JP2002115063A - 処理装置の付着物除去方法、付着物固定化方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理装置の内壁及び処理装置内にある物体表
面に付着した付着物を母材を傷めることなく容易に除去
し又は固定化できる処理装置の付着物除去方法及び付着
物固化方法及び処理装置を提供する。 【解決手段】 処理プロセスにより該処理プロセス雰囲
気中にあるシャワーヘッド１５等の物体表面に付着した
付着物を除去する処理装置の付着物除去方法であって、
処理装置の付着物が付着する表面に予めコーティング膜
２０を形成し、該コーティグ膜に付着物（反応生成物１
８）が所定量付着したら、付着物を薬液によるコーティ
ング膜２０の溶解除去と同時に除去する。また、付着物
の上面にコーティング膜２０を形成して付着物を固定化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板等の基
板表面に薄膜を成長させる成膜装置等の処理装置の処理
プロセス雰囲気中にある物体表面に付着した付着物を除
去又は固定化する処理装置の付着物除去方法、付着物固
定化方法及び処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体基板等の基板上に薄膜を
成長させる成膜装置においては、本来基板のみに薄膜を
成長させたいにもかかわらず、基板外周、反応容器内
壁、シャワーヘッド表面、ノズル孔内表面等の装置内壁
及び該装置内にある物体の各所に付着物が付着し、これ
が被処理基板のパーティクル汚染の原因となっていた。
ところが、例えば、上記シャワーヘッドのノズル内に付
着した付着物はノズル孔の径が小さいためブラシ洗浄等
機械的（物理的）洗浄により除去するのが困難である。

【０００３】また、付着物を化学的洗浄により除去しよ
うとしてもその付着物が、例えば金属酸化物や金属塩の
場合は、それを溶解除去するためには強力な薬液を使用
する必要がある場合が多々あり、それらの薬液により母
材自体がダメージを受けてしまうため、母材を傷めず容
易にそれらの付着物を除去する洗浄方法がなかった。

【０００４】上記付着物にはＢａＯｘ、ＳｒＯｘ、Ｒｕ
Ｏｘ、ＴｉＯｘ、ＰｂＯｘ、ＴａＯｘ、ＩｒＯｘ、Ｂｉ
Ｏｘ、ＺｒＯｘ、ＣｕＯｘ、ＳｉＯｘ、ＢａｘＣＯ₃、
ＳｒｘＣＯ₃、ＴｉＮｘ、ＳｉＮｘ等の金属酸化物、金
属塩、窒化物等様々なものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、処理装置の内壁及び処理装置内に
ある物体表面に付着した付着物を母材を傷めることなく
容易に除去するか又は該付着物を固定化する処理装置の
付着物除去方法、付着物固定化方法及び処理装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、処理プロセスにより該処理プ
ロセス雰囲気中にある物体表面に付着した付着物を除去
する処理装置の付着物除去方法であって、処理装置の付
着物が付着する物体表面に予めコーティング膜を形成
し、該コーティング膜に付着物が所定量付着したら、該
付着物を該コーティング膜ごと除去することを特徴とす
る。

【０００７】上記のように付着物が付着する物体表面に
予めコーティング膜を形成することにより、コーティン
グ膜に付着した付着物をコーティング膜ごと除去できる
から、付着物の除去が容易となる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の処理装置の付着物除去方法において、コーティング膜
材料が有機系材料であることを特徴とする。

【０００９】上記のようにコーティング膜材料が有機系
材料であるので、薬液によりコーティング膜材料を溶解
除去することができるから、この溶解除去と同時に付着
物も容易に除去することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の処理装置の付着物除去方法において、付着物を
前記コーティング膜を除去する薬剤でコーティング膜の
溶解除去と同時に除去することを特徴とする。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１又は２
又は３に記載の処理装置の付着物除去方法において、処
理装置は薄膜を成長させる成膜装置であることを特徴と
する。

【００１２】上記のように処理装置を成膜装置とするこ
とにより、薄膜成長プロセスで物体表面に付着する反応
生成物をコーティング膜の除去と同時に容易に除去でき
る。

【００１３】請求項５に記載の発明は、処理プロセスに
より該処理プロセス雰囲気中にある物体表面に付着した
付着物を固定化する処理装置の付着物固定化方法であっ
て、処理装置の物体表面の付着物が付着した部分の該付
着物表面にコーティング膜を形成して付着物を固定化す
ることを特徴とする。

