專利名稱：薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序。詳細(xì)地講，是涉及除去在被處理物，例如半導(dǎo)體晶片上形成薄膜時(shí)在裝置內(nèi)部形成的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，是由CVD(化學(xué)氣相沉積)等處理，在被處理物，例如半導(dǎo)體晶片上形成氮化硅膜等薄膜的薄膜形成處理。在這樣的薄膜形成處理中，例如按照以下的方法在半導(dǎo)體晶片上形成薄膜。
首先，由加熱器將熱處理裝置的反應(yīng)管內(nèi)加熱到規(guī)定的裝載溫度，裝載容納有多枚半導(dǎo)體晶片的晶片室。接著，由加熱器將熱處理裝置的反應(yīng)管內(nèi)加熱到規(guī)定的處理溫度，同時(shí)從排氣口排出反應(yīng)管內(nèi)的氣體，將反應(yīng)管內(nèi)減壓至規(guī)定的壓力。在反應(yīng)管內(nèi)維持在規(guī)定的溫度及壓力，從處理氣體導(dǎo)入管向反應(yīng)管內(nèi)供給成膜用氣體。向反應(yīng)管內(nèi)供給成膜用氣體后，例如成膜用氣體發(fā)生熱反應(yīng)，由熱反應(yīng)所生成的反應(yīng)生成物堆積在半導(dǎo)體晶片的表面，在半導(dǎo)體晶片的表面上形成薄膜。
然而，由薄膜形成處理所生成的反應(yīng)生成物，不僅是在半導(dǎo)體晶片的表面，而且還會(huì)堆積(附著)到例如反應(yīng)管的內(nèi)壁及各種工具等熱處理裝置內(nèi)部。如果在該反應(yīng)生成物附著于熱處理裝置內(nèi)部的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行薄膜形成處理，則反應(yīng)生成物容易剝離而生成微粒。當(dāng)這樣的微粒附著在半導(dǎo)體晶片上時(shí)，會(huì)引起所制造的半導(dǎo)體裝置的成品率下降。
因此，在進(jìn)行數(shù)次薄膜形成處理后，例如提出了在進(jìn)行數(shù)次薄膜形成處理后，向維持在規(guī)定溫度的反應(yīng)管內(nèi)供給清洗氣體，除去反應(yīng)管的內(nèi)壁等熱處理裝置內(nèi)附著的反應(yīng)生成物的熱處理裝置的清洗方法(例如專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平3-293726號(hào)公報(bào)然而，在熱處理裝置內(nèi)附著的反應(yīng)生成物包含四乙氧基硅烷(TEOS)時(shí)，例如通過使用氫氟酸(HF)溶液濕清洗反應(yīng)管的壁面除去反應(yīng)生成物。為此，在濕清洗中，需要將熱處理裝置的部件取出，由手動(dòng)操作洗凈，再次進(jìn)行組裝及調(diào)整的操作，必須使熱處理裝置長時(shí)間停止。其結(jié)果是發(fā)生長時(shí)間的停機(jī)，使熱處理裝置的工作效率下降。
此外，在專利文獻(xiàn)1所述的熱處理裝置的清洗方法中，例如是在反應(yīng)管內(nèi)的溫度下降到100℃以下的低溫后，供給清洗氣體除去附著的反應(yīng)生成物。因此，為了進(jìn)行裝置的清洗處理及清洗處理后的薄膜形成處理需要調(diào)整反應(yīng)管的溫度的時(shí)間，就不能高效率地除去熱處理裝置內(nèi)附著的反應(yīng)生成物，也會(huì)引起工作效率下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供能夠高效率地除去熱處理裝置內(nèi)附著的反應(yīng)生成物的薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序。
而且，本發(fā)明的目的還在于提供能夠抑制工作效率的低下，同時(shí)能夠除去裝置內(nèi)部附著的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一觀點(diǎn)的薄膜形成裝置的洗凈方法是向薄膜形成裝置的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜后，除去裝置內(nèi)部附著的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法，其特征在于具有向加熱到規(guī)定溫度的反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟氣與氟化氫的洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去上述附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的清洗工序，上述附著物包括四乙氧基硅烷。
本發(fā)明第二觀點(diǎn)的薄膜形成裝置的洗凈方法是向薄膜形成裝置的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜后，除去裝置內(nèi)部附著的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法，其特征在于
具有向加熱到規(guī)定溫度的反應(yīng)室內(nèi)供給包含氟氣與氟化氫的洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去上述附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的清洗工序，在上述清洗工序中，將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃。
在上述清洗工序中，優(yōu)選將上述反應(yīng)室內(nèi)氣壓維持在13.3Pa～常壓，上述裝置內(nèi)的材料優(yōu)選使用石英。
