から搬出される（ステップ２１０）。
ウェハＷが外部チャンバ２０２から搬出された後、減圧ポンプ３０６，３０９が作動して、内部チャンバ３０３内及び外部チャンバ３０２と内部チャンバ３０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ３０１）。次いで、加熱ランプ３２２，３２６が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ３１１及び内部チャンバ３０３が加熱される（ステップ３０２）。
内部チャンバ３０３内の圧力が約５０〜４００Ｐａまで低下し、かつサセプタ３１１の温度が約３００℃まで上昇し、内部チャンバ３０３の温度が約１５０℃まで上昇した後、ゲートバルブ３０４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３０２内にＳｉＯ２膜１４が形成されたウェハＷが搬入される（ステップ３０３）。
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３１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン３１５に載置された後、エアシリンダ３１７の駆動によりウェハ昇降ピン３１７が下降して、ウェハＷがサセプタ３１１に載置される（ステップ３０４）。
ウェハＷがサセプタ３１１に載置された後、エアシリンダ３１３の駆動によりサセプタ３１１が上昇して、サセプタ３１１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３０３内に搬入される（ステップ３０５）。
サセプタ３０３が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００〜５５０℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４２１，４３９が開かれて、内部チャンバ３０３内にＨｆＯ２膜形成ガスが供給される（ステップ３０６）。ＨｆＯ２膜形成ガスは、主に、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）とＯ２とから構成されている。内部チャンバ３０３内にＨｆＯ２膜形成ガスが供給されると、ＨｆＯ２膜形成ガスに含まれているＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）とＯ２とが反応し、図９Ｃに示されるようにウェハＷ上にＨｆＯ２膜１５が形成される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１８，４２１，４３９が閉じられて、ＨｆＯ２膜形成ガスの供給が停止される（ステップ３０７）。これにより、ＨｆＯ２膜１５の形成が終了される。
ＨｆＯ２膜１５の形成が終了された後、エアシリンダ３１３の駆動によりサセプタ３１１が下降して、サセプタ３１１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３０３内から搬出される（ステップ３０８）。続いて、エアシリンダ３１７の駆動によりウェハ昇降ピン３１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ３１１から離れる（ステップ３０９）。
その後、ゲートバルブ３０４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３０２から搬出される（ステップ３１０）。
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１０〜図１２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２００及びＭＯＣＶＤ装置３００で行われるクリーニングは、自然酸化膜除去装置１００で行われるクリーニングとほぼ同様であるので、自然酸化膜除去装置１００で行われるクリーニングを説明し、ラジカル酸化装置２００及びＭＯＣＶＤ装置３００で行われるクリーニングは説明を省略する。
図１０は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００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１１は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００内で行われるクリーニングの様子を模式的に示した図である。図１２Ａは本実施の形態で使用されるＨｈｆａｃの化学構造を模式的に示した図であり、図１２Ｂは本実施の形態で生成されるＨｆ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１００の内部チャンバ１０３等にＨｆＯ２が付着している場合について説明する。
まず、減圧ポンプ１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及び外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１２１Ａ）。次いで、加熱ランプ１２６，１２２が点灯して、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が加熱される（ステップ１２２Ａ）。
内部チャンバ１０３内の圧力が９．３１×１０３〜１．３３×１０４Ｐａまで低下し、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が約３００℃以上に加熱された後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が開かれて、図１１に示されるように内部チャンバ１０３内にクリーニングガスが供給される（ステップ１２３Ａ）。クリーニングガスは、主に、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、及びＮ２から構成されている。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＮ２は、それぞれ３２０〜３８０ｓｃｃｍ、１０〜５０ｓｃｃｍ、１００〜３００ｓｃｃｍの流量で内部チャンバ１０３内に供給される。また、Ｈ２Ｏは、濃度が約５０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍになるように内部チャンバ１０３内に供給される。クリーニングガスが内部チャンバ１０３内に供給されると、クリーニングガスに含まれているＨｈｆａｃと内部チャンバ１０３に付着しているＨｆＯ２とが反応して、内部チャンバ１０３からＨｆＯ２が取り除かれる。反応機構は次の通りである。Ｈｈｆａｃは互変異性を備えている。そのため、図１２Ａに示されるようにＨｈｆａｃは構造Ｉと構造ＩＩとの２つの構造をとり得る。構造ＩＩでは、Ｃ＝Ｏ結合とＣ−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、ＨｈｆａｃがＨｆＯ２のＨｆに配位して、図１２Ｂに示されるようなＨｆ錯体が形成される。生成されたＨｆ錯体は、気化し、内部チャンバ１０３の内壁面から離間する。このような反応機構でＨｈｆａｃにより内部チャンバ１０３に付着したＨｆＯ２が取り除かれる。なお、内部チャンバ１０３の内壁面から離間したＨｆ錯体は、排気により開口１０３Ｂ，１０２Ｃを介して外部チャンバ１０２の外部に排出される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのクリーニングガスの供給が停止される（ステップ１２４Ａ）。これにより、自然酸化膜除去装置１００のクリーニングが終了される。
本実施の形態では、Ｈｈｆａｃを含んだクリーニングガスを使用し、かつＳｉＣから形成された内部チャンバ１０３，２０３，３０３を使用しているので、内部チャンバ１０３，２０３，３０３の金属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内部チャンバ１０３，２０３，３０３の損傷を低減させることができる。即ち、Ｈｈｆａｃを使用しているので、Ｈｆのような金属及びＨｆＯ２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１０３，２０３，３０３から取り除くことができる。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３がＨｈｆａｃと反応し難いＳｉＣから形成されているので、Ｈｈｆａｃを使用しても内部チャンバ１０３，２０３，３０３が削れ難い。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３をＳｉＣから形成しているが、その他石英、Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及びＮｉ系材料のいずれかから内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、Ａｌ系材料とはＡｌが母材になっているものであり、また、Ｎｉ系材料とはＮｉが母材となっているものである。Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料としては例えばＡｌ５０５２等が挙げられ、Ｎｉ系材料としては例えばハステロイＣ−２２等が挙げられる。また、Ｍｇを０．５〜５．０重量％を含んだＡｌ系材料で内部チャンバ１０３，２０３，３０３を形成した場合に内部チャンバ１０３，２０３，３０３が削れ難くなるのは、Ａｌ系材料に含まれるＭｇとＨｈｆａｃのＦとが反応し、内部チャンバ１０３，２０３，３０３の内壁面にＭｇＦ２膜が形成され、このＭｇＦ２膜がＡｌとＨｈｆａｃとの反応を抑制する働きをするからである。また、Ａｌ系材料に含まれるＭｇを０．５〜５．０重量％としたのは、０．５重量％を下回るとＭｇＦ２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１０３，２０３，３０３の加熱時に外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０２，２０２，３０２の軟化を抑制することができる。即ち、通常、チャンバはＡｌから形成されている。一方、Ａｌは耐熱性に優れていない。それ故、Ａｌのチャンバを２５０℃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、外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３から放出される熱が外部チャンバ２０２に伝わり難くなる。それ故、外部チャンバ１０２，２０２，３０２の温度上昇を抑制することができ、外部チャンバ１０２，２０２，３０２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１０３，２０３，３０３の加熱時に外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３の加熱効率を向上させることができる。即ち、外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３からの放熱を抑制することができる。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、クリーニングガスにＯ２を含ませているので、効率良く内部チャンバ１０３，２０３，３０３からＨｆＯ２を取り除くことができる。また、クリーニングガスにＨ２Ｏを含ませているので、効率良く内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、ＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２を、Ｈｈｆａｃを含んだクリーニングガスに晒したときのＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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ＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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ニ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Ａｌ５０５２及びハステロイＣ−２２の組成を示した。
【表１】
クリーニングガスは、主に、Ｈｈｆａｃ、及びＣ２Ｈ５ＯＨから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は約３７５ｓｃｃｍであり、Ｃ２Ｈ５ＯＨの濃度は約１０００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約５．３２×１０３Ｐａであり、サセプタの温度は約４００℃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】
表２から分かるように、本実施例のＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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、クリーニングガスに晒す前と後とでは、クリーニングガスに晒した後の方が約０．０７６５ｇ軽くなっていた。
