(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室の周りをグローブボックスで囲んだ半導体薄膜製造装置のクリーニング方法であって、
上記反応室及びグローブボックスが不活性ガスからなる雰囲気にされ、上記反応室内に生成した堆積物と、該堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去する際に、上記堆積物と、該堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を上記反応室内の不活性ガスからなる雰囲気ガスと共に、上記反応室内に配設され吸引ポンプに接続されている吸引ノズルで吸引し、
該吸引ノズルで吸引した堆積物と、該堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を含んだ雰囲気ガスから、上記堆積物をフィルターにより濾別し、
上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、をガス除去装置で除去し、
上記堆積物と、上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを、吸引ポンプの排出口に接続される排出ホース及び該排出ホースに接続される排気ノズルを介して上記反応室内に搬送して、循環させ、
上記雰囲気ガスを反応室内に戻す際、上記吸引ノズル及び上記排気ノズルを共通とした吸引・排気ノズルの排気ノズルを介して循環させることを特徴とする、半導体薄膜製造装置のクリーニング方法。
【請求項２】
前記吸引ホースと前記排出ホースとを仕切られた一体のフレキシブルホースとしたことを特徴とする、請求項１に記載の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法。
【請求項３】
反応室の周りをグローブボックスで囲み、該グローブボックスが不活性ガスからなる雰囲気にされる半導体薄膜製造装置のクリーニング装置であって、
半導体薄膜製造装置の反応室内の不活性ガスからなる雰囲気ガスと該反応室内で生成した堆積物と、該堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を吸引する吸引ノズルと、
上記吸引ノズルに接続され上記堆積物と、該堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を含んだ雰囲気ガスを搬送するフレキシブルな吸引ホースと、
該吸引ホースに接続され上記堆積物を濾過するフィルターと、
該フィルターに接続され上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去する冷却トラップ、吸着除去装置、湿式除外塔による除去装置の何れかのガス除去装置と、
該ガス除去装置に接続され上記堆積物と、上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを吸引する吸引ポンプと、
該吸引ポンプの排出口に接続され上記堆積物と、上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを半導体薄膜製造装置の反応室内に搬送するフレキシブルな排出ホースと、
該排出ホースに接続され上記堆積物と、上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを半導体薄膜製造装置の反応室内に搬送する排出ノズルと、
を備え、
上記フレキシブルホースの先端に上記吸引ノズルの吸引孔と排出ノズルの排出孔とを共通とした吸引・排気ノズルを設け、該吸引・排気ノズルが、上記反応室内に配設されることを特徴とする、半導体薄膜製造装置のクリーニング装置。
【請求項４】
前記吸引ホースと前記排出ホースとを仕切られた一体のフレキシブルホースとしたことを特徴とする、請求項３に記載の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体薄膜製造装置の反応室のクリーニング方法およびクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体薄膜製造装置は、真空に保持された、または圧力制御された不活性ガスで充填される反応室において、薄膜の構成元素を含んだ原料ガス、あるいは、ガス化された原料元素を薄膜の下地となる基板に供給して薄膜を成長させる装置である。この装置を稼働する際、基板以外の部分である反応室の壁面あるいは反応室内部の部品にも原料が付着して成長し、原料からなる堆積物が形成される。この堆積物によって反応室壁面が覆われると、熱の反射率が変化し薄膜の成長における重要な要因である基板温度が変化して薄膜の特性が安定しない。また、反応室内部にある駆動部に堆積物が堆積すると動作に支障をきたすようになる。
