(57)【要約】  本発明は半導体製造用チャンバを三フッ化塩素でクリーニングした後に残留するフッ素原子を効果的に除去する方法を提供する。半導体を製造した後の半導体製造用チャンバ内を三フッ化塩素に曝露して、前記チャンバ内に残存する除去対象物を除去した後、前記チャンバ内を窒素、アルゴン、ヘリウム及び水素からなる群より選択される少なくとも１種のガスで熱処理する。前記チャンバ内を測温しながら前記チャンバ内を三フッ化塩素に曝露し、前記チャンバ内の温度が設定温度まで降下したら、前記チャンバ内への三フッ化塩素の供給を停止することが好適である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体を製造した後の半導体製造用チャンバ内を三フッ化塩素に曝露して、前記チャンバ内に残存する除去対象物を除去した後、前記チャンバ内を窒素、アルゴン、ヘリウム及び水素からなる群より選択される少なくとも１種のガスで熱処理する工程を有する、半導体製造用チャンバのクリーニング方法。
【請求項２】
前記チャンバ内を測温しながら前記チャンバ内を三フッ化塩素に曝露し、前記チャンバ内の温度が設定温度まで降下したら、前記チャンバ内への三フッ化塩素の供給を停止する工程を更に有する請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記チャンバにおける排気用ガス管接続部に測温手段を設置して前記チャンバ内を測温する請求項２に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記測温手段として水晶振動子を用いる請求項３に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記チャンバに取り付けられている排気用ガス管内も三フッ化塩素に曝露する工程を更に有する請求項１ないし４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項６】
前記排気用ガス管内を測温しながら前記排気用ガス管内を三フッ化塩素に曝露し、前記排気用ガス管内の温度が設定温度まで降下したら、前記排気用ガス管内への三フッ化塩素の供給を停止する工程を更に有する請求項５に記載のクリーニング方法。
【請求項７】
前記排気用ガス管内に測温手段を設置して前記排気用ガス管内を測温する請求項６に記載のクリーニング方法。
【請求項８】
前記測温手段として水晶振動子を用いる請求項７に記載のクリーニング方法。
【請求項９】
前記熱処理の温度を、前記チャンバ内を三フッ化塩素で曝露したときの温度よりも高く設定する請求項１ないし８のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記半導体がＳｉＣである請求項１ないし９のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記チャンバがサセプタを有するものであり、該サセプタをクリーニングする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記サセプタがカーボンからなる請求項１１に記載のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造用チャンバのクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスによって半導体ウエハや半導体デバイスを製造する場合、チャンバの内部やチャンバ内に載置された治具にスケールが付着することが知られている。スケールの除去には酸を用いた洗浄プロセスがこれまで用いられてきた。しかし、洗浄によるスケールの除去には多くの労力を有し、半導体製造における生産性向上のボトルネックとなっている。この問題を解決するために、スケールを除去するためのクリーニング方法として、これまで用いられてきた酸洗浄法からガスクリーニング方法への転換が提案されている。【０００３】
ガスクリーニング方法に用いられるガスとしては、ＳｉやＳｉＮＸ等に代表される半導体製造時に発生するスケールの除去に用いられるガスである、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、四フッ化メタン（ＣＦ４）及び六フッ化硫黄（ＳＦ６）などの含フッ素ガスが知られている。これらのガスは、プラズマ状態下でクリーニング性能を発揮するところ、特に三フッ化塩素は非プラズマ状態下でもクリーニングに必要なフッ素原子を容易に放出することが知られており、クリーニングガスとして注目を集めている。【０００４】
