(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ライン内の堆積物を減少するための装置であって、
流入ポートと流出ポートとを備えるベッセルチャンバと、
前記ベッセルチャンバに接続される電極であって、所定の電圧が前記電極に印加されたときに前記ベッセルチャンバ内の粒状物をプラズマにより励起して、プラズマの構成成分を反応させガス状の生成物を形成し、該ガス状生成物は前記ベッセルチャンバから強制排気される、前記電極と、を備え、
前記ベッセルチャンバが、前記ベッセルチャンバの中を通るガスを第１の方向で流す通路を成す第１の通路と、前記第１の方向とは異なる第２の方向の通路を成す第２の通路とを備え、前記第１の通路と前記第２の通路とは、ガスが、前記流入ポートを通って前記ベッセルチャンバの中に流入し、前記第１の通路を通り、前記第２の通路を通って、前記流出ポートを通って前記ベッセルから外へ出ていくように、配置される装置。
【請求項２】
前記電極が、前記ベッセルチャンバの少なくとも一部を包囲するコイルを備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の通路と前記第２の通路とが、前記ベッセルチャンバの中を通過するガスの中に存在する粒状物を捕捉する粒子収集領域を形成するように設計されており、
前記第１の方向が、前記第２の方向と実質的に正反対の方向である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ベッセルチャンバにつながり、前記ベッセルチャンバの中を通過するガスの中に存在する静電荷を有する粒状物を収集する、静電収集器を更に有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
排気ライン内の堆積物を減少するための装置であって、
流入ポートと流出ポートとを有する流体導管と、前記流入ポートと前記流出ポートとの間の収集チャンバとを備えるベッセルであって、前記収集チャンバは、前記流体導管の中を流れる粒状物を収集し、且つ、前記収集チャンバから該粒状物を逃さないように、構成され配置される、前記ベッセルと、
前記収集チャンバの少なくとも一部を包囲するコイルと、
有効に前記コイルに結合し、前記コイルにＲＦ電力を供給して、前記収集チャンバ内の粒状物とプラズマを形成し、プラズマの構成成分を反応させガス状の生成物を形成し、該ガス状生成物は前記ベッセルチャンバから強制排気される、コイルにＲＦ電力を供給するための手段と
を備える装置。
【請求項６】
前記収集チャンバが、前記流体導管の入口と連通する第１の壁たる下壁と、前記第１の壁と連続で且つ前記第１の壁から上向きに伸びる第２の壁たる外周壁とにより画される請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ベッセルが、前記導管と連通する内部空胴を形成するシャフトであって、前記収集チャンバの前記第１の壁と連通し且つ前記第１の壁から縦方向に離れて上方に配置される下側開口を、前記チャンバ内へ粒状物を排出するために有する、前記シャフトを備え、前記第２の壁たる外周壁は前記シャフトを包囲し、これらの間に、前記流路の出口と連通する環状の縦方向の流路を形成する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
半導体プロセスチャンバに接続した排気ラインの中の堆積物を減少するための方法であって、
前記プロセスチャンバから排気されたガスを、排気ガスに存在する粒状物を重力と協働して捕捉し保持するように設計されたガス流路を成すベッセルチャンバの中に通過させるステップと、
前記ガス流路内にプラズマを発生させて、前記ベッセルチャンバ内に堆積した粒状物又は捕捉された粒状物を除去するステップと
を有する方法。
【請求項９】
前記ガス流路内の該排気ガスに存在する粒状物を、静電収集器を用いて捕捉するステップを更に有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
化学気相堆積（ＣＶＤ）により基板上に窒化珪素を堆積するためのプロセスチャンバにおいて、前記プロセスチャンバにつながった排気ライン内の窒化珪素堆積物からの残留物の蓄積を低減するための方法であって、
前記プロセスチャンバから排気されたガスを、入口と出口を有する流体導管を成すベッセルの中を強制的に通過させるステップと、
前記ベッセルの前記入口と前記出口の間に配置された収集チャンバの中で該排気ガスに存在する粒状物を収集するステップと、
前記収集チャンバを包囲するコイルにＲＦ電力を印加してプラズマを発生し、収集されている該粒状物を反応させてガス状の生成物とするステップと
該ガス状生成物を前記ベッセルから強制的に排気するステップと
を有する方法。
【請求項１１】
該粒状物が、珪素含有生成物が部分的に反応した物質と、該窒化珪素堆積物の副生成物とを有する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセスチャンバ内に反応性ガスが導入され前記ベッセルの中を強制的に流して、膜堆積のステップにおいて堆積した物質をエッチングする、チャンバクリーニングの操作の間に、前記プラズマを形成する請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラズマの形成が、前記膜堆積の間はオフ（切）であり、前記チャンバクリーニングの操作はオン（入）である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
粒状物を収集する前記ステップでは、重力を用いて前記収集チャンバの中に粒子を収集する請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
粒状物を収集する前記ステップでは、重力と静電力を用いて前記収集チャンバの中に粒子を収集する請求項８〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概説的には、半導体製造装置の分野に関し、特に、プロセスチャンバに接続した真空排気ラインの内側から汚染物や残留物を除去する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学気相堆積（ＣＶＤ：chemical vapor deposition ）の処理のおいては、プロセスチャンバの内部に堆積ガスが放たれ、対象とする基板の表面に薄膜層を形成する。このＣＶＤプロセスにおいては、プロセスチャンバの壁等の領域にも、不要な堆積が生じる。このような堆積ガスの分子がチャンバ内に滞留する時間は比較的短いものの、堆積プロセス中に消費されるのはチャンバ内に放たれた分子のほんの一部であり、これがウエハやチャンバ壁に堆積を生じさせる。
【０００３】
