(57)【要約】【課題】捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することが可能な捕集ユニットを提供する。【解決手段】被処理体Ｗに対して所定の薄膜を堆積させる処理容器２２に接続されていた排気通路６２に介設されて、排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットにおいて、ガス入口７４Ａとガス出口７４Ｂとを有する容器状のケーシング７４と、ケーシング内に着脱可能に設けられると共に、反応副生成物を捕集するための複数のフィン８６を連結してなるトラップ本体７８と、排気通路内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する反応副生成物を、落下途中で捕獲して支持すると共に排気ガスを通過させる捕獲部材９６（９６Ａ〜９６Ｃ）とを備える。【選択図】図２
2008098283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定の薄膜を堆積させる処理容器の排気口に接続されている排気ガスを流す排気通路と、
前記排気通路に介設されて前記処理容器内を真空引きする真空ポンプと、
前記排気通路に介設されて前記排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットと、を有する排気系において、
前記排気系内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する前記反応副生成物を、落下途中で捕獲して支持すると共に前記排気ガスを通過させる捕獲部材を、
少なくとも前記捕集ユニット内に設けるように構成したことを特徴とする排気系。
【請求項２】
前記捕獲部材は、前記排気通路の所定の位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の排気系。
【請求項３】
前記捕獲部材は、メッシュ状になされた金網部材よりなることを特徴とする請求項１又は２記載の排気系。
【請求項４】
前記捕獲部材は、パンチングメタル部材よりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排気系。
【請求項５】
前記所定の薄膜は、シリコン酸化膜、或いはシリコン窒化膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排気系。
【請求項６】
前記クリーニングガスは、ＨＦ、Ｃｌ３ 、ＮＦ３ 、Ｆ２ よりなる群より選択される１以上のガスを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排気系。
【請求項７】
被処理体に対して所定の薄膜を堆積させる処理容器に接続されていた排気通路に介設されて、前記排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットにおいて、
ガス入口とガス出口とを有する容器状のケーシングと、
該ケーシング内に着脱可能に設けられると共に、前記反応副生成物を捕集するための複数のフィンを連結してなるトラップ本体と、
前記排気通路内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する前記反応副生成物を、落下途中で捕獲して支持すると共に前記排気ガスを通過させる捕獲部材と、
を備えたことを特徴とする捕集ユニット。
【請求項８】
前記捕獲部材は、前記ケーシング内に、前記捕集ユニットを設置した時の上下方向に対して１段、或いは複数段に亘って設けられることを特徴とする請求項７記載の捕集ユニット。
【請求項９】
前記捕獲部材は、前記捕集ユニットを設置した時の前記ケーシングの底部に沿って該底部より所定の間隔を隔てて設けられることを特徴とする請求項７又は８記載の捕集ユニット。
【請求項１０】
前記ケーシングは円筒体状に成形されており、前記捕獲部材は、前記ケーシングの断面円形の内壁面に沿って断面円弧状に設けられることを特徴とする請求項９記載の捕集ユニット。
【請求項１１】
前記捕獲部材には、該捕獲部材で捕獲された前記反応副生成物が滑って移動することを防止する棚部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の捕集ユニット。
【請求項１２】
前記捕獲部材は、前記ケーシングの内壁面に沿って該内壁面より所定の間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項７記載の捕集ユニット。
【請求項１３】
前記トラップ本体には、前記クリーニング処理時に前記トラップ本体を加熱するトラップ加熱手段が設けられることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の捕集ユニット。
【請求項１４】
前記捕獲部材は、メッシュ状になされた金網部材よりなることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれかに記載の捕集ユニット。
【請求項１５】
前記捕獲部材は、パンチングメタル部材よりなることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれかに記載の捕集ユニット。
【請求項１６】
前記所定の薄膜は、シリコン酸化膜、或いはシリコン窒化膜であることを特徴とする請求項７乃至１５のいずれかに記載の捕集ユニット。
【請求項１７】
前記クリーニングガスは、ＨＦ、Ｃｌ３ 、ＮＦ３ 、Ｆ２ よりなる群より選択される１以上のガスを含むことを特徴とする請求項７乃至１６のいずれかに記載の捕集ユニット。
【請求項１８】
処理容器と、
前記処理容器内で被処理体を支持する支持手段と、
前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、