三フッ化塩素を半導体製造用チャンバのクリーニングガスとして用いることに関し、非特許文献１には、ＳｉＣのエピタキシャルリアクタのクリーニングに三フッ化塩素を用い、サセプタの表面に付着しているＳｉＣを除去する方法が提案されている。特許文献１にも同様の技術が記載されている。【０００５】
非特許文献２では、三フッ化塩素を用いてＳｉＣをエッチングした後の表面化学状態が報告されており、エッチング後に、三フッ化塩素に起因する塩素原子やフッ素原子が残留することが示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−６６６５８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ECS J. Solid State Sci. Technol., 5 (2016), pp.12-15
【非特許文献２】Japanese Journal of Applied Physics, 44 (2005), pp.1376-1381
【発明の概要】
【０００８】
半導体製造用チャンバを三フッ化塩素でクリーニングした後に該チャンバ内に塩素原子やフッ素原子が残留することは、成膜時にこれらの原子が膜中に不純物として混入する一因となり、そのことに起因して膜質が悪化するおそれがある。また、チャンバ内に載置された治具、例えばサセプタの腐食の原因となることがある。この問題は特にフッ素原子が残留する場合に顕著なものとなる。
【０００９】
したがって本発明の課題は、半導体製造用チャンバのクリーニング方法の改良にあり、更に詳しくはクリーニング後に残留するフッ素原子に起因する不都合を解消することにある。
【００１０】
本発明は、半導体を製造した後の半導体製造用チャンバ内を三フッ化塩素に曝露して、前記チャンバ内に残存する除去対象物を除去した後、前記チャンバ内を窒素、アルゴン、ヘリウム及び水素からなる群より選択される少なくとも１種のガスで熱処理する工程を有する、半導体製造用チャンバのクリーニング方法を提供することにより前記の課題を解決したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、半導体製造用チャンバに接続されている排気用ガス管をクリーニングする方法を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す方法で排気用ガス管の温度を測定した結果の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明のクリーニング方法によって残留するフッ素原子が除去されることを確認するための試験装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明は、半導体を製造した後の半導体製造用チャンバ内をクリーニングする方法に係るものである。本明細書で言う半導体とは、最も広義に解釈すべき用語であり、例えば半導体ウエハや半導体デバイスなど、半導体から構成される各種の物品を包含する概念である。半導体の種類に特に制限はなく、これまでに知られている種々の半導体の製造が本発明のクリーニング方法の対象となる。半導体の例としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇｅ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ及びダイヤモンドなどが挙げられる。また、半導体製造用チャンバ内をクリーニングするとは、該チャンバ内に付着したスケールを除去すること、及び半導体の製造に際してチャンバ内に載置された治具に付着したスケールを除去することの双方を意味する。半導体製造用チャンバ内に載置された治具としては、例えばサセプタが典型的なものとして挙げられるが、これに限られない。サセプタの材質は、製造すべき半導体の種類に応じて適切なものを選択すればよい。例えば半導体としてＳｉＣを製造する場合にはカーボン製のサセプタを用いることができる。カーボン製のサセプタは、その表面を他の材料、例えばパイロリティックカーボンで被覆してもよい。
【００１３】
本発明のクリーニング方法においては、半導体製造用チャンバ内に付着したスケールや、該チャンバ内に載置された治具に付着したスケールを除去する。除去対象物であるスケールは、半導体の製造過程において意図せず付着した物質であり、例えば当該半導体から構成されている。一例を挙げると、半導体製造用チャンバを用いて化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスによってＳｉＣのエピタキシャル成長を行った場合には、該チャンバの内壁やサセプタの表面にＳｉＣがスケールとして付着する。
【００１４】