消費されなかったガスの分子は、一部が反応した化合物や反応副生成物と共に、「フォアライン」とよく呼ばれる真空ラインを通して、ポンプにより排気される。この排気ガスに含まれる化合物の多くは、依然として反応性の高い状態にあり、及び／又は、フォアライン内に不要な堆積物を生じさせるような残留物や粒状物を含んでいる。時間とともに、この堆積物が粉状の残留物質及び／又は粒状物質として蓄積することにより、深刻な問題を与えることになる。第１に、この蓄積物が安全性を脅かすものであり、それは、この物質がしばしば発火性の物質であることであり、標準的な定期クリーニングの操作において真空シールを解消してフォアラインを雰囲気環境にさらすときに発火するおそれがある。第２に、フォアラインに堆積物が充分に蓄積すれば、フォアライン及び／又はその関連の真空ポンプが、適切にクリーニングされない場合に詰ってしまう。定期的にクリーニングを行っても、蓄積した物質は真空ポンプの清浄な動作を妨げ、ポンプの有用寿命を著しく短くする。また、この固体の物質がフォアラインからプロセスチャンバへと逆流し、処理のステップにおいて汚染を発生させ、ウエハの収率に悪影響を及ぼす。
【０００４】
このような問題を防止するために、フォアラインの内側表面を規則的にクリーニングして堆積した物質を除去する。この手順は、チャンバの壁やこれと同様のプロセスチャンバ内の領域から不要な堆積物質を除去するために用いられる標準的なチャンバクリーニングの操作の間に行われる。通常のチャンバクリーニングの技術には、弗素等のエッチングガスを用いてチャンバ壁やその他の領域から堆積物質を除去する工程が含まれる。チャンバ内にエッチングガスが導入され、プラズマが形成されて、エッチングガスがチャンバ壁の堆積物質と反応してこれを除去する。このようなクリーニングの手順は、各ウエハの堆積のステップ毎又はＮ枚のウエハの堆積毎に行われるのが普通である。
【０００５】
チャンバ壁から堆積物質を除去する工程は、チャンバ内の堆積物質の近傍の領域にプラズマを発生させればよい点で、比較的容易なものである。フォアラインから堆積物質を除去する工程は、より困難であり、何故なら、フォアラインはチャンバの下流にあるからである。ある一定の時間の間、プロセスチャンバ内のほとんどの地点の方が、フォアラインの地点よりも、エッチャントの弗素原子と多く接触する。従って、ある一定の時間の間、クリーニングのプロセスによってチャンバは適切にクリーニングされる一方、フォアライン内に残留物や同様の堆積物は残ってしまう。
【０００６】
フォアラインを適切にクリーニングするためには、クリーニングの操作時間を長くすることが必要である。しかし、ウエハのスループットに悪影響を与えるため、クリーニング操作の時間を長くすることは望ましくない。また、このような蓄積した残留物は、クリーニングのステップによって反応物質が排気されて、これがフォアライン内の残留物と反応できるような条件にある場合にのみ、クリーニングされる。システムや用途によっては、排気された反応物質の残留時間では、フォアラインの末端に到達するに充分ではない場合があり、あるいは、フォアラインの真ん中にさえ到達できないこともある。このようなシステムや用途では、残留物の蓄積は大きな問題となっている。従って、半導体処理システムのフォアラインを効果的且つ完全にクリーニングするための装置及びこれを行う方法の必要性がある。
【０００７】
フォアラインのクリーニングに用いられてきたアプローチには、プラズマ励起ＣＶＤの技術を用いたスクラブ(scrubbing )のシステムを利用し、排気ガス内の反応性成分を抽出し電極表面上に膜として堆積させるものがある。このスクラブのシステムは、反応物を固体の膜として最大に取り出せるように、且つ、スパイラル電極の大きな表面積を利用するように設計されている。このスパイラル電極は、着脱式のキャニスタ内に納められており、このキャニスタは、ブロワポンプと機械式ポンプの間のフォアラインの端部近くにその位置が与えられている。充分な量の固体廃棄物が電極上に蓄積した後、キャニスタを取り出して廃棄し、交換する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術の方法における問題は、システムが、収集する堆積固体物のための面積を与えるために、大きな表面積の電極を利用するところにある。電極の表面積を大きくするためには、システムは必然的に大型で嵩ばるものになってしまう。更に、従来技術のスクラブの操作では、この着脱式のキャニスタが使い捨てであり交換と正確な配置とが必要であるため、更に余計、コストがかかることになる。また、スクラブのシステムは真空フォアラインの始まりの部分よりも下流に配置されるため、この部分に蓄積する粉粒体を確実に除去できない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気ラインで粒子物質その他の物質の蓄積を実質的に防止する装置を提供することにより、上記の従来技術の問題点を解決するものである。堆積操作中に真空ラインに集まることになる粒子残留物その他の物質を、収集チャンバ内で捕捉（トラップ）し、反応チャンバの下流に形成したプラズマの中で除去する。このプラズマは、収集チャンバを通ってポンプにより送り込まれる排気残留物及び排気ガスの中に形成される。プラズマの構成成分が反応を生じてガス状の生成物を形成し、これは直ちにポンプにより排気ラインを通ってその外に排気される。また、本発明は、このような堆積物質の形成を防止し、且つ、堆積物質の除去を確保するための方法も提供するものである。
【００１０】
本発明の装置の具体例の１つでは、ベッセルチャンバにより画されるガス通路をコイルが包囲する。このコイルは、ＲＦ電源に接続されており、これを用いて、通路内の粒状物や残留物の分子をプラズマ状態において励起する。プラズマの構成成分が反応してガス状生成物を形成し、これが真空ラインを通ってポンプにより排気される。
【００１１】
本発明の装置の別の具体例では、この通路には、ベッセルの流入口と排気口の間に収集チャンバ を有している。この収集チャンバは、通路を流れる粒状物質を収集し、且つ、収集チャンバからの粒状物質の漏出を防止するような構成や配置が与えられている。収集チャンバ内で捕捉された粒子は、上述のＲＦによりプラズマ状態において励起される。
【００１２】
また別の具体例では、本発明の装置は更に、ガス通路内に配置される静電収集器を有している。この静電収集器は、通路を流れている帯電粒状物質を、通路内で収集して捕捉する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（Ｉ．模範的な半導体処理チャンバ）
本発明の装置は、多様な半導体処理システムと共に用いることができる。適する装置の１つである、化学気相堆積（ＣＶＤ）の装置が図１に示される。これは、簡単な平行平板の化学気相堆積リアクタ１０の縦断面図である。リアクタ１０は、堆積のためのガスを、真空チャンバ１５内のサセプタ１２に置かれるウエハ（図示せず）に散布するためのガス散布マニホールド１１を有している。サセプタ１２は、熱応答性が非常に高い。また、サセプタ１２は支持フィンガ１３上に載置され、サセプタ１２（及びその上面で支持されるウエハ）が、下方の搬入出のポジションと、上方のマニホールド１１と近接した処理のポジションの間で、制御により移動できるようになっている。