前記処理容器内を真空排気するために設けられた請求項１乃至６のいずれかに記載の排気系と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項１９】
前記排気系には、請求項７乃至１７のいずれかに記載の捕集ユニットが設けられることを特徴とする請求項１８記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に薄膜を堆積させる処理容器内からの排ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットを有する排気系及びこれを用いた処理装置に係り、特に捕集した反応副生成物をクリーニング処理により迅速に、且つ効率的に除去することが可能な排気系、捕集ユニット及びこれを用いた処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するためには半導体ウエハに対して成膜、エッチング処理等の各種の処理が施される。例えば一度に多数枚のウエハ表面に成膜するＣＶＤ装置においては、石英製のウエハボート上に半導体ウエハを例えば等ピッチで載置し、これを減圧下にて所定の温度に加熱しながらウエハ表面に成膜用の処理ガスを供給し、このガスの分解生成物或いは反応生成物をウエハ上に堆積させるようになっている。
【０００３】
このようにしてウエハ表面に成膜を行った場合、成膜が必要とされるウエハ表面の他に、ウエハボート、処理容器の内側表面等の成膜を意図していない部分にも不要な膜が付着してしまう。このような不要な部分における付着膜は、パーティクルとなって浮遊し、半導体集積回路の欠陥の原因となることから、この不要な付着膜を除去するために真空処理装置は定期的に或いは不定期的にクリーニング処理が施される。
【０００４】
このようにクリーニング処理を施す必要があるのは上述した、いわゆるバッチ式のホットウォール型のＬＰ−ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置のみならず、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の成膜装置においても同様である。
【０００５】
従来、ホットウォール型のＬＰ−ＣＶＤ装置においては、横型、縦型を問わず、その定期的なクリーニング処理において、処理容器の内壁等に付着した不要な膜を除去するために薬液を用いたウエットクリーニング法を行うのが一般的であったが、最近にあってはＬＰ−ＣＶＤ装置を分解することなくこれを組み付けた状態でインサイトでクリーニングを行なえることから、クリーニングガス（エッチングガス）を用いたドライクリーニング法が行われている。このドライクリーニング法として、例えばエッチングガスにＣｌＦ３ ガスやＨＦガスを用いたクリーニング法が提案された（特許文献１〜４）。このクリーニング方法は、クリーニングガスとして例えばＣｌＦ３ ガスやＨＦガスを処理容器内へ導入し、このクリーニングガスでウエハボートや処理容器内面等に付着した不要な膜を除去するものである。
【０００６】
ところで、上述したような成膜装置にあっては、この処理容器から排出される排気ガス中には、成膜によって発生した反応副生成物が含まれることから、この反応副生成物を排気ガス中から捕集して除去するために、上記処理容器に接続される排気系には、反応副生成物を除去する捕集ユニットが設けられている。
図１１は成膜ガスとして例えばＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）を用いてＳｉＯ２ の薄膜を堆積する時に用いられる従来の捕集ユニットの一例を示す断面図である。図示するように、この捕集ユニット２は、円筒体状のケーシング４と、この内部に設けられるトラップ本体６とにより主に構成される。上記ケーシング４は、一端にはガス入口４Ａが形成され、他端にはボルト８により着脱可能になされた開閉蓋１０が設けられ、この開閉蓋の中央部にガス出口４Ｂが形成されている。
【０００７】
上記トラップ本体６は、複数の円形リング状の金属製のフィン１２を支持ロッド１４により所定のピッチで連結して支持することにより構成されており、その先端部に半球状のカバー１６が設けられている。また、このトラップ本体６の基端部は上記開閉蓋１０に取り付けて支持されている。
上記構成において、成膜時には処理容器側から排出された排気ガスは、ガス入口４Ａより捕集ユニット２のケーシング４内に入り、この排気ガスは各フィン１２の表面と接触しながら、このリング状のフィン１２の中心部を通ってガス出口４Ｂから排出されて行く。この時、この排気ガス中に含まれる反応副生成物が各フィン１２の表面に付着して捕集され、排気ガス中から取り除かれる。
【０００８】
この場合、上記反応副生成物は、主に各フィン１２によって捕集されるが、この排気ガスが接触する部分ではどこでも付着し、従って、カバー１６の表面やケーシング４の内壁面等にもある程度の反応副生成物が付着して排ガス中から除去される。
そして、上述のように捕集された反応副生成物は、捕集ユニット２内が閉塞することを防止するために、上記処理容器内を定期的、或いは不定期的にクリーニングする時に流されるＣｌＦ３ ガスやＨＦガスなどのクリーニングガスにより、処理容器内の反応副生成物と共に除去されることになる。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−３１４７９号公報
【特許文献２】特開平４−１５５８２７号公報
【特許文献３】特開平６−１５１３９６号公報
【特許文献４】特開２００４−３４３０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述したように、処理容器内をクリーニング処理することにより、同時に上記捕集ユニット２内もクリーニングされることになり、各フィン１２の表面等に付着していた反応副生成物を除去するためには、例えば３時間程度クリーニングガスを流せばよく、効率的なクリーニングを行うことができる。
【００１１】
