(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣとＦとを含有する処理ガスを使用して被処理基板に半導体処理を施すための半導体処理装置の処理室内の部品上に堆積した、前記処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄液であって、
Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、エチレングリコールモノブチルエーテルと、界面活性剤と、を具備し、アルカリ金属の含有量が１０ｐｐｂ未満であり、
ここで、前記界面活性剤の含有量は０．１〜１．０重量％で、前記Ｎ−メチル−２−ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含有量は８０〜９０重量％で、且つＮ−メチル−２−ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計含有量に対するＮ−メチル−２−ピロリドンの含有量の割合は０．７５〜０．９５である洗浄液。
【請求項２】
水を更に具備する請求項１に記載の洗浄液。
【請求項３】
前記水を５〜２０重量％含有する請求項２に記載の洗浄液。
【請求項４】
前記界面活性剤はフッ素を含有する請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄液。
【請求項５】
ＣとＦとを含有する処理ガスを使用して被処理基板に半導体処理を施すための半導体処理装置の処理室内の部品上に堆積した、前記処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄方法であって、
前記部品を前記処理室から取出す工程と、
前記部品を請求項１乃至４のいずれかに記載の前記洗浄液の浴内に浸漬する工程と、
を具備する洗浄方法。
【請求項６】
前記部品を、網目が５００〜１００メッシュで構成された籠内に収納した状態で、前記洗浄液の浴内に浸漬する請求項５に記載の洗浄方法。
【請求項７】
前記部品を前記洗浄液の浴内に浸漬する際、前記洗浄液の温度を５０〜８０℃に設定する請求項５または６に記載の洗浄方法。
【請求項８】
前記半導体処理は、前記被処理基板上のシリコン酸化物から基本的になる層を前記処理ガスによりエッチングする処理である請求項５乃至７のいずれかに記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は半導体処理装置の部品の洗浄液及び洗浄方法に関し、より具体的には、半導体処理装置の部品の上に堆積した、ＣとＦとを含有する処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄液及び洗浄方法に関する。なお、ここで、半導体処理とは、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板上に半導体層、絶縁層、導電層等を所定のパターンで形成することにより、該被処理基板上に半導体デバイスや、半導体デバイスに接続される配線、電極等を含む構造物を製造するために実施される種々の処理を意味する。
背景技術
半導体処理の主要な１つとしてエッチング処理がある。エッチング処理は、例えば、処理室内に上部電極と下部電極（サセプタ）とを対向配置したエッチング装置を用いて行われる。このエッチング装置において、例えば、半導体ウエハの表面上のシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜をエッチングする場合、被処理基板であるウエハが下部電極上に載置される。この状態で、処理室内にＣＦ４等のフルオロカーボン系、即ちＣＦ系（ハイドロフルオロカーボン系を含む）の処理ガスを導入しながら、下部電極に高周波電力が印加される。これにより、処理ガスがプラズマ化され、このプラズマによりシリコン酸化膜に異方性エッチングが施される。