【００１４】
サセプタ１２とウエハが処理のポジション１４にあるときは、これらは、間隔をおいて配置される複数の穴ないしポート２３を有するバッフル板によって包囲される。この穴２３から、環状の真空マニホールド２４の中へと排気される。処理中に、マニホールド１１に流入したガスは直ちに、矢印２１に示されるように、ウエハ表面全体に均一に散布される。そして、ガスは真空ポンプシステム３２により、ポート２３を介して円形の真空マニホールド２４内へと排気され、更に、真空フォアライン３１の中へと入っていく。マニホールド１１への到達の前に、ガスライン群１８を通じて堆積ガスとキャリアガスとが混合チャンバ内に供給され、そこでこれらのガスが混合された後マニホールド１１へと送られていく。
【００１５】
ＲＦ電源２５からマニホールド１１に印加されるＲＦエネルギーにより、ウエハに近隣して、プラズマが形成され制御される。ここでガス散布マニホールドはＲＦ電極であり、サセプタ１２は接地されている。ＲＦ電源は、チャンバ１５内に導入される反応性の化学種の分解を促進するために、単一の周波数のＲＦ電力又は混合周波数のＲＦ電力をマニホールド１１に供給することができる。
【００１６】
円形の外部ランプモジュール２６により、クオーツウィンドウ２８を介しサセプタ１２の環状外縁部分の上に、光を、コリメートされた環状のパターンで与える。この熱分布により、サセプタの自然の熱損失のパターンを補償し、且つ、堆積のためにサセプタ及びウエハを迅速且つ均一に加熱する。
【００１７】
モータ（図示せず）が、サセプタ１２を、処理のポジション１４と下側のウエハ搬入のポジションとの間で昇降させる。モータと、ガスライン１８に接続するガス供給バルブ（図示せず）と、ＲＦ電源２５とが、制御ライン３６を介したプロセッサ３４によって制御される。制御ライン３６は、一部のみ図示される。プロセッサ３４は、メモリ３８に格納されたコンピュータプログラムによる制御を受けて動作する。ここでのコンピュータプログラムは、特定のプロセスに対するタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、サセプタのポジションその他のパラメータの命令を行う。
【００１８】
典型的には、チャンバライニング、ガス流入マニホールドフェースプレート、支持フィンガ１３その他のリアクタのハードウェアの一部又は全部が、陽極酸化アルミニウム（アノーダイズドアルミニウム）等の材料でできている。このようなＰＥＣＶＤの装置の例が、標題 "Thermal CVD/PECVD Reactor and Use for Thermal Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide and In-situ Multistep Planarized Process" （二酸化珪素の熱ＣＶＤ及びインシチュウマルチステップ平坦化プロセスのための熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤリアクタ及びその使用法）である米国特許第５,０００,１１３号に記載されている。
【００１９】
上述のリアクタの説明は主に例示のためのものであり、本発明には、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ：electron cyclotron reasonance ）プラズマＣＶＤ装置や、誘導結合ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置等、その他のＣＶＤ装置を用いてもよい。また、本発明には、熱ＣＶＤ装置や、プラズマエッチング装置や、物理気相堆積（ＰＶＤ）の装置を用いてもよい。本発明の装置並びに真空ライン内の堆積物の蓄積を防止する方法は、特定の半導体処理装置や、特定の堆積又はエッチングのプロセスないし方法によって限定されるものではない。
【００２０】
（ＩＩ．模範的な半導体処理の操作）
ＣＶＤリアクタ１０で行われる化学気相堆積等の半導体処理のプロセスでは、様々なガス状廃棄物や汚染物が、真空チャンバ１５から真空ライン３１を通って排気される。行われる操作によっては、このような排気される物質には、部分的に反応した生成物（中間生成物）や副生成物等の粒状物が含まれ、これらがフォアラインを通って排気されれば、フォアライン内部に残留物や同様の粉体物を残すこととなる。例えば、シラン（モノシラン：ＳｉＨ4 ）と窒素（Ｎ2 ）とアンモニア（ＮＨ3 ）とを前駆体として用いる窒化珪素（silicon nitride)膜の堆積の操作中に、フォアライン内には、ＳｉXＮyＨz 、ＳｉxＨy、ＳｉＯx 及び珪素原子のブラウンパウダーの形態での残留物が観測された。この蓄積残留物は、ＳｉＨ4 ＋Ｎ2 ＋ＮＨ3 の反応の中間的な副生成物から生じたものと考えられる。また、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）その他の有機物の気体又は液体の前駆体を用いて窒化珪素の層を堆積する場合にも、同様の残留物が形成される。その他の膜の中では、オキシナイトライド膜の堆積や二酸化珪素膜の堆積において残留物の蓄積が生じ、また、プラズマエッチングやその他のプロセスのステップでも、残留物の蓄積が生じる。
【００２１】
本発明は、このような残留物と粒状物の蓄積に対し、収集チャンバ内で粒状物を捕捉し、真空フォアラインを通って排気された反応ガス及びライン内の残留物と粒状物を励起してプラズマ状態とするステップとにより、これらを防止する。このプラズマは、フォアライン内に蓄積しがちな残留物や粒状物と反応しあるいはこれらをエッチングして、ガス状の生成物や副生成物を形成し、これらは、真空ラインを通って強制排気され、その際ライン内に堆積物や凝縮物が形成されない。
【００２２】
（ＩＩＩ．本発明の模範的な具体例）
図１のＣＶＤ装置に本発明の装置を取り付けた縦断面図である図２に示されているように、本発明の装置は、排気ガスのソースであるプロセスチャンバの下流に配置される。この装置は、真空フォアラインの一部と接続していてもよく、あるいは、真空フォアラインの一部と交換されていてもよい。
【００２３】
図２では、下流プラズマクリーニング装置４０（以下、ＤＰＡ(downstream plasma cleaning apparatus)と称する）が、真空ライン３１の真空ポンプシステム３２と真空マニホールド２４の間の部分に取り付けられているその位置により、真空チャンバ１５から排気されるガスは必然的に、ＤＰＡ４０を通過する。ＤＰＡは、真空ライン３１上ならばどこに位置していてもよいが、好ましくは、ＤＰＡ４０を排気マニホールド２４にできるだけ近い位置に配置し、チャンバ１５から排気されるガスが、真空ライン３１のいずれかを通過する前にＤＰＡ４０を通過するようにする。