しかしながら、このクリーニング処理がある程度進行すると、捕集ユニット２の各フィン１２やカバー１６の表面やケーシング４の内壁面等に付着していた反応副生成物の粘着力が低下し、この反応副生成物が付着面から剥がれて落下してしまう場合があった。図１１では、上記捕集ユニット２が横置きに設置されている状態を示しており、粘着力が低下して重力に従って落下した落下反応副生成物Ｍ１がケーシング４の底部（図１１中において下部）に厚く貯っている状態が示されている。
【００１２】
このように、落下反応副生成物Ｍ１が厚く貯ってしまうと、この落下反応副生成物Ｍ１がクリーニングガスと接触する面積が、その堆積量と比較して非常に少なくなり、この落下反応副生成物Ｍ１を完全に除去するためには、長時間、例えば落下した量にもよるが、更に１０時間以上に亘ってクリーニングガスを流し続けなければならず、クリーニング処理が過度に長くなって装置稼働率が低下する、といった問題があった。
【００１３】
また、ケーシング４の開閉蓋１０を取り付けているボルト８を緩めて分解し、トラップ本体６をケーシング４内から取り出して洗浄液でクリーニングすることも行われるが、この場合には、作業が大がかりになり過ぎてメンテナンスが大変になるばかりか、この場合にも、分解・組み立てが伴うことからクリーニングに長時間を要する、といった問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することが可能な排気系、捕集ユニット及びこれを用いた処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、被処理体に対して所定の薄膜を堆積させる処理容器の排気口に接続されている排気ガスを流す排気通路と、前記排気通路に介設されて前記処理容器内を真空引きする真空ポンプと、前記排気通路に介設されて前記排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットと、を有する排気系において、前記排気系内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する前記反応副生成物を、落下途中で捕獲して支持すると共に前記排気ガスを通過させる捕獲部材を、少なくとも前記捕集ユニット内に設けるように構成したことを特徴とする排気系である。
【００１５】
このように、排気系の内部に、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲する捕獲部材を設けるようにしたので、落下した後でもこの反応副生成物はクリーニングガスと効率的に接触するような状態に晒されることになるので、落下反応副生成物を効率的に排除することができ、結果的に、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することができる。
【００１６】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記捕獲部材は、前記排気通路の所定の位置に設けられる。
また例えば請求項３に記載したように、前記捕獲部材は、メッシュ状になされた金網部材よりなる。
また例えば請求項４に記載したように、前記捕獲部材は、パンチングメタル部材よりなる。
【００１７】
また例えば請求項５に記載したように、前記所定の薄膜は、シリコン酸化膜、或いはシリコン窒化膜である。
また例えば請求項６に記載したように、前記クリーニングガスは、ＨＦ、Ｃｌ３ 、ＮＦ３ 、Ｆ２ よりなる群より選択される１以上のガスを含む。
【００１８】
請求項７に係る発明は、被処理体に対して所定の薄膜を堆積させる処理容器に接続されていた排気通路に介設されて、前記排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニットにおいて、ガス入口とガス出口とを有する容器状のケーシングと、該ケーシング内に着脱可能に設けられると共に、前記反応副生成物を捕集するための複数のフィンを連結してなるトラップ本体と、前記排気通路内にクリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する前記反応副生成物を、落下途中で捕獲して支持すると共に前記排気ガスを通過させる捕獲部材と、を備えたことを特徴とする捕集ユニットである。
【００１９】
このように、捕集ユニットの内部に、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲する捕獲部材を設けるようにしたので、落下した後でもこの反応副生成物はクリーニングガスと効率的に接触するような状態に晒されることになるので、落下反応副生成物を効率的に排除することができ、結果的に、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することができる。
【００２０】
この場合、例えば請求項８に記載したように、前記捕獲部材は、前記ケーシング内に、前記捕集ユニットを設置した時の上下方向に対して１段、或いは複数段に亘って設けられる。
また例えば請求項９に記載したように、前記捕獲部材は、前記捕集ユニットを設置した時の前記ケーシングの底部に沿って該底部より所定の間隔を隔てて設けられる。
また例えば請求項１０に記載したように、前記ケーシングは円筒体状に成形されており、前記捕獲部材は、前記ケーシングの断面円形の内壁面に沿って断面円弧状に設けられる。
【００２１】
また例えば請求項１１に記載したように、前記捕獲部材には、該捕獲部材で捕獲された前記反応副生成物が滑って移動することを防止する棚部が設けられている。
また例えば請求項１２に記載したように、前記捕獲部材は、前記ケーシングの内壁面に沿って該内壁面より所定の間隔を隔てて設けられている。
また例えば請求項１３に記載したように、前記トラップ本体には、前記クリーニング処理時に前記トラップ本体を加熱するトラップ加熱手段が設けられる。
【００２２】
また例えば請求項１４に記載したように、前記捕獲部材は、メッシュ状になされた金網部材よりなる。
また例えば請求項１５に記載したように、前記捕獲部材は、パンチングメタル部材よりなる。