このようなエッチング処理においては、処理ガスの分解物に由来して生成されるＣＦ系堆積物を利用して、エッチング異方性、エッチングレート等の特性が制御される。より具体的には、プラズマからの活性種及びイオンによりシリコン酸化膜に対して与えられる化学的作用及び物理的作用が、被エッチング部、例えばコンタクトホールの内面に堆積されるＣＦ系堆積物により制御される。即ち、このエッチング処理においては、ＣＦ系生成物の生成は、プロセスに必須であり、このため、処理室内の各種部品上にもＣＦ系副生成物が堆積する。
例えば、この種のエッチング装置のあるタイプにおいては、下部電極上に、被処理基板、例えば半導体ウエハを固定するためのクランプリングと、処理室内で生成されるプラズマをウエハに所望の状態で入射させるためのフォーカスリングとが配設される。下部電極の周囲には、処理室内のコンダクタンスを調整するためのバッフル板が配設される。一方、上部電極の周囲には、上部電極を支持するための周辺リングが配設される。また、処理室内面を保護するため、側壁に沿って壁保護材が配設される。これらの全ての部品上には、上述のＣＦ系副生成物が累積的に堆積する。
ＣＦ系副生成物からなる堆積物は一定の膜厚に達すると剥離してパーティクルを発生させ、半導体デバイスの歩留まりを低下させる原因となる。このため、堆積物が剥離する前にこれらの部品を洗浄し、堆積物を除去する必要がある。一般的には、装置のダウンタイムを短縮するため、ＣＦ系副生成物が堆積しやすい部品は、交換の容易な部品から構成される。所定時間使用してＣＦ系副生成物が付着した部品は処理室から取外され、洗浄済みの新たな部品が対応の箇所に取付けられる。
従来は、処理室から取外された、ＣＦ系副生成物からなる堆積物が付着した部品は、先ず、堆積物を膨潤させるため、フッ素系溶剤（例えば、パーフルオロカーボン：ＰＦＣ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ））や、アセトンなどに浸漬される。次に、堆積物を剥離させるため、該部品に純水中で超音波振動が付与され、これにより使用済みの部品が洗浄される。
しかしながら、このような洗浄処理においては、ＣＦ系副生成物の除去を堆積物の膨潤及び剥離により行っているため、洗浄処理後も、ミクロレベルで見た場合、未だ莫大な数の微細なＣＦ系副生成物が部品上に付着残留している。微細なＣＦ系副生成物は、ＲＦ放電によって剥離し、ウエハ上にパーティクルとして付着する。
このため、この種のエッチング処理においては、一般的に、洗浄済みの部品を取付けた後、所謂シーズニング（ｓｅａｓｏｎｉｎｇ）という、多数のダミーウエハ（２０〜２５枚）を処理する操作を行っている。このシーズニング操作とは、部品上に残っている微細な残留物を新しいＣＦ系副生成物で覆ってしまいパーティクルの発生を規格値以下に抑えるためのコーティング作業に他ならない。このダミーウエハを処理する時間（１〜２時間）は、実質的に装置のダウンタイムとなる。
また、ＰＦＣやアセトン使用した場合、ＣＦ系堆積物からなる堆積物が付着した部品の洗浄に数日の期間が必要となり、作業効率が極めて低い。更に、ＰＦＣは化学的に安定であるために使用しやすいいが、ＣＯ２に較べ地球温暖化係数が極めて高いという問題がある。一方、アセトンは人体に有害で且つ引火点の低い物質であるため、使用環境の設定や保存管理に費用が掛かるという問題がある。
発明の開示
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ＣＦ系副生成物を効率的且つ確実に除去することができる半導体処理装置の部品の洗浄液及び洗浄方法を提供することを目的とする。
本発明は、また、安全性が高く、地球環境の破壊の原因となり難い、半導体処理装置の部品の洗浄液及び洗浄方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の視点は、ＣとＦとを含有する処理ガスを使用して被処理基板に半導体処理を施すための半導体処理装置の処理室内の部品上に堆積した、前記処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄液であって、Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、エチレングリコールモノブチルエーテルと、界面活性剤と、を具備する。