本發(fā)明第三觀點(diǎn)的薄膜形成裝置是向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的薄膜形成裝置，其特征在于，具有將上述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向上述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟氣與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制薄膜形成裝置的各部分的控制裝置，上述控制裝置控制上述洗凈氣體供給裝置，在控制上述加熱裝置，將反應(yīng)室內(nèi)加熱到規(guī)定溫度的狀態(tài)下，向該反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去上述反應(yīng)室內(nèi)附著的包括四乙氧基硅烷的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
本發(fā)明第四觀點(diǎn)的薄膜形成裝置是向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的薄膜形成裝置，其特征在于，具有將上述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向上述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟氣與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制薄膜形成裝置的各部分的控制裝置，上述控制裝置控制上述洗凈氣體供給裝置，在控制上述加熱裝置，將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃的狀態(tài)下，向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去反應(yīng)室內(nèi)附著的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
上述控制裝置優(yōu)選在將上述反應(yīng)室內(nèi)壓力維持為13.3Pa～常壓的狀態(tài)下，控制上述洗凈氣體供給裝置，使其向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體。優(yōu)選上述裝置內(nèi)部至少暴露于上述清洗氣體的材料是石英。
本發(fā)明第五觀點(diǎn)的程序使得薄膜形成裝置發(fā)揮向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的功能，其中，通過計(jì)算機(jī)使以下裝置發(fā)揮功能將上述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向上述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟氣與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制上述清洗氣體的供給裝置，在控制上述加熱裝置并將反應(yīng)室內(nèi)加熱到規(guī)定溫度的狀態(tài)下，向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去反應(yīng)室內(nèi)附著的包括四乙氧基硅烷的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的控制裝置。
本發(fā)明第六觀點(diǎn)的程序使得薄膜形成裝置發(fā)揮向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的功能，其中，通過計(jì)算機(jī)使以下裝置發(fā)揮功能將上述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向上述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟氣與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制上述清洗氣體的供給裝置，在控制上述加熱裝置并將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃的狀態(tài)下，向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由活化的氣體除去反應(yīng)室內(nèi)附著的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的控制裝置。
上述控制裝置優(yōu)選在將上述反應(yīng)室內(nèi)的壓力維持為13.3Pa～常壓的狀態(tài)下，控制上述洗凈氣體供給裝置，使其向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體。優(yōu)選上述裝置內(nèi)部至少暴露于上述清洗氣體的材料是石英。
根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地除去熱處理裝置內(nèi)附著的反應(yīng)生成物。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的熱處理裝置的圖。
圖2是表示圖1的控制部結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示成膜處理的方法圖。
圖4是表示清洗處理的方法圖。
圖5是表示清洗工序中清洗條件的表。