この結果から、本実施例のＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２は、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスに晒した場合であっ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、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＯ２をエッチングするとともに、ＨｆＯ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約１．１３×１０４Ｐａ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ＨｆＯ２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１３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１３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５００は、主に、ウェハを収容するチャンバ５０１、ウェハを載置するサセプタ５０２、サセプタ５０２を支持するサセプタ支持部材５０３、サセプタ５０２を加熱するためのサセプタ加熱系５０４、サセプタ５０２にウェハを載置或いはサセプタ５０２からウェハを離間させるウェハ昇降機構５０５、チャンバ５０１内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系５０６、チャンバ５０１内を排気するための排気系５０７、及びクリーニングガスを吐出するシャワーヘッド５０８等から構成されている。ここで、シャワーヘッド５０８はシャワーヘッド５０８から吐出されたクリーニングガスがサセプタ５０２上面に対して略垂直に流れるようにサセプタ５０２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、チャンバ５０１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１４は、本実施例及び比較例に係るウェハの温度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１４のグラフから分かるように、本実施例におけるＨｆＯ２膜は、Ｈｈｆａｃ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３５０℃以上の場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＯ２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ＨｆＯ２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３５０℃以上に加熱することが好ましいと考えられる。
また、図１４のグラフから分かるように、本実施例のＨｆＯ２膜のエッ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ＨｆＯ２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ーニ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ーニングガスを供給する方が、ウ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、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＡｌ２Ｏ３をエッチングするとともに、Ａｌ２Ｏ３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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約１．１３×１０４Ｐａ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Ａｌ２Ｏ３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５００を使用した。なお、クリーニングガスの成分、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１５は、本実施例及び比較例に係るウェハの温度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１５のグラフから分かるように、本実施例のＡｌ２Ｏ３膜は、Ｈｈｆａｃ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３５０℃以上の場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＡｌ２Ｏ３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Ａｌ２Ｏ３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３５０℃以上に加熱することが好ましいと考えられる。
また、図１５のグラフから分かるように、本実施例のＡｌ２Ｏ３膜のエッ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Ａｌ２Ｏ３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。Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＳｉＯをエッチングするとともに、ＨｆＳｉＯ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、ＨｆＳｉＯが付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＳｉＯ膜をクリーニングガスによりエッチングした。ＨｆＳｉＯ膜としては、Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｈｆ）が２０％，５０％，７０％のものをそれぞれ用意した。クリーニングガスとしては、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ａｒから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ａｒの流量は、それぞれ７５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約９．９７×１０３Ｐａ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ＨｆＳｉＯ膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１６は、本実施例に係るウェハの温度とＨｆＳｉＯ膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１６のグラフから分かるように、本実施例のＨｆＳｉＯ膜は、３７５℃以上でＨｈｆａｃを含むクリーニングガスによりエッチングされた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＳｉＯ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ＨｆＳｉＯ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３７５℃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、ＨｆＯ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、ウェハの温度は、４５０℃であった。このような状態を維持しながら内部チャンバ内の圧力を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１７は、本実施例に係る内部チャンバ内の圧力とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１７のグラフから分かるように、内部チャンバ内の圧力が０．９５×１０４〜１．２０×１０４Ｐａの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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０．９５×１０４〜１．２０×１０４Ｐａ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、ＨｆＯ２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Ｈｈｆａｃ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２は、それぞれ１５：２：８になるように供給され、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は１０００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約６．６５×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４００℃であった。このような状態を維持しながらＨｈｆａｃの流量を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１８は、本実施例に係るＨｈｆａｃの流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１８のグラフから分かるように、Ｈｈｆａｃの流量が３２０〜３８０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃを３２０〜３８０ｓｃｃｍ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、ＨｆＯ２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Ｏ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は３７５ｓｃｃｍであり、Ｈ２Ｏの濃度は７００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＯ２の流量を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１９は、本実施例に係るＯ２の流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１９のグラフから分かるように、Ｏ２の流量が５０〜２５０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｏ２を５０〜２５０ｓｃｃｍ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、Ａｌ２Ｏ３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Ｏ２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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は３７５ｓｃｃｍであり、Ｈ２Ｏの濃度は７００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＯ２の流量を変えてＡｌ２Ｏ３膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２０は、本実施例に係るＯ２の流量とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２０のグラフから分かるように、Ｏ２の流量が５０〜２５０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ａｌ２Ｏ３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、Ｏ２を５０〜２５０ｓｃｃｍ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、ＨｆＯ２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Ｈ２Ｏ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＨ２Ｏの濃度を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２１は、本実施例に係るＨ２Ｏの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２１のグラフから分かるように、Ｈ２Ｏの濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合に高いエッチレートが得られた。なお、Ｈ２Ｏの濃度が０ｐｐｍであっても、高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２が付着した基板処理装置をクリーニングする場合には、Ｈ２Ｏを１０００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍ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１０】
以下、実施例１０について説明する。本実施例では、Ａｌ２Ｏ３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Ｈ２Ｏ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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＨ２Ｏの濃度を変えてＡｌ２Ｏ３膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２２は、本実施例に係るＨ２Ｏの濃度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２２のグラフから分かるように、約１５０℃で形成されたＡｌ２Ｏ３膜のエッチングにおいては、Ｈ２Ｏの濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合に高いエッチレートが得られた。なお、Ｈ２Ｏの濃度が０ｐｐｍであっても、高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ａｌ２Ｏ３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１０００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍ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１１】