【００２４】
操作にあたり、堆積ガス（堆積のためのガス）が真空チャンバ１５から真空ライン３１を通って排気されれば、真空ラインの内部表面には、このガスからの粒状物や残留物が堆積する。粒状物や残留物の除去は、ＤＰＡ４０を作動させて行ってもよい。このような除去の方法では、堆積中及びクリーニング中にＤＰＡ４０をオンにしてもよく、あるいは、クリーニング中のみ作動させてもよい。
【００２５】
ＤＰＡ４０は、作動しているときは、ＤＰＡの内部表面上に堆積する残留物の分子やＤＰＡを通過する排気ガスの分子を励起してプラズマ状態にする電圧電力場を発生させる。プラズマにより、ＤＰＡ４０内部の物質を分解してガス状の生成物や副生成物とすることが促進され、これらはフォアラインを通って強制排気され、粒状の堆積物や残留物の蓄積が防止される。例えば、ＤＰＡ４０内での残留物の蓄積が、窒化珪素の堆積において上述のようなＳｉXＮyＨz 、ＳｉxＨy、ＳｉＯx 及び珪素原子のブラウンパウダーの形態であった場合は、ＤＰＡ４０により形成されたプラズマがこの残留物を、ＳｉＦ4、ＣＯ、ＣＯ2、ＮＯ、ＮＯ2、Ｏ2などのガス状の成分へと分解すると考えられる。
【００２６】
ＤＰＡ４０内での通常の堆積による残留物の収集に加えて、様々な具体例において、ＤＰＡ４０は、チャンバ１５から排気される粒状物をＤＰＡ４０内で捕捉するように特に設計されているため、ＤＰＡの外側にこれら物質が堆積できないようになっている。以下に詳細に説明するように、機械的及び／又は静電的な捕捉のメカニズムにより、捕捉がなされる。粒状物は一旦捕捉されれば、プラズマ内の反応性化学種と反応するまでＤＰＡ４０内に残留することになり、この反応によりガス状副生成物が生成し、その後真空フォアライン３１を通って強制排気される。
【００２７】
ＤＰＡ４０内に形成されプラズマを形成する電圧電力場は、容量結合電極や、誘導結合コイルや、ＥＣＲ技術などの既知の多様な方法により発生させることができる。しかし、サイズがコンパクトであることと、比較的高い電圧電力の場を発生させる能力があることとにより、ヘリカル共鳴コイル(helical resonator coil)等の誘導コイルを用いて電圧電力場を形成することが好ましい。このようなコイルは、この技術分野で周知であり、数多くの周知の教科書に記載されている基準に従って設計できるものである。このような教科書の記載例には、例えば、Michael A. Lieberman and Allan J. Lichtenberg  著の "Principles of Plasma Discharges and Materials Processing",pp.404-410,John Wiley & Sons(1994) が挙げられる。
【００２８】
ヘリカル共鳴コイルは、銅、ニッケル、金その他これに類する導電材料等の、導電性の高い金属により作ることができる。コイルを適切に共鳴させるためには、コイルの長さを、印加するＲＦの波長の１／４とほぼ同じかあるいはこれよりもわずかに短くすることが重要である。この長さのコイルにより、より強く、より強度の高い電圧電力場が形成され、これが更に分解を促進する。
【００２９】
ＲＦ電源の一方の端にはヘリカル共鳴コイルが接続され、反対側の端には接地電位（グラウンドポテンシャル）が接続される。ＤＰＡ４０の中を通過する材料及び／又はＤＰＡ４０の中に堆積する材料の反応の完結を確保するため、ＤＰＡは、プラズマを形成するに充分なレベルでＲＦ電源により駆動される必要がある。一般的には、５０〜１０００ワット又はそれ以上の電力レベルを用いることができ、好ましくは、１００〜４００ワットの電力レベルが用いられる。選択される実際の電力レベルは、強いプラズマを形成するために用いる高い電力の要請と、エネルギー損失を抑えて小型で安価な電源の使用を可能にするための低い電力の要請とをバランスさせて、決定されるべきである。プラズマの均一性及びその他の従来技術のプラズマ励起ＣＶＤリアクタに重要な特性は、ＤＰＡプラズマの形成における第２の問題点である。
【００３０】
ＤＰＡ４０を駆動する電源は、約５０ｋＨｚ〜約２００ｋＨｚ又はそれ以上の周波数範囲で動作するが、通常は約５０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚで動作する。ＲＦ電力の供給は、単一周波数のＲＦソース又は混合周波数のＲＦソースから供給することができる。電源の電力出力は、ＤＰＡ４０が用いられる用途及びＤＰＡ４０内で処理されるガスの容量に依存する。ＲＦ電力は、ＲＦ電源２５によって与えてもよいが、ＤＰＡ４０のみを駆動するための別のＲＦ電源によって供給してもよい。更に、複数の処理チャンバがクリーンルームにある場合は、これらチャンバに接続する複数のＤＰＡの全てを、適切な数のＲＦ電力スプリッタに接続された別々の専用のＲＦ電源によって駆動してもよい。
【００３１】
ＤＰＡ４０の長さとサイズを変えてもよい。用途によってはＤＰＡ４０の長さは４〜６インチ程度あるいはそれよりも短くてもよく、別の用途では、ＤＰＡ４０は、真空ライン３１の全長と同じ長さ（４〜５フィートあるいはそれ以上）で、即ち、ＤＰＡ４０がラインの代りとなる。長いＤＰＡは、同じデザインの短いＤＰＡに比べて、粒状物をより多く収集できるので、粒状物をより多く除去することができるだろう。ＤＰＡの設計においては、空間を考慮することを残留物の収集の効率とバランスさせる必要がある。しかし、先進の捕捉メカニズムを有しているＤＰＡは、長さが短くとも、プロセスチャンバから排気される粒状物の９９．９％を収集し捕捉することが可能であるため、長さはあまり重要ではなくなる。コイルの長さはＲＦ波長の１／４より若干長い程度たるべきであるため、コイルの長さと使用するＲＦ周波数との間に直接の関係がある。ＲＦ電力の信号の周波数を低くする場合は、コイルを長くする必要がある。
【００３２】
前述の如く、処理の手順を行っている間に特定の間隔でＤＰＡ４０をオン（入）及びオフ（切）にしてもよい一方で、ＤＰＡは受動的な（電力供給源を有しない）装置として構成されてもよい。受動的な装置の場合は、ＤＰＡ４０に充分なＲＦ電力信号を連続的に供給することにより、ＤＰＡのオンオフを行うために特別な制御信号やプロセッサ時間を必要としない。
【００３３】
前述の如く、能動的な（電力供給源を有する）装置として構成されている場合は、チャンバクリーニングの操作が行われている時間にＤＰＡ４０に電力が供給される。また、随意、チャンバ１５内に膜の堆積が行われている期間に、ＲＦ電力を供給してもよい。能動的な装置として構成されている場合のＤＰＡ４０のタイミングの制御は、一般に、プロセッサ３４が制御ライン３６を介して制御信号を送ることにより行われる。
【００３４】