圖6是表示在圖5的各條件下對(duì)TEOS及石英的蝕刻速度的圖。
圖7是表示在圖5條件下的選擇比的圖。
具體實(shí)施例方式
下面以圖1所示的分批式縱型熱處理裝置1為例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式中的薄膜形成裝置的洗凈方法、薄膜形成裝置及程序進(jìn)行說明。
如圖1所示，熱處理裝置1設(shè)置有長方向?yàn)榇怪狈较虻拇篌w圓筒狀的反應(yīng)管2。反應(yīng)管2是由耐熱及耐腐蝕性優(yōu)異的材料，例如由石英所構(gòu)成。
在反應(yīng)管2的上端，例如，以向著上端收縮的方式設(shè)置有大體圓錐狀的頂部3。在頂部3的中央，設(shè)置有為了將反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出的排氣口4，排氣口4與排氣管5氣密性地相連。在排氣管5上設(shè)置有未圖示的閥及后述的真空泵127等壓力調(diào)整裝置，將反應(yīng)管2內(nèi)控制在規(guī)定的壓力(真空度)。
在反應(yīng)管2的下方，設(shè)置有蓋體6。蓋體6是由耐熱及耐腐蝕性優(yōu)異的材料，例如由石英所構(gòu)成。此外，蓋體6可以通過后述的晶片室升降機(jī)128上下移動(dòng)。這樣，在由晶片室升降機(jī)128使蓋體6上升時(shí)，反應(yīng)管2的下方側(cè)(爐口部分)關(guān)閉，在由晶片室升降機(jī)128使蓋體6下降時(shí)，反應(yīng)管2的下方側(cè)(爐口部分)打開。
在蓋體6的上部設(shè)置有保溫筒7。保溫筒7主要是由加熱器8和支承體9構(gòu)成，該加熱器8是為了防止從反應(yīng)管2的爐口部分使反應(yīng)管2的溫度下降的電阻發(fā)熱體組成的平板狀的加熱器8，該支承體9是筒狀，從蓋體6的上面將該加熱器8支承到規(guī)定高度。
在保溫筒7的上方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)10。旋轉(zhuǎn)臺(tái)10具有作為可旋轉(zhuǎn)地裝載容納有被處理體，例如半導(dǎo)體晶片W的晶片室11的裝載臺(tái)的功能。具體來說，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的下部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)支柱12，旋轉(zhuǎn)支柱12貫通加熱器8的中央部，與使得旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13相連接。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13主要由未圖示的馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入部15構(gòu)成，該旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入部15設(shè)置有氣密狀態(tài)下，從蓋體6的下面?zhèn)鹊缴厦鎮(zhèn)蓉炌▽?dǎo)入的旋轉(zhuǎn)軸14。旋轉(zhuǎn)軸14與旋轉(zhuǎn)臺(tái)10的旋轉(zhuǎn)支柱12連接，通過旋轉(zhuǎn)支柱12將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力傳送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)10。因此，在由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13的馬達(dá)使旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸14的旋轉(zhuǎn)力傳遞到旋轉(zhuǎn)支柱12，旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)。
晶片室11能夠在垂直方向上以規(guī)定的間隔容納有多枚、例如100枚半導(dǎo)體晶片W。晶片室11例如由石英形成。由于晶片室11裝載在旋轉(zhuǎn)臺(tái)10上，所以旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)時(shí)晶片室11旋轉(zhuǎn)，晶片室11上容納的半導(dǎo)體晶片W旋轉(zhuǎn)。
在反應(yīng)管2的周圍，設(shè)置有例如由電阻發(fā)熱體所構(gòu)成的升溫用加熱器16，包圍反應(yīng)管2。由該升溫用加熱器16將反應(yīng)管2的內(nèi)部加熱到規(guī)定的溫度，其結(jié)果是，半導(dǎo)體晶片W也被加熱到規(guī)定的溫度。
在反應(yīng)管2的下側(cè)附近的側(cè)面上，插有向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入處理氣體(例如成膜用氣體、清洗用氣體)的處理氣體導(dǎo)入管17。處理氣體導(dǎo)入管17通過后述的質(zhì)量流量控制器(MFC)125與未圖示的處理氣體供給源連接。作為成膜用氣體，例如在半導(dǎo)體晶片W上形成四乙氧基硅烷(TEOS)膜(CVD氧化膜)時(shí)，使用TEOS。清洗用氣體是能夠除去由成膜附著在熱處理裝置1的內(nèi)部的附著物的氣體，使用含有氟(F2)與氟化氫(HF)的氣體。還有，圖1中雖然僅描述了一個(gè)處理氣體導(dǎo)入管17，但在本實(shí)施方式中，可以根據(jù)反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入氣體的種類而插入多個(gè)處理氣體導(dǎo)入管17。具體地，可以在反應(yīng)管2的下側(cè)附近的側(cè)面上插入向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入成膜氣體的成膜氣體導(dǎo)入管、向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入清洗氣體的清洗氣體導(dǎo)入管。
