JPH0331479A - クリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は熱処理方法に関する。

（従来の技、術） 従来、半導体ウェハ製造工程におい５て、半導体ウェハ
（以下ウェハと略−記する）表面にドライ処理により成
膜処理する工程がある。この工程において、ウェハ表面
に成膜する反応物質は反応管内壁面にも付着する。この
付着物質は反応管内壁面から離脱してパーティクル状態
となりやすくウェハにも付着しやすい、上記反応管内壁
に付着した付着物をクリーニングする手段として例えば
、特開昭６４−１７８５７号、特開平１−９２３８５号
公報等多数に記載されている。即ちドライエツチングに
より、反応管内壁面に付着した反応物質を除去洗浄する
ものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の反応管の洗浄方法では。

下記に示す欠点があった。

反応管の周囲にプラズマを生起させるためのプラズマ用
コイルやプラズマ発生用電極を設けるため、成膜の時に
均熱領域の形成に大きな支障となり１反応管を成膜装置
から取説して洗浄しなければならない欠点があった。

この反応管は荷重が重く、反応後常温に降温したのち取
外す必要があり、洗浄操作時間が長時間に亘る欠点があ
った。

さらに、ＩＪＦ、ガスを用いてクリーニングする手段な
どがある。しかし、熱処理をした場合には、熱処理時に
付着した反応付着物はＣｌＦ２ガスを用いても総てクリ
ーニングできない欠点があった。

そこで１本発明者等が詳査した結果、被処理体例えば２
００枚の半導体ウェハ列の形成される均熱領域における
反応管の内壁に付着した反応付着物は剥がれにくく、強
固であることが判明した。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされたもので、熱
処理後の反応管の内壁付着物によるゴミの発生を防止し
た熱処理方法を提供するものである。

Ｃ発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明は反応管に均熱領域を形成し、この均熱領域に被
処理体を設けて熱処理することにより反応管内壁に付着
した反応付着物を除去するに際し、上記反応管内を予め
定められた真空度に排気した後１反応管内に少なくとも
ＣｊｌＦ３等ハロゲン元素化合物を含んだエツチングガ
スを導入し充満させて上記均熱領域以外に付着した反応
付着物を除去することを特徴としている。

（作用効果） 少なくとも（ｊｌＦ、等のハロゲン元素化合物が含まれ
たエツチングガスを反応管内部に導入し、充満させるの
で、反応管内の均熱領域外の内壁面に付着した剥がれて
ゴミとなる生成付着物質を除去し、ゴミの発生を防止し
た熱処理方法を得るものである。

従って、プラズマ作用を施すことなく反応付着物を除去
することが可能であるため１反応管を取り外すことなく
被処理体の熱処理後の適宜のタイミングでクリーニング
工程を実行できる。

（実施例） 以下、本発明方法を半導体ウェハのバッチ式熱処理工程
に適用した一実施例について図面を参照して説明する。

まず、熱処理装置について第２１ｉ１を参照して説明す
る。横型反応管■からなる処理部■と、この処理部■内
に挿入される多数枚被処理体１例えばウェハ■を収納し
た収納台、例えばウェハボートに）を予め定められた位
置にロード・アンロードするローディング機構■とから
構成されている。

上記処理部■は耐熱性で処理ガスに対して反応しにくい
材質例えば石英からなる反応管■と、この反応管のと同
軸的に囲繞される如く筒状加熱機構、例えばコイル状に
巻回されたヒーター０とから構成されている。

このヒーター０は反応管ω内に収容される複数枚例えば
２００枚のウェハ■の配列部分が均一に加熱、例えば８
００℃加熱されるようにコイルを反応管外に巻回されて
いる０通常、上記ウェハの配列される領域を均熱領域に
設定される。この均熱領域はウェハ配列位置より広めに
形成されるのが一般的である。

また、上記反応管ωの開口部■側の端には反応ガス、例
えばＳｉＨ，ガスとＮ、０ガス等を反応管ω内に供給す
るガス供給口■が設けられている。また、上記反応管ω
の開口部■と反対側には排気口（１０）が設けられてい
る。また、排気系には反応ガスの導入分だけ排気するよ
うに排気量が適宜に調整される機構が設けられている。

さらに、上記ガス供給口■と接続した配管系には切換え
弁（１１）を設け、二系統のガスが選択可能に導入する
ようになっている。即ち、一系統の配管系からは反応ガ
ス、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）と、亜酸化窒素（Ｓ
ＺＯ）を反応管■に導入する如く反応ガス供給源（９ａ
）に配管されている。

また、他方の一系統は成膜工程で付着した反応物質をエ
ツチングするガスとして１例えば三弗化塩素（ＣＩＦ３
）と酸素（０１）とからなるエツチングガスを反応管ω
内に導入する如くエツチングガス供給源（９ｂ）に配管
されている。

また、上記反応管ω内を気密にする蓋体（１２）はロー
ディング機構■と連動して設けられており、このローデ
ィング機構■の先端に複数枚のウェハ■を収納したウェ
ハボートに）を設け、こ−のウェハボート（至）を反応
管ω内の所定位置にローディングすると同時に、上記蓋
体（１２）は反応管ω内を気密に蓋するように構成され
ている。

次に上述した熱処理装置による成膜処理、洗浄工程につ
いて説明する。

先ずヒーター０に電流を流し、発熱させると、予め定め
られた期間後には第２図に示す温度プロファイルが反応
管内に形成される。

一方、ウェハ移し替え機構（図示せず）により多数枚の
ウェハ■を自動的にウェハボートに）に移し替え、この
ウェハボートに）をローディング機構■の先端部に載置
する。