本発明のクリーニング方法においては、除去対象物であるスケールの除去に三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスを用いる。三フッ化塩素ガスは、他のガスで希釈することなく濃度１００％でチャンバ内に供給することができる。あるいは他のガス、例えば窒素等の各種不活性ガスで希釈した状態でチャンバ内に供給してもよい。三フッ化塩素ガスを用いてクリーニングを行う場合には、三フッ化塩素ガスは流通式でチャンバ内に供給してもよく、あるいはバッチ式でチャンバ内に供給してもよい。スケールの除去効率を高める観点からは、流通式で三フッ化塩素ガスをチャンバ内に供給することが好ましい。
【００１５】
三フッ化塩素ガスによるスケールの除去は、クリーニングすべき空間を加熱した状態で行うことが、効率的なスケールの除去の観点から好ましい。この目的のために、加熱温度を室温（２５℃）以上５００℃以下に設定することが好ましく、３００℃以上４８０℃以下に設定することが更に好ましい。クリーニング時間は、加熱温度が前記の範囲内であることを条件として、１分以上２時間以下とすることが好ましく、１分以上１０分以下とすることが更に好ましい。
【００１６】
半導体製造用チャンバは一般にチャンバ内が見えない構造になっている。したがって、前記のクリーニングの完了時点を目視確認することはできない。三フッ化塩素ガスを流通式で供給する場合、クリーニング完了後も三フッ化塩素ガスをチャンバ内に供給することは経済的でない。また過剰量の三フッ化塩素ガスを供給することでチャンバの内壁や、チャンバ内に載置されたサセプタ等の治具がダメージを受けることもある。そこで、クリーニングの完了時点を何らかの手段で知ることが有利である。この目的のために、本発明者は鋭意検討した結果、三フッ化塩素ガスを用いたスケールの除去を行うと、三フッ化塩素ガスとスケールとが反応して熱が生じることを知見した。そして、この熱をモニターすることで、クリーニングの完了時点を知ることができることを知見した。具体的には、チャンバ内のいずれかの位置に測温手段を配置し、チャンバ内を測温しながらクリーニングを行うことが有利である。すなわち、本発明のクリーニング方法においては、チャンバ内を三フッ化塩素ガスに曝露してスケールを除去する工程に加えて、チャンバ内を測温しながらチャンバ内を三フッ化塩素ガスに曝露し、チャンバ内の温度が設定温度まで降下したら、チャンバ内への三フッ化塩素ガスの供給を停止する工程を行うことが有利である。
【００１７】
測温手段の設置位置は、三フッ化塩素ガスを流通式で供給することとの関係で、チャンバにおける排気用ガス管との接続部とすることが好ましい。つまり、チャンバにおける三フッ化塩素ガスの流通経路の最下流の位置に測温手段を設置することが好ましい。これによって、三フッ化塩素ガスとスケールとの反応に起因して生じる熱を正確に測定できる。
【００１８】
測温手段としては、三フッ化塩素ガスの雰囲気下で温度を正確に測定できるものを用いることが好ましい。この観点から測温手段として水晶振動子を用いることが有利である。水晶振動子の振動数は温度に応じて敏感に変化することから、水晶振動子の振動数を測定することでその場の温度を得ることができる。水晶振動子自身が腐食されることを防ぐことを目的として、水晶振動子の表面を室温で耐腐食性の物質、例えばＳｉＣ膜などによって保護することが好ましい。保護膜の厚さは、数ｎｍ程度で充分である。水晶振動子を振動させるために用いられる電極の材料としては、該材料がフッ化物になった場合に、該フッ化物の融点及び沸点が高い値を示すものを用いることが好ましい。そのような材料としては例えばクロムやアルミニウム等が挙げられる。
【００１９】
チャンバ内の測温に基づきクリーニングが完了したか否かを判断する基準は、例えばチャンバ内の温度、又はチャンバからの排気ガスの出口の位置での温度がほぼ一定になったか否かである。温度の測定には、例えば熱電対や水晶振動子を用いることができる。
【００２０】
ところで、ＣＶＤプロセスによる半導体の製造過程において、チャンバに接続された排気用ガス管の内壁に各種の物質が堆積することがある。例えばＣＶＤプロセスによってＳｉＣをエピタキシャル成長させる場合、ＳｉＣ、Ｓｉ及びＣ等の粉末や、クロロシラン等が排気用ガス管の内壁にスケールとして付着し、該ガス管を閉塞させることがある。これらのスケールは、粉末状物及び／又は油状物などである。特に、スケールが油状物である場合にはクロロシランが主成分であることが多い。クロロシランは空気に曝露した際に発火・燃焼する危険がある。スケールが粉末状物である場合にも、空気に曝露した際に発火・燃焼する危険がある。これらのスケールは、チャンバの出口から数ｍ程度の距離にわたって堆積することが多い。そこで本発明においては、チャンバ内のスケールを三フッ化塩素ガスによって除去するとともに、該チャンバに接続されている排気用ガス管内のスケールも三フッ化塩素ガスに曝露することよって除去することが好ましい。