【００１４】上記の付着物が付着した部分の該付着物表
面にコーティング膜を形成することにより、該コーティ
ング膜により付着物が固定化され、付着物の剥離によ
り、パーティクルが発生することがなく、付着物がパー
ティクル発生源となることはない。

【００１５】請求項６に記載の発明は、処理プロセスに
より該処理プロセス雰囲気中にある物体表面に付着物が
付着する処理装置であって、付着物が付着する物体表面
に予め付着物を付着させるコーティング膜を形成し、該
コーティング膜に付着物が所定量付着したら、該付着物
を該コーティング膜ごと除去することを特徴とする。

【００１６】上記のように処理装置の付着物が付着する
物体表面に予め付着物を付着させるコーティング膜を形
成することにより、処理プロセス実行により、付着物が
所定量付着したら、該付着物を該コーティング膜ごと除
去することができる。また、除去した後に再びコーティ
ング膜を形成することにより処理プロセスを実行でき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を説
明する。ここでは処理装置として半導体基板等の被処理
基板表面に薄膜を成長させる成膜装置を例に、該成膜装
置の原料ガスを噴射するシャワーヘッド壁面に付着する
付着物を除去する付着物除去方法について説明する。図
１はこの種の成膜装置の概略構成を示す図である。

【００１８】図１において、１０は反応容器であり、該
反応容器１０内には被処理基板１１を載置する基板載置
台１２が配置されている。基板載置台１２の内部には被
処理基板１１を加熱するための加熱ヒータ１３が設けら
れている。反応容器１０の排気口１４は、図示しない真
空ポンプ等を具備する排気系に接続され、反応容器１０
の内圧を任意の値に調整できるようになっている。反応
容器１０の上部にはシャワーヘッド１５が配設され、該
シャワーヘッド１５の被処理基板１１に対向する面は原
料ガスＧを被処理基板１１に向けて噴射するための多数
のノズル孔１６が設けられている。

【００１９】シャワーヘッド１５の原料ガス導入口１７
から原料ガスＧを導入することにより、多数のノズル孔
１６から加熱ヒータ１３により加熱された被処理基板１
１の上面に向けて原料ガスＧが噴射され、被処理基板１
１の上面に原料ガスＧが反応して薄膜が形成される。こ
の薄膜形成と同時に反応生成物が被処理基板１１の上面
以外の基板載置台１２の表面、反応容器１０の内壁面及
びシャワーヘッド１５の表面に付着する。

【００２０】図２はシャワーヘッドの表面に反応生成物
が付着する状況を示す図である。図示するように、反応
生成物１８はシャワーヘッド１５の下面１５ａ、内表面
１５ｂ及びノズル孔１６の内表面１６ａに付着する。特
にノズル孔１６の内表面１６ａに付着した反応生成物１
８はノズル孔１６の径が小さいので洗浄で除去すること
は困難であった。なお、１９は加熱液媒体が通る加熱液
媒流路であり、該加熱液媒流路１９に加熱液媒２１を流
し、できるだけ生成物が付着しない温度にシャワーヘッ
ド１５の表面温度を制御しているが、実際的には生成物
の付着を完全になくすることができない。

【００２１】そこで、本発明では図３に示すように、シ
ャワーヘッド１５の下面１５ａ、内表面１５ｂ、ノズル
孔１６の内表面１６ａに予めコーティング膜２０を形成
し、該コーティング膜２０が形成されたシャワーヘッド
１５で加熱された被処理基板１１に原料ガスＧを噴射さ
せて被処理基板１１の表面に成膜する。この成膜プロセ
スにおいて、図４に示すようにコーティング膜２０の表
面に反応生成物１８が付着する。そして後に詳述するよ
うに、コーティング膜２０の表面に付着した反応生成物
１８が所定量になったら、該コーティング膜２０ごと付
着した反応生成物１８を除去する。生成物の付着量を把
握することは困難で、実際的には被処理基板１１上に落
下した（付着した）パーティクルの増大により除去する
タイミングを決定する。

【００２２】上記コーティング膜２０の材料としては、
ポリイミド系、フッ素化ポリイミド系、ポリキノリン
系、パリレン系樹脂等を用いる。他にもベンゾシクロブ
テン、ポリアリルエーテル等種々の材料を用いることが
できる。これらのコーティング膜材料は耐熱性が高いの
でシャワーヘッド１５の基板載置台１２（加熱ヒータ１
３が内蔵されている）の対向面等の高温となる部分にも
使用できる。また、Ｃｕ−ＣＶＤ等の低温プロセスの成
膜装置では、加熱ヒータ（加熱ヒータ上に被処理基板を
載置する場合）や基板載置台１２の表面へのコーティン
グ膜にも使用できる。