【０００３】
このため半導体薄膜製造工程においては、定期的に、反応室内に堆積した堆積物を除去しなくてはならない。その除去方法として、従来から下記の方法が行われてきた。
（１）構成部品を反応室から取り出してクリーニングする方法。
（２）クリーナーで堆積物を吸引除去する方法。
さらに、上記（２）のクリーナーで堆積物を吸引除去する方法で使用するクリーナーには次の２種類がある。
▲１▼フィルターと吸引ポンプを備えた排気開放型の小型クリーナー。
▲２▼フィルターと吸引ポンプを反応室外部に設けたセントラルクリーナー。
【０００４】
通常、半導体薄膜製造装置は、反応室の周りをグローブボックスで囲い、グローブボックスの内部を窒素などの不活性ガス雰囲気にして、原料ガスが直接外気に漏れ出さないようにしている。グローブボックス内への大気の混入を最小限にするため、基板や部品の投入および取り出しは、グローブボックスに取り付けたパスボックスを介して行う。パスボックスはガス置換を行うため、頻繁に出し入れする基板や基板を支持するホルダー等の小型部品が入る必要最低限の大きさに設計されている。
そのため、上記（１）の構成部品を反応室から取り出してクリーニングする方法では、反応室本体などの大型構成部品を取り出すためには、グローブボックスを大気開放しなければならない。また、大型構成部品をクリーニングして装置に取り付けた後、グローブボックス内を不活性ガスで置換しなければならないが、不活性ガスの置換に長時間を要し、生産性をあげることができないことに加え、複数の作業員が必要となる。さらに、センサーを取り外すと、センサーの再校正のために校正用の製膜実験が必要となり生産性をあげることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような理由のため、上記（１）の構成部品を反応室から取り出してクリーニングする方法はやむを得ない場合以外は行われず、上記（２）のクリーナーで堆積物を吸引除去する方法が通常用いられる。
上記の▲１▼のフィルターと吸引ポンプを備えた排気開放型の小型クリーナーは、小型で取り扱いが容易であるが、堆積物を吸引し、堆積物を濾過した後のクリーナーの排気ガスが反応室およびグローブボックス内の微小な堆積物を舞い上げてしまう。舞い上がった微小な堆積物は、静電気を帯び、クリーニング後も長時間浮遊するため半導体薄膜の下地となる基板をセットするときに基板表面に付着する。付着した微小な堆積物は異常成長の核となり、成長後の半導体薄膜の特性を劣化させ、半導体薄膜上に構成する半導体素子の歩留まりを低下させる。このためクリーニング中の堆積物の舞い上がりを抑制する必要があった。
【０００６】
上記の▲２▼のフィルターと吸引ポンプを反応室外部に設けたセントラルクリーナーによれば、排気ガスが反応室およびグローブボックス内に排出されないため、微小な堆積物が舞い上がったり浮遊することがなく、クリーニング後に成長した半導体薄膜の表面には堆積物の付着による異常成長は見られない。
しかしながら、このクリーナーは排気ガスを装置外に排出するため、排出によって失われた分に相当する大量の雰囲気ガス（不活性ガス）を補充する必要があり、メンテナンスコストの増加を招いてしまう。また、排出されるガスには堆積物中に含まれた未反応の残留ガスや、反応で生じた副生成ガスが存在するため、そのままでは大気に放出できない。そのため、セントラルクリーナーの排気ラインには、排気流量、ガス濃度及びガス種に応じた除害塔を設置することが必要であった。
【０００７】
上記課題に鑑み本発明は、反応室およびグローブボックスを大気開放することなく、またクリーナーの排気ガスにより反応室およびグローブボックス内に堆積物を舞い上げることなく、さらには排気ガスを反応室およびグローブボックス外に排出することによる大量の雰囲気ガスの消費を伴わずに、半導体製膜装置の反応室に付着した堆積物をクリーニングする方法と、その装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法は、反応室の周りをグローブボックスで囲んだ半導体薄膜製造装置のクリーニング方法であって、反応室及びグローブボックスが不活性ガスからなる雰囲気にされ、反応室内に生成した堆積物と堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去する際に、堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を上記反応室内の不活性ガスからなる雰囲気ガスと共に、反応室内に配設され吸引ポンプに接続されている吸引ノズルで吸引し、吸引ノズルで吸引した堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を含んだ雰囲気ガスから、堆積物をフィルターにより濾別し、上記堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、をガス除去装置で除去し、堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを、吸引ポンプの排出口に接続される排出ホース及び該排出ホースに接続される排気ノズルを介して反応室内に搬送して、循環させ、雰囲気ガスを反応室内に戻す際、吸引ノズル及び排気ノズルを共通とした吸引・排気ノズルの排気ノズルを介して循環させることを特徴とする。