再者，在反應(yīng)管2的下側(cè)附近的側(cè)面上，插有凈化氣體供給管18。在凈化氣體供給管18上，通過后述的MFC125與未圖示的凈化氣體供給源相連接，向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的凈化氣體。
熱處理裝置1設(shè)置有對(duì)裝置的各部分進(jìn)行控制的控制部100。圖2表示了控制部100的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，控制部100上連接有操作面板121，溫度傳感器(群)122，壓力計(jì)(群)123，加熱控制器124，MFC125，閥控制部126，真空泵127，以及晶片室升降機(jī)128等。
操作面板121設(shè)置有顯示畫面與操作按鈕，將操作者的操作指示傳送到控制部100，將來自控制部100的各種信息在顯示面板上顯示。
溫度傳感器(群)122測定反應(yīng)管2內(nèi)及排氣管5內(nèi)各部分的溫度，將該測定值傳送到控制部100。
壓力計(jì)(群)123測定反應(yīng)管2內(nèi)及排氣管5內(nèi)各部分的壓力，將該測定值傳送到控制部100。
加熱控制器124是分別控制加熱器8及升溫用加熱器16的控制器，響應(yīng)來自控制部100的指示，對(duì)加熱器8及升溫用加熱器16進(jìn)行通電加熱，而且，分別測定加熱器8及升溫用加熱器16所消耗的電力，將結(jié)果傳送到控制部100。
MFC125配置于處理氣體導(dǎo)入管17及凈化氣體供給管18等各配管中，將流過各管道的氣體的流量控制為控制部100所指示的量，同時(shí)測定實(shí)際流過的氣體的量，將結(jié)果傳送到控制部100。
閥控制部126配置于各配管，將各配管中配置的閥門的打開程度控制為控制部100所指示的值。真空泵127與排氣管5相連接，排出反應(yīng)管2內(nèi)的氣體。
晶片室升降機(jī)128通過蓋體6的上升，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10上裝載的晶片室11(半導(dǎo)體晶片W)裝載于反應(yīng)管2內(nèi)，通過蓋體6的下降，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10上裝載的晶片室11(半導(dǎo)體晶片W)從反應(yīng)管2內(nèi)卸載。
控制部100由方法記憶部111、ROM112、RAM113、I/O板114、CPU115、以及將它們相互連接的總線116構(gòu)成。
在方法記憶部111中記憶有設(shè)置用方法與多個(gè)程序用方法。熱處理裝置1的制造初期僅容納有設(shè)置用方法。設(shè)置用方法是生成對(duì)應(yīng)于各熱處理裝置的熱模型時(shí)所實(shí)行的方法。程序用方法是針對(duì)用戶實(shí)際進(jìn)行的每個(gè)熱處理(工序)準(zhǔn)備的，例如，如后述的圖3所示，規(guī)定從半導(dǎo)體晶片W向反應(yīng)管2的裝載，至處理完了的半導(dǎo)體晶片W從反應(yīng)管2的卸載期間的各部分的溫度變化，反應(yīng)管2內(nèi)的壓力變化，處理氣體的供給開始及停止的時(shí)刻及供給量等。
ROM112由EEPROM、瞬時(shí)存儲(chǔ)器、硬盤等所構(gòu)成，是記錄CPU115的動(dòng)作程序等的記憶介質(zhì)。RAM113具有作為CPU115的工作區(qū)域的功能。
I/O板114與操作面板121、溫度傳感器122、壓力計(jì)123、加熱控制器124、MFC125、閥控制部126、真空泵127、以及晶片室升降機(jī)128等相連接，控制數(shù)據(jù)及信號(hào)的輸入與輸出。
CPU(中央處理器)115構(gòu)成控制部100的中樞，執(zhí)行ROM112中所記憶的控制程序，根據(jù)來自操作面板121的指示，沿著方法記憶部111中所記憶的方法(程序用方法)，控制熱處理裝置1的動(dòng)作。即，CPU 115由溫度傳感器(群)122、壓力計(jì)(群)123、MFC125等來測定反應(yīng)管2及排氣管5內(nèi)各部分的溫度、壓力、流量等，基于該測定數(shù)據(jù)，向加熱控制器124、MFC125、閥控制部126、及真空泵127等輸出控制信號(hào)，上述各部分根據(jù)程序用方法進(jìn)行控制。
總線116傳送各部分之間的信息。
接著，說明具有以上結(jié)構(gòu)的熱處理裝置1的清洗方法。在本實(shí)施方式中，是以使用四乙氧基硅烷(TEOS)作為成膜用氣體，通過在半導(dǎo)體晶片W上形成TEOS膜(CVD氧化膜)，除去熱處理裝置1內(nèi)附著的TEOS(清洗)為例，參照?qǐng)D4所示的方法說明熱處理裝置1的清洗方法。還有，在本實(shí)施方式中，也說明了在半導(dǎo)體晶片W上形成TEOS膜的成膜處理。此外，在以下的說明中，構(gòu)成熱處理裝置1的各部分的動(dòng)作，由控制部100(CPU 115)控制。而且，如上所述，通過控制部100(CPU 115)對(duì)加熱控制器124(加熱器8、升溫用加熱器16)、MFC125(處理氣體導(dǎo)入管17、凈化氣體供給管18)、閥控制部126、以及真空泵127的控制，使各處理中反應(yīng)管2內(nèi)的溫度、壓力、氣體的流量等成為遵從圖3、圖4所示的方法條件。