また例えば請求項１６に記載したように、前記所定の薄膜は、シリコン酸化膜、或いはシリコン窒化膜である。
また例えば請求項１７に記載したように、前記クリーニングガスは、ＨＦ、Ｃｌ３ 、ＮＦ３ 、Ｆ２ よりなる群より選択される１以上のガスを含む。
【００２３】
請求項１８に係る発明は、処理容器と、前記処理容器内で被処理体を支持する支持手段と、前記処理容器内へ所定のガスを供給するガス供給手段と、前記処理容器内を真空排気するために設けられた前記いずれかに記載の排気系と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
この場合、例えば請求項１９に記載したように、前記排気系には、前記いずれかに記載の捕集ユニットが設けられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る排気系、捕集ユニット及びこれを用いた処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１〜６に係る発明によれば、排気系の内部に、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲する捕獲部材を設けるようにしたので、落下した後でもこの反応副生成物はクリーニングガスと効率的に接触するような状態に晒されることになるので、落下反応副生成物を効率的に排除することができ、結果的に、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することができる。
【００２５】
請求項７〜１９に係る発明によれば、捕集ユニットの内部に、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲する捕獲部材を設けるようにしたので、落下した後でもこの反応副生成物はクリーニングガスと効率的に接触するような状態に晒されることになるので、落下反応副生成物を効率的に排除することができ、結果的に、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る排気系、捕集ユニット及びこれを用いた処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る排気系を用いた処理装置の一例を示す概略構成図、図２は排気系に設けられる捕集ユニットを示す断面図、図３は捕集ユニットの分解組み立て図、図４は捕集ユニットの一部を構成するトラップ本体を示す断面図、図５は図２中のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【００２７】
この処理装置２２は、内筒２４と外筒２６とよりなる石英製の２重管構造の縦型の所定の長さの処理容器２８を有している。上記内筒２４内には、被処理体を保持するための支持手段としての石英製のウエハボート３０が収容されており、このウエハボート３０には被処理体としての半導体ウエハＷが所定のピッチで多段に保持される。尚、このピッチは、一定の場合もあるし、ウエハ位置によって異なっている場合もある。
【００２８】
この処理容器２８の下端開口部には、Ｏリング等のシール部材３４を介して例えばステンレス製の筒体状のマニホールド３２が接続される。このマニホールド３２の下端開口部には、この開口部を開閉するためにＯリング等のシール部材３６を介してキャップ３８が設けられ、これには磁性流体シール４０を介して貫通する回転軸４２が設けられる。そして、この回転軸４２の上端に回転テーブル４４が設けられ、このテーブル４４上に石英製の保温筒４６を設け、この保温筒４６上に上記ウエハボート３０を載置している。そして、上記回転軸４２は昇降可能なボートエレベータ４８のアーム４８Ａに取り付けられており、上記キャップ３８やウエハボート３０等と一体的に昇降可能にしており、ウエハボート３０は処理容器２８内へその下方から挿脱可能になされている。尚、ウエハボート３０を回転せずに、これを固定状態としてもよいし、また、マニホールド３２の部分が処理容器と一体的に石英で形成されたものもある。
【００２９】
上記マニホールド３２には、処理容器２８内へ所定のガスを供給するガス供給手段５０が設けられている。具体的には、このガス供給手段５０は、上記マニホールド３２を貫通する複数本、図示例では３本のノズル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを有しており、必要に応じて各ノズル５０Ａ〜５０Ｃから流量制御された各種のガスを供給できるようになっている。ここでは、例えばＳｉＯ２ 膜の薄膜を成膜するためのＴＥＯＳガス、クリーニングガスとして用いるＨＦガス、キャリアガスやパージガス等として用いるＮ２ ガスをそれぞれ供給できるようになっている。尚、上記ガス種に限定されず、堆積する薄膜の種類に対応して種々のガスが用いられる。
【００３０】
ここで、上記各ノズル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃより供給された各ガスは、内筒２４内の処理空間であるウエハの収容領域を上昇して天井部で下方へ折り返し、そして内筒２４と外筒２６との間隙内を流下して上記外筒２６の底部側壁に設けた排気口５２から排出されることになる。
また、処理容器２８の外周には、断熱層５４が設けられており、この内側には、加熱手段として加熱ヒータ５６が設けられて内側に位置するウエハＷを所定の温度に加熱するようになっている。
【００３１】
そして、上記処理容器２８の底部側壁に設けた排気口５２には、上記処理容器２８内を真空引きするための本発明に係る排気系６０が設けられる。具体的には、この排気系６０は、上記排気口５２に接続されて排気ガスを流す例えばステンレスよりなる排気通路６２と、この排気通路６２の途中に介設されてこれに流れる排気ガス中に含まれる反応副生成物を捕集する捕集ユニット６４と、上記排気通路６２の途中に介設されて上記処理容器２８内を真空引きする真空ポンプ６６とにより主に構成されている。
【００３２】