以下、実施例１１について説明する。本実施例では、ＨｆＯ２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Ｃ２Ｈ５ＯＨ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＣ２Ｈ５ＯＨから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約６．６５×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４００℃であった。このような状態を維持しながらＣ２Ｈ５ＯＨの濃度を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２３は、本実施例に係るＣ２Ｈ５ＯＨの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２３のグラフから分かるように、Ｃ２Ｈ５ＯＨの濃度が５００〜１０００ｐｐｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｃ２Ｈ５ＯＨを５００〜１０００ｐｐｍ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ＳｉＣのコーティング層で構成した例について説明する。図２４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１０３は、基体１０３Ｄと基体１０３Ｄの内壁面に形成されたコーティング層１０３Ｅとから構成されている。基体１０３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１０３Ｅは、ＳｉＣ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１０３ＥをＳｉＣから構成しているが、その他石英、Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及びＮｉ系材料のいずれかからコーティング層１０３Ｅ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、ウ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ーニングガスを供給する例について説明する。図２５は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００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２６は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００内で行われるクリーニングの様子を模式的に示した図である。
まず、減圧ポンプ１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及ひ外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１２１Ｂ）。次いで、加熱ランプ１２６，１２２が点灯して、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が加熱される（ステップ１２２Ｂ）。
内部チャンバ１０３内の圧力が９．３１×１０３〜１．３３×１０４Ｐａまで低下し、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が約３００℃以上に加熱された後、ゲートバルブ１０４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１０２内にウェハＷが搬入される（ステップ１２３Ｂ）。
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１１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１５に載置された後、ウェハ昇降ピン１１５が下降して、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される（ステップ１２４Ｂ）。
ウェハＷがサセプタ１１１に載置された後、サセプタ１１１が上昇して、サセプタ１１１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１０２内に搬入される（ステップ１２５Ｂ）。
サセプタ１１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００℃以上に安定した後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が開かれて、図２６に示されるように内部チャンバ１０３内にクリーニングガスが供給される（ステップ１２６Ｂ）。これにより、内部チャンバ１０３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４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのクリーニングガスの供給が停止される（ステップ１２７Ｂ）。これにより、自然酸化膜除去装置１００のクリーニングが終了される。
本実施の形態では、内部チャンバ１０３内ウェハＷを収容した状態で、内部チャンバ１０３内にクリーニングガスを供給するので、内部チャンバ内のクリーニングとウェハＷのクリーニ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１１１の一部を覆った状態で、内部チャンバ１０３内にクリーニングガスを供給するので、サセプタ１１１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、Ｈｈｆａｃを使用しているが、Ｈｈｆａｃに限らずその他のβ−ジケトンを使用してもよい。Ｈｈｆａｃ以外のβ−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）３ＣＣＯＣＨ２ＣＯＣ（ＣＨ３）３：Ｈｔｈｄ）、アセチルアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＯＣＨ３）等が挙げられる。
上記第１〜第３の実施形態では、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＨ２Ｏから構成されたクリーニングガスを使用しているが、Ｈｆａｃ以外のものを取り除いたクリーニ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、ＳｉＯ２膜１３の除去、ＳｉＯ２膜１４の形成、ＨｆＯ２膜１５の形成の際に、サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させていないが、サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させてもよい。サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させた場合には、ＳｉＯ２膜１３の除去の面内均一性、ＳｉＯ２膜１４及びＨｆＯ２膜１５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、ＳｉＯ２膜１３の除去、ＳｉＯ２膜１４の形成、及びＨｆＯ２膜１５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を使用しているが、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１００について説明しているが、ラジカル酸化装置２００及びＭＯＣＶＤ装置３００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ーニ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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【技術分野】
本発明は、基板処理装置のクリーニング方法及び基板処理装置に関する。
【背景技術】
現在、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタのゲート絶縁膜をＳｉＯ２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。このようなゲート絶縁膜は、まず、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）のＳｉ基板のデバイス活性領域に形成された自然酸化膜を取り除き、次いでＳｉ基板のデバイス活性領域にＳｉＯ２膜を形成し、その後ＳｉＯ２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ＳｉＯ２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、或いはウ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びラジカル酸化装置のチャンバ内に塩素系のガスを供給して、チャンバ内をクリーニングしている。なお、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に関しては、特開２０００−９６２４１号公報にヘキサフロオロアセチルアセトンを使用してチャンバ内のクリーニ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Ａｌ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リーニング方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、内部に被クリーニング物質が存在し、かつ少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニ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している。本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、このようなクリーニ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。
上記基板処理装置のクリーニング方法は、クリーニングガス供給工程前或いはクリーニングガス供給工程中に処理容器を３５０℃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、被クリーニング物質とクリーニ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、クリーニ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クリーニングガスを供給する工程であることが好ましい。クリーニングガス供給工程をこのような工程にすることにより、被クリーニング物質とクリーニングガスとの反応性を高めることができる。
上記β−ジケトンは、ヘキサフルオロアセチルアセトンであることが好ましい。β−ジケトンとして、ヘキサフルオロアセチルア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。クリーニングガスにこれらのものを含ませることにより、被クリーニング物質とクリーニ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ニング方法は、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、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、及びＰｒ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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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、クリーニ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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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、基板に形成された自然酸化膜を除去する装置の処理容器、基板上にＳｉ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ニング方法は、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ーニング方法は、クリーニ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、処理容器内のクリーニングのみならず、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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニング物質を取り除くためのβ−ジケトンを含むクリーニ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ャ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である。
図４は第１の実施の形態に係るラジカル酸化装置の模式的な構成図である。
図５は第１の実施の形態に係るＭＯＣＶＤ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ＳｉＯ２膜除去の流れを示したフローチャートである。
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ＳｉＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。
図８は第１の実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置で行われるＨｆＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。
図９Ａ〜図９Ｃ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１０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ャートである。
図１１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様子を模式的に示した図である。
図１２Ａは第１の実施の形態で使用されるＨｈｆａｃの化学構造を模式的に示した図であり、図１２Ｂは第１の実施の形態で生成されるＨｆ錯体の化学構造を模式的に示した図である。