本発明の第２の視点は、第１の視点の洗浄液において、アルカリ金属の含有量が１０ｐｐｂ未満である。
本発明の第３の視点は、第１または第２の視点の洗浄液において、水を更に具備する。
本発明の第４の視点は、第３の視点の洗浄液において、前記水を５〜２０重量％含有する。
本発明の第５の視点は、第１乃至第４の視点のいずれかの洗浄液において、前記界面活性剤を０．１〜１．０重量％含有する。
本発明の第６の視点は、第５の視点の洗浄液において、前記界面活性剤はフッ素を含有する。
本発明の第７の視点は、第１乃至第６の視点のいずれかの洗浄液において、前記Ｎ−メチル−２−ピロリドンと、エチレングリコールモノブチルエーテルと、を合計で８０〜９０重量％含有し、且つＮ−メチル−２−ピロリドンとエチレングリコールモノブチルエーテルとの合計重量に対するＮ−メチル−２−ピロリドンの重量の割合は０．７５〜０．９５である。
本発明の第８の視点は、ＣとＦとを含有する処理ガスを使用して被処理基板に半導体処理を施すための半導体処理装置の処理室内の部品上に堆積した、前記処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄方法であって、前記部品を前記処理室から取出す工程と、前記部品を第１乃至第７の視点のいずれかの前記洗浄液の浴内に浸漬する工程と、を具備する。
本発明の第９の視点は、第８の視点の洗浄方法において、前記部品を、網目が５００〜１００メッシュで構成された籠内に収納した状態で、前記洗浄液の浴内に浸漬する。
本発明の第１０の視点は、第８または第９の視点の洗浄方法において、前記部品を前記洗浄液の浴内に浸漬する際、前記洗浄液の温度を５０〜８０℃に設定する。
本発明の第１１の視点は、第８乃至第１０の視点のいずれかの洗浄方法において、前記半導体処理は、前記被処理基板上のシリコン酸化物から基本的になる層を前記処理ガスによりエッチングする処理である。
発明を実施するための最良の形態
本発明者等は、本発明の開発の過程において、半導体処理装置の部品上に堆積したＣＦ系（即ちフルオロカーボン系）堆積物を除去するのに最適な洗浄剤について多くの実験を重ねて研究を行った。その結果、本発明者等は、以下に述べるような知見を得た。
シリコン酸化膜をＣＦ系のガスでエッチングする装置において生成されるＣＦ系副生成物は、基本的にフッ素樹脂（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｒｅｓｉｎ）と概ね同じ分子構造を有するものと考えられる。フッ素樹脂は高温及び低温における安定性が非常に高く、且つ化学的に不活性で、アルコール、ケトン、エステル等の溶剤によって変化することはないとされている。
しかし、ある実験において、この種のエッチング装置の処理室内で使用されたＣＦ系の副生成物が堆積した部品を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰともいう）とエチレングリコールモノブチルエーテル（別名、２−ブトキシエタノール或いはブチルセロソルブ）との混合液（ＮＭＰを主体とする）で洗浄したところ、同部品上のＣＦ系副生成物が溶解する現象が観察された。Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びエチレングリコールモノブチルエーテルは共に、種々の合成樹脂材料を良好に溶解する溶剤としてよく知られており、様々な分野で利用されている。しかし、これらの溶剤はまた、フッ素樹脂を溶解するものでないこともよく知られている。
上述の如く、この種のエッチング装置で生成されるＣＦ系副生成物は、フッ素樹脂と類似するものであるため、上記現象は、一見この知識とは矛盾するものであった。このため、この溶解現象が普遍的であるか否かを確認するため、この種のエッチング装置において種々の条件で生成されたＣＦ系副生成物について実験を重ねた。その結果、これらのＣＦ系副生成物の全てがある割合で混合したＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの混合液により良好に溶解することが確認された。更に、ＣＦ系副生成物が堆積したフッ素樹脂製の部品をＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの混合液の浴中に浸漬したところ、ＣＦ系副生成物のみが良好に溶解して除去され、フッ素樹脂製の部品は実質的にダメージを受けないことが確認された。