そして、上記ウェハボートに）を載置したローディング
機構■を駆動して、ウェハ■を反応管ω内の所定位置、
即ちウェハ配置領域にローディングする。

その後、切換え弁（１１）を選択して１反応ガス供給源
（９ａ）から１例えばモノシラン（ＳｉＨ４）を３００
ｃｃＺ分で導入し、しかもキャリアガスとして酸化窒素
（Ｎｅｏ）を２０ａ／分で導入させる。この反応ガスを
予め定められた期間の供給によりウニ４■表面に熱反応
でアモルファス（Ｓｉｎ、）層が成長する。

このプロセスをＨＴＯプロセスと呼んでいる。

この時１反応管■の内壁面（１３）にも反応付着物の膜
が付着する。即ち、反応管■のウェハ周辺領域■には、
アモルファス（Ｓｉｎ、　）層が付着する。また１反応
管中のウェハ周辺領域（均熱領域）■以外の内壁面（１
３）にはポリ・シリコン（ｐｏｊ！ｙ−８Ｌ）またはア
モルファスシリコン（Ｓｉ）が比較的多量に付着してし
まう。

ここでポリ・シリコン（ｐｏｎｙ−Ｓｉ）及びアモルフ
ァスシリコン（Ｓｉ）の線膨張係数が反応管■との線膨
張係数と大幅に異なることと、均熱領域外に付着してい
て膜質が低級なことから、付着物質（１４）は反応管ω
の内壁面（１３）から離脱し易くパーティクル化しやす
い状態であることを見出した。このパーティクルの発生
を防止するのがこの実施例の特徴である。

以上の熱処理が終了したのちに、反応管ω内を窒素（Ｎ
２）の雰囲気ガスに置換し大気圧に戻し、ウェハボート
に）を反応管■からアンロードする。

次に、−回の熱処理後または予め定められた熱処理回数
の後、反応管ωの内壁面（１３）に付着した剥がれやす
いポリ・シリコン（ｐｏｎｙ−ＳＬ）または。

アモルファスシリコン（Ｓｉ）等の付着物質（１４）を
除去する工程について述べる。先ず、第１図に示すよう
に反応管中を加熱する必要がないので、ヒーター０の電
源をオフ（ＯＦＦ）にする０反応−管■内を気密にする
ために、ウェハボートに）を載置させない状態でローデ
ィング機構■を駆動させてローディング機構■を搬入さ
せ、反応管ωの開口部（へ）を蓋体（１２）で気密封止
する。

この気密封止した反応管ω内を０．ＩＴｏｒｒ程度の真
空に排気する。上記反応管中のガス供給口０と接続した
配管系の切換え弁（１１）でエツチングガス供給源（９
ｂ）側を選択する。この供給源（９ｂ）からエツチング
ガス例えば三弗化塩素（ＣａＦ３）ガスと。

５％程度の酸素を含んだエツチングガスを常温の上記反
応管内に流速、例えば５００ｃｃ　７分で反応管ω内に
導入して充満させる。この時、適当な排気量で排気工程
が継続されている。この排気流はエツチングレートと関
係して選択が可能である。このエツチングガスの三弗化
塩素（ｃａｐｓ）は反応管■の内壁面及びローディング
機構に付着したアモルファスシリコン（ＳＬ）と接触し
てエツチングする。このエツチング物は排気と共に反応
管ω外に排出することになる。換言すれば、上記成膜工
程において、ウェハ周辺領域■では反応管ωの内壁面（
１３）にアモルファス（Ｓｉｎｓ）が付着するが、均熱
領域■以外の反応管■の内壁面（１３）にはポリ・シリ
コン（ｐｏｆｆｉｙ−８ｉ）やアモルファスシリコン（
Ｓｉ）が多量に付着している。これら均熱領域■以外の
内壁面（１３）に付着した付着物質（１４）は三弗化塩
素（ＣａＦ、　）を含むエツチングガス（１６）でエツ
チングして反応管ω内でのパーティクルの発生を防止す
る。この時アモルファス（Ｓｉｎ、　）は殆どエツチン
グされないことから剥がれ易いｐｏｆｆｉｙ−５ｉ、ア
モルファスシリコン（Ｓｉ）のみが選択時にエツチング
され、パーティクルの発生のみが防止され、均熱部分の
温度特性に変化を与えることがない、上記実施例の効果
は従来の洗浄方法と比較するとエツチングガスをプラズ
マ化させ、炭素を分解し、この分解された化合物で反応
管ω内の付着物質（１４）を除去するのと異なり、プラ
ズマ生起電源の配設等により温度プロファイルを乱すこ
ともなく、シかも操作が容易である。また、この方法を
用いた装置では、プラズマ装置を設ける必要がない。

上記実施例では常温（２５℃）で説明したが、高温１例
えば２５℃〜８００℃であっても洗浄可能である。又、
縦型炉でも同一の洗浄性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を熱処理工程に適用した一実施例を
説明するための反応炉説明図、第２図は第１図の熱処理
装置を説明する構成説明図である。 １・・・反応管　　　　　　　７・・・ウェハ周辺領域
９・・・ガス供給口　　　　　９ａ・・・反応ガス供給
源９ｂ・・・エツチングガス供給源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応管に均熱領域を形成し、この均熱領域に被処理体を
   設けて熱処理することにより反応管内壁に付着した反応
   付着物を除去するに際し、上記反応管内を予め定められ
   た真空度に排気した後、反応管内に少なくともＣｌＦ＿
   ２等ハロゲン元素化合物を含んだエッチングガスを導入
   し、充満させて上記均熱領域以外に付着した反応付着物
   を除去することを特徴とする熱処理方法。