(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセス終了後の半導体製造装置構成部材の清浄化方法であって、前記構成部材の表面に付着したプロセス起因の金属成分を、一酸化炭素と反応させて金属カルボニルとして除去し、
前記金属成分と前記一酸化炭素との反応は、温度が６０〜１００℃の範囲、圧力が２５〜１０１ｋＰａの範囲で行い、
前記半導体製造装置構成部材の清浄化は、半導体製造装置から構成部材を取り出し、半導体製造装置とは別に設けられた清浄化処理装置で処理することを特徴とする半導体製造装置構成部材の清浄化方法。
【請求項２】
前記構成部材の材質は、グラファイト、炭化珪素、炭化珪素被覆グラファイト、石英のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置構成部材の清浄化方法。
【請求項３】
前記構成部材の表面に付着したプロセス起因の金属成分の濃度が、１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体製造装置構成部材の清浄化方法。
【請求項４】
前記半導体製造プロセスは、プラズマを使用したクリーニング工程又はエッチング工程を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の半導体製造装置構成部材の清浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置構成部材の清浄化方法に関し、詳しくは、半導体製造装置の構成部材に付着した微量の金属成分を除去して半導体製造装置構成部材を清浄化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の構成部材には、その表面や内部に不純物、特に、製造する半導体の特性に影響を及ぼすおそれのある金属成分が含まれていないことが求められている。このため、天然石英ではなく合成石英、グラファイトはＣＶＤグラファイト、炭化珪素被覆グラファイトなど、不純物を含まない高純度の部材を使用している。しかし、このような高純度の部材を使用しても、半導体製造プロセス中に、プロセスに起因する金属不純物が構成部材の表面に付着するため、ウエハを取り出した後に、構成部材に付着した不純物を除去するクリーニング（清浄化処理、純化処理）を行うようにしている。この清浄化処理には、塩素系ガスやフッ素系ガスを用いることが多く、例えば、炭化珪素被覆部材の清浄化処理にＣｌＦ３ガスを使用し、部材表面に付着した不純物を、炭化珪素被覆層の一部と共に除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７７９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された清浄化方法では、構成部材に被覆した炭化珪素膜の一部も除去されてしまうため、ＣＶＤによって炭化珪素膜の再被覆を行う必要が生じる。また、他の清浄化方法では、高温で処理したり、プラズマを使用したりするなど、清浄化に要するコストが上昇するという問題があった。さらに、反応性の強いフッ素系ガスを半導体製造装置内に供給すると、装置内の金属部材とフッ素系ガスが反応して金属フッ化物が発生する。この金属フッ化物は、ほとんどが装置外に排出されるものの、微量の金属フッ化物が装置内に残留するおそれがあり、極微量の金属フッ化物であっても、製造する半導体に致命的な欠陥を発生させることがある。
【０００５】
そこで本発明は、半導体製造装置の構成部材に付着した金属成分を、構成部材にダメージを与えることなく、効率よく確実に除去することができる半導体製造装置構成部材の清浄化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の半導体製造装置構成部材の清浄化方法は、半導体製造プロセス終了後の半導体製造装置構成部材の清浄化方法であって、前記構成部材の表面に付着したプロセス起因の金属成分を、一酸化炭素と反応させて金属カルボニルとして除去し、前記金属成分と前記一酸化炭素との反応は、温度が６０〜１００℃の範囲、圧力が２５〜１０１ｋＰａの範囲で行い、前記半導体製造装置構成部材の清浄化は、半導体製造装置から構成部材を取り出し、半導体製造装置とは別に設けられた清浄化処理装置で処理することを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明の半導体製造装置構成部材の清浄化方法においては、前記構成部材の材質は、グラファイト、炭化珪素、炭化珪素被覆グラファイト、石英のいずれかであること、前記構成部材の表面に付着したプロセス起因の金属成分の濃度が、１×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下であること、前記半導体製造プロセスは、プラズマを使用したクリーニング工程又はエッチング工程を含んでいることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体製造装置構成部材の清浄化方法によれば、構成部材の表面を傷付けることなく、構成部材表面に付着した微量の金属成分のみを確実に除去することができる。また、比較的低温で一酸化炭素を含むガスを供給するだけで処理できるので、操作性の向上や省エネルギー化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の半導体製造装置構成部材の清浄化方法を実施する清浄化装置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の半導体製造装置構成部材の清浄化方法は、半導体製造プロセスを実行することによって半導体製造装置構成部材の表面に付着した微量な金属成分を、一酸化炭素と反応させて金属カルボニルとして構成部材の表面から除去するようにしている。金属成分と一酸化炭素とが反応して生成した金属カルボニルは、金属塩化物に比べて安定な物質であり、金属塩化物や金属フッ化物に比べて沸点が低く、比較的低温で構成部材表面から除去できる物質であるが、フッ化物や塩化物に比べて反応性が低いという特性を有している。