フッ素樹脂と概ね同じ分子構造を有するものと考えられるＣＦ系副生成物がどのようなメカニズムでＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの混合液に溶解するのかは明確ではない。理由の１つとして考えられることは、副生成物として堆積したＣＦ系の層は、分子構造が理想状態からかなり外れたものであるということである。しかし、理由はどうであれ、本発明者等の研究により、半導体処理装置の部品上に堆積したＣＦ系副生成物を除去するための洗浄液に関し、従来の知識では閉ざされていた新たな路が開かれることとなった。
このような知見に基づいて構成された、本発明に係る、半導体処理装置の部品上に堆積した、ＣとＦとを含有する処理ガスの分解物に由来する副生成物を除去するための洗浄液は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（即ちＮＭＰ）と、エチレングリコールモノブチルエーテル（即ち２−ブトキシエタノール或いはブチルセロソルブ）と、界面活性剤と、を具備する。
洗浄液におけるアルカリ金属の含有量は望ましくは１０ｐｐｂ未満となるように設定される。これにより、洗浄時に半導体処理装置の部品にアルカリ金属が付着し、同部品が処理室内で再使用される際に、半導体ウエハ等の被処理基板を汚染するのを防止することができる。
洗浄液におけるＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの合計の含有量は望ましくは８０〜９０重量％に設定される。また、ＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの合計重量に対するＮＭＰの重量の割合は望ましくは０．７５〜０．９５、より望ましくは０．８〜０．９、更に望ましくは０．８２〜０．８６に設定される。これらの範囲は、ＮＭＰと２−ブトキシエタノールとの混合比を主として洗浄液の組成を種々変化させることにより行った実験において、ＣＦ系副生成物を良好に溶解した範囲である。洗浄液がＮＭＰを含有しない場合、及び２−ブトキシエタノールを含有しない場合についても実験を行ったが、ＮＭＰと２−ブトキシエタノールとを混合した場合に比べてＣＦ系副生成物の溶解率は低いものであった。
界面活性剤は洗浄液の表面張力を低下させることによって、洗浄液が汚れに浸透しやすく役割を果たす。界面活性剤はＮＭＰ及び２−ブトキシエタノールの表面張力をなるべく小さくするものがよい。この点に関し、ＮＭＰ中に、シリコン含有界面活性剤ＳＳを添加した場合と、フッ素含有界面活性剤ＳＦを添加した場合と、について表面張力を測定した。
図２はこの表面張力に関する実験結果を示すグラフである。図２において、横軸は界面活性剤の添加量ＡＷ、縦軸は表面張力ＳＴを示し、また、破線Ｌ１はシリコン含有界面活性剤を添加した場合を、実線Ｌ２はフッ素含有界面活性剤を添加した場合を夫々表す。図２に示すように、この実験により、洗浄液の表面張力をより低下させるという観点から、洗浄液に添加する界面活性剤はフッ素を含有することが望ましいことが判明した。
また、洗浄液における界面活性剤の含有量は望ましくは０．１〜１．０重量％に設定される。図２に示すように、界面活性剤の含有量は０．１重量％以上であれば、洗浄液の表面張力を低下させるという効果が得られ、しかもこれ以上入れても表面張力はあまり低下しない。逆に界面活性剤の含有量が１重量％を越えると、洗浄後の被処理基板上に斑点状の「しみ」が残るようになる。また、界面活性剤は高価であるため、洗浄液のコストを低下させるためにも、界面活性剤の含有量を低く抑えることが望ましい。
洗浄液は水を更に具備することが望ましい。この場合、洗浄液における水の含有量は望ましくは５〜２０重量％に設定される。ＮＭＰ及び２−ブトキシエタノールは共に引火点を有するが、水を混合することにより、洗浄液の引火点を無くすことができる。これにより、洗浄液は「非危険物」の扱いとなり、保存管理が容易となる。水の含有量が５重量％未満では洗浄液に引火点が残り、２０重量％を越えるとＣＦ系副生成物の溶解率が低下する。