このような構成にあって、吸引ホースと排出ホースとを仕切られた一体のフレキシブルホースとすればよい。
【０００９】
この構成によれば、吸引ノズルの先端で反応室の壁面あるいは反応室内部の部品に摩擦力または衝撃力を加えることにより堆積物が剥がれると共に吸引ノズルによって雰囲気ガスと共に吸引され、かつ、同時に吸引ノズルの近くに設けた排出ノズルから吸引した雰囲気ガスと同量の雰囲気ガスが供給されるから、反応室内の雰囲気ガスを動乱させることがなく、従って、反応室およびグローブボックス内の微小な堆積物を舞い上げてしまうことがない。さらに、吸引した雰囲気ガスを外部から補給する必要がないから製造コストが低廉となる。
また、吸引した雰囲気ガスは、フィルターで堆積物を濾過し、堆積物を含んだ雰囲気ガスから発生するガスをガス除去装置で濾過するので、作業が安全になると共に、吸引ポンプ等の装置構成部品を傷めることがない。
【００１０】
さらに、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置は、反応室の周りをグローブボックスで囲み、グローブボックスが不活性ガスからなる雰囲気にされる半導体薄膜製造装置のクリーニング装置であって、半導体薄膜製造装置の反応室内の不活性ガスからなる雰囲気ガスと、反応室内で生成した堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を吸引する吸引ノズルと、吸引ノズルに接続され堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を含んだ雰囲気ガスを搬送するフレキシブルな吸引ホースと、吸引ホースに接続され堆積物を濾過するフィルターと、フィルターに接続され、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去する冷却トラップ、吸着除去装置、湿式除外塔による除去装置の何れかのガス除去装置と、ガス除去装置に接続され、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプの排出口に接続され堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを半導体薄膜製造装置の反応室内に搬送するフレキシブルな排出ホースと、排出ホースに接続され堆積物と、堆積物中に含まれる未反応の原料ガス及び反応で生じた副生成ガスと、クリーニング中に発生するガスと、を除去した雰囲気ガスを半導体薄膜製造装置の反応室内に搬送する排出ノズルと、を備え、フレキシブルホースの先端に吸引ノズルの吸引孔と排出ノズルの排出孔とを共通とした吸引・排気ノズルを設け、吸引・排気ノズルが、反応室内に配設されることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、反応室およびグローブボックスを大気開放することなく、またクリーナーの排出する雰囲気ガスにより反応室およびグローブボックス内に堆積物を舞い上げることなく、さらには雰囲気ガスを反応室およびグローブボックス外に排出することによる大量の雰囲気ガスの消費を伴わずに、半導体製膜装置の反応室に付着した堆積物をクリーニングする装置を提供することができる。
【００１３】
上記構成において、吸引ホースと排出ホースとを仕切られた一体のフレキシブルホースとしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、フレキシブルホースが一本であるから、反応室の壁面あるいは反応室内部の部品に摩擦力、または衝撃力を加えて堆積物を剥がす作業が容易になる。また、吸引・排出ノズルは吸引孔と排出孔が一体であるので、吸引・排出ノズルを反応室の壁面に密着しても吸引及び排気が可能であり、吸引・排出ノズルを反応室の壁面に密着して使用すれば、排出された雰囲気ガスがほとんど反応室内に漏れなくなり、従って、反応室内の堆積物を舞い上げることが極めて少なくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法および装置は、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置、ＶＰＥ（気相エピタキシャル成長）、Ｐ−ＣＶＤプラズマ化学気相成長）装置、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）装置、及びスパッタリング装置等の半導体薄膜製造装置などに適用することができる。