図１３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１４は実施例２及び比較例に係るウェハの温度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１５は実施例３及び比較例に係るウェハの温度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１６は実施例４に係るウェハの温度とＨｆＳｉＯ膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１７は実施例５に係る内部チャンバ内の圧力とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１８は実施例６に係るＨｈｆａｃの流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図１９は実施例７に係るＯ２の流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２０は実施例８に係るＯ２の流量とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２１は実施例９に係るＨ２Ｏの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２２は実施例１０に係るＨ２Ｏの濃度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２３実施例１１に係るＣ２Ｈ５ＯＨの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。
図２４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２５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２６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ャ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１００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２５枚のウェハＷを収容したキャリアカセットが搬入されるロードロック室４がゲートバルブ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Ｓｉ基板１１を備えている。なお、Ｐ型Ｓｉ基板１１に限らず、Ｎ型Ｓｉ基板であってもよい。Ｐ型Ｓｉ基板１１の上部には、フィールド酸化膜として作用するＳｉＯ２膜１２が形成されている。ＳｉＯ２膜１２は、約１０００Åの厚さで形成されている。また、Ｐ型Ｓｉ基板１１のデバイス活性領域には、自然酸化膜であるＳｉＯ２膜１３が形成されている。
搬送室２には、ＳｉＯ２膜１３を除去する自然酸化膜除去装置１００、ＳｉＯ２膜を除去した後ゲート絶縁膜として作用するＳｉＯ２膜を形成するラジカル酸化装置２００、及びＳｉＯ２膜を形成した後ゲート絶縁膜として作用するＨｆＯ２膜を形成するＭＯＣＶＤ装置（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）３００が後述するゲートバルブ１０４，２０４，３０４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１００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１００は、ウェハＷを収容するためのチャンバ１０１を備えている。チャンバ１０１は、円筒状の外部チャンバ１０２と、外部チャンバ１０２内に配設されたドーム状の内部チャンバ１０３とから構成されている。
外部チャンバ１０２は、Ａｌ５０５２から形成されている。なお、Ａｌ５０５２に限らず、例えば、無垢Ａｌ、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１０２の内壁面には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）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１０２の側部には、内側に突き出た段部１０２Ａが形成されている。また、外部チャンバ１０２の所定箇所には開口１０２Ｂ〜１０２Ｄが形成されている。
開口１０２Ｂの縁部には、外部チャンバ１０２内の空間と外部チャンバ１０２外の空間とを仕切るためのゲートバルブ１０４が取り付けられている。また、開口１０２Ｃの縁部には、内部チャンバ１０３内を排気するための排気配管１０５の一端が接続されている。排気配管１０５の他端は、減圧ポンプ１０６に接続されている。減圧ポンプ１０６が作動することにより、開口１０２Ｃを介して内部チャンバ１０３内が排気され、内部チャンバ１０３内が減圧される。
排気配管１０５には、内部チャンバ１０２内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ１０７が介在している。オートプレッシャコントローラ１０７でコンダクタンスを調節することにより、内部チャンバ１０３内の圧力が所定の圧力に制御される。
開口１０２Ｄの縁部には、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間を排気するための排気配管１０８の一端が接続されている。排気配管１０８の他端は、減圧ポンプ１０９に接続されている。減圧ポンプ１０９が作動することにより、開口１０２Ｄを介して外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間が排気され、外部チャンバ１０２に熱が伝わり難くなる。
排気配管１０８には、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ１１０が介在している。オートプレッシャコントローラ１１０でコンダクタンスを調節することにより、外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の圧力が所定の圧力に制御される。
外部チャンバ１０２内には、ウェハＷを載置する円板状のサセプタ１１１が配設されている。サセプタ１１１は、ＳｉＣから形成されている。サセプタ１１１の３箇所には、ウェハＷをサセプタ１１１に載置或いはサセプタ１１１からウェハＷを離間させるための孔１１１Ａが上下方向に形成されている。
サセプタ１１１は、セラミックスから形成されたリング状の支持部材１１２に支持されている。支持部材１１２には、エアシリンダ１１３が固定されている。エアシリンダ１１３の駆動でエアシリンダ１１３のロッド１１３Ａが伸縮することにより、サセプタ１１１が昇降する。なお、サセプタ１１１は、ウェハＷを搬送するための搬送位置とＳｉＯ２膜１３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１０２の外側に位置するロッド１１３Ａの部分は、伸縮自在なベローズ１１４で覆われている。ベローズ１１４でロッド１１３Ａを覆うことにより、外部チャンバ１０２内の気密性が保持される。
孔１１１Ａの下方には、孔１１１Ａに挿入可能なウェハ昇降ピン１１５がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン１１５は、ウェハ昇降ピン１１５が立設するようにリング状のウェハ昇降ピン支持台１１６に固定されている。
ウェハ昇降ピン支持台１１６には、エアシリンダ１１７が固定されている。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１６に支持されている状態で、エアシリンダ１１７のロッド１１７Ａが縮退することにより、ウェハ昇降ピン１１５が孔１１１Ａから抜脱され、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される。また、ウェハＷがサセプタ１１１に載置されている状態で、エアシリンダ１１７のロッド１１７Ａが伸長することにより、ウェハ昇降ピン１１５が孔１１１Ａに挿入され、ウェハＷがサセプタ１１１から離間される。
外部チャンバ１０２の外側に在るロッド１１７Ａの部分は、伸縮自在なベローズ１１８で覆われている。ベローズ１１８でロッド１１７Ａを覆うことにより、外部チャンバ１０３内の気密性が保持される。
サセプタ１１１及び支持部材１１２は、円筒状に形成された筒状部材１１９により取り囲まれている。筒状部材１１９は、例えばＳｉＣ等から形成されている。筒状部材１１９の上部には、内側に突き出たフランジ部１１９Ａが形成されている。フランジ部１１９Ａは、内径が支持部材１１９の外径よりも小さく、かつサセプタ１１１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１１９Ａを形成することにより、サセプタ１１１が処理位置で停止する。また、筒状部材１１９と外部チャンバ１０２との間には、開口１０２Ｃと通じた空間が形成されている。
外部チャンバ１０２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１２０が嵌め込まれている。熱線透過窓１２０の下方には、熱線透過窓１２０を取り囲むように加熱室１２１が配設されている。
加熱室１２１内には、サセプタ１１１を加熱する加熱ランプ１２２が配設されている。加熱ランプ１２２の点灯で加熱ランプ１２２から熱線が発せられることにより、熱線が熱線透過窓１２０を通過する。これにより、熱線透過窓１２０の上方に位置したサセプタ１１１が加熱される。なお、加熱ランプ１２２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１２２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。
加熱ランプ１２２には、加熱ランプ１２２を回転させるモータ１２３が接続されている。モータ１２３の回転軸１２３Ａが回転することにより、加熱ランプ１２２が回転し、ウェハＷが均一に加熱される。
外部チャンバ１０２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１２４が嵌め込まれている。熱線透過窓１２４の上方には、熱線透過窓１２４を取り囲むように加熱室１２５が配設されている。
加熱室１２５内には、内部チャンバ１０３を加熱する加熱ランプ１２６が配設されている。加熱ランプ１２６の点灯で加熱ランプ１２６から熱線が発せられることにより、熱線が熱線透過窓１２４を通過する。これにより、熱線透過窓１２４の下方に位置した内部チャンバ１０３が加熱される。なお、加熱ランプ１２６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１２６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１０２の段部１０２Ａには、溝１０２Ｅが形成されている。溝１０２Ｅ内には、紫外線を発生させる紫外線ランプ１２７が配設されている。紫外線ランプ１２７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１０３は、外部チャンバ１０２の段部１０２Ａ上に固定されている。内部チャンバ１０３は、ＳｉＣから形成されている。内部チャンバ１０３の底部には、ウェハＷを収容するための開口１０３Ａ、内部チャンバ１０３内の排気を行うための開口１０３Ｂ、及び内部チャンバ１０３内に紫外線を供給するための開口１０３Ｃが形成されている。
開口１０３Ｂは、外部チャンバ１０２と筒状部材１１９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１０３Ｂを形成することにより、減圧ポンプ１０６の作動で内部チャンバ１０３内が排気される。開口１０３Ｃは紫外線ランプ１２７の上方に形成されており、開口１０３Ｃ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１２８が嵌め込まれている。このような位置に紫外線透過窓１２８を嵌め込むことにより、紫外線ランプ１２７から発せられた紫外線が紫外線透過窓１２８を介して内部チャンバ１０３内に供給される。
内部チャンバ１０３内には、ＳｉＯ２膜除去ガス及びクリーニングガスを内部チャンバ１０３内に供給するためのノズル１２９が配設されている。ノズル１２９は、ウェハＷを挟んで開口１０３Ｂと対向するような位置に、かつ内部チャンバ１０３の底部付近に配設されている。このような位置にノズル１２９を配設することにより、ＳｉＯ２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１２９は、紫外線透過窓１２８の近傍に配設されている。このような位置にノズル１２９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１２９には、ガス供給配管１３０が接続されている。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０１を介してＨＦを収容したＨＦ供給源４０２が接続されている。ガス供給配管４０１には、ＨＦを供給するための開閉バルブ４０３及びＨＦの流量を調節するためのマスフローコントローラ４０４が介在している。マスフローコントローラ４０４が調節された状態で、開閉バルブ４０３が開かれることにより、ＨＦ供給源４０２から所定の流量でＨＦが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０５を介してＣＨ３ＯＨを収容したＣＨ３ＯＨ供給源４０６が接続されている。ガス供給配管４０５には、ＣＨ３ＯＨを供給するための開閉バルブ４０７及びＣＨ３ＯＨの流量を調節するためのマスフローコントローラ４０８が介在している。マスフローコントローラ４０８が調節された状態で、開閉バルブ４０７が開かれることにより、ＣＨ３ＯＨ供給源４０６から所定の流量でＣＨ３ＯＨが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４０９を介してヘキサフルオロアセチルアセトン（ＣＦ３ＣＯＣＨ２ＣＯＣＦ３：Ｈｈｆａｃ）を収容したＨｈｆａｃ供給源４１０が接続されている。ガス供給配管４０９には、Ｈｈｆａｃを供給するための開閉バルブ４１１〜４１４及びＨｈｆａｃの流量を調節するマスフローコントローラ４１５が介在している。マスフローコントローラ４１５が調節された状態で、開閉バルブ４１１，４１２が開かれることにより、Ｈｈｆａｃ供給源４１０から所定の流量でＨｈｆａｃが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４１６を介してＯ２を収容したＯ２供給源４１７が接続されている。ガス供給配管４１６には、Ｏ２を供給するための開閉バルブ４１８〜４２１及びＯ２の流量を調節するマスフローコントローラ４２２が介在している。マスフローコントローラ４２２が調節された状態で、開閉バルブ４１８，４１９が開かれることにより、Ｏ２供給源４１７から所定の流量でＯ２が内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４２３を介してＨ２Ｏを収容したＨ２Ｏ供給源４２４が接続されている。なお、Ｈ２Ｏ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（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）等が挙げられる。ガス供給配管４２４には、Ｈ２Ｏを供給するための開閉バルブ４２５〜４２８及びＨ２Ｏの流量を調節するマスフローコントローラ４２９が介在している。マスフローコントローラ４２９が調節された状態で、開閉バルブ４２５，４２６が開かれることにより、Ｈ２Ｏ供給源４２４から所定の流量でＨ２Ｏが内部チャンバ１０３内に供給される。