首先，參照?qǐng)D3所示的方法，說明成膜處理。
由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)加熱到規(guī)定的溫度，例如，如圖3(a)所示，加熱到300℃。此外，在從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?N2)之后，將容納有半導(dǎo)體晶片W的晶片室11裝在蓋體6(旋轉(zhuǎn)臺(tái)10)之上，由晶片室升降機(jī)128使蓋體6上升，將晶片室11裝載于反應(yīng)管2內(nèi)。由此，將半導(dǎo)體晶片W容納于反應(yīng)管2內(nèi)，同時(shí)密閉反應(yīng)管2(裝載工序)。
接著，從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?，同時(shí)由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)加熱到規(guī)定的成膜溫度(處理溫度)，例如，如圖3(a)所示，加熱到580℃。此外，將反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出，將反應(yīng)管2內(nèi)壓力減小到規(guī)定的值，例如，如圖3(b)所示，減小到266Pa(2Torr)。然后，將該減壓及加熱操作，進(jìn)行到反應(yīng)管2在規(guī)定的壓力及溫度下穩(wěn)定的狀態(tài)(穩(wěn)定化工序)。
再者，控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13的馬達(dá)，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)晶片室11。通過旋轉(zhuǎn)晶片室11，使晶片室11上容納的半導(dǎo)體晶片W也旋轉(zhuǎn)，均勻加熱半導(dǎo)體晶片W。
反應(yīng)管2內(nèi)部在規(guī)定的溫度及壓力下穩(wěn)定后，停止從凈化氣體供給管18供給氮?dú)?。而且，從處理氣體導(dǎo)入管17向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定量的作為成膜用氣體的TEOS，例如，如圖3(d)所示的0.15L/min，以及規(guī)定量的作為稀釋氣體的氮?dú)?N2)，例如，如圖3(c)所示為0.15L/min。由此，在半導(dǎo)體晶片W上形成TEOS膜(成膜工序)。
在半導(dǎo)體晶片W上形成規(guī)定厚度的TEOS膜之后，停止來自處理氣體導(dǎo)入管17的TEOS及氮?dú)獾墓┙o。而且，將反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出，同時(shí)從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)猓瑢⒎磻?yīng)管2內(nèi)的氣體經(jīng)排氣管5排出(凈化工序)。還有，為了確保將反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出，優(yōu)選能夠重復(fù)進(jìn)行多次反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出及氮?dú)夤┙o的循環(huán)凈化。
之后，由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)加熱到規(guī)定的溫度，例如，如圖3(a)所示，加熱到300℃，同時(shí)從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?，如圖3(b)所示，使反應(yīng)管2內(nèi)的壓力恢復(fù)常壓。最后，通過由晶片室升降機(jī)128使蓋體6下降，進(jìn)行卸載(卸載工序)。
在進(jìn)行多次上述成膜處理后，TEOS不僅是在半導(dǎo)體晶片W的表面，而且會(huì)在反應(yīng)管2的內(nèi)壁等處堆積(附著)。因此，在進(jìn)行數(shù)次成膜處理后，實(shí)行本發(fā)明的熱處理裝置1的清洗方法。以下參照?qǐng)D4說明熱處理裝置1的清洗方法。
首先，由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)維持在規(guī)定的溫度，例如，如圖4(a)所示的300℃。此外，在從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)庵?，將未容納半導(dǎo)體晶片W的晶片室11裝在蓋體6之上，由晶片室升降機(jī)128使蓋體6上升，將晶片室11裝載于反應(yīng)管2內(nèi)(裝載工序)。
接著，從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?，同時(shí)由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)加熱到規(guī)定的清洗溫度，例如，如圖4(a)所示，加熱到450℃。此外，將反應(yīng)管2內(nèi)的氣體排出，將反應(yīng)管2內(nèi)壓力減小到規(guī)定的值，例如，如圖4(b)所示，減小到33250Pa(250Torr)。并且，將該減壓及加熱操作，進(jìn)行到反應(yīng)管2在規(guī)定的壓力及溫度穩(wěn)定的狀態(tài)(穩(wěn)定化工序)。