また、洗浄液中において水は被処理基板に対して不純物となるアルカリ金属等の無機塩類を取込む作用も有する。なお、水としては無機塩類を除去した精製水を使用することが望ましい。下記の表１に示すように、精製水は純水に比べて無機塩類の含有量が低い。
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次に、このような洗浄液を用いた半導体処理装置の部品の洗浄方法について説明する。
図１は、本発明に係る洗浄液により洗浄される部品を備えたエッチング装置１００を示す断面図である。
図１に示すエッチング装置１００の処理室１０２は、接地された導電性金属、例えばＡｌ（アルミニウム）からなり、処理室１０２内に処理空間１０４が形成される。処理室１０２内には、半導体ウエハＷを載置するサセプタ（下部電極）１０６が配置される。サセプタ１０６は、絶縁体１０８を介して処理室１０２に固定される。サセプタ１０６の周囲には、多数の貫通孔１１０ａを備え且つ接地されたバッフル板１１０が取り付けられる。サセプタ１０６及びバッフル板１１０によって処理空間１０４内にプラズマが閉じ込められる。サセプタ１０６上に載置されたウエハＷは、ウエハＷの周囲をクランプリング１１２により保持される。ウエハＷの周囲には、電界をウエハＷに集中させるためのフォーカスリング１１４が配置される。サセプタ１０６には、高周波電力を出力する高周波電源１１６が接続される。
処理室１０２内でサセプタ１０６の載置面と対向する位置には、サセプタ１０６の対向電極をなす上部電極１１８が配置される。上部電極１１８は、上部電極１１８の周囲に配された周辺リング１２０によって処理室１０２に固定され且つ処理室１０２を介して接地される。上部電極１１８には、ガス供給源（図示せず）に接続された多数のガス吐出孔１１８ａが設けられ、ガス吐出孔１１８ａを介して処理空間１０４内に処理ガス、例えばＣＦ４とＡｒとの混合ガスが導入される。処理空間１０４内の雰囲気は、バッフル板１１０の貫通孔１１０ａや、バッフル板１１０と処理空間１０４内壁面との隙間を介して排気される。処理室１０２の側壁にプラズマが直接接触することを防止するため、処理空間１０４に対応して処理室１０２の内側面は壁保護材１２２により被覆される。
バッフル板１１０、クランプリング１１２、フォーカスリング１１４、周辺リング１２０、壁保護材１２２は、それらの用途に応じて、セラミック、表面がＡｌ２Ｏ３で被覆されたＡｌ、Ａｌ２Ｏ３、フッ素樹脂、ポリイミド、Ｓｉなどから構成される。また、これらの部材は、処理室１０２から単独で取外し可能で、新たな対応部品と交換することができる。
本エッチング装置１００においては、典型的には、半導体ウエハＷの表面上のシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜のエッチング処理を行う。
エッチング処理時には、先ず、サセプタ１０６上にウエハＷを載置した後、ウエハＷをクランプリング１１２で固定する。また、処理空間１０４内に、ガス吐出孔１１８ａを介してＣＦ４とＡｒとの混合ガスを導入すると共に、処理空間１０４内を真空引きして所定の減圧雰囲気に維持する。次いで、サセプタ１０６に対して所定の高周波電力を印加することにより、処理空間１０４内に導入された処理ガスを解離してプラズマを生成する。そして、このプラズマにより、ウエハＷ上のＳｉＯ２膜にエッチング処理を施す。所定時間に亘ってエッチング処理を行った後、ウエハＷを処理室１０２から取出し、次の処理装置に搬送する。
このエッチング処理時に、処理空間１０４内に反応副生成物が生じ、この副生成物が処理空間１０４内に配された各種部品（部材）に付着する。即ち、本実施の形態に如く、ＣＦ４とＡｒとの混合ガスを用いてウエハＷのＳｉＯ２膜をエッチングする場合には、ＣＦ系副生成物がバッフル板１１０、クランプリング１１２、フォーカスリング１１４、周辺リング１２０、壁保護材１２２等の部品に付着し堆積する。これらの部品上のＣＦ系副生成物の堆積量は処理時間に比例して増加する。