【００２１】
排気用ガス管内を三フッ化塩素ガスに曝露するには、例えば（ｉ）チャンバ内の曝露に用いた三フッ化塩素ガスを流用することができる。これに代えて、（ii）チャンバ内に供給する三フッ化塩素ガスとは別に、排気用ガス管内に三フッ化塩素ガスを供給することができる。（ii）の方法を採用すると、チャンバ内に供給する三フッ化塩素ガスの濃度と、排気用ガス管内に供給する三フッ化塩素ガスの濃度とを別個に設定できるので、スケールの除去を一層精密に行うことができるという利点がある。（ii）の方法を採用する場合には、チャンバ及び排気用ガス管内の可燃性ガスを不活性ガスに置換した後に三フッ化塩素ガスを導入する。三フッ化塩素ガスは、チャンバにおけるガス導入口から導入しても良く、あるいはチャンバ内には導入せず、排気用ガス管の上流端だけから導入しても良い。
【００２２】
半導体製造用チャンバと同様に、該チャンバに接続されている排気用ガス管内も一般にその内部が見えない構造になっている。したがって、排気用ガス管内のクリーニングの完了時点を目視確認することはできない。三フッ化塩素ガスを流通式で供給する場合、クリーニング完了後も三フッ化塩素ガスを排気用ガス管内に供給することは経済的でない。そこで、クリーニングの完了時点を何らかの手段で知ることが有利である。この目的のために、先に述べたチャンバ内の測温と同様に、排気用ガス管内を測温しながら排気用ガス管内を三フッ化塩素に曝露することが有利である。そして、排気用ガス管内の温度が設定温度まで降下したら、排気用ガス管内への三フッ化塩素の供給を停止する工程を行うことが有利である。
【００２３】
排気用ガス管における測温手段の設置位置は、三フッ化塩素ガスを流通式で供給することとの関係で、排気用ガス管内における少なくとも最下流部とすることが好ましい。つまり、排気用ガス管内における三フッ化塩素ガスの流通経路の最下流の位置に測温手段を設置することが好ましい。これによって、三フッ化塩素ガスとスケールとの反応に起因して生じる熱を正確に測定できる。
【００２４】
排気用ガス管に設置する測温手段の数に特に制限はなく、排気用ガス管内に複数個の測温手段を設置してもよい。あるいは排気用ガス管の外面に１個又は２個以上の測温手段を設置して排気用ガス管の複数箇所の温度を測定してもよい。
【００２５】
測温手段としては、チャンバ内の測温手段として用いる測温手段である上述の水晶振動子を用いることができる。あるいは熱電対を測温手段として用いることもできる。水晶振動子と熱電対とを組み合わせて用いることもできる。熱電対を用いる場合には、腐食防止対策のために、排気用ガス管の内部に設置するのではなく、排気用ガス管の外面に熱電対を接触させることが好ましい。
【００２６】
図１には、測温手段を排気用ガス管に取り付ける一実施形態が示されている。同図においては、排気用ガス管Ｔの外面に複数の熱電対ＴＣが所定の間隔、例えば略等間隔で複数個取り付けられている。また排気用ガス管Ｔ内の最下流部に水晶振動子Ｘが取り付けられている。なお、熱電対ＴＣを取り付けることに代えて、表面温度計やサーモラベルを取り付けてもよい。
【００２７】
三フッ化塩素ガスは、珪素に対して室温においても反応して発熱する。一方、炭素に対しては１００℃〜２００℃程度よりも高温から反応して発熱する。また、ＳｉＣに対しては３００℃〜４００℃以上から顕著に反応して発熱する。これらの性質を利用して排気用ガス管内におけるクリーニングの進行状況をモニターする。
【００２８】
まず、排気用ガス管Ｔ内に、窒素で希釈した三フッ化塩素ガスを１ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下の範囲でごく少量、例えば毎分１０ｃｃ程度導入し、ガスを導入した位置の近傍の温度を測定する。三フッ化塩素ガスを低流量で供給することにより、珪素とクロロシランとが反応して発熱し、その昇温に応じて炭素が反応を開始して発熱する。これにより更に発熱が生じ、局所的にＳｉＣが反応し得る温度に到達する。反応生成物は珪素フッ化物と炭素フッ化物であるところ、これらは低沸点物質であるためすべてが気体となって、その場から除去される。三フッ化塩素ガスの濃度が高過ぎると発熱温度が上がり過ぎて危険である。一方、濃度が低過ぎるとＳｉＣが反応する温度まで温度が上昇しない。したがって、適切な三フッ化塩素ガス濃度と流量を選択する必要がある。例えば、窒素で１０ｖｏｌ％に希釈した三フッ化塩素ガスを毎分１０ｃｃで供給した場合、反応中の部分は温度が高く、反応終了後の部分と反応前の部分は温度が上がらないので、排気用ガス管Ｔの外面の温度を熱電対ＴＣで測定して追跡していれば、現在の反応位置を容易に把握できる。この様子の一例を図２に示す。同図に示すとおり、時刻１→時刻２→・・・→時刻Ｎと時間が経過するに連れて、温度が上昇する位置が、排気用ガス管Ｔの上流側から下流側に向けて移動している。このことは、三フッ化塩素ガスと反応している部位が時間の経過とともに上流側から下流側に向けて移動していることを示している。