図３示されているように、真空ライン３１に２つ以上のＤＰＡを接続することも可能である。例えば、このような構成を用いて、真空ポンプ３２を残留物の蓄積から更に保護することができる。図３に示されている構成では、第２のＤＰＡ４２が、ＤＰＡ４０の下流でポンプ３２の直前に配置される。ＤＰＡ４０から粒状物が逃れ出たとしても、この粒状物はＤＰＡ４２内で捕捉されてガスに変換される。ＤＰＡ４０及び４２の両方を、１つのＲＦ電源４４の電力をスプリッタ４６で分割して駆動してもよい。また随意、ＤＰＡ４０及び４２をそれぞれ別々のＲＦ電源で駆動してもよく、あるいは、これら両方を、プロセスチャンバ１０に接続した主ＲＦ電源で駆動してもよい。
【００３５】
本発明の装置は、多種多様な具体例で構成されてもよい。以下に、例示の目的で、３つの具体例を示す。ただし、以下の３つの具体例は、本発明を限定するものと解されない。
【００３６】
（１．シングルチューブの具体例）
図４は、ＤＰＡ４０の１つの具体例の断面図である。図４では、ＤＰＡ４０はチューブ５０を有し、プロセスチャンバ１５からの排気ガスがチューブ５０の中を流れ、これでＤＰＡ４０内を通過することになる。チューブ５０は、セラミック、ガラス又はクオーツ等の絶縁材料でできている。好ましい具体例では、チューブ５０は、クリーニングのステップで用いられる弗素等のエッチャントガスと反応しないセラミック材料製である。また、チューブ５０は、真空ライン３１の外径とほぼ同じ内径を有している。別の具体例では、チューブ５０は円筒状である必要はなく、代りに、角を有している内面、平坦な内面、楕円形の内面、その他類似の内面を有していてもよい。これらの具体例その他において、チューブ５０の内径は、真空ライン３１の内径よりも大きくてもよく、あるいは、小さくてもよい。
【００３７】
チューブ５０の外側の周りにコイル５２が巻かれ、コイル５２は、点５６でＲＦ電源に接続し、点５７で接地電位に接続する。ＲＦ電源からコイル５２へ電圧を印加することにより、チューブ５０の中を通過する排気物質及びチューブ内に堆積する排気物質はプラズマ状態の中で励起される。このプラズマ状態の中で、排気物質からの成分が反応を生じてガス状の生成物を形成し、これを、上述のポンプシステム３２によりＤＰＡ４０及び真空ライン３１の外へと強制的に排気することができる。コイル５２は、前述の標準的なヘリカル共鳴コイルであり、チューブ５０の外側に巻かれるのではなくチューブ５０の内側に巻かれてもよい。
【００３８】
チューブ５０の外側を、外側コンテナ５４が包囲している。コンテナ５４には少なくとも２つの目的がある。第１の目的は、ＣＶＤ処理装置１０やその他の装置を、コイル５２から発生する電圧信号及びノイズ信号からシールドすることである。第２の目的は、セラミックチューブ５０が破壊又はクラックを生じた場合、あるいは、これとは別の理由でチューブ５０の真空シールが破壊した場合、コンテナ５４は、排気ガスが脱出することを防止する第２のシールを与えるものとなる。コンテナ５４は、アルミニウムやスチール等の多様な金属又はその他の化合物でできていてもよく、シールド効果のために接地されていることが好ましい。真空シールを維持しつつ、上フランジ５７がＤＰＡ４０を真空マニホールド２４に接続し、下フランジ５８がＤＰＡ４０を真空ライン３１に接続する。
【００３９】
負荷として５０オームのインピーダンスで作動するように、標準的なＲＦ電源がデザインされる。従って、ＲＦ電源のコイル５２への接点（点５６）は、コイル５２が５０オームのインピーダンスを有するように選択されるべきである。電源が別のインピーダンスを要する場合は、これに応じて点５６を選択するべきである。
【００４０】
コイル５２は、ＲＦ電源により５０ワット以上の電力レベルで駆動される。このような条件下ではプラズマの発生は最大となり、均一性は問題とはならない。コイル５２により発生する実際の電圧電力は、ＲＦ電源により用いられる電力、コイルの長さと巻き間隔や、コイルの抵抗その他等、数多くの因子に依存する。電圧電力がコイルの長手に沿って均等に広がるため、コイル全体の電圧電力レベルの決定は、コイルが大地に接続する点（５５）とＲＦ電源に接続する点（５６）との間のレベルを決定することにより、可能となる。例えば、着目するコイルの長さが、点５５と５６の間の部分の４倍の長さである場合、コイルの総電圧は、点５５と５６の間の電圧レベルの４倍となるだろう。
【００４１】
チューブ５０内に強いプラズマを形成するように、且つ、コイル５２により発生する電圧電力を、コイル５２からコンテナ５４へアークを生じさせるレベルを越えないようにするように、コイルと、電力レベルと、印加ＲＦ周波数とを選択するべきである。アーク発生が問題となるようなＤＰＡに対しては、絶縁材料をコンテナ５４とコイル５２の間に置くことが可能である。しかしながら、デザインの簡略化のため、コンテナ５４とコイル５２の間に、空気で満たされた空間を有することが好ましい。
【００４２】
（２．第１の機械的、静電的な捕捉の具体例）
図５は、ＤＰＡ４０の第２の具体例の断面図である。図５に示されるＤＰＡ４０の具体例は、第１の内側セラミックチューブ６０と第２の外側セラミックチューブ６２とを有している。チューブ６０の端部はチューブ６２の円筒空間の中にあり、ＤＰＡ４０を通るガス流れが、矢印６４で示される。
【００４３】
チューブ６２の外側の周りには、ヘリカル共鳴コイル６６が巻かれ、コイル６６は、図４の具体例に関して説明したように、ＲＦ電源と接続されている。また、コイル６６は、チューブ６２の内部にも巻かれ、あるいは、チューブ６０の外側又は内側に巻かれる。
【００４４】
上述のコンテナ５４と同様に、シェル（殻）６８が内側チューブ６０及び外側チューブ６２の両方を包囲している。外側チューブ６２は、内側チューブ６０又はシェル６８のいずれかと接続することによって支持されている。いずれの場合においても、外側チューブ６２の支持構造体が、ガス流れを流出させてＤＰＡ４０内を通過させるようにすることが重要である。支持構造体は、チューブ６０と６２の間にある貫通穴を複数有するセラミック材料の平板であってもよく、あるいは、チューブ６０と６２の間に伸びる４つの細い接続部ないしフィンガ又はこの４つの中の３つから成っていてもよく、あるいは、その他の数多くの均等な方法により設計されてもよい。貫通穴を有する構造体は、以下に説明する収集領域７０の中で粒状物を収集し捕捉することを補助することができる。しかしながら、ＤＰＡ４０の中を強制的に流れるガスの流量を低下させないように、穴の大きさを充分に大きくとるように、構造体の設計をすべきである。
【００４５】
ＤＰＡ４０のこの具体例の設計によれば、粒状物の捕捉を促進し、よって粒状物の分解を促進する。この設計には、排気ガス流れの中の粒子を収集し保持する機械的捕捉部として作用する、チューブ６２の収集領域７０が含まれており、これにより、ＤＰＡの残留物が真空ライン３１内へと通過することができなくなる。粒子はこの捕捉部内に保持され、ここに形成されたプラズマ下で分解するまでプラズマの作用を受ける。