上記半導体薄膜製造装置で作製し得る薄膜は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣｄＴｅ等の化合物半導体、Ｓｉ、Ｇｅなどの真性半導体、ＢＳＴ、ＰＺＴなどの強誘電体が挙げられる。
【００１６】
図１は、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置の構成と、循環する雰囲気ガスのフローを示す図である。
また、図２は、本装置のノズル近傍の構成、ホース断面形状及び本発明のクリーニング方法のメカニズムを示す図であり、図２（ａ）はノズル近傍の構成とクリーニング方法のメカニズムを、また、図２（ｂ）はホース断面を示す。
【００１７】
本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置１は、図１及び図２を参照して、堆積物２と雰囲気ガス３とを吸引する吸引・排出ノズル４と、吸引・排出ノズル４に接続され堆積物２を含んだ雰囲気ガス３を搬送するフレキシブルな吸引ホース５と、吸引ホース５に接続され堆積物３を濾過するプレフィルター６と、プレフィルター６に接続されさらに微小な堆積物３を濾過するフィルター７と、フィルター７に接続され堆積物２から発生する有毒かつ危険なガスを除去するガス除去装置としての冷却トラップ８と、この冷却トラップ８に接続され堆積物２から発生する有毒かつ危険なガスを濾過した雰囲気ガス３を吸引する吸引ポンプ９と、吸引ポンプ９の排出口に接続され雰囲気ガス３を搬送するフレキシブルな排出ホース１０と、排出ホース１０に接続され濾過した雰囲気ガス３を排出する吸引・排出ノズル４とからなる。
【００１８】
ここで、図１に示した例は、ガス除去装置として冷却トラップ８を使用する場合を示しているが、もちろん、発生するガスの種類に応じて、多孔質吸着剤による吸着除去装置、金属ゲッターによる吸着除去装置、または湿式除外塔による除去装置等を使用することができる。
なお、図２に示した例は、吸引ノズルと排出ノズルが共通の吸引・排出ノズル４である場合を示しており、また、第１のホースと第２のホースが一体に形成されている場合を示しているが、もちろん、吸引ノズルと排出ノズルが別々に構成されていても良く、また、第１のホースと第２のホースは別々に構成されていても良い。
【００１９】
本装置は以下のように動作する。
吸引・排出ノズル４に発生した吸引力と、吸引・排出ノズル４と反応室内の壁１１との間に摩擦力を加えてまたは吸引・排出ノズル４を壁１１に衝突させて剥離した堆積物２は、内部を吸引ホース５と排出ホース１０に仕切られたホース１２の吸引ホース５を通り、フィルター６及びフィルター７で濾過、除去される。フィルター６及びフィルター７の有効捕集径は、１〜１０μｍ程度が良く、１μｍ以下ではフィルターの目がつまりやすく、１０μｍ以上では堆積物３がフィルター６及びフィルター７を通過し易くなり、作業時間が長くなる。また、フィルター６の有効捕集径を大きくフィルター７の有効捕集径を小さくしても良い。
【００２０】
ところで、クリーニング中に吸引された堆積物２からは、未反応のガスまたは吸引通路内で発生した２次ガスが生じる。これらの２次ガスは、吸引通路を流れる雰囲気ガス３と共に冷却トラップ８に搬送され、冷却トラップ８の熱交換機で冷却され、冷却トラップ８に吸着されて除去される。冷却トラップ８の雰囲気ガス３と接する面の表面温度は、２０℃以下が好ましい。２０℃以上では室温と変わらず効果が現れ難い。冷却トラップ８による吸着法は吸気抵抗が少なく、吸引ポンプ９で上昇した雰囲気ガス３の温度を下げる効果も兼ねられるので、装置を簡素化することができる。冷却機構としては、熱交換器中に雰囲気ガスを通過させる方法、あるいは循環流路に放熱板を設けて放熱させる方法があげられるが、前者の方法は冷却トラップ８によるガスの吸着を兼ねることができ、装置を簡素化できるため、もっとも好ましい方法である。
【００２１】
吸引ポンプ９を通過した雰囲気ガス３は装置外に排気されず、吸引ポンプ９の排出口に接続された排出ホース１０を搬送されて、吸引・排出ノズル４に戻される。
【００２２】
この構成によれば、排出された雰囲気ガス３は吸引ホース１０にすぐ吸引され、吸引・排出ノズル４の外の反応室内に放出されない。このため吸引・排出ノズル４の周辺の堆積物が作業中に舞い上がることを防止できる。また、反応室およびグローブボックスから外に雰囲気ガス３を放出しないため、補充用の大量の雰囲気ガスを必要としない。