ガス供給配管１３０には、ガス供給配管４３０を介してＮ２を収容したＮ２供給源４３１が接続されている。ガス供給配管４３０には、Ｎ２を供給するための開閉バルブ４３２〜４３５及びＮ２の流量を調節するマスフローコントローラ４３６が介在している。マスフローコントローラ４３６が調節された状態で、開閉バルブ４３２，４３３が開かれることにより、Ｎ２供給源４３１から所定の流量でＮ２が内部チャンバ１０３内に供給される。
以下、ラジカル酸化装置２００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２００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２００は、自然酸化膜除去装置１００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１００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１００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１００と同じ部材であるが、ラジカル酸化装置２００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１００の部材と異なる符号を使用する。ここで、チャンバ２０１〜ノズル２２９は、チャンバ１０１〜ノズル１２９にそれぞれ対応している。
ラジカル酸化装置２００のノズル２２９には、ガス供給配管２３０が接続されている。ガス供給配管２３０には、ガス供給配管４０９，４１６，４２３，４３０を介してＨｈｆａｃ供給源４１０、Ｏ２供給源４１７、Ｈ２Ｏ供給源４２４、及びＮ２供給源４３１が接続されている。
以下、ＭＯＣＶＤ装置３００について説明する。図５は本実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置３００の模式的な構成図である。図５に示されるようにＭＯＣＶＤ装置３００は、自然酸化膜除去装置１００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１００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１００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１００と同じ部材であるが、ＭＯＣＶＤ装置３００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１００の部材と異なる符号を使用する。ここで、チャンバ３０１〜加熱ランプ３２６は、チャンバ１０１〜加熱ランプ１２６にそれぞれ対応し、ノズル３２９はノズル１２９に対応している。
ＭＯＣＶＤ装置３００のノズル３２９には、ガス供給配管３３０が接続されている。ガス供給配管３３０には、ガス供給配管４０９，４１６，４２３，４３０，４３７を介して、Ｈｈｆａｃ供給源４１０、Ｏ２供給源４１７、Ｈ２Ｏ供給源４２４、Ｎ２供給源４３１、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）を収容したＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）供給源４３８が接続されている。ガス供給配管４３７には、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）を供給するための開閉バルブ４３９及びＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）の流量を調節するためのマスフローコントローラ４４０が介在している。マスフローコントローラ４４０が調節された状態で、開閉バルブ４３９が開かれることにより、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）供給源４３８から所定の流量でＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）が内部チャンバ３０３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１００で行われるＳｉＯ２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２００で行われるＳｉＯ２膜形成の流れを示したフローチャートである。図８は本実施の形態に係るＭＯＣＶＤ装置３００で行われるＨｆＯ２膜形成の流れを示したフローチャートであり、図９Ａ〜図９Ｃ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１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及び外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１０１）。次いで、加熱ランプ１２２が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ１１１が加熱される（ステップ１０２）。
内部チャンバ１０３内の圧力が１〜２６Ｐａまで低下し、かつサセプタ１１１の温度が約２００℃まで上昇した後、ゲートバルブ１０４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１０２内にウェハＷが搬入される（ステップ１０３）。
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１１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１５に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりウェハ昇降ピン１１５が下降して、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される（ステップ１０４）。
ウェハＷがサセプタ１１１に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりサセプタ１１１が上昇して、サセプタ１１１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１０２内に搬入される（ステップ１０５）。
サセプタ１１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約２００℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４１９が開かれて、有機物除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給される。また、紫外線ランプ１２７が点灯して、内部チャンバ１０３内に紫外線が供給される（ステップ１０６）。有機物除去ガスは、主に、Ｏ２から構成されている。内部チャンバ１０３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Ｏ２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１０３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、クリーニ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４１８，４１９が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのＯ２の供給が停止される。また、紫外線ランプ１２７の点灯が停止されて、内部チャンバ１０３内への紫外線の供給が停止される（ステップ１０７）。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１２２の点灯が停止されて、サセプタ１１１の加熱が停止される。また、開閉バルブ４３２，４３３が開かれて、Ｎ２が内部チャンバ１０３内に供給される（ステップ１０８）。これにより、ウェハ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１１１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５０℃以下に安定した後、開閉バルブ４０３，４０７が開かれて、ＳｉＯ２膜除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給される（ステップ１０９）。ＳｉＯ２膜除去ガスは、主に、ＨＦとＣＨ３ＯＨとから構成されている。ＳｉＯ２膜除去ガスが内部チャンバ１０３内に供給されると、ＳｉＯ２膜除去ガスに含まれているＨＦとＳｉＯ２膜１３とが反応し、図９Ａに示されるようにウェハＷ上からＳｉＯ２膜１３が除去される。
所定時間経過後、開閉バルブ４０３，４０７が閉じられて、ＳｉＯ２膜除去ガスの供給が停止される（ステップ１１０）。これにより、ＳｉＯ２膜１３の除去が終了される。
ＳｉＯ２膜除去ガスの供給が停止された後、エアシリンダ１１３の駆動によりサセプタ１１１が下降して、サセプタ１１１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１０２内から搬出される（ステップ１１１）。続いて、エアシリンダ１１７の駆動によりウェハ昇降ピン１１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ１１１から離れる（ステップ１１２）。
その後、ゲートバルブ１０４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１０２から搬出される（ステップ１１３）。これで、ＳｉＯ２膜１３の除去が終了する。
ウェハＷが外部チャンバ１０２から搬出された後、減圧ポンプ２０６，２０９が作動して、内部チャンバ２０３内及び外部チャンバ２０２と内部チャンバ２０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ２０１）。次いで、加熱ランプ２２２が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ２１１が加熱される（ステップ２０２）。
内部チャンバ２０３内の圧力が約１．３３×１０〜１．３３×１０２Ｐａまで低下し、かつサセプタ２１１の温度が約４００〜５００℃まで上昇した後、ゲートバルブ２０４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２０２内にＳｉＯ２膜１３が除去されたウェハＷが搬入される（ステップ２０３）。
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２１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン２１５に載置された後、エアシリンダ２１７の駆動によりウェハ昇降ピン２１５が下降して、ウェハＷがサセプタ２１１に載置される（ステップ２０４）。
ウェハＷがサセプタ２１１に載置された後、エアシリンダ１１７の駆動によりサセプタ２１１が上昇して、サセプタ２１１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２０３内に搬入される（ステップ２０５）。
サセプタ２１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００〜５００℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４２０が開かれて、内部チャンバ２０３内にＳｉＯ２膜形成ガスが供給される。また、紫外線ランプ２２７が点灯して、内部チャンバ２０３内に紫外線が供給される（ステップ２０６）。ＳｉＯ２膜形成ガスは、主にＯ２から構成されている。内部チャンバ２０３内に供給されたＳｉＯ２膜形成ガスに紫外線が照射されると、紫外線によりＳｉＯ２膜形成ガスに含まれるＯ２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Ｓｉ基板１１とが反応し、図９Ｂに示されるようにウェハ上にＳｉＯ２膜１４が形成される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１８，４２０が閉じられて、内部チャンバ２０３内へのＳｉＯ２膜形成ガスの供給が停止される。また、紫外線ランプ２２７の点灯が停止されて、内部チャンバ２０３内への紫外線の供給が停止される（ステップ２０７）。これにより、ＳｉＯ２膜１４の形成が終了される。
ＳｉＯ２膜１４の形成が終了された後、エアシリンダ２１３の駆動によりサセプタ２１１が下降して、サセプタ２１１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２０３内から搬出される（ステップ２０８）。続いて、エアシリンダ２１７の駆動によりウェハ昇降ピン２１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ１１１から離れる（ステップ２０９）。
その後、ゲートバルブ２０４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２０２から搬出される（ステップ２１０）。
ウェハＷが外部チャンバ２０２から搬出された後、減圧ポンプ３０６，３０９が作動して、内部チャンバ３０３内及び外部チャンバ３０２と内部チャンバ３０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ３０１）。次いで、加熱ランプ３２２，３２６が点灯して、搬送位置に位置したサセプタ３１１及び内部チャンバ３０３が加熱される（ステップ３０２）。
内部チャンバ３０３内の圧力が約５０〜４００Ｐａまで低下し、かつサセプタ３１１の温度が約３００℃まで上昇し、内部チャンバ３０３の温度が約１５０℃まで上昇した後、ゲートバルブ３０４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３０２内にＳｉＯ２膜１４が形成されたウェハＷが搬入される（ステップ３０３）。