この排気系６０の全体は、着脱可能になされた加熱ジャケット６８により覆われており、全体を加熱することにより薄膜の成膜時には排気ガス中の反応副生成物が付着するのを防止すると共に、クリーニング処理時には反応副生成物とクリーニングガスとの反応を促進し、且つ、反応によって生じた水分を蒸発させて配管等の構成材料の腐食を防止するようになっている。
【００３３】
上記捕集ユニット６４は、上記排気通路６２の最も上流側に位置され、その下流側に真空ポンプ６６が設けられる。この真空ポンプ６６の直ぐ上流側の排気通路６２には、圧力制御用のガス供給ノズル７０が設けられており、このガス供給ノズル７０より流量制御しつつ不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを供給することにより、上記真空ポンプ６６に真空引きされる処理容器２８内のガス量を変化させて、この処理容器２８内の圧力制御を行うようになっている。尚、この圧力制御用のガス供給ノズル７０に代えて、例えばバタフライ弁よりなる圧力制御弁を、排気通路６２の途中に介設するようにしてもよい。また、この排気通路６２の途中には、各部材の設置上の理由やスペース上の理由などにより、この排気通路６２を例えば直角に屈曲させたクランク部７２を不可避的に設けなければならない場合も生ずる。
【００３４】
次に、図２〜図５も参照して上記捕集ユニット６４について説明する。上記捕集ユニット６４は、容器状になされたケーシング７４と、このケーシング７４内に着脱可能に設けられて排気ガス中の反応副生成物を捕集するためのトラップ本体７６とにより主に構成されている。
上記ケーシング７４は、例えば全体がステンレスよりなり、円筒体状に成形されたケーシング本体７８と、このケーシング本体７８の下流側の開口部に、ボルト８１によって着脱可能に取り付けられた開閉蓋８０とにより形成されている。
【００３５】
上記ケーシング本体７８の先端部は、その断面積が次第に縮径されてその先端はガス入口７４Ａとして構成されている。そして、このガス入口７４Ａに形成されたフランジ部８２に上記排気通路６２の上流側が接続されている。
また上記開閉蓋８０は、中央に大きな開口部を有して、これがガス出口７４Ｂとして構成されている。そして、このガス出口７４Ｂに形成されたフランジ部８４に上記排気通路６２の下流側が接続されており、上記ガス入口７４Ａから流入した排気ガスを、ケーシング本体７８内に流して上記ガス出口７４Ｂより下流側へ排出するようになっている。
【００３６】
また上記トラップ本体７６は、例えばステンレスよりなる複数の円形リング状（ドーナツ状）のフィン８６（図４及び図５（Ａ）も参照）を有している。これらの複数のフィン８６は、所定の間隔の等ピッチＰ１で互いに平行に配列されており、各フィン８６を例えば貫通するようにして設けた複数の支持ロッド８８により上記各フィン８６は支持されている。図２中では、２本の支持ロッド８８が記載されているが、実際には、図５（Ａ）に示すようにフィン８６の周方向へ等間隔で配置した３本の支持ロッド８８で支持されている。上記ピッチＰ１は例えば０．５〜２ｍｍ程度であり、フィン８６の数は、トラップ本体７６の長さにもよるが、例えば１００枚程度である。
【００３７】
そして、上記支持ロッド８８の先端部側には、例えば半円状、或いは曲面状（ドーム状）になされたカバー９０が取り付けられており、上流側より流れてくる排気ガスが直接的に各リング状のフィン８６の中心流路に流れ込まないようになっている。
また、この各支持ロッド８８の基端部は、上記ケーシング７４の開閉蓋８０に接続固定されている。従って、図３に示すように、上記開閉蓋８０を固定しているボルト８１を緩めて取り外すことにより、上記トラップ本体７６は、ケーシング本体７８内へ挿脱されて上記開閉蓋８０と一体的にケーシング本体７８に対して着脱可能になされている。
【００３８】
また、上記トラップ本体７６には、上記支持ロッド８８と平行するように上記各フィン８６を貫通してロッド状のトラップ加熱手段９２が設けられている（図２及び図３参照）。
このトラップ加熱手段９２は、ロッド状の複数本のカートリッジヒータ９２Ａよりなり、図５（Ａ）に示すように、ここではフィン８６の周方向へ等間隔で３本配列されている。そして、各カートリッジヒータ９２Ａには温度計測用の図示しない熱電対が設けられており、クリーニング処理時に各フィン８６を含むトラップ本体７６を所定の温度に制御しつつ加熱し得るようになっている。尚、図２及び図３では上記カートリッジヒータは１本のみ記載している。
【００３９】
そして、上記のように構成された捕集ユニット６４内に、クリーニングガスを流してクリーニング処理を行っている時に落下する反応副生成物を落下途中で捕獲して支持する本発明の特徴とする捕獲部材９６が設けられている。図２に示す場合は、この捕集ユニット６４はその長手方向が水平方向になるように横置き設置されており、捕獲部材９６は上下方向に対して一段、或いは複数段に亘って設けられている。具体的には、ここでは図２及び図５に示すように、上記捕獲部材９６は変則的に３段に亘って設けられている。すなわち、上記ケーシング７４の円筒状のケーシング本体７８の底部側（図中において下方側）の略半円部には、この内壁面に沿ってこの内壁面より所定の間隔を隔てて底部捕獲部材９６Ａが設けられている。この底部捕獲部材９６Ａは、断面が略半円状になされており（図５（Ａ）参照）、図２に示すようにケーシング本体７８の長手方向の略全域に亘って設けられている。
【００４０】
そして、この底部捕獲部材９６Ａの上端部は、略９０度に外側へ屈曲されて棚部９８を形成しており、この棚部９８の側面端部を上記ケーシング本体７８の内壁面に接続固定することによって支持されている。この底部捕獲部材９６Ａにより、クリーニング処理中に上方より落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲できるようになっている。この底部捕獲部材９６Ａは、例えばメッシュ状になされた金網部材やステンレスよりなるパンチングメタル部材等よりなることから、多数の通気孔１００を有しており、反応副生成物が付着しても排気ガスをそれ程抵抗なく、すなわち排気コンダクタンスをそれ程低下させることなく通過できるようにしている。この点は、後述する全ての捕獲部材も同様な構成となっている。