【００２３】
本発明の方法及び装置によれば、上記に説明したように、クリーニングによって微小な堆積物が作業中に舞い上がることを防止できる。堆積物が舞い上がることがないため、クリーニング後に浮遊する微小な堆積物が非常に少なく、クリーニング後に行う薄膜成長において、微小な堆積物による異常成長の少ない良好な特性をもった半導体薄膜が歩留り良く得られる。
【００２４】
次に、本発明の方法及び装置によるクリーニングの効果を実施例に基づいて説明する。
以下で説明する本発明の実施例及び従来の方法による比較例では、反応室における堆積物の付着具合が同等の状態で実施された。また、本実施例および比較例は、ＭＯＣＶＤ装置により化合物半導体であるＩｎＰ薄膜を成長する過程で発生する堆積物を対象とした。
本実施例に用いたクリーニング装置は、図１及び図２に示した構成のものを使用した。吸引ポンプの吸い込み仕事率は約５００Ｗであり、冷却トラップの前段に有効捕集径が１μｍのフィルターを設置し、さらにその前段に有効捕集径が５μｍのプレフィルターを設置した。ノズル、ホースおよび継ぎ手は気流との摩擦によって発生した静電気によって、堆積物が帯電しないようにＳＵＳ（ステンレス鋼）または導電性の樹脂材を使用した。
【００２５】
次に実験条件を説明する。
実施例１は、上記のクリーニング装置を使用し、冷却トラップ８の表面温度を５℃に保つように冷却水を流した。
実施例２は、冷却トラップ８に冷却水を流さないことを除いては実施例１と同じである。
比較例１は、排気を循環させずに、グローブボックス内に排気させることを除いて実施例１と同じである。
比較例２は、吸引ポンプをグローブボックスの外に配置し、グローブボックスの外に排気したことを除いて比較例１と同じである。
なお、上記実験のクリーニング時間は１時間である。
【００２６】
始めに、実施例１および実施例２に基づいて、本発明の装置の雰囲気ガスの温度冷却効果について示す。
吸引ポンプの直後の排出ラインに設置した温度計によってクリーニング中の雰囲気ガスの温度を測定し、比較した。さらに冷却トラップ直後の継ぎ手に雰囲気ガス取り出し口を設け、ここから採取した雰囲気ガス中のＰ濃度を測定し、比較した。
図３は、発明の方法及び装置によるクリーニングの効果を示す図である。
図３（ａ）は、実施例１および実施例２における、雰囲気ガスの温度変化を示す図である。図から明らかなように、クリーニング開始後１時間経過しても、実施例１では雰囲気ガス温度が１５℃以下であるのに対して、実施例２ではクリーニング開始直後から雰囲気ガスの温度が上昇を続けて、開始後４５分では雰囲気ガス温度が８０℃を超えてしまった。このまま温度上昇が続くと装置を傷めるので実験を中止した。
以上の結果から、冷却トラップをガス除去装置として使用することにより、循環する雰囲気ガスの温度上昇も防止できることが分かり、これによってクリーニング装置の劣化を防ぐ効果があることが分かった。
【００２７】
次に、実施例１および実施例２に基づいて、本発明の装置の有害ガス除去効果を示す。
図３（ｂ）は、実施例１および実施例２において、冷却トラップ直後の雰囲気ガス取り出し口から取り出した雰囲気ガス中のＰ濃度を測定した結果を示す図である。
図から明らかなように、クリーニング開始後１時間経過しても実施例１ではＰ濃度が検出限界の０．０１ｐｐｍ未満であるのに対して、実施例２ではクリーニング開始１５分後で０．０５ｐｐｍとなり、３０分後には０．１２ｐｐｍと増加していき、４５分後には０．３ｐｐｍに達していることがわかる。
この結果から、冷却トラップは、クリーニング中に発生するＰ蒸気を有効に循環雰囲気ガス中から除去できることが分かった。
【００２８】
次に、実施例１と比較例１に基づき、本発明の装置の堆積物を舞い上げない効果を示す。
実施例１と比較例１に基づいて、グローブボックス内の浮遊パーティクル（測定粒径０．５μｍ以上）量をパーティクルカウンターで測定し、クリーニング時間の経過に伴うパーティクルの増加量を比較した。
図３（ｃ）は、実施例１と比較例１において、グローブボックス内の浮遊パーティクル量の経時変化を示す図である。
図から明らかなように、クリーニング開始１５分後および３０分後の測定結果において、いずれも実施例１の方が比較例１よりも２桁程度低い値を示していることがわかる。
この結果から、本発明の装置によれば、堆積物を舞上げることが少ないことがわかる。
【００２９】
次に、実施例１と比較例１に基づき、本発明の装置の異常成長物の発生抑止効果を示す。
クリーニング後、ＩｎＰ基板上にＩｎＰ薄膜を２μｍ成長させて半導体薄膜の表面を光学顕微鏡で観察し粒径５μｍ以上の異常成長物の数を数えて比較した。
図３（ｄ）は、実施例１と比較例１において、ＩｎＰ薄膜上に発生した粒径５μｍ以上の異常成長物の数を示す図である。