反應(yīng)管2內(nèi)在規(guī)定的溫度及壓力狀態(tài)下穩(wěn)定后，從處理氣體導(dǎo)入管17向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入清洗氣體。在本實(shí)施方式中，是向反應(yīng)管2內(nèi)導(dǎo)入由規(guī)定量的氟化氫(HF)，例如如圖4(d)所示的2L/min；規(guī)定量的氟氣(F2)，例如如圖4(e)所示的2L/min；以及規(guī)定量的作為稀釋氣體的氮?dú)?、例如如圖4(c)所示的8L/min所組成的清洗氣體。導(dǎo)入的清洗氣體在反應(yīng)管2內(nèi)被加熱，使清洗氣體中的氟活化，即形成具有反應(yīng)性的自由原子是多數(shù)的狀態(tài)。通過該活化的氟與反應(yīng)管2的內(nèi)壁上附著的TEOS相接觸蝕刻該TEOS。其結(jié)果是能夠除去熱處理裝置1內(nèi)部附著的TEOS(清洗工序)。
這里，優(yōu)選清洗工序中反應(yīng)管2內(nèi)的溫度為400℃～700℃。這是由于當(dāng)反應(yīng)管2內(nèi)的溫度低于400℃時(shí)，對(duì)于TEOS的蝕刻速度降低，有可能無法高效率地蝕刻TEOS。而且，對(duì)構(gòu)成反應(yīng)管2的石英等的蝕刻速度比對(duì)TEOS的蝕刻速度要高，所以有選擇比下降的可能性。另一方面，當(dāng)反應(yīng)管2內(nèi)的溫度高于700℃時(shí)，例如有對(duì)排氣管5等構(gòu)成熱處理裝置1的部件造成腐蝕的危險(xiǎn)。
清洗工序中反應(yīng)管2內(nèi)的溫度更優(yōu)選為400℃～500℃。在此溫度范圍內(nèi)，能夠提高蝕刻速度與選擇比，同時(shí)還能夠提高蝕刻的均勻性。特別是，如果反應(yīng)管2內(nèi)的溫度為425℃～475℃，則能夠提高蝕刻速度與選擇比，同時(shí)還能夠提高蝕刻的均勻性。在本實(shí)施方式中，如圖4(a)所示，溫度為450℃。
此外，通過將反應(yīng)管2內(nèi)設(shè)置為此溫度，沒有必要像以往那樣將反應(yīng)管2內(nèi)的溫度降低到100℃以下的低溫，所以能夠縮短反應(yīng)管2內(nèi)的溫度調(diào)整時(shí)間。因此，能夠高效率地除去熱處理裝置1的內(nèi)部所附著的TEOS。此外，還能夠抑制工作效率的降低。
清洗工序中反應(yīng)管2內(nèi)的壓力優(yōu)選為13.3Pa(0.1Torr)～常壓。特別的，清洗工序中反應(yīng)管2內(nèi)的壓力更優(yōu)選為20000Pa(150Torr)～53200Pa(400Torr)，在該溫度范圍內(nèi)，能夠提高蝕刻速度與選擇比，同時(shí)還能夠提高蝕刻的均勻性。再者，將反應(yīng)管2內(nèi)的壓力設(shè)為33250Pa(250Torr)～53200Pa(400Torr)，能夠提高蝕刻速度與選擇比，同時(shí)還能夠提高蝕刻的均勻性。在本實(shí)施方式中，如圖4(b)所示，壓力為33250Pa(250Torr)。
除去熱處理裝置1的內(nèi)部所附著的TEOS后，停止從處理氣體導(dǎo)入管17的清洗氣體的導(dǎo)入。而且，在排出反應(yīng)管2內(nèi)的氣體的同時(shí)，從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?，將反?yīng)管2內(nèi)的氣體排出到排氣管5(凈化工序)。
從凈化氣體供給管18向反應(yīng)管2內(nèi)供給規(guī)定量的氮?dú)?，如圖4(b)所示，使反應(yīng)管2內(nèi)的壓力恢復(fù)常壓，同時(shí)由升溫用加熱器16將反應(yīng)管2內(nèi)維持為規(guī)定的溫度，例如，如圖4(a)所示，溫度維持為300℃。最后，通過由晶片室升降機(jī)128使蓋體6下降，進(jìn)行卸載(卸載工序)。
由以上的清洗方法將熱處理裝置1清洗后，能夠由晶片室升降機(jī)使蓋體6下降，通過將容納有半導(dǎo)體晶片W的晶片室11裝載于蓋體6，再次進(jìn)行在半導(dǎo)體晶片W上形成TEOS膜的成膜處理。
接著，確認(rèn)由以上的熱處理裝置的清洗方法能否除去熱處理裝置1內(nèi)部附著的TEOS。具體地，如圖5所示，改變清洗工序中反應(yīng)管2內(nèi)的溫度及壓力，求出各條件下的TEOS，構(gòu)成反應(yīng)管2的石英的蝕刻速度，及TEOS與石英的選擇比(TEOS/石英)。
在本例中，在晶片室11內(nèi)容納有由石英構(gòu)成的試驗(yàn)片，及在石英片上形成有4μm厚的TEOS膜的試驗(yàn)片等兩種試驗(yàn)片，在晶片室11容納于反應(yīng)管2內(nèi)之后，向反應(yīng)管2內(nèi)供給清洗氣體，對(duì)各試驗(yàn)片實(shí)施清洗處理，求出對(duì)于各試驗(yàn)片的蝕刻速度及選擇比。蝕刻速度是測定清洗前后試驗(yàn)片的重量，從清洗前后帶來的重量變化計(jì)算得出的。各條件下TEOS及石英的蝕刻速度如圖6所示，各條件下的選擇比如圖7所示。
如圖6所示，在各實(shí)施例中，都能夠確認(rèn)具有充分的蝕刻速度。而且，如圖7所示，能夠確認(rèn)各實(shí)施例中的選擇比都在1以上。還有，本實(shí)施例中雖然難以說選擇比得到了提高，但是由于沒有1以下的選擇比，即沒有逆選擇比，所以可以認(rèn)為具有充分的選擇比。
如以上的說明，根據(jù)本實(shí)施方式，通過向反應(yīng)管2內(nèi)供給含有氟氣(F2)與氟化氫(HF)的清洗氣體能夠除去附著在反應(yīng)管2的反應(yīng)生成物。因此，能夠高效率地除去熱處理裝置1的內(nèi)部附著的反應(yīng)生成物。而且，還能夠抑制工作效率的降低。
此外，本實(shí)施方式中，將反應(yīng)管2內(nèi)溫度設(shè)定為400℃～700℃，所以能夠提高對(duì)TEOS的蝕刻速度，能夠高效率地除去TEOS。
