JP2014216539A - 成膜装置のクリーニング方法および成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理室の内部、および処理室の内部に収容された部材をクリーニングする工程(ステップ1)と、処理室の内部、および部材それぞれの下部をクリーニングする工程(ステップ2)と、ガス供給路の内部をクリーニングする工程(ステップ3)とを具備する。ステップ1は、圧力を第1の圧力帯、温度を第1の温度帯にそれぞれ設定し、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行い、ステップ2は、圧力を第1の圧力帯よりも高い第2の圧力帯に設定し、温度を第1の温度帯よりも高い第2の温度帯に上昇させながら、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行い、ステップ3は、圧力を第2の圧力帯よりも低い第3の圧力帯に設定し、温度を第2の温度帯で維持しながら、ガス供給路からクリーニングガスを供給して行う。
【選択図】図4
Description
(成膜装置)
図1はこの発明の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法を実施することが可能な縦型バッチ式成膜装置の一例を概略的に示す縦断面図、図2は図1中のII−II線に沿う水平断面図である。なお、図1に示す縦断面は図2中のI−I線に沿うものである。
図3に示すように、ガス供給路124a〜124cは、ガイド管125と、ガイド管125に接続されたガス導入管126とを備えている。ガイド管125は、例えば、石英製である。ガイド管125は水平方向に設けられている。ガイド管125の一端は、加熱装置113に設けられたスリット113a(図2参照)を介してガス導入部104、本例ではガス拡散空間105aに接続される。ガイド管125の他端は基部127に接続されている。基部127は、ガイド管125の他端を塞ぐとともに、ガス導入管126をガイド管125の内部へ挿入する役目を果たす。本例では、基部127の中央部分を通じてガス導入管126が、ガイド管125の内部へと挿入されている。これにより、ガス導入管126の一端はガイド管125の内部へと通じ、他端は開閉弁133dに接続される。ガス導入管126の径は、ガイド管125の径よりも細く、ガイド管125の内部において、ガス導入管126の外側表面とガイド管125の内側表面との間には隙間が生じている。
図4はこの発明の第1の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示す流れ図、図5はこの発明の第1の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示すタイミングチャートである。
図7に示すデータは、フッ化水素(HF)とフッ素(F2)とを1:1で混合したガスを用いて、石英をドライエッチングした際に得られたデータである。本例におけるCl2ガスを用いて、GaNをドライエッチングするものとは異なるが、同じドライエッチングであるから、本例においても同様の傾向を示す。図7には、処理室103の内部の圧力を50Torr(6650Pa)に設定してドライエッチングするよりも、150Torr(19950Pa)に設定してドライエッチングした方が、処理室103の内部の下部の領域までエッチングできることが示されている。つまり、本例に置き換えると、圧力を上昇させることによって、処理室103の内部の下部の領域をクリーニングすることが可能である、ということになる。
図9は、この発明の第1の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の第1の変形例を示すタイミングチャートである。
図10は、成膜装置100において、新たに生じた事情を説明するためのガイド管の断面図である。
第3の変形例もまた、第2の変形例と同様に、ガス導入管126の外側表面とガイド管125の内側表面との間に生じている隙間に対するクリーニングを確実に行おう、とするものである。
第4の変形例は、第3の変形例と同様に、ステップ3において、クリーニングガスをガス導入部104、本例ではガス導入管126から間欠供給する例である。
(1) 真空引き(排気)
(2) クリーニング
(3) 真空引き(排気)
(4) パージ
の手順を“1サイクル”とし、この“1サイクル”を複数回繰り返すことで、ガス供給路124a〜124cの内部、本例では、特に、ガイド管125の内部をクリーニングする。
第5の変形例もまた、ステップ3において、クリーニングガスを、ガス導入部104、本例ではガス導入管126から間欠供給する例である。
(クリーニング方法)
図18はこの発明の第2の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示す流れ図、図19はこの発明の第2の実施形態に係る成膜装置のクリーニング方法の一例を示すタイミングチャートである。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
Claims (20)
- 被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、
前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構とを備えた成膜装置のクリーニング方法であって、
(1) 前記処理室の内部、および前記処理室の内部に収容された部材をクリーニングする工程と、
(2) 前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部をクリーニングする工程と、
(3) 前記ガス供給路の内部をクリーニングする工程とを具備し、
前記(1)工程は、前記処理室の内部の圧力を第1の圧力帯、並びに前記処理室の内部の温度をクリーニング可能温度以上の第1の温度帯にそれぞれ設定し、前記ガス供給路からクリーニングガスを供給することで行い、
前記(2)工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第1の圧力帯よりも高い第2の圧力帯に設定し、前記処理室の内部の温度を前記第1の温度帯よりも高い第2の温度帯に上昇させながら、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、
前記(3)工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第2の圧力帯よりも低い第3の圧力帯に設定し、前記処理室の内部の温度を前記第2の温度帯で維持しながら、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行うことを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。 - 被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、