ＣＦ系副生成物からなる堆積物は一定の膜厚に達すると剥離してパーティクルを発生させ、半導体デバイスの絶縁破壊等の問題を起こして、製品の歩留まりを低下させる原因となる。このため、堆積物が剥離する前にこれらの部品を洗浄し、堆積物を除去する必要がある。即ち、所定時間使用してＣＦ系副生成物が付着した部品は処理室から取外し、洗浄済みの新たな部品と交換する。
即ち、バッフル板１１０、クランプリング１１２、フォーカスリング１１４、周辺リング１２０、壁保護材１２２等の部品は、所定時間使用した後、新たな部品と交換する。この場合、一連のウエハＷのエッチング処理が終了し、最後のウエハＷを処理室１０２から取出した後、処理室１０２内を不活性ガスで置換し、交換が必要な部品を処理室１０２から取外す。次に、図３図示の如く、この部品を前述のような組成を有する本発明に係る洗浄液の浴１２内に所定時間、例えば７時間浸漬することにより化学洗浄工程を行う。なお、図３においては、ＣＦ系副生成物からなる堆積物が付着した部品として、フォーカスリング１１４を示している。
この際、洗浄液の温度を２０℃〜８０℃、望ましくは５０℃〜８０℃に維持する。その結果、洗浄液が、部品１１４に付着したＣＦ系副生成物に浸透し、これを膨潤させながら低速度で溶解することにより、ＣＦ系副生成物を部品１１４から剥離させる。また、化学洗浄工程において部品上に付着残留しがちな微細なＣＦ系副生成物は、洗浄液により溶解される。
なお、化学洗浄工程において、図３図示の如く、部品１１４は、網目が５００〜１００メッシュで構成された籠１４内に収納した状態で、洗浄液の浴１２内に浸漬する。そして、部品１１４から剥離したＣＦ系副生成物は、部品１１４を浴１２から取出す際に一緒に取出す。この操作は、従来の洗浄液として使用していたパーフルオロカーボンや、アセトンはＣＦ系副生成物を溶解しないのに対して、本発明に係る洗浄液はＣＦ系副生成物を溶解することにより必要となる。即ち、洗浄液の浴１２中に部品１１４から剥離したＣＦ系副生成物を残しておくと、これが浴１２中に次第に溶解し、洗浄液の組成を変化させる。この場合、洗浄液の浴１２を新しいものと頻繁に交換することが必要となる。
次に、化学洗浄工程を施した部品１１４を精製水中に浸漬し、水洗浄工程を行う。これにより、化学洗浄工程において部品１１４に付着した汚染物を確実に除去することができる。そして、部品１１４を乾燥した後、処理室１０２内の既存の対応部品の交換が必要となった時点で、再び部品１１４を処理室１０２内に取付けて使用する。
上述の洗浄方法に係る実施例と、従来の方法に係る比較例とを使用し、ＣＦ系副生成物が堆積した部品の洗浄を行う比較実験を行った。洗浄の対象とした部品は、表面がＡｌ２Ｏ３で被覆されたＡｌからなり、一般的に交換が必要となる所定時間に亘って図１図示のようなエッチング装置１００の処理室１０２内で使用したものとした。
本発明に係る実施例の洗浄液は、ＮＭＰ７５重量％、２−ブトキシエタノール１５重量％、界面活性剤０．５重量％、水９．５重量％の組成とし、洗浄液の浴１２の温度は５０℃、部品の浸漬時間は７時間とした。一方、従来の方法に係る比較例の洗浄液はアセトンとし、洗浄液の浴の温度は１５℃、部品の浸漬時間は５時間とした。
表２は本発明に係る実施例により処理した部品を処理室１０２内に取付けてエッチング処理に供した場合のウエハ上に付着したパーティクル数の変化を示す。使用したウエハは２００ｍｍのＳｉウエハで、検出したパーティクルは０．２μｍ以上とした。一般的に、２００ｍｍウエハに対して検出パーティクルの寸法を０．２μｍ以上として設定した場合、パーティクル数が３０個以下となれば規格に適うものとされている。即ち、表２に示すように、本発明に係る実施例によれば、たった１枚のダミーウエハを処理すれば、実際のウエハの処理を開始できることとなる。
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これに対して従来の方法に係る比較例の場合、０．２μｍ以上のパーティクル数が３０個以下となったのは２０枚目以降のウエハを処理した時点であった。即ち、従来の方法に係る比較例によれば、２０枚以上のダミーウエハを処理しなければ、実際のウエハの処理を開始できないことになる。この枚数のダミーウエハの処理時間は１〜２時間に相当し、これは、実質的に装置のダウンタイムとなる。