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３１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン３１５に載置された後、エアシリンダ３１７の駆動によりウェハ昇降ピン３１７が下降して、ウェハＷがサセプタ３１１に載置される（ステップ３０４）。
ウェハＷがサセプタ３１１に載置された後、エアシリンダ３１３の駆動によりサセプタ３１１が上昇して、サセプタ３１１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３０３内に搬入される（ステップ３０５）。
サセプタ３０３が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００〜５５０℃に安定した後、開閉バルブ４１８，４２１，４３９が開かれて、内部チャンバ３０３内にＨｆＯ２膜形成ガスが供給される（ステップ３０６）。ＨｆＯ２膜形成ガスは、主に、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）とＯ２とから構成されている。内部チャンバ３０３内にＨｆＯ２膜形成ガスが供給されると、ＨｆＯ２膜形成ガスに含まれているＨｆ（ｔ−ＯＣ４Ｈ９）とＯ２とが反応し、図９Ｃに示されるようにウェハＷ上にＨｆＯ２膜１５が形成される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１８，４２１，４３９が閉じられて、ＨｆＯ２膜形成ガスの供給が停止される（ステップ３０７）。これにより、ＨｆＯ２膜１５の形成が終了される。
ＨｆＯ２膜１５の形成が終了された後、エアシリンダ３１３の駆動によりサセプタ３１１が下降して、サセプタ３１１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３０３内から搬出される（ステップ３０８）。続いて、エアシリンダ３１７の駆動によりウェハ昇降ピン３１５が上昇して、ウェハＷがサセプタ３１１から離れる（ステップ３０９）。
その後、ゲートバルブ３０４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３０２から搬出される（ステップ３１０）。
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１０〜図１２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２００及びＭＯＣＶＤ装置３００で行われるクリーニングは、自然酸化膜除去装置１００で行われるクリーニングとほぼ同様であるので、自然酸化膜除去装置１００で行われるクリーニングを説明し、ラジカル酸化装置２００及びＭＯＣＶＤ装置３００で行われるクリーニングは説明を省略する。
図１０は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００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１１は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００内で行われるクリーニングの様子を模式的に示した図である。図１２Ａは本実施の形態で使用されるＨｈｆａｃの化学構造を模式的に示した図であり、図１２Ｂは本実施の形態で生成されるＨｆ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１００の内部チャンバ１０３等にＨｆＯ２が付着している場合について説明する。
まず、減圧ポンプ１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及び外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１２１Ａ）。次いで、加熱ランプ１２６，１２２が点灯して、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が加熱される（ステップ１２２Ａ）。
内部チャンバ１０３内の圧力が９．３１×１０３〜１．３３×１０４Ｐａまで低下し、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が約３００℃以上に加熱された後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が開かれて、図１１に示されるように内部チャンバ１０３内にクリーニングガスが供給される（ステップ１２３Ａ）。クリーニングガスは、主に、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ、及びＮ２から構成されている。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＮ２は、それぞれ３２０〜３８０ｓｃｃｍ、１０〜５０ｓｃｃｍ、１００〜３００ｓｃｃｍの流量で内部チャンバ１０３内に供給される。また、Ｈ２Ｏは、濃度が約５０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍになるように内部チャンバ１０３内に供給される。クリーニングガスが内部チャンバ１０３内に供給されると、クリーニングガスに含まれているＨｈｆａｃと内部チャンバ１０３に付着しているＨｆＯ２とが反応して、内部チャンバ１０３からＨｆＯ２が取り除かれる。反応機構は次の通りである。Ｈｈｆａｃは互変異性を備えている。そのため、図１２Ａに示されるようにＨｈｆａｃは構造Ｉと構造ＩＩとの２つの構造をとり得る。構造ＩＩでは、Ｃ＝Ｏ結合とＣ−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、ＨｈｆａｃがＨｆＯ２のＨｆに配位して、図１２Ｂに示されるようなＨｆ錯体が形成される。生成されたＨｆ錯体は、気化し、内部チャンバ１０３の内壁面から離間する。このような反応機構でＨｈｆａｃにより内部チャンバ１０３に付着したＨｆＯ２が取り除かれる。なお、内部チャンバ１０３の内壁面から離間したＨｆ錯体は、排気により開口１０３Ｂ，１０２Ｃを介して外部チャンバ１０２の外部に排出される。
所定時間経過後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのクリーニングガスの供給が停止される（ステップ１２４Ａ）。これにより、自然酸化膜除去装置１００のクリーニングが終了される。
本実施の形態では、Ｈｈｆａｃを含んだクリーニングガスを使用し、かつＳｉＣから形成された内部チャンバ１０３，２０３，３０３を使用しているので、内部チャンバ１０３，２０３，３０３の金属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内部チャンバ１０３，２０３，３０３の損傷を低減させることができる。即ち、Ｈｈｆａｃを使用しているので、Ｈｆのような金属及びＨｆＯ２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１０３，２０３，３０３から取り除くことができる。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３がＨｈｆａｃと反応し難いＳｉＣから形成されているので、Ｈｈｆａｃを使用しても内部チャンバ１０３，２０３，３０３が削れ難い。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３をＳｉＣから形成しているが、その他石英、Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及びＮｉ系材料のいずれかから内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、Ａｌ系材料とはＡｌが母材になっているものであり、また、Ｎｉ系材料とはＮｉが母材となっているものである。Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料としては例えばＡｌ５０５２等が挙げられ、Ｎｉ系材料としては例えばハステロイＣ−２２等が挙げられる。また、Ｍｇを０．５〜５．０重量％を含んだＡｌ系材料で内部チャンバ１０３，２０３，３０３を形成した場合に内部チャンバ１０３，２０３，３０３が削れ難くなるのは、Ａｌ系材料に含まれるＭｇとＨｈｆａｃのＦとが反応し、内部チャンバ１０３，２０３，３０３の内壁面にＭｇＦ２膜が形成され、このＭｇＦ２膜がＡｌとＨｈｆａｃとの反応を抑制する働きをするからである。また、Ａｌ系材料に含まれるＭｇを０．５〜５．０重量％としたのは、０．５重量％を下回るとＭｇＦ２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１０３，２０３，３０３の加熱時に外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０２，２０２，３０２の軟化を抑制することができる。即ち、通常、チャンバはＡｌから形成されている。一方、Ａｌは耐熱性に優れていない。それ故、Ａｌのチャンバを２５０℃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、外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３から放出される熱が外部チャンバ２０２に伝わり難くなる。それ故、外部チャンバ１０２，２０２，３０２の温度上昇を抑制することができ、外部チャンバ１０２，２０２，３０２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１０３，２０３，３０３の加熱時に外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３の加熱効率を向上させることができる。即ち、外部チャンバ１０２，２０２，３０２と内部チャンバ１０３，２０３，３０３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１０３，２０３，３０３からの放熱を抑制することができる。それ故、内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、クリーニングガスにＯ２を含ませているので、効率良く内部チャンバ１０３，２０３，３０３からＨｆＯ２を取り除くことができる。また、クリーニングガスにＨ２Ｏを含ませているので、効率良く内部チャンバ１０３，２０３，３０３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、ＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２を、Ｈｈｆａｃを含んだクリーニングガスに晒したときのＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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ＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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ニ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Ａｌ５０５２及びハステロイＣ−２２の組成を示した。
【表１】
クリーニングガスは、主に、Ｈｈｆａｃ、及びＣ２Ｈ５ＯＨから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は約３７５ｓｃｃｍであり、Ｃ２Ｈ５ＯＨの濃度は約１０００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約５．３２×１０３Ｐａであり、サセプタの温度は約４００℃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】
表２から分かるように、本実施例のＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２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、クリーニングガスに晒す前と後とでは、クリーニングガスに晒した後の方が約０．０７６５ｇ軽くなっていた。
この結果から、本実施例のＳｉＣ、石英、Ａｌ５０５２、及びハステロイＣ−２２は、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスに晒した場合であっ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、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＯ２をエッチングするとともに、ＨｆＯ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約１．１３×１０４Ｐａ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ＨｆＯ２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１３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１３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５００は、主に、ウェハを収容するチャンバ５０１、ウェハを載置するサセプタ５０２、サセプタ５０２を支持するサセプタ支持部材５０３、サセプタ５０２を加熱するためのサセプタ加熱系５０４、サセプタ５０２にウェハを載置或いはサセプタ５０２からウェハを離間させるウェハ昇降機構５０５、チャンバ５０１内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系５０６、チャンバ５０１内を排気するための排気系５０７、及びクリーニングガスを吐出するシャワーヘッド５０８等から構成されている。ここで、シャワーヘッド５０８はシャワーヘッド５０８から吐出されたクリーニングガスがサセプタ５０２上面に対して略垂直に流れるようにサセプタ５０２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、チャンバ５０１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１４は、本実施例及び比較例に係るウェハの温度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１４のグラフから分かるように、本実施例におけるＨｆＯ２膜は、Ｈｈｆａｃ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３５０℃以上の場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＯ２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ＨｆＯ２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３５０℃以上に加熱することが好ましいと考えられる。