【００１２】
したがって、一酸化炭素と金属との反応条件を適切に設定することにより、構成部材の表面に付着した金属成分と一酸化炭素とを確実に反応させて金属カルボニルを生成できるとともに、生成した金属カルボニルを構成部材表面から離脱させることが可能である。一方、一酸化炭素は、半導体製造装置を構成する部材の材質として多く用いられているグラファイト、炭化珪素、炭化珪素被覆グラファイト、石英などとはまったく反応しないので、半導体製造装置構成部材を傷付けることはなく、構成部材の表面に付着した金属成分のみを除去することができる。
【００１３】
金属成分と一酸化炭素との反応は、半導体製造プロセスの内容、金属成分の種類及び付着量などの条件によって異なるが、通常は、温度を６０〜１００℃の範囲、圧力を２５〜１０１ｋＰａの範囲にそれぞれ設定することが好ましい。反応時の温度が６０℃未満では、十分に反応させるために長時間を要することがあり、１００℃を超える高い温度にすると、生成した金属カルボニルが分解してしまうため、金属成分を除去できなくなることがある。また、圧力を２５ｋＰａ未満にすると、反応が十分に進まなくなり、１０１ｋＰａ以上では、反応で生成した金属カルボニルの蒸気圧を十分に稼ぐことができずにパージアウトの効率が低下してしまう。
【００１４】
一酸化炭素の供給量は、構成部材の大きさ、表面積、構成部材と一酸化炭素とが接触する部分の周囲の状態などの種々の条件によって異なるが、通常は、線速度として、０．１ｃｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは１０ｃｍ／ｓｅｃ以上となるように設定することが望ましい。また、一酸化炭素は、単独で用いることもでき、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、アンモニアなどのガスと混合して用いることにより、一酸化炭素の有害性を軽減することができる。混合率は任意であるが、一酸化炭素含有量が少なくなると反応性が低下するので、一酸化炭素含有量を１％以上、好ましくは１０％以上にすることが望ましい。
【００１５】
また、本発明方法は、半導体製造装置構成部材表面への金属不純物の付着量が、様々な半導体製造プロセスで付着する金属量の予想最大付着量である１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下のときに特に有効である。例えば、エッチング工程やクリーニング工程のような反応性の強いガスを使用したプロセス、あるいは、高温下のプロセスや、プラズマを使用するプロセスであっても、構成部材表面への金属不純物の付着量は、多くても１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度であるから、本発明方法によって構成部材表面に付着した金属成分を十分に除去することができる。
【００１６】
半導体製造装置構成部材の清浄化処理は、半導体製造装置内に一酸化炭素を供給して行うこともできるが、半導体製造装置内に一酸化炭素と反応して新たな汚染源となる部材が存在している場合は実施できないので、図１に示すような清浄化処理装置を用いて行うことが好ましい。
【００１７】
図１に示す清浄化処理装置１１は、処理室１２の内部に配置された構成部材１３の支持部材１４と、処理室１２の周囲に配置された加熱手段１５と、処理室１２内に一酸化炭素（一酸化炭素混合ガスを含む）を供給する一酸化炭素供給経路１６と、処理室１２内のガスを吸引排出して処理室１２内を所定圧力に保持する排気ポンプ１７とを備えている。
【００１８】
この清浄化処理装置１１による半導体製造装置構成部材１３からの金属成分の除去は、図示しない半導体製造装置から取り出した構成部材１３を支持部材１４で支持した状態で、一酸化炭素供給経路１６から一酸化炭素を所定流量で供給しながら、加熱手段１５を作動させて構成部材１３を所定温度に加熱するとともに、排気ポンプ１７を作動させて処理室１２内を所定圧力に保持することによって行われる。処理時間は、あらかじめテストを行って金属成分を十分に除去可能な時間を適宜設定すればよく、排気ポンプ１７から排出されるガス中の金属成分を分析することによって処理終了を判定するようにしてもよい。
【実施例１】
【００１９】
一般的なエッチングプロセスによってウエハのエッチング処理を行った後、半導体製造装置からＳｉＣコート被覆グラファイト製のサセプタを取り出し、図１に示す構成の清浄化処理装置を用いて金属成分の除去実験を行った。処理室１２における一酸化炭素の流量（流速）、圧力、温度、処理時間を、表１に示すとおりにそれぞれ設定した。表１に清浄化処理前（エッチング後）の金属不純物量と、各実験条件及び実験後の金属不純物量を示す。なお、流速の調節には、流路断面積が異なるガスガイドを使用した。
【００２０】
【表１】
0006339423.tif 000002
【００２１】
表１に示す結果から、温度が低いときや圧力が低いときには除去効率が低下し、温度が高いときには生成した金属カルボニルの分解によって除去効率が低下しているのがわかる。
【実施例２】
【００２２】
サセプタ表面に１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上の大量の金属不純物を意図的に付着させて実施例１の処理条件１と同じ設定で実験を行った。その結果、金属不純物を十分に除去することができなかった。この場合、一酸化炭素の流量、流速を大きくしたり、処理時間を長くするなど、処理条件を最適化することによって金属不純物を十分に除去できると思われる。
【符号の説明】
【００２３】
１１…清浄化処理装置、１２…処理室、１３…構成部材、１４…支持部材、１５…加熱手段、１６…一酸化炭素供給経路、１７…排気ポンプ 
【図１】
0006339423.tif 000003