また、上述の本発明に係る実施例に関し、１枚目のウエハに対して検出されたパーティクルを、粒径の大きいものから２０個程度ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にかけた。その結果、ＣＦ系のパーティクルは全く検出されず、最も多かったのは、Ａｌ、Ｏ、及びＳの組合わせからなるパーティクルであった。
この理由は次のように考えられる。即ち、実験に使用した部品が表面がＡｌ２Ｏ３で被覆された（アルマイト処理された）Ａｌであるため、Ａｌ及びＯは部品の表面に存在している。また、アルマイト処理の際に使用した硫酸に起因してＳも部品の表面に存在している。従って、Ａｌ、Ｏ、及びＳのいずれも処理室１０２内に部品を取り付ける際の部品の摩擦により発生することができる。このようなパーティクルは部品の表面に弱く付着しているため、エッチング処理の際の最初のＲＦ放電でそのほとんどが部品表面から離脱し、処理室１０２外へ排気される。このため、２枚目以降のウエハでは検出パーティクル数が激減することとなる。
これに対して、従来の方法に係る比較例の場合、微細なＣＦ系副生成物が部品上に付着残留していると考えられる。ＣＦ系副生成物は部品の表面に強固に付着しているため、エッチング処理の際のＲＦ放電でも一挙に剥離しない。このため、多数枚のダミーウエハの処理、即ち先述したシーズニング操作がどうしても必要になってくる。
更に、本発明に係る洗浄液の温度とＣＦ系副生成物の溶解率との関係を調べるための実験を行った。この実験において、洗浄液は、ＮＭＰ７５重量％、２−ブトキシエタノール１５重量％、界面活性剤０．５重量％、水９．５重量％の組成とした。また、ＣＦ系副生成物が堆積した部品の洗浄液中への浸漬時間は３時間とした。
表３は洗浄液の温度を２０℃、５０℃、７０℃とした場合についてＣＦ系副生成物の溶解率を測定した結果を示す。表３に示すように、洗浄液の温度が高いほど溶解率が向上する。従って、除去対象となるＣＦ系副生成物の膜厚が厚いほど洗浄液の温度を高くして溶解率を向上させることが望ましい。但し、洗浄液の温度を高くしすぎると水が蒸発して引火点が発現するというような問題が生じる。かかる観点から、洗浄液の温度は５０〜８０℃に設定することが望ましい。
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上述の如く、本発明に係る洗浄液によれば、従来の洗浄液よりもＣＦ系副生成物を効率的且つ確実に除去することができる。また、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）及び２−ブトキシエタノール（エチレングリコールモノブチルエーテル）は低毒性であるため、人体に影響を及ぼすことがない。更に、ＮＭＰ及び２−ブトキシエタノールは、大気中で分解されやすい物質であるため、地球の温暖化の原因の一つになることがない。また、ＮＭＰは、安価であるため、該物質を採用しても半導体処理装置の部品の洗浄コストが上昇することがない。洗浄の対象となる部品の材質としては、セラミック、表面がＡｌ２Ｏ３で被覆されたＡｌ、Ａｌ２Ｏ３、フッ素樹脂、ポリイミド、Ｓｉを挙げることができる。但し、ポリイミドは本発明に係る洗浄液に溶解するため、ポリイミド製の部品については洗浄時間を短くすることが必要となる。また、ＣＦ系の副生成物を発生させる半導体処理はエッチング処理に限らず、ＣＶＤ処理においても発生する。
以上、本発明の好適な実施の一形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態に係る半導体処理装置を示す断面図。
図２は本発明に係る洗浄液の表面張力に関する実験結果を示すグラフ。
図３はＣＦ系副生成物からなる堆積物が付着した部品を洗浄液に浸漬している状態を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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