【００４６】
このＤＰＡ４０の具体例の捕捉部の動作は重力に依存する部分があり、ＤＰＡ装置内の粒子を真空ライン３１へと押し流そうとするガス流出流れにもかかわらず、重力の作用により粒状物が捕捉部内に保持される。従って、部分的に、ＤＰＡ４０の有効性は、外側チューブ６２が、粒子を反応させてガス状生成物とするまで粒子を外に出さない能力に依存する。即ち、収集領域７０がＤＰＡへの流入口から下向きであり、且つ、外側チューブ６２の長さが、重力と協働でこの捕捉を実現するに充分であるように、ＤＰＡ４０の位置を与えることが重要である。
【００４７】
ＤＰＡ４０内の平面７６に沿ったガス通路の断面積を増加することにより、粒状物の捕捉が更に補助される。ある所定の堆積プロセスにおけるガス流出流れの流量は、一般に一定である。従って、１つ以上の通路の断面積を増加させれば、ガス流れの中の粒子の速度を減少させ、これに対応して、粒子上にかかる中和的抵抗力(neutral drag force)が減少する。粒子上の重力が中和の抵抗力よりも大きくなれば、粒子が重力によりＤＰＡ４０内の重力捕捉部内捕捉される。
【００４８】
機械的捕捉の効率を更に高めるため、収集領域７０のそばに静電収集器７２を配置させ、帯電した排気粒状物を誘引することが可能である。静電収集器７２は、１００〜３０００ボルトのＤＣ電源又はＡＣ電源に接続された小型の電極であってもよい。無論、静電収集器７２に印加される電荷の極性とその量は、用途に応じて決まるものであり、また、それぞれの用途における排気粒状物の極性のタイプと典型的な電荷レベルに依存する。
【００４９】
多種多様な静電捕捉装置を本発明に用いることが可能である。この静電収集器の第２の好ましい具体例とその詳細は、図６（ａ）及び（ｂ）を参照して以下に説明される。
【００５０】
（３．第２の機械的、静電的な捕捉の具体例）
図６（ａ）は、ＤＰＡ４０の第３の具体例の断面図である。図６（ａ）の具体例は、図５の具体例と類似の機械的捕捉部の設計を用いており、また、修正した静電的捕捉部を用いている。また、流出ガスは、上フランジ８１とは反対側ではなく上フランジ８１の近傍に配置された側フランジ８０の中を通って排気される。フランジ８０は、外側チューブ８６によってではなく、外側ケーシング８４によってシールを形成するように配置される。ケーシング８４は、金属やこれに類似の材料製であり、チューブ８６はセラミック等の絶縁材料製である。
【００５１】
この具体例では、外側コイル８７を介してＤＰＡにＲＦ電力が供給される。このコイル８７は、ＲＦ電源への接続地点８８と（接地の）地点８９の間のインピーダンスが５０オームとなるように設計されている。このように、コイル８７は５０オームのインピーダンスを有するように設計されているため、このコイルは標準的なＲＦ電源によって駆動できる。内側チューブ８５の内部には、内側コイル９０が巻かれている。内側コイル９０は、外側コイルに供給されたＲＦ信号を誘導により受容し、プラズマ反応をドライブするに必要な電圧電力場を形成する。
【００５２】
内側チューブ８５の中心には中心ワイヤ９２が通っており、中心ワイヤ９２と内側コイルの間に電圧電力ポテンシャルが形成され、ＤＰＡを通過する粒状物が静電的に捕捉される。様々な方法によって、この電圧電力ポテンシャルを形成することができる。どの方法においても、中心ワイヤ９２とコイル９０が電極として作用する。具体例の１つでは、中心ワイヤ９２は接地されており、コイル９０には正のＤＣ電圧又はＡＣ電圧が印加される。図６（ｂ）に示されているように、排気粒子９４が負の電荷を有している場合は、ワイヤ９２とコイル９０により形成される電圧電力場（Ｆelec）によって、粒子が引き付けられ、正の電荷をもつコイルの部分９５で収集される。コイル９０が接地され中心ワイヤ９２に負の電圧が印加された場合にも、同様の結果を得ることができる。しかしこの場合は、ワイヤ９２が負に帯電した粒子を反発しコイル９０の方へと追いやってしまう。
【００５３】
別の具体例では、中心ワイヤ９２に正ＤＣ電圧又はＡＣ電圧が印加され、コイル９０は接地されている。この方法では、図６（ｃ）に示されているように、正の電荷をもつワイヤ９２上の位置９６で、負に帯電した粒子が収集される。コイル９０に負の電圧が印加され中心ワイヤ９２が接地されている場合にも、同様の結果を達成することができる。このケースでは、コイル９０が負に帯電した粒子を反発して、ワイヤ９２の方へと追いやってしまう。
【００５４】
また別の具体例では、ワイヤ９２とコイル９０のどちらも接地されておらず、その代わりに、これら両方が電圧ソースに接続され、ワイヤ９２から相対的にコイル９０まで、正又は負の電圧を与える。無論、正に帯電した粒状物が存在する場合は、この粒状物は、負に帯電した粒状物が収集される電極とは反対の電極に収集されるだろう。
【００５５】
また、粒状物が正に帯電した粒子と負に帯電した粒子を共に備えている場合は、静電力により粒子を収集してもよい。このような場合は、一方の電極にＡＣ電圧を印加し、他方を接地することが好ましい。例えば、ＡＣ電圧が中心ワイヤ９２に接続し、コイル９０が接地されている場合は、正にある半サイクルの間に、正の粒状物はワイヤと反発してコイル９０の方へと追いやられる。しかし、負にある半サイクルの間に、負に帯電した粒子がワイヤと反発し、コイル９０の上に収集される。
【００５６】
上述の何れの場合においても、電場は、２つの電極の間の電圧で１００〜５０００ボルトであってもよい。２つの電極の間の電圧は、５００ボルト（ＤＣ）から５０００ボルト（ＡＣ）の間であることが好ましい。中心ワイヤ９２から粒子が誘引されてコイル９０上で収集されるか、あるいはその逆となるかは、粒子の極性と、コイル９０及びワイヤ９２に印加される電荷とによる。
【００５７】
この設計はコイル９０と中心ワイヤ９２の間に発生する電圧ポテンシャルに依拠しているため、粒子の収集を最大するためにコイル９０を内側チューブ８５の内側に配置して、チューブの絶縁材料によりワイヤ９２から分離しないようにしている。コイル９０及び中心ワイヤ９２は、チューブ８５の内側に配置されているため、弗素等の多種多様な反応性の高い化学種と接触するようになる。従って、コイル９０とワイヤ９２をニッケル等の、これら化学種と反応しないような適当な導電材料でつくることが重要である。この具体例では、コイル９０が、粒子を誘引又は反発する電圧ポテンシャルとＲＦ電力信号の両方をもたらすことを指摘することが重要である。
【００５８】
静電収集器と機械的捕捉部の組合わせにより、真空ライン３１内への堆積物の蓄積の防止に特に有効なメカニズムを提供する。機械的捕捉部は、ガス排気流れの中に存在する比較的大きな粒子を捕捉するために特に有効であり、その理由は、この様な粒子は重力により外側チューブ６２の中に保持される場合がほとんどだからである。他方、静電による捕捉は、ガス排気流れの中の機械的捕捉部だけでは収集されないような小さな粒子の収集及び捕捉に特に有効である。
【００５９】