前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構とを備えた成膜装置のクリーニング方法であって、
(1) 前記処理室の内部、および前記処理室の内部に収容された部材をクリーニングする工程と、
(2) 前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部をクリーニングする工程と、
(3) 前記ガス供給路の内部をクリーニングする工程とを具備し、
前記(1)工程は、前記処理室の内部の圧力を第1の圧力帯に設定し、前記処理室の内部の温度をクリーニング可能温度以上の第1の温度帯から該第1の温度帯よりも高い第2の温度帯に上昇させながら、前記ガス供給路からクリーニングガスを供給することで行い、
前記(2)工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第1の圧力帯よりも高い第2の圧力帯に設定し、前記処理室の内部の温度を前記第2の温度帯で維持しながら、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行い、
前記(3)工程は、前記処理室の内部の圧力を前記第2の圧力帯よりも低い第3の圧力帯に設定し、前記処理室の内部の温度を前記第2の温度帯で維持しながら、前記ガス供給路から前記クリーニングガスを供給することで行うことを特徴とする成膜装置のクリーニング方法。 - 前記第1の温度帯は、前記処理室の内部、および前記部材の表面の温度を、これらの表面に付着している付着物を除去可能な温度とする温度帯であり、
前記第2の温度帯は、前記ガス供給路のうち、前記処理室から離れている部分の表面の温度を、この表面に付着している不純物を除去可能な温度とする温度帯であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の成膜装置のクリーニング方法。 - 前記第2の圧力帯は、前記処理室の内部の圧力を、前記処理室の内部、および前記部材それぞれの下部の表面に付着している付着物を除去可能な圧力とする圧力帯であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記処理室は、前記被処理基板の出し入れを、前記処理室の下部を介して行う構造を持つことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記加熱装置は、前記処理室の外側壁周囲を取り囲む構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記加熱装置に設けられたスリットを介して前記処理室に連通される構造を持つことを特徴とする請求項5に記載の成膜装置のクリーニング方法。 - 前記ガス供給路は、前記スリットを介して前記処理室に連通されるガイド管と、前記ガイド管に接続され、前記処理ガス供給機構から前記ガイド管の内部に処理に使用するガスを導入するガス導入管とを備えていることを特徴とする請求項6に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記ガス導入管の径は前記ガイド管の径よりも細く、前記ガイド管の内部において、前記ガス導入管の外側表面と前記ガイド管の内側表面との間に、隙間があることを特徴とする請求項7に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記(3)工程は、前記ガス導入管から、前記クリーニングガスを前記ガイド管の内部に対し、間欠供給する工程を含むことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記処理ガス供給機構は、前記ガス供給路とは別に、前記処理室の内部に連通される別のガス供給路を、さらに有し、
前記(3)工程は、前記ガス供給路からの前記クリーニングガスの供給を止め、前記クリーニングガスを、前記別のガス供給路から供給する工程を含むことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。 - 前記化合物半導体膜が、V族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であることを特徴とする請求項11に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 前記化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記処理室、前記部材、前記ガス供給路は、石英を含んで構成されていることを特徴とする請求項12に記載の成膜装置のクリーニング方法。 - 前記クリーニングガスは、塩素ガスであることを特徴とする請求項13に記載の成膜装置のクリーニング方法。
- 被処理基板を収容し、前記被処理基板に対して化合物半導体膜を成膜する成膜処理を施す処理室と、
前記処理室の内部に収容された前記被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に調整しながら該処理室の内部を排気することが可能な排気装置と、
前記処理室の内部に連通されるガス供給路を有し、前記処理室の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする成膜装置。 - 前記処理室は、前記被処理基板の出し入れを、前記処理室の下部を介して行う構造を持ち、
前記加熱装置は、前記処理室の外側壁周囲を取り囲む構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記加熱装置に設けられたスリットを介して前記処理室に連通される構造を持ち、
前記ガス供給路は、前記スリットを介して前記処理室に連通されるガイド管と、前記ガイド管に接続され、前記処理ガス供給機構から前記ガイド管の内部に処理に使用するガスを導入するガス導入管とを備えていることを特徴とする請求項15に記載の成膜装置。 - 前記制御装置は、請求項9に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする請求項16に記載の成膜装置。
- 前記処理ガス供給機構は、前記ガス供給路とは別に、前記処理室の内部に連通される別のガス供給路を有しているとき、
前記制御装置は、請求項10に記載された成膜装置のクリーニング方法が実施されるように、前記加熱装置、前記排気装置、および前記処理ガス供給機構を制御することを特徴とする請求項16に記載の成膜装置。 - 前記ガス導入管の径は前記ガイド管の径よりも細く、前記ガイド管の内部において、前記ガス導入管の外側表面と前記ガイド管の内側表面との間に、隙間があることを特徴とする請求項16から請求項18のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記処理室、および前記ガス供給路は、石英を含んで構成されていることを特徴とする請求項15から請求項19のいずれか一項に記載の成膜装置。
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