図から明らかなように、実施例１では、ＩｎＰ半導体薄膜上の異常成長物は７個／ｃｍ2 であるのに対して、比較例１では、ＩｎＰ半導体薄膜上の異常成長物は３１個／ｃｍ2 であった。
この結果から、本発明の装置でクリーニングすれば、微小な堆積物を舞い上げないため、クリーニング中におけるグローブボックス内の浮遊パーティクルの発生が少なく、そのため、クリーニング後に作製した半導体薄膜上に発生する異常成長物も少ないことが分かった。
【００３０】
実施例１と比較例２の比較に基づき、本発明の装置が雰囲気ガスの補充を必要としない効果を示す。
クリーニング中におけるグローブボックス内の圧力を測定した。グローブボックス内に大気が混入しないように、０．１２ｍ3 ／ｍｉｎの流量でＮ2 ガスを流して、＋２ｍｍ（Ｈ2 Ｏ高さ）の陽圧に保った。実施例１ではクリーニング開始から終了までの１時間に、＋２ｍｍ（Ｈ2 Ｏ高さ）を保っていたが、比較例２ではクリーニング開始直後から圧力が降下し５秒以内にグローブボックス内が陰圧になった。そのため、Ｎ2 ガスの供給量を１ｍ3 ／ｍｉｎに増やしたが、圧力降下は止まらずグローブが外れる恐れが出たため、クリーニング開始後１０秒を待たずにクリーニングを中止した。
この結果から、本発明の装置によれば、雰囲気ガスを循環させるため、雰囲気ガスの補充を必要としないことが分かった。
【００３１】
【発明の効果】
上記説明から理解されるように、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法及び装置によれば、吸引ノズルが堆積物を雰囲気ガスとともに吸引し、フィルターが堆積物を除去し、ガス除去装置が堆積物を含んだ雰囲気ガスから発生するガスを除去し、吸引ポンプが堆積物と雰囲気ガスから発生するガスを除去した後の雰囲気ガスを排出ノズルを介して循環させるから、吸引した雰囲気ガスがクリーナーの外に排出されることがない。
これにより反応室を大気開放する必要がなく、また、吸引した雰囲気ガスが堆積物を舞い上げることもない。さらには、反応室およびグローブボックスに大量の雰囲気ガスを補充することを必要とせず、半導体薄膜製造装置の反応室に付着した堆積物を除去することができる。
【００３２】
また、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法及び装置によれば、クリーニング中に発生する堆積物をフィルターによって取り除き、堆積物を含んだ雰囲気ガスから発生するガスをガス除去装置によって取り除く。このため吸引ポンプおよび吸引、排出ホース等の装置構成部品の劣化を抑制することができる。
また、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法及び装置によれば、ガス除去装置として冷却トラップを用いた場合には、循環する雰囲気ガスの温度も下げるため、熱による装置構成部品の劣化を抑制することができる。
【００３３】
さらに、本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング方法及び装置によれば、クリーニング後の反応室およびグローブボックス内に、浮遊する微小な堆積物が少ない。そのため、クリーニング後に作製する半導体薄膜は、堆積物の付着による異常成長が少ない。これにより半導体薄膜上に作製する半導体素子の歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置の構成、及び循環する雰囲気ガスのフローを示す図である。
【図２】本発明の半導体薄膜製造装置のクリーニング装置のノズル近傍の構成、ホース断面形状、及び本発明のクリーニング方法のメカニズムを示す図である。
【図３】発明の方法及び装置によるクリーニングの効果を示す図であり、（ａ）は実施例１および実施例２における、雰囲気ガスの温度変化の比較を示す図、（ｂ）はは、実施例１および実施例２において、冷却トラップ直後の雰囲気ガス取り出し口から取り出した雰囲気ガス中のＰ濃度の比較を示す図、（ｃ）は、実施例１と比較例１において、グローブボックス内の浮遊パーティクル量の経時変化の比較を示す図、（ｄ）は、実施例１と比較例１において、ＩｎＰ薄膜上に発生した粒径５μｍ以上の異常成長物の数の比較を示す図である。
【符号の説明】
１    半導体薄膜製造装置のクリーニング装置
２    堆積物
３    雰囲気ガス
４    吸引・排出ノズル
５    吸引ホース
６    フィルター
７    フィルター
８    ガス除去装置（冷却トラップ）
９    吸引ポンプ
１０  排出ホース
１１  反応室の壁
１２  ホース
【図１】
0003896469.tif 000002
【図２】
0003896469.tif 000003
【図３】
0003896469.tif 000004