【００２３】コーティング膜２０の膜厚を薄くするた
め、コーティング膜材料の粘度を低く調整する。これに
より内径の小さいノズル孔１６であってもその内径を殆
ど変化させることなく、ノズル孔１６の内表面にコーテ
ィング膜２０を形成できる。コーティング膜２０の形成
方法の具体的な例としては、シャワーヘッド１５の被処
理基板１１に対向する部分をコーティング膜材料液の中
にどぶ漬した後、圧縮空気等の気体をエアーナイフ等の
機構で吹き付け余剰部分を吹き飛ばす等により、膜厚数
μｍ程度以下のコーティング膜２０も形成できる。

【００２４】コーティング膜２０は樹脂材であるから、
柔軟性があり、シャワーヘッド１５の母材である金属と
の熱膨張率が大きく異なっても温度による熱膨張差で母
材から剥離することはない。また、樹脂材がシャワーヘ
ッド１５の母材金属表面の凹凸部へ入り込んでコーティ
ング膜２０が形成されているので密着性は強いから、こ
の点からも剥離する恐れがない。

【００２５】図３に示すように、下面１５ａ、内表面１
５ｂ及びノズル孔１６の内表面１６ａに予めコーティン
グ膜２０を形成したシャワーヘッド１５を用いて成膜し
た場合、図４に示すようにコーティング膜２０の表面に
反応生成物１８が付着する。この付着量が大きくなると
剥離して被処理基板へのパーティクル発生源となってし
まう。そこで反応生成物１８が剥離してパーティクル発
生源となる前の所定の付着量になったら薬液でコーティ
ング膜２０を溶解し、該コーティング膜２０ごと付着し
た反応生成物１８を除去する。

【００２６】反応生成物１８はコーティング膜２０の上
に付着しているので、コーティング膜２０を溶解除去す
ることで、付着した反応生成物１８をコーティング膜２
０ごと容易に洗い流せる。反応生成物１８があまり付着
していない段階であれば、付着物が完全にコーティング
部を覆っていない訳ではないので、コーティング膜２０
を溶解する薬液でコーティング膜２０を除去でき、その
ときコーティング膜２０への付着生成物も同時に除去で
きる。一般に前述したような、生成付着物は強酸等の強
い薬剤を使用する必要があるがコーティング膜２０は弱
い薬剤で除去できるので、シャワーヘッド１５の母材
（通常はステンレス材）を傷める等の問題もなくするこ
とができる。

【００２７】上記コーティング膜２０を溶解し、付着し
た反応生成物１８と共に除去した後、再度コーティング
膜２０を形成し、再利用する。ここでコーティング膜２
０を溶解する薬液としては、希釈沸酸、希釈硝沸酸、希
釈アルカリ（ＮａＯＨ、ＫＯＨ等）を用いる。

【００２８】また、図２に示すように、コーティング膜
２０を形成しないで、シャワーヘッド１５を成膜に使用
した場合、表面に反応生成物１８が付着する。この場
合、この反応生成物１８が付着した状態のまま、図５に
示すように、反応生成物１８の上面にコーティング膜を
形成することにより、この付着した反応生成物１８の剥
離を防止して固定化することができる。２回目以降の洗
浄は上記のように薬液を用いて溶解洗浄するが、付着し
た反応生成物１８が除去できない状態でも何等問題な
く、毎回コーティング膜２０を形成することにより付着
した反応生成物１８を固定化することができる。

【００２９】上記コーティング膜２０はめっき処理を実
施して形成することもでき、これにより付着した反応生
成物１８を固定化することも容易である。このめっき処
理により厚さ１μｍ程度のコーティング膜２０の形成も
可能である。但し、コーティング材によっては溶解洗浄
が困難になるが、コーティング膜２０の膜厚が薄いの
で、該コーティング膜２０を除去することなく、毎回コ
ーティング膜２０を重ねて形成することにより、毎回付
着した反応生成物１８を固定化する方法もある。

【００３０】本コーティング膜材には、例えばＣｕ薄膜
成長プロセスではＣｕコーティング膜、Ｒｕ薄膜成長プ
ロセスではＲｕコーティング膜を形成する等、成膜材料
とコーティング膜材料を同種のものに合わせるのがよ
い。