【００２９】
排気用ガス管Ｔ内に供給する三フッ化塩素ガスの濃度は、排気用ガス管Ｔの外面で測定された温度が１００℃を超えないように調整することが好ましい。これに代えて、又はこれに加えて、三フッ化塩素と窒素との混合ガスの流量を調整して、排気用ガス管Ｔの外面で測定された温度が１００℃を超えないようにすることが好ましい。そして、図２に示す温度上昇位置が観察されなくなったら、クリーニングが完了したと判断する。
【００３０】
以上は、排気用ガス管Ｔの外面に取り付けられた熱電対ＴＣを用いてクリーニングの完了時点を判断する手法であるところ、排気用ガス管Ｔ内に設置された水晶振動子Ｘを用いてクリーニングの完了時点を判断するには以下の手順を採用すればよい。すなわち、水晶振動子Ｘの振動数、例えば２５ＭＨｚの振動数は、温度の上昇とともに増大、あるいは、減少するように設定することが可能であり、温度の変化を敏感に計測できる。そこで、排気用ガス管Ｔに三フッ化塩素ガスを供給しながら、排気用ガス管Ｔにおける充分下流側に届くガスの温度を計測する。その場合、上述のように反応中の場所が、排気用ガス管Ｔにおける下流側に徐々に移動するに連れてガスの温度が次第に上昇するが、排気用ガス管Ｔ内のスケールが除去されると水晶振動子Ｘに届くガスの温度が再び降下するので、これを以て排気用ガス管Ｔ内のスケールがすべて除去されたと判断する。
【００３１】
三フッ化塩素が化学反応によって消費されて珪素フッ化物や炭素フッ化物などの低分子量物質気体が生成した場合には、水晶振動子Ｘに到達するガスの密度が減少し、粘度も下がる。水晶振動子Ｘの振動数はガスの密度と粘度の積に応答することが知られているので、反応によって三フッ化塩素が消費されれば水晶振動子の振動数が増大する。したがって、水晶振動子Ｘによってガスの温度とともにガスの組成を間接的に計測できる。排気用ガス管Ｔ内のスケールが除去されると水晶振動子Ｘに届くガスの密度と粘度が再び増大し、振動数が減少するので、これを以て排気用ガス管Ｔ内のスケールがすべて除去されたと判断する。
【００３２】
以上の手順によって、半導体製造用チャンバの内部及び／又はそれに接続されている排気用ガス管の内部のクリーニングが完了する。クリーニング完了後のチャンバ等の内部からはスケールは除去されているものの、スケールの除去に用いた三フッ化塩素に由来するフッ素原子が内部に残留することがある。フッ素原子の残留は、次回の成膜時に膜中に不純物として混入する一因となり、そのことに起因して膜質が悪化するおそれがある。また、カーボン等からなるサセプタを腐食させる原因となることがある。そこで本発明においては、チャンバ内及び／又は排気用ガス管内のクリーニングが完了したら、三フッ化塩素ガスの供給を停止し、然る後、チャンバ内及び／又は排気用ガス管内を、窒素、アルゴン、ヘリウム及び水素からなる群より選択される少なくとも１種のガスで熱処理する工程を行うことが好ましい。これらのガスの雰囲気下に熱処理を行うことで、フッ素が気化して系内から除去される。
【００３３】
熱処理の温度は、ガスの種類によらず、チャンバ内及び／又は排気用ガス管内を三フッ化塩素で曝露したときの温度よりも高く設定することが、フッ素の気化による除去を確実に行う観点から好ましい。具体的には、三フッ化塩素で曝露したときの温度が室温（２５℃）以上５００℃以下である場合には、この温度よりも高いことを条件として、熱処理の温度を５００℃以上１７００℃以下に設定することが好ましく、９００℃以上１６００℃以下に設定することが更に好ましい。
【００３４】
同様の観点から、半導体としてＳｉＣをＣＶＤプロセスによって製造する場合には、ＳｉＣの製造温度と同温度又はそれよりも高い温度で熱処理を行うことが好ましい。具体的には、ＳｉＣの製造温度が１５００℃以上１７００℃以下である場合には、この温度以上であることを条件として、熱処理の温度を１５００℃以上２０００℃以下に設定することが好ましく、１５００℃以上１７００℃以下に設定することが更に好ましい。
【００３５】
熱処理の時間は、熱処理の温度が上述の範囲内であることを条件として、１分以上６０分以下であることが好ましく、１分以上１０分以下であることが更に好ましい。