【００４１】
また、上記底部捕獲部材９６Ａの上方側において、上記トラップ本体７６のカバー９０の表面には、捕獲部材９６Ａとしてここでは所定の間隔を隔てて上下２段のカバー捕獲部材９６Ｂ、９６Ｃを水平方向へ延在させて設けている（図５（Ｂ）も参照）。このカバー９０は、この表面に排気ガスが直接的に当たることから、この部分で捕集される反応副生成物が多いので、上述のようにカバー捕獲部材９６Ｂ、９６Ｃを設け、クリーニング処理時にカバー９０の表面を滑り落ちてくる反応副生成物を捕獲するようになっている。このカバー捕獲部材９６Ｂ、９６Ｃは、共にメッシュ状の金網部材やステンレスよりなるパンチングメタル部材等の通気孔１００を有する部材よりなることは前述した通りである。尚、上記カバー捕獲部材は、１段としてもよいし、３段以上設けるようにしてもよい。
【００４２】
次に、以上のように構成された処理装置を用いて行なわれる本発明方法について説明する。
まず、ＴＥＯＳを用いてＳｉＯ２ 膜を半導体ウエハＷの表面に成膜する処理について説明する。未処理の多数枚の半導体ウエハＷをウエハボート３０に所定のピッチで多段に保持させ、この状態でボートエレベータ４８を上昇駆動することにより、ウエハボート３０を処理容器２８内へその下方より挿入し、処理容器２８内を密閉する。この処理容器２８内は予め、予熱されている。上述のようにウエハＷが挿入されたならば加熱ヒータ５６への供給電圧を増加してウエハＷを所定の処理温度まで昇温すると共に、排気系６０により処理容器２８内を真空引きする。
【００４３】
これと同時に、ガス供給手段５０の所定のノズル５０Ａより流量制御されたＴＥＯＳガスを処理容器２８内へ導入する。このＴＥＯＳガスは、処理容器８内を上昇しつつ熱分解反応してウエハＷの表面にＳｉＯ２ 膜を堆積して形成することになる。
この成膜期間中においては、上述のように処理容器２８内の雰囲気は排気系６０の真空ポンプ６６の駆動により真空引きされており、処理容器２８の排気口５２から排出された排気ガスは、排気通路６２内を流れて捕集ユニット６４及び真空ポンプ６６を通過し、更に下流側に流れて行く。
【００４４】
この排気ガス中には、ＳｉＯ２ の成膜反応によって生じた反応副生成物が含まれていることから、この排気ガスが捕集ユニット６４内を流れる時に、上記反応副生成物が主に除去される。この場合、上記捕集ユニット６４以外の部分で反応副生成物が付着堆積することを防止するために、この排気系６０を覆って設けた加熱ジャケット６８を動作し、全体を例えば１５０℃程度に加熱しておく。ここで捕集ユニット６４内に、そのガス入口７４Ａから入った排気ガスは、ケーシング７４のケーシング本体７８内を下流側に向かって流れつつ、図４に示す矢印１０４に示すようにトラップ本体７６の各フィン８６間を中心に向けて通過し、その後、開閉蓋８０に設けたガス出口７４Ｂから下流側に向けて流れて行く。このように排気ガスが捕集ユニット６４内を流れる際に排気ガスが接触する部分で、排気ガス中の反応副生成物が付着堆積し、すなわちトラップされてこれが排気ガス中から除去される。
【００４５】
この反応副生成物は主に各フィン８６の表面に多量に付着して除去（トラップ）されるが、排ガスと直接接触するカバー９０の表面、トラップ本体７６の内壁面及び各捕獲部材９６Ａ〜９６Ｃにも反応副生成物がそれぞれ付着して除去される。この反応副生成物は、ＳｉＯ２ 成分を主体とした材料である。尚、この場合、トラップ本体７６に冷媒を流す冷却手段を設けて、これを冷却しておけば上記反応副生成物をより効率的に除去することができる。
そして、上記した成膜処理を完了したならば、ＴＥＯＳガスの供給を停止し、処理容器２８内の残留ガスをＮ２ ガス等によりパージして排出した後、ウエハボート３０を下方へ降下させて処理済みのウエハＷを取り出すことになる。そして、上記したような一連の成膜処理を繰り返し行う。
【００４６】
このような成膜処理の繰り返しによって、内部構造物、例えば内筒２４や外筒２６を含む処理容器２８の表面、ウエハボート３０の表面、保温筒４６の表面には不要な膜（ＴＥＯＳによるＳｉＯ２ 膜）が付着するので、定期的、或いは不定期的に、これらの不要な膜を削り取って除去するためのクリーニング処理が行われる。このクリーニング処理では、ウエハボート３０にウエハＷを保持しない状態で（空状態で）、これを処理容器２８内に挿入して内部を密封状態とする。
そして、処理容器２８内の温度を所定の温度に維持した状態で、ノズル５０ＢからクリーニングガスとしてＨＦガスを流量制御しつつ処理容器２８内へ導入すると共に、ノズル５０Ｃから流量制御しつつ希釈ガスとしてＮ２ ガスを処理容器２８内へ導入する。
【００４７】
このように、処理容器８内へ導入されたＨＦガスはこの処理容器２８内を流れつつ保温筒４６、ウエハボート３０、内筒２４、外筒２６の各表面に付着しているＴＥＯＳによるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２ ）をエッチングにより削り取って行き、これをクリーニングすることになる。
上記クリーニングガスは真空引きしている上記排気系６０内へ流れて行き、この排気系６０内に付着しているＳｉＯ２ を主成分とする反応副生成物とも反応し、これを除去して行く。
【００４８】
このクリーニングガスであるＨＦガスはＳｉＯ２ と下記式のように反応し、発生したＳｉＦ４ が気体となって飛んで行き、反応副生成物が除去されて行く。
４ＨＦ＋ＳｉＯ２   →  ＳｉＦ４ ＋２Ｈ２ Ｏ
ここで上記反応を促進させ、且つ発生した水分（Ｈ２ Ｏ）を蒸発させて構成材料であるステンレスの腐食を防止するために、ここでも加熱ジャケット６８を動作し、例えば排気系６０の全体を１５０℃程度に保つ。また捕集ユニット６４においても、トラップ加熱手段９２を駆動してトラップ本体７６を例えば１００℃程度に加熱する。このクリーニング処理時のプロセス条件の一例は以下の通りである。
処理容器の温度：５００℃