【００３１】なお、上記例では成膜装置内のシャワーヘ
ッドの壁面（表面）に付着した反応生成物の除去及び固
定化の例を示したが、シャワーヘッドに限定されるもの
ではなく、例えば、基板載置台１２の表面、反応容器１
０の内壁等の処理プロセスの雰囲気中にある物体であれ
ば、その表面に付着した反応生成物の除去、固定化に利
用できる。

【００３２】また、上記例では付着した反応生成物の除
去、固定化の例を示したが、反応生成物に限定されるも
のではなく、付着する物の種類によらずどんな付着物で
も容易に除去することができる。また、上記例では処理
装置として成膜装置を例に説明したが、処理プロセスに
伴い、該処理プロセス雰囲気内に存在する物体表面（壁
面）に付着物が付着する処理装置であれば、その付着物
の除去、固定化に利用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。

【００３４】請求項１乃至４の各請求項に記載の発明に
よれば、処理プロセス雰囲気中にある物体表面に予めコ
ーティング膜を形成することにより、該コーティング膜
に付着した付着物をコーティング膜ごと除去できるか
ら、付着物の除去が容易となる。

【００３５】請求項２及び３に記載の発明によれば、薬
液によりコーティング膜材料を溶解除去するから、この
溶解除去と同時に付着物も容易に除去することができ
る。

【００３６】請求項５に記載の発明によれば、付着物が
付着した表面にコーティング膜を形成することにより、
該コーティング膜により付着物が固定化され、付着物の
剥離により、パーティクルが発生することがなく、付着
物がパーティクル発生源となることはない。

【００３７】請求項６に記載の発明によれば、処理装置
の付着物が付着する物体表面に予め付着物を付着させる
コーティング膜を形成することにより、処理プロセス実
行により、付着物が所定量付着したら、該付着物を該コ
ーティング膜ごと除去することができる。また、除去し
た後に再びコーティング膜を形成することにより処理プ
ロセスを実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る付着物除去方法を実施する成膜装
置の概略構成を示す図である。

【図２】本発明に係る付着物除去方法を実施しない場合
のシャワーヘッドの構成例を示す一部断面図である。

【図３】本発明に係る付着物除去方法を実施する場合の
シャワーヘッドの構成例を示す一部断面図である。

【図４】本発明に係る付着物除去方法を実施する場合の
シャワーヘッドの付着物の付着状態を示す一部断面図で
ある。

【図５】本発明に係る付着物固定化方法を実施する場合
のシャワーヘッドの構成例を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１０ 反応容器 １１ 被処理基板 １２ 基板載置台 １３ 加熱ヒータ １４ 排気口 １５ シャワーヘッド １６ ノズル孔 １７ 原料ガス導入口 １８ 反応生成物 １９ 加熱液媒流路 ２０ コーティング膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴崎 光直 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 BB03 BB10 BC10 BD14 BD16 CA02 FB02 FB04 FB12 FC13 4K030 CA04 FA10 KA17 KA47 5F045 BB15 EB06 EC05 EF11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理プロセスにより該処理プロセス雰囲
   気中にある物体表面に付着した付着物を除去する処理装
   置の付着物除去方法であって、 前記処理装置の付着物が付着する物体表面に予めコーテ
   ィング膜を形成し、該コーティング膜に前記付着物が所
   定量付着したら、該付着物を該コーティング膜ごと除去
   することを特徴とする処理装置の付着物除去方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の処理装置の付着物除去
   方法において、 前記コーティング膜材料が有機系材料であることを特徴
   とする処理装置の付着物除去方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の処理装置の付着
   物除去方法において、 前記付着物を前記コーティング膜を除去する薬剤でコー
   ティング膜の溶解除去と同時に除去することを特徴とす
   る処理装置の付着物除去方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２又は３に記載の処理装置
   の付着物除去方法において、 前記処理装置は薄膜を成長させる成膜装置であることを
   特徴とする処理装置の付着物除去方法。
5. 【請求項５】 処理プロセスにより該処理プロセス雰囲
   気中にある物体表面に付着した付着物を固定化する処理
   装置の付着物固定化方法であって、 前記処理装置の物体表面の付着物が付着した部分の該付
   着物表面にコーティング膜を形成して該付着物を固定化
   することを特徴とする処理装置の付着物固定化方法。
6. 【請求項６】 処理プロセスにより該処理プロセス雰囲
   気中にある物体表面に付着物が付着する処理装置であっ
   て、 前記付着物が付着する物体表面に予め前記付着物を付着
   させるコーティング膜を形成し、該コーティング膜に前
   記付着物が所定量付着したら、該付着物を該コーティン
   グ膜ごと除去することを特徴とする処理装置。