【００３６】
熱処理の雰囲気は、上述のガスのうちの少なくとも１種を用いることができ、窒素、アルゴン及びヘリウムに関しては、２種以上を組み合わせて用いることができる。水素を用いる場合には、これを単独で用いることが好ましい。特に水素を用いる場合には、系内への三フッ化塩素ガスの供給を停止した後、系内に残存する三フッ化塩素ガスをパージ等の手段によって確実に除去した後に水素を導入することが好ましい。系内に残存する三フッ化塩素ガスのパージには例えばチャンバ内を真空になるまで排気してから雰囲気ガスである水素を導入する方法や、ある時間（例えば１０分間）以上継続して、窒素、アルゴン及びヘリウムなどの不活性ガスを流入させ、その後に雰囲気ガスである水素を導入する方法など採用すれよい。不活性ガスの流入は、室温（２５℃）等の非加熱下又は加熱下に行うことができる。熱処理を行う際には、上述のガスは流通式でチャンバ内に供給してもよく、あるいはバッチ式でチャンバ内に供給してもよい。
【００３７】
以上の操作を行うことで半導体製造用チャンバの内部及び／又は該チャンバに接続されている排気用ガス管の内部に残存するフッ素原子を確実に除去することができる。フッ素原子が除去されたか否かは、例えばＸＰＳなどの方法によって確認することができる。図３には、本発明によるフッ素原子の除去効果を確認するための装置が模式的に示されている。同図において符号１０は、石英製のチャンバを示す。チャンバ１０の容積は２００ｃｍ３である。チャンバ１０内には、サセプタのモデル品としての高純度カーボン製試験片１１が載置されている。試験片１１の表面はＳｉＣコーティングされている。ＳｉＣコーティングは、スケールのモデル品として用いた。チャンバ１０の外側には、該チャンバ１０に対向してハロゲンランプ１２が設置されている。
【００３８】
チャンバ１０内をハロゲンランプ１２で４５０℃に加熱した状態下、チャンバ１０内に、濃度１００ｖｏｌ％の三フッ化塩素ガスを５０ｓｃｃｍの速度で連続供給した。チャンバ内の圧力は１ａｔｍに調整した。三フッ化塩素ガスを１０分間にわたって供給した後、供給を停止するとともにハロゲンランプ１２を消灯した。次いでチャンバ１０内に窒素ガスを１０００ｓｃｃｍの速度で供給してチャンバ１０内に残存する三フッ化塩素ガスをパージした。次いで、窒素ガスの供給を引き続き行いつつ、ハロゲンランプ１２を点灯させてチャンバ１０内を加熱した。このときの窒素ガスの供給速度は１０００ｓｃｃｍとした。またチャンバ１０内温度は９００℃とした。加熱下の窒素ガスの供給を１０分間にわたり行い、試験片１１中に残留するフッ素原子を気化させて除去した。然る後、窒素の供給を停止するとともにハロゲンランプ１２を消灯した。チャンバ１０が冷却した後、チャンバ１０内から試験片１１を取り出し、ＸＰＳによって試験片１１の表面に残留しているフッ素原子の量を測定した。
【００３９】
比較として、三フッ化塩素ガスの供給を停止した後、窒素ガス雰囲気下での加熱を行う前の状態の試験片についても同様の測定を行った。
【００４０】
また、窒素ガスに代えて水素ガスを供給した実験も行った。まず、室温下に窒素ガスを１０００ｓｃｃｍの速度で１０分間流通させ、系内に残存する三フッ化塩素をパージした。引き続き、水素ガスを系内に供給した。水素ガスの供給速度は１０００ｓｃｃｍとした。またチャンバ１０内温度は１１００℃とした。加熱下の水素ガスの供給を１０分間にわたり行い、試験片１１中に残留するフッ素原子を気化させて除去した。その後は、上述の手順と同様の手順で、ＸＰＳによって試験片１１の表面に残留しているフッ素原子の量を測定した。以上の結果を以下の表１に示す。
【００４１】
【表１】
2018043446.tif 000003
【００４２】
表１に示す結果から明らかなとおり、三フッ化塩素ガスによって試験片１１の表面に存在しているＳｉＣを除去した後、窒素雰囲気下又は水素雰囲気下で試験片を熱処理することで、熱処理を行わない場合に比べて、試験片１１中に残留しているフッ素原子が減少することが判る。特に水素雰囲気下で熱処理すると、検出限界以下までフッ素原子を除去できることが判る。そして、フッ素原子の残留量がこの程度であれば、次回の製造工程においてＳｉＣの製造に影響を与えないことを本発明者は確認している。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、半導体製造用チャンバを三フッ化塩素でクリーニングした後に残留するフッ素原子を効果的に除去することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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