上述の窒化珪素の堆積では、直径１μｍ〜１ｍｍ又はそれ以上のサイズの粒子が観測された。このような粒子が排気ライン中にある場合は、粒子には２つの重要な力が作用する：１つは重力（Ｆg ）であり、もう１つはガスの運動によって生じる中和的抵抗力（Ｆnd）である。直径１００μｍ以上の粒子のような大型の粒状物に対して、主となる誘引力は重力であるため、機械的捕捉が特に重要である。しかし、ガスの抵抗力の方が重力よりも高くなる。従って、静電捕捉器の２つの電極の間で形成される電場は、粒状物の軌跡に対して垂直方向の、付加的な力（Ｆelec）を加えることになる。この力は、直径１０μｍ未満の粒子のような非常に小さな粒子に対しては、重力及び抵抗力よりも２〜３桁大きな力となるため、収集の効率が非常に高くなる。
【００６０】
【実施例】
（ＩＶ．実験的な使用法と試験の結果）
本発明の有効性を例証するため、８インチウエハのためのプレシジョン５０００チャンバにプロトタイプのＤＰＡ４０を付加して、実験を行った。このプレシジョン５０００はアプライドマテリアルズ社製である。
【００６１】
実験では、プロトタイプのＤＰＡは、ＤＰＡをフォアラインに接続するための下側フランジのデザインを除いて、図３に示されているＤＰＡ４０と同様である。プロトタイプのＤＰＡと下フランジの断面図が、図７に示されている。図７に示されているように、下フランジ１００は、ＤＰＡを通るガスの流れを、約９０゜の角度で向きを変えてフォアラインに流れ込むようにする。また、このフランジには、フォアラインの接続部と反対側にクオーツウィンドウが固定され、フランジの底部１０４上に蓄積する堆積材料を観測できるようになっていた。このプロトタイプＤＰＡの下フランジの設計により、領域１０４内の粒状物の捕捉が、図５及び６に示されているＤＰＡ４０の具体例における機械的バケット捕捉の設計と同様の方法であるがこれほど有効ではない粒状物の捕捉の利点を付加して有していた。
【００６２】
このプロトタイプの装置には、クオーツチューブ１０６が具備され、このクオーツチューブの外側には３／８インチの銅の管でできたコイル１０８が巻かれていた。コイル１０８の全長は約２５フィート（約７．６２メートル）であり、１３．５６ＭＨｚの電源が、以下の記載で説明する種々の電力レベルで駆動された。クオーツチューブ１０６とコイル１０８とは、アルミニウムコンテナ１１０の中でシールされていた。この組立体の全長は約１４インチ（約３５０ｍｍ）であり、組立体の幅は約４．５インチ（約１１４ｍｍ）であった。
【００６３】
ＤＰＡの有効性を試験する実験を行う前に、窒化珪素の堆積のステップの後に弗素クリーニングのステップを行うことにより、プロセスチャンバ内に堆積する残留物の組成を調べるための実験が行われた。この残留物の組成は、窒化珪素堆積のプロセス／弗素クリーニングのプロセスのシーケンスについて、異なる２つのシーケンスを行って決定した。これらのプロセスシーケンスのそれぞれでは、窒化珪素堆積のステップは同一であったが、弗素クリーニングのステップでは、第１のシーケンスではＣＦ4 の化学を用いたクリーニングのステップを行い、第２のシーケンスでは、ＮＦ3 の化学を用いたクリーニングを行った。
【００６４】
シラン（ＳｉＨ4 ）ガスと、窒素（Ｎ2 ）ガスと、アンモニア（ＮＨ3 ）ガスとのプラズマにウエハをさらすことにより、窒化珪素の膜をウエハ上に堆積した。ＳｉＨ4 は、流量２７５ｓｃｃｍでチャンバ内に導入された。Ｎ2 は流量３７００ｓｃｃｍで、ＮＨ3 は流量１００ｓｃｃｍで、それぞれ、チャンバ内に導入された。圧力４．５トール、温度４００℃で、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を７２０ワットでドライブして、プラズマを形成した。この窒化珪素の堆積のプロセスは約７５秒間続けられ、この時間は、ウエハ上に１０,０００ オングストロームの膜を堆積するに充分な長さであった。
【００６５】
第１の測定として、窒化珪素の堆積のステップが完了してウエハがチャンバから取り出された後、ＣＦ4 とＮ2Ｏ を用いて１２０秒間、チャンバをクリーニングした。ＣＦ4 対Ｎ2Ｏ の比は、３：１であり、ＣＦ4 は流量１５００ｓｃｃｍで導入され、Ｎ2Ｏ は流量５００ｓｃｃｍで導入された。クリーニングのステップの間、チャンバの温度は４００℃に維持され、圧力は５トールに維持された。１３．５６ＭＨｚの電源で１０００ワットの電力を与えて、プラズマを形成した。
【００６６】
第２の測定として、前駆体ガスとしてＮＦ3 とＮ2Ｏ とＮ2 を用いてプラズマを形成し、チャンバをクリーニングした。ＮＦ3 対Ｎ2Ｏ 対Ｎ2 の比はおよそ５：２：１０であり、ＮＦ3 は流量５００ｓｃｃｍで、Ｎ2Ｏ は流量５００ｓｃｃｍで、Ｎ2 は流量１０００ｓｃｃｍで、それぞれ、導入された。クリーニングのステップの間、チャンバの温度は４００℃に維持され、圧力は５トールに維持され、これが９５秒間継続した。１３．５６ＭＨｚの電源で１０００ワットの電力を与えて、プラズマを形成した。
【００６７】
下記の表１に明らかなように、窒化珪素堆積／ＣＦ4 チャンバクリーニングのプロセスのシーケンスで蓄積した残留物は茶色がかった粉体であり、窒化珪素堆積／ＮＦ3 チャンバクリーニングのプロセスのシーケンスで蓄積した残留物は、黄色−白色の粉体であった。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
チャンバ内に蓄積した残留物の組成が決定された後、残留物の粉体の粒子サイズを調べる実験が行われた。この実験では、シリコン片をフォアライン内に置き、堆積のプロセスによりそこに堆積する物質を収集した。１５秒間の堆積のプロセスにおいても、茶色の粉体の形態である残留物の蓄積が、真空ライン３１内に通常生じることが観測された。この残留物を示す顕微鏡写真は、図８に示されている。茶色の粉体（ブラウンパウダー）は、ＳｉXＮyＨz 、ＳｉxＨy、ＳｉＯx 及び珪素原子の残留物からできていた。図９に示されるように、典型的な粒子のサイズの顕微鏡写真では、粉体の１次粒子のサイズは約直径１〜５０μｍであった。更に実験を行った結果、粉体の粒子サイズは堆積の時間と共に増加し、堆積のステップ９０秒では直径１ｍｍの大きさに成長した。
【００７０】
３種類の実験により、ＤＰＡの有効性をテストした。これら実験のそれぞれにおいて、真空排気マニホールドとフォアラインの間にプロトタイプＤＰＡを接続するプレシジョン５０００チャンバの中で、１００枚のウエハを、窒化珪素の堆積のプロセスとＣＦ4 の弗素クリーニングプロセスとのシーケンスにより処理した。それぞれの実験ではシーケンスの堆積プロセスを行っている間はプロトタイプのＤＰＡをオフにし、クリーニングのプロセスを行っている間はオンにして１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源により電力を供給した。堆積のプロセス中のオフの間、粒子は図７に領域１１２として示されるチューブ１０６内部に沿って集まってくる。そしてこれらの粒子は、シーケンスの中のクリーニングのプロセス中にＤＰＡを作動させれば、チューブ１０６から取り除かれる。３つの実験のそれぞれの条件を、表２にまとめた。