また、図１４のグラフから分かるように、本実施例のＨｆＯ２膜のエッ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ＨｆＯ２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ーニ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ーニングガスを供給する方が、ウ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、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＡｌ２Ｏ３をエッチングするとともに、Ａｌ２Ｏ３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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約１．１３×１０４Ｐａ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Ａｌ２Ｏ３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５００を使用した。なお、クリーニングガスの成分、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１５は、本実施例及び比較例に係るウェハの温度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１５のグラフから分かるように、本実施例のＡｌ２Ｏ３膜は、Ｈｈｆａｃ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３５０℃以上の場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＡｌ２Ｏ３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Ａｌ２Ｏ３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３５０℃以上に加熱することが好ましいと考えられる。
また、図１５のグラフから分かるように、本実施例のＡｌ２Ｏ３膜のエッ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Ａｌ２Ｏ３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。Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＳｉＯをエッチングするとともに、ＨｆＳｉＯ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、ＨｆＳｉＯが付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＳｉＯ膜をクリーニングガスによりエッチングした。ＨｆＳｉＯ膜としては、Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｈｆ）が２０％，５０％，７０％のものをそれぞれ用意した。クリーニングガスとしては、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ａｒから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ａｒの流量は、それぞれ７５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は、約９．９７×１０３Ｐａ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ＨｆＳｉＯ膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１６は、本実施例に係るウェハの温度とＨｆＳｉＯ膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１６のグラフから分かるように、本実施例のＨｆＳｉＯ膜は、３７５℃以上でＨｈｆａｃを含むクリーニングガスによりエッチングされた。
この結果から、Ｈｈｆａｃを含むクリーニングガスによりＨｆＳｉＯ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ＨｆＳｉＯ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３７５℃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、ＨｆＯ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２から構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍであった。なお、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は０ｐｐｍであった。また、ウェハの温度は、４５０℃であった。このような状態を維持しながら内部チャンバ内の圧力を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１７は、本実施例に係る内部チャンバ内の圧力とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１７のグラフから分かるように、内部チャンバ内の圧力が０．９５×１０４〜１．２０×１０４Ｐａの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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０．９５×１０４〜１．２０×１０４Ｐａ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、ＨｆＯ２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Ｈｈｆａｃ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２は、それぞれ１５：２：８になるように供給され、クリーニングガス中のＨ２Ｏの濃度は１０００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約６．６５×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４００℃であった。このような状態を維持しながらＨｈｆａｃの流量を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１８は、本実施例に係るＨｈｆａｃの流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１８のグラフから分かるように、Ｈｈｆａｃの流量が３２０〜３８０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃを３２０〜３８０ｓｃｃｍ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、ＨｆＯ２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Ｏ２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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は３７５ｓｃｃｍであり、Ｈ２Ｏの濃度は７００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＯ２の流量を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図１９は、本実施例に係るＯ２の流量とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図１９のグラフから分かるように、Ｏ２の流量が５０〜２５０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｏ２を５０〜２５０ｓｃｃｍ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、Ａｌ２Ｏ３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Ｏ２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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃの流量は３７５ｓｃｃｍであり、Ｈ２Ｏの濃度は７００ｐｐｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＯ２の流量を変えてＡｌ２Ｏ３膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２０は、本実施例に係るＯ２の流量とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２０のグラフから分かるように、Ｏ２の流量が５０〜２５０ｓｃｃｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ａｌ２Ｏ３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、Ｏ２を５０〜２５０ｓｃｃｍ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、ＨｆＯ２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Ｈ２Ｏ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＨ２Ｏの濃度を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２１は、本実施例に係るＨ２Ｏの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２１のグラフから分かるように、Ｈ２Ｏの濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合に高いエッチレートが得られた。なお、Ｈ２Ｏの濃度が０ｐｐｍであっても、高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２が付着した基板処理装置をクリーニングする場合には、Ｈ２Ｏを１０００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍ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１０】
以下、実施例１０について説明する。本実施例では、Ａｌ２Ｏ３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Ｈ２Ｏ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、Ａｌ２Ｏ３が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＡｌ２Ｏ３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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、及びＨ２Ｏから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約９．３１×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４５０℃であった。このような状態を維持しながらＨ２Ｏの濃度を変えてＡｌ２Ｏ３膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２２は、本実施例に係るＨ２Ｏの濃度とＡｌ２Ｏ３膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２２のグラフから分かるように、約１５０℃で形成されたＡｌ２Ｏ３膜のエッチングにおいては、Ｈ２Ｏの濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合に高いエッチレートが得られた。なお、Ｈ２Ｏの濃度が０ｐｐｍであっても、高いエッチレートが得られた。
この結果から、Ａｌ２Ｏ３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１０００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍ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１１】
以下、実施例１１について説明する。本実施例では、ＨｆＯ２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Ｃ２Ｈ５ＯＨ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、ＨｆＯ２が付着した自然酸化膜除去装置をクリーニングガスによりクリーニングするのではなく、ウェハ上のＨｆＯ２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、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＣ２Ｈ５ＯＨから構成されたものを使用した。Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２の流量は、それぞれ３７５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍであった。また、内部チャンバ内の圧力は約６．６５×１０３Ｐａであり、ウェハの温度は約４００℃であった。このような状態を維持しながらＣ２Ｈ５ＯＨの濃度を変えてＨｆＯ２膜をエッチングした。