処理容器内の圧力：１５０Ｔｏｒｒ
ガス流量：ＨＦ／Ｎ２ ＝３／３リットル
排気通路の温度：１５０℃
【００４９】
さて、このようにしてクリーニング処理がある程度進行すると、捕集ユニット６４の各フィン８６の表面やカバー９０の表面やケーシング７４の内壁面等に付着していた反応副生成物の粘着力が、反応により発生した水分により低下し、この反応副生成物が付着面から剥がれて落下することになる。この場合、従来の捕集ユニットでは図１１に示すように底部に落下反応副生成物が山のように貯ってしまって、これを完全に除去するまでに長期間を要したり、或いは完全には除去し切れずに捕集ユニット自体を分解して洗浄しなければならなかった。
【００５０】
これに対して、本発明では、付着面から剥がれて落下した反応副生成物は、この捕集ユニット６４内に設けた各捕獲部材９６により図６に示すように、落下途中で各捕獲部材９６Ａ〜９６Ｃ上に捕獲されて落下反応副生成物Ｍ２として留まることになる。ここで、図６は落下反応副生成物Ｍ２が各捕獲部材上に留まった時の状態を示す図である。
【００５１】
図６に示すように、ケーシング本体７８の底部に設けた底部捕獲部材９６Ａ上及びトラップ本体７６のカバー９０に設けた上下２段のカバー捕獲部材９６Ｂ、９６Ｃ上には、付着面から剥がれて落下してきた落下反応副生成物Ｍ２が多量に貯っている。しかし、上記各捕獲部材９６Ａ〜９６Ｃは、通気孔１００を有する金網部材やパンチングメタル部材等により形成されていることから、上記各捕獲部材９６Ａ〜９６Ｃ上に捕獲されている落下反応副生成物Ｍ２の上面及び下面の両面がクリーニングガスと常に接触することになり、すなわち、クリーニングガスとの接触面積が図１１に示す落下反応副生成物Ｍ１の場合よりも遥かに広い状態に保たれているので、クリーニングガスとの反応が促進され、その分、上記落下反応副生成物を効率的に除去することが可能となる。
【００５２】
このように、捕集ユニット６４の内部に、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を落下途中で捕獲する捕獲部材９６Ａ〜９６Ｃを設けるようにしたので、落下した後でもこの反応副生成物はクリーニングガスと効率的に接触するような状態に晒されることになるので、落下反応副生成物Ｍ２を効率的に排除することができ、結果的に、捕集した反応副生成物をクリーニング処理時に短時間で且つ効率的に確実に除去することができる。
ここで、捕獲部材９６を設けた本発明の捕集ユニット６４と従来の捕集ユニットとを実際に稼働させてクリーニング処理時の評価を行ったので、その評価結果について説明する。
【００５３】
実験には、ＴＥＯＳを用いたＳｉＯ２ の成膜処理を行い、その累積膜厚が２．７μｍになった時点で、前述したような条件の下でクリーニング処理を１８０分間行った。この結果、従来の捕集ユニットでは、クリーニング処理前の反応副生成物の量が１７２．９ｇであり、クリーニング処理後の残渣が３５．１ｇであった。従って、この残留物の割合は２０％であった。
これに対して、本発明の捕集ユニット６４では、クリーニング処理前の反応副生成物の量が１６９．５ｇであり、クリーニング処理後の残渣が４．５ｇであった。従って、この残留物の割合は２．７％であり、従来の場合の２０％よりも大幅に改善できることを確認することができた。
【００５４】
＜第１の変形例＞
次に、本発明の捕集ユニットの第１の変形例について説明する。
図７は本発明に係る捕集ユニットの第１の変形例を示す断面図である。尚、先の実施例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
ここでは図５において示されたような断面半円状の底部捕獲部材９６Ａの円弧の途中に、互いに対向させて幅の短い２つの棚部１１０が水平方向に形成されている。この棚部１１０は、このケーシング本体７６の長手方向に沿って設けられており、この棚部１１０で反応副生成物が底部捕獲部材９６Ａの曲面状の表面を滑って移動することを防止すると共に、ここでも上方より落下してくる反応副生成物を捕獲できるようになっている。また、この棚部１１０も、上記底部捕獲部材９６Ａと同様に、金網部材やパンチングメタル部材により形成されている。更に、上記底部捕獲部材９６Ａの更に下方には、捕獲部材９６として第２の底部捕獲部材９６Ｄが、ケーシング本体７６の長手方向に沿って設けられている。
【００５５】
このように、２段に亘って底部捕獲部材９６Ａ、９６Ｄを設けることにより、上段の底部捕獲部材９６Ａから落下する反応副生成物を下方に位置する第２の底部捕獲部材９６Ｄで再度捕獲することができる。従って、反応副生成物がケーシング本体７６の底部まで落下するのを防止できるので、その分、クリーニング効率を更に向上させることができる。
また、底部捕獲部材９６Ａの途中に上記棚部１１０を設けることにより、落下した反応副生成物が集合することなくこれを分散させた状態で維持できるので、その分、クリーニング効率を更に向上させることができる。
【００５６】
＜第２の変形例＞
次に、本発明の捕集ユニットの第２の変形例について説明する。図８は本発明に係る捕集ユニットの第２の変形例を示す断面図である。尚、先の実施例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図８に示すように、ここでは捕獲部材９６としてトラップ本体７６の全体を囲むようにして覆い状捕獲部材９６Ｅを設けている。この場合にも、先の実施例及び変形例と同様な作用効果を発揮することができる。
【００５７】
＜第３の変形例＞
次に、本発明の捕集ユニットの第３の変形例について説明する。図９は本発明の捕集ユニットの第３の変形例を示す断面図である。前述した実施例及び第１、第２の変形例では捕集ユニット６４を、その長手方向を水平方向にて設置した場合を例にとって説明したが、ここでは、図９に示すように捕集ユニット６４の長手方向を重力方向に沿って配置して、起立させて設定している。この場合には、捕獲部材９６として円形リング状に複数の棚部捕獲部材を設けている。図示例では、リング状の棚状捕獲部材９６Ｆ、９６Ｇ、９６Ｈがケーシング本体７８の高さ方向に沿って３段に亘って設けられている。