再者，根據(jù)本實(shí)施方式，由于沒有必要如以往將反應(yīng)管2內(nèi)維持在100℃以下的低溫，所以能夠縮短反應(yīng)管2內(nèi)的溫度調(diào)整時(shí)間。因此，能夠高效率地除去熱處理裝置1的內(nèi)部所附著的TEOS。此外，還能夠抑制工作效率的降低。
還有，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，還可以有各種變形與應(yīng)用。以下對(duì)本發(fā)明所適用的其它實(shí)施方式加以說明。
在上述實(shí)施方式中，是以除去由在半導(dǎo)體晶片W上形成TEOS膜在反應(yīng)管2內(nèi)所附著的TEOS的情況為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明的，但本發(fā)明并不限于此。例如，也可以是通過除去由形成HCD(DCS)-氮化硅(SiN)膜與TEOS膜的層疊膜，及BTBAS-SiN與BTBAS-SiO膜的層疊膜在反應(yīng)管2內(nèi)所附著的附著物的情況。在這種情況下，也能夠高效率地除去熱處理裝置1的內(nèi)部附著的反應(yīng)生成物。
在上述實(shí)施方式中，是以反應(yīng)管2及蓋體6是由石英所形成的情況為例說明本發(fā)明的，但是，例如也可以是由碳化硅(SiC)形成。此時(shí)，也能夠高效率地除去反應(yīng)管2內(nèi)等所附著的反應(yīng)生成物。
在上述實(shí)施方式中，是以在清洗氣體中使用氟氣、氟化氫與氮?dú)獾幕旌蠚怏w的情況為例說明本發(fā)明的，但是，清洗氣體也可以是包含氟、氟化氫，能夠除去熱處理裝置1的內(nèi)部所附著的附著物的氣體。此外，氟、氟化氫與氮的混合比例及供給量，只要是能夠除去裝置內(nèi)部所附著的附著物的比例及量即可，可以任意的設(shè)定。
在上述實(shí)施方式中，是以含有作為稀釋氣體的氮?dú)獾那闆r為例說明本發(fā)明的，但是，也可以不含稀釋氣體。由于含有稀釋氣體時(shí)能夠容易設(shè)定處理時(shí)間，所以優(yōu)選含有稀釋氣體。作為稀釋氣體，優(yōu)選是惰性氣體，除了氮?dú)庵猓部梢允褂煤?He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等。
在上述實(shí)施方式中，是以對(duì)每種處理氣體設(shè)置處理氣體導(dǎo)入管17的情況為例說明本發(fā)明的，但是，也可以是對(duì)每種處理氣體的種類(氟氣、氟化氫、TEOS與氮?dú)?種)設(shè)置處理氣體導(dǎo)入管17。進(jìn)而，也可以是在反應(yīng)管2的下端附近的側(cè)面插入多條處理氣體導(dǎo)入管17，從多條管道導(dǎo)入相同的氣體。此時(shí)，從多條處理氣體導(dǎo)入管17向反應(yīng)管2供給處理氣體，能夠?qū)⑻幚須怏w均勻的導(dǎo)入反應(yīng)管2內(nèi)。
在本實(shí)施方式中，作為熱處理裝置，是以單管結(jié)構(gòu)的分批式熱處理裝置為例說明本發(fā)明的，但是，也可以使用反應(yīng)管2是由內(nèi)管與外管所構(gòu)成的二重管結(jié)構(gòu)的分批式縱式熱處理裝置。此外，本發(fā)明也可以適用于單片式的熱處理裝置。再者，被處理體也不限于半導(dǎo)體晶片W，例如也可以是LCD用玻璃基板。
本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制部100不是專用的系統(tǒng)，可以使用通常的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。例如，可以通過在通用計(jì)算機(jī)中從容納有實(shí)行上述處理程序的記錄介質(zhì)(軟盤、CD-ROM等)安裝該程序，就能夠構(gòu)成進(jìn)行上述處理的控制部100。
而且，供給這些程序的裝置也是任意的。除了通過上述規(guī)定的記錄介質(zhì)來供給之外，例如還可以通過通信線路、通信網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)等供給。此時(shí)，例如可以是在通信網(wǎng)絡(luò)的BBS上公布該程序，通過網(wǎng)絡(luò)將其與傳送波重疊提供。而且，通過啟動(dòng)這樣的供給程序，在OS的控制下，與其它應(yīng)用程序同樣實(shí)行，就能夠進(jìn)行上述處理。
權(quán)利要求
1.一種薄膜形成裝置的洗凈方法，是向薄膜形成裝置的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜后，除去裝置內(nèi)部附著的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法，其中，具有向加熱到規(guī)定溫度的反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去所述附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的工序，所述附著物含有四乙氧基硅烷。
2.一種薄膜形成裝置的洗凈方法，是向薄膜形成裝置的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜后，除去裝置內(nèi)部附著的附著物的薄膜形成裝置的洗凈方法，其中，具有向加熱到規(guī)定溫度的反應(yīng)室內(nèi)供給包含氟與氟化氫的洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去所述附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗的工序，在所述清洗工序中，將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃。
3.如權(quán)利要求1或2所述的薄膜形成裝置的洗凈方法，其特征在于所述清洗工序中，將所述反應(yīng)室的氣壓維持為13.3Pa～常壓。