測定結果について説明する。図２３は、本実施例に係るＣ２Ｈ５ＯＨの濃度とＨｆＯ２膜のエッチレートとの関係を示したグラフである。図２３のグラフから分かるように、Ｃ２Ｈ５ＯＨの濃度が５００〜１０００ｐｐｍの場合に高いエッチレートが得られた。
この結果から、ＨｆＯ２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、Ｃ２Ｈ５ＯＨを５００〜１０００ｐｐｍ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ＳｉＣのコーティング層で構成した例について説明する。図２４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１０３は、基体１０３Ｄと基体１０３Ｄの内壁面に形成されたコーティング層１０３Ｅとから構成されている。基体１０３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１０３Ｅは、ＳｉＣ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１０３ＥをＳｉＣから構成しているが、その他石英、Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及びＮｉ系材料のいずれかからコーティング層１０３Ｅ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、ウ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ーニングガスを供給する例について説明する。図２５は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００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２６は本実施の形態に係る自然酸化膜除去装置１００内で行われるクリーニングの様子を模式的に示した図である。
まず、減圧ポンプ１０６，１０９が作動して、内部チャンバ１０３内及ひ外部チャンバ１０２と内部チャンバ１０３との間の空間の真空引きが行われる（ステップ１２１Ｂ）。次いで、加熱ランプ１２６，１２２が点灯して、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が加熱される（ステップ１２２Ｂ）。
内部チャンバ１０３内の圧力が９．３１×１０３〜１．３３×１０４Ｐａまで低下し、内部チャンバ１０３及びサセプタ１１１が約３００℃以上に加熱された後、ゲートバルブ１０４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１０２内にウェハＷが搬入される（ステップ１２３Ｂ）。
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１１５に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン１１５に載置された後、ウェハ昇降ピン１１５が下降して、ウェハＷがサセプタ１１１に載置される（ステップ１２４Ｂ）。
ウェハＷがサセプタ１１１に載置された後、サセプタ１１１が上昇して、サセプタ１１１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１０２内に搬入される（ステップ１２５Ｂ）。
サセプタ１１１が処理位置に位置し、ウェハＷの温度が約４００℃以上に安定した後、開閉バルブ４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が開かれて、図２６に示されるように内部チャンバ１０３内にクリーニングガスが供給される（ステップ１２６Ｂ）。これにより、内部チャンバ１０３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４１１，４１２，４１８，４１９，４２５，４２６，４３２，４３３が閉じられて、内部チャンバ１０３内へのクリーニングガスの供給が停止される（ステップ１２７Ｂ）。これにより、自然酸化膜除去装置１００のクリーニングが終了される。
本実施の形態では、内部チャンバ１０３内ウェハＷを収容した状態で、内部チャンバ１０３内にクリーニングガスを供給するので、内部チャンバ内のクリーニングとウェハＷのクリーニ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１１１の一部を覆った状態で、内部チャンバ１０３内にクリーニングガスを供給するので、サセプタ１１１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、Ｈｈｆａｃを使用しているが、Ｈｈｆａｃに限らずその他のβ−ジケトンを使用してもよい。Ｈｈｆａｃ以外のβ−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）３ＣＣＯＣＨ２ＣＯＣ（ＣＨ３）３：Ｈｔｈｄ）、アセチルアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＯＣＨ３）等が挙げられる。
上記第１〜第３の実施形態では、Ｈｈｆａｃ、Ｏ２、Ｎ２、及びＨ２Ｏから構成されたクリーニングガスを使用しているが、Ｈｆａｃ以外のものを取り除いたクリーニ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、ＳｉＯ２膜１３の除去、ＳｉＯ２膜１４の形成、ＨｆＯ２膜１５の形成の際に、サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させていないが、サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させてもよい。サセプタ１１１，２１１，３１１を回転させた場合には、ＳｉＯ２膜１３の除去の面内均一性、ＳｉＯ２膜１４及びＨｆＯ２膜１５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、ＳｉＯ２膜１３の除去、ＳｉＯ２膜１４の形成、及びＨｆＯ２膜１５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を使用しているが、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１００について説明しているが、ラジカル酸化装置２００及びＭＯＣＶＤ装置３００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ーニ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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被クリーニング物質が存在し、かつ少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニ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処理装置のクリーニング方法。
【請求項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３５０℃以上に加熱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ーニング方法。
【請求項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ーニ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ーニング方法。
【請求項４】
前記β−ジケトンは、ヘキサフルオ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ーニング方法。
【請求項５】
前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。
【請求項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クリーニング方法。
【請求項７】
前記金属及び前記金属含有物を構成している金属は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、及びＰｒ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ーニング方法。
【請求項８】
前記処理容器は、全体が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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。
【請求項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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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クリーニング方法。
【請求項１０】
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Ｓｉ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ーニング方法。
【請求項１１】
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ニング方法。
【請求項１２】
少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニング物質を取り除くためのβ−ジケトンを含むクリーニ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。
【請求項１】
内部に被クリーニング物質が存在し、かつ少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニ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処理装置のクリーニング方法。
【請求項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３５０℃以上に加熱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ーニング方法。
【請求項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ーニ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ーニング方法。
【請求項４】
前記β−ジケトンは、ヘキサフルオ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ーニング方法。
【請求項５】
前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。
【請求項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クリーニング方法。
【請求項７】
前記金属及び前記金属含有物を構成している金属は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、及びＰｒ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ーニング方法。
【請求項８】
前記処理容器は、全体が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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。
【請求項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）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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クリーニング方法。
【請求項１０】
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Ｓｉ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ーニング方法。
【請求項１１】
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ニング方法。
【請求項１２】
少なくとも内壁面が（Ａ）ＳｉＣ、（Ｂ）石英、（Ｃ）Ｍｇを０．５〜５．０重量％含んだＡｌ系材料、及び（Ｄ）Ｎｉ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ーニング物質を取り除くためのβ−ジケトンを含むクリーニ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。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７３０５６
【国際公開日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【発行日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０４９５７（Ｐ２００５−５０４９５７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００１３１９
【国際出願日】平成１６年２月９日（２００４．２．９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【発行日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００１３１９
【国際出願日】平成１６年２月９日（２００４．２．９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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