【００５８】
この場合にも、クリーニング処理時に落下してくる反応副生成物を各棚状捕獲部材９６Ｆ〜９６Ｈでそれぞれ捕獲して、この落下反応副生成物が底部に集まることを防止して分散させることができる。従って、この場合にも、先の実施例及び第１〜第２の変形例と同様な作用効果を発揮することができる。尚、上記実施例及び第１〜第３の変形例を適宜組み合わせて用いてもよいのは勿論である。
【００５９】
＜排気通路の捕獲部材＞
上記実施例及び各変形例では、捕獲部材９６を捕集ユニット内に設けた場合を例にとって説明したが、これを排気通路６２内に設けるようにしてもよい。この排気通路６２は、図１に示すように各部材の配列位置によって例えば直角状に屈曲させてクランク部７２が生ずるように配設しなければならない場合もある。このようなクランク部７２では、排気ガスの流れ方向が大きく変わることから、排気通路６２の内壁面に反応副生成物が付着する傾向がある。この場合、このクランク部７２が捕集ユニット６２の上流側に位置していれば、反応副生成物が勿論付着する傾向が高いが、下流側に位置していても、捕集ユニット６４で除去しきれなかった反応副生成物が下流側に流れ、上記クランク部７２にて付着することになる。図１０は捕獲部材を排気通路に設けた時の状態を示す断面図である。
【００６０】
上述のような場合には、図１０に示すように、クランク部７２における排気通路６２の立ち上がり部分と立ち下がり部分とに、捕獲部材９６として配管用捕獲部材９６Ｊ、９６Ｋをそれぞれ排気通路６２を横断するように設置する。この場合にも、この配管用捕獲部材９６Ｊ、９６Ｋは金網部材やパンチングプレート部材等で形成する。
図１０において、クランク部７２の角部７２Ａに付着していた反応副生成物は、クリーニング処理途中において落下するので、これを落下途中で配管用捕獲部材９６Ｊ、９６Ｋによりそれぞれ捕獲し、クランク部７２の下部に貯まらないようにする。
【００６１】
この場合にも、落下反応副生成物を一箇所に集まらないように分散させて捕獲しているので、先の実施例や第１〜第３の変形例と同様な作用効果を発揮することができる。
尚、上記実施例及び各変形例においては、ＳｉＯ２ 膜を形成する場合を例にとって説明したが、これにＢ（ボロン）やＰ（リン）等がドープされた薄膜を成膜する場合もあり、また、薄膜の膜種もシリコン酸化膜（ＳｉＯ２ ）に限定されず、シリコン窒化膜等の他の薄膜を形成する場合にも本発明を適用することができる。
【００６２】
また上記各捕獲部材は、落下してくる反応副生成物を捕獲する点を強調して説明したが、実際には、上記各捕獲部材は薄膜の成膜中に排気ガス中に含まれる反応副生成物をトラップするトラップ機能もある程度有するのは勿論である。
また、使用するクリーニングガスはＨＦガスに限定されず、堆積する薄膜の種類に応じて適切なクリーニングガスを用いることができる。具体的には、クリーニングガスとして、例えばＨＦ、Ｃｌ３ 、ＮＦ３ 、Ｆ２ よりなる群より選択される１以上のガスを含むことができる。例えば窒化膜を除去するにはＦ２ ＋Ｈ２ のクリーニングガスを用いる。
【００６３】
また、ここではバッチ式の処理装置を例にとって説明したが、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の処理装置にも本発明を適用できるのは勿論である。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は本発明に係る排気系を用いた処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】排気系に設けられる捕集ユニットを示す断面図である。
【図３】捕集ユニットを示す分解組み立て図である。
【図４】捕集ユニットの一部を構成するトラップ本体を示す断面図である。
【図５】図２中のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の矢視断面図である。
【図６】落下反応副生成物が各捕獲部材上に留まった時の状態を示す図である。
【図７】本発明に係る捕集ユニットの第１の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る捕集ユニットの第２の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の捕集ユニットの第３の変形例を示す断面図である。
【図１０】捕獲部材を排気通路に設けた時の状態を示す断面図である。
【図１１】成膜ガスとして例えばＴＥＯＳを用いてＳｉＯ２ の薄膜を堆積する時に用いられる従来の捕集ユニットの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２２  処理装置
２８  処理容器
３０  支持手段
５０  ガス供給手段
５６  加熱ヒータ
６０  排気系
６２  排気通路
６４  捕集ユニット
６６  真空ポンプ
７４  ケーシング
７４Ａ  ガス入口
７４Ｂ  ガス出口
７６  トラップ本体
７８  ケーシング本体
８０  開閉蓋
８６  フィン
８８  支持ロッド
９０  カバー
９２  トラップ加熱手段
９６（９６Ａ〜９６Ｋ）  捕獲部材
１００  通気孔
１１０  棚部
Ｍ２  落下反応副生成物
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2008098283.tif 000003
【図２】
2008098283.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008098283.tif 000009
【図８】
2008098283.tif 000010
【図９】
2008098283.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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