【００７１】
【表２】
0003897382.tif 000003
【００７２】
第１の実験では、シーケンスの中の弗素クリーニングのプロセスが１３５秒であり、ＤＰＡが２００ワットで駆動された。プロセスチャンバ内にＣＦ4 を流量１５００ｓｃｃｍで導入し、同じくチャンバ内に流量５００ｓｃｃｍで導入したＮ2Ｏ と混合した（混合比は３：１）。堆積／クリーニングのシーケンスを１００回行った後、ＤＰＡを調べたところ、残留物や堆積がなかったことがわかった。ＤＰＡの底部の角度をつけたフランジには、少量の残留物の蓄積が集まっていた。この残留物の蓄積の原子の濃度を測定し、表３にまとめた。残留物内の珪素の半分以上は珪素酸化物の形態で含まれており、窒素は、およそ半分が窒化珪素膜の形態、あとの半分はアンモニアの形態で含まれていた。
【００７３】
第２の実験では、シーケンスの中の弗素クリーニングのプロセスを１２０秒と短くし、ＤＰＡの駆動電力を５００ワットに上げた。プロセスチャンバ内にＣＦ4 を流量２０００ｓｃｃｍで導入し、同じくチャンバ内に流量５００ｓｃｃｍで導入したＮ2Ｏ と混合した（混合比は４：１）。堆積／クリーニングのシーケンスを１００回行った後、ＤＰＡを調べたところ、残留物や堆積がなかったことがわかった。ＤＰＡの底部の角度をつけたフランジには、少量の残留物の蓄積が集まっていた。しかし、目視による検査の結果、残留物の蓄積の量は、第１の実験の蓄積の量の約８０未満であった。
【００７４】
この残留物の蓄積の原子の濃度を測定し、表３にまとめた。この表から明らかなように、この実験による残留物は、第１の実験の残留物に比べて著しく高い弗素の含有率を示した。この弗素の濃度の高い残留物によって、プラズマに更に多くの弗素種を与えるため、ＤＰＡを更に作動させる間に残留物のクリーニングを容易にする。また、この実験の残留物内の珪素の大多数は珪素酸化物の形態で存在しており、窒素の大多数はアンモニアの形態で存在していたことを注記すべきである。
【００７５】
第３の実験は、ＤＰＡ及び、第１の実験と第２の実験で残留物が集まる傾向にあった角度をつけたフランジから、残留物を完全に除去できることを示した。この第３の実験では、シーケンスの中の弗素クリーニングのプロセスが１２０秒であり、ＤＰＡの駆動電力を５００ワットに上げた。プロセスチャンバ内へ導入するＣＦ4 の流量を２５００ｓｃｃｍに上げ、同じくチャンバ内に流量５００ｓｃｃｍで導入したＮ2Ｏ と混合した（混合比は５：１）。堆積／クリーニングのシーケンスを１００回行った後、ＤＰＡと角度をつけたフランジを調べたところ、残留物や堆積がなかったことがわかった。
【００７６】
残留物の存在と組成に関してこれら３つの実験の結果を、表３にまとめた。
【００７７】
【表３】
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【００７８】
本発明の幾つかの具体例について充分に説明してきたが、本発明に従った真空ラインから粒状物を除去する装置及び方法について、数多くの多様な均等又は代替的な装置と方法が、いわゆる当業者に明らかであろう。更に、例示のために本発明の一部の詳細を説明し、明確化及び理解の目的で具体例を説明してきたが、これらに変形や変更を加えてもよいことは自明である。例えば、本発明の機械的捕捉部を、外側通路により包囲される内側通路について説明してきたが、捕捉部は、第２の通路の中に外周が包含される第１の通路であるが、上記の代りに第１の通路から伸び又はこれの上向きに伸びるもので形成されてもよい。このような均等物や代替物は、本発明の範囲に含まれるものと理解されよう。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
本発明は、排気ラインで粒子物質その他の物質の蓄積を実質的に防止する方法及び装置を提供することにより堆積物質の形成を防止し、且つ、堆積物質の除去を確保するための方法及び装置も提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を付加することができる、従来技術の簡単な化学気相堆積装置の断面図である。
【図２】図１の化学気相堆積装置への接続の一例を示す構成図である。
【図３】図１の化学気相堆積装置への接続の第２の例を示す構成図である。
【図４】本発明の真空ラインクリーニング装置の１つの具体例を示す側面断面図である。
【図５】本発明の真空ラインクリーニング装置の第２の具体例を示す側面断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の真空ラインクリーニング装置の第３の具体例を示すそう面断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、クリーニング装置にポンプにより導入される粒子に関して、（ａ）の装置を用いて静電的に捕捉される効果を例示する状態図である。
【図７】本発明の効果について評価する試験を行うために用いられる、本発明の装置のプロトタイプの側面断面図である。
【図８】窒化珪素の堆積プロセスを１５秒行った後の真空フォアライン内部のシリコン片に蓄積した残留物を示すＳＥＭ写真である。
【図９】本発明の試験に先立ち行われた実験において真空フォアライン内部のシリコン片に蓄積した残留物の大きさを示すＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
１０…化学気相堆積リアクタ、１１…ガス散布マニホールド、１２…サセプタ、１３…支持フィンガ、１４…処理のポジション、１５…真空チャンバ、２１…矢印、２３…ポート、２４…真空マニホールド、２５…ＲＦ電源、２６…ランプモジュール、３１…真空フォアライン、３２…真空ポンプシステム、３４…プロセッサ、３６…制御ライン、３８…メモリ、４０…下流プラズマクリーニング装置（ＤＰＡ）、４２…第２のＤＰＡ、４４…ＲＦ電源、４６…スプリッタ、５０…チューブ、５２…コイル、５４…外側コンテナ、５６，５７…点、６０…内側セラミックチューブ、６４…矢印、６６…コイル、６８…シェル、７０…収集領域、７２…静電収集器、７６…平面、８０…側フランジ、８１…上フランジ、８４…外側ケーシング、８５…内側チューブ、８６…外側チューブ、８７…外側コイル、９０…内側コイル、９２…中心ワイヤ、９４…排気粒子、９５…コイル部分、１００…下フランジ、１０４…フランジの底部、１０６…クオーツチューブ、１８…コイル、１１０…アルミニウムコンテナ、１１２…領域。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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