4.如權(quán)利要求1或2所述的薄膜形成裝置的洗凈方法，其特征在于所述裝置內(nèi)部的材料使用石英。
5.一種薄膜形成裝置，是向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的薄膜形成裝置，其中，具有將所述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向所述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制薄膜形成裝置的各部分的控制裝置，所述控制裝置控制所述洗凈氣體供給裝置，在控制所述加熱裝置，將反應(yīng)室內(nèi)加熱到規(guī)定溫度的狀態(tài)下，向該反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去所述反應(yīng)室內(nèi)附著的包含四乙氧基硅烷的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
6.一種薄膜形成裝置，是向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的薄膜形成裝置，其中，具有將所述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向所述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；和控制薄膜形成裝置的各部分的控制裝置，所述控制裝置控制所述洗凈氣體供給裝置，在控制所述加熱裝置并將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃的狀態(tài)下，向該反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去所述反應(yīng)室內(nèi)附著的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
7.如權(quán)利要求5或6所述的薄膜形成裝置，其特征在于在將所述反應(yīng)室內(nèi)的壓力維持為13.3Pa～常壓的狀態(tài)下，所述控制裝置控制所述洗凈氣體供給裝置，使其向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體。
8.如權(quán)利要求5或6所述的薄膜形成裝置，其特征在于所述裝置內(nèi)部至少是暴露于所述清洗氣體的材料是石英。
9.一種程序，使得薄膜形成裝置發(fā)揮向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的功能，其中通過計(jì)算機(jī)使以下裝置發(fā)揮功能將所述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向所述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；控制所述清洗氣體供給裝置的控制裝置，使其在控制所述加熱裝置并將反應(yīng)室內(nèi)加熱到規(guī)定溫度的狀態(tài)下，向該反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去所述反應(yīng)室內(nèi)附著的包含四乙氧基硅烷的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
10.一種程序，使得薄膜形成裝置發(fā)揮向容納有被處理體的反應(yīng)室內(nèi)供給處理氣體，在被處理體上形成薄膜的功能，其中，通過計(jì)算機(jī)使以下裝置發(fā)揮功能將所述反應(yīng)室加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置；向所述反應(yīng)室內(nèi)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體的洗凈氣體供給裝置；控制所述清洗氣體供給裝置的控制裝置，使其在控制所述加熱裝置并將反應(yīng)室內(nèi)加熱到400℃～700℃的狀態(tài)下，向該反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體，將該洗凈氣體活化，由該活化的氣體除去反應(yīng)室內(nèi)附著的附著物，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行清洗。
11.如權(quán)利要求9或10所述的程序，其特征在于在將所述反應(yīng)室內(nèi)氣壓維持為13.3Pa～常壓的狀態(tài)下，所述控制裝置控制所述洗凈氣體供給裝置，使其向反應(yīng)室內(nèi)供給洗凈氣體。
12.如權(quán)利要求9或10所述的程序，其特征在于所述裝置內(nèi)部至少暴露于所述清洗氣體的材料是石英。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以有效除去附著在被處理裝置內(nèi)部的反應(yīng)生成物的薄膜形成裝置的清洗方法及薄膜形成裝置。其中，熱處理裝置(1)的控制部(100)將反應(yīng)管內(nèi)加熱到400℃～700℃，同時(shí)從處理氣體導(dǎo)入管(17)供給含有氟與氟化氫的洗凈氣體，除去附著物。
文檔編號(hào)H01L21/31GK1763915SQ200510112808
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者岡田充弘, 遠(yuǎn)藤篤史, 西村俊治, 長谷部一秀 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社