(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに膜を堆積させる化学的気相成長法に用いられる反応室と、前記反応室に連通する排気管とを有する成膜装置であって、
前記反応室と前記排気管とからなる反応領域を複数に区画する区画手段と、
前記複数に区画された反応領域それぞれに設けられたフッ化水素供給手段、水供給手段、アルコール供給手段、加熱手段及び圧力調整手段と、を有し、
前記反応領域内での反応生成物のクリーニングを個々の前記複数に区画された反応領域で行うことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記複数に区画された反応領域にフッ化塩素供給手段を接続したことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応生成物のクリーニング方法および成膜装置に係り、特に化学的気相成長法によって装置内に生じた反応生成物の除去を行うのに好適な反応生成物のクリーニング方法および成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば金属プラグを用いた半導体装置では、絶縁膜に穿設されたコンタクト孔により上下配線を結線する構造をしており、絶縁膜の両面に配設されている電気回路を導通するようにしている。
【０００３】
このような構造を有した半導体装置は、次のようにして製造されている。
すなわち、半導体基板の表面に第１の配線を形成しその上に層間絶縁膜として酸化シリコン（ＳｉＯ2）による絶縁膜を設け、この絶縁膜にコンタクト孔を穿設する。
【０００４】
ついで第２の配線層を形成する。このときコンタクト孔を通じ第１の配線層と第２の配線層が結線される。なお層間絶縁膜は通常、テトラエトキシシラン（以下、ＴＥＯＳと称す）などを用いた化学的気相成長法（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤと称す）により形成される。
【０００５】
ところでこうしたＣＶＤでは、本来成膜を行うべきウェハ以外のチャンバや配管内といったところに余分な生成物（デポ物）が生じてしまう。そして装置内に生じてしまった前記生成物は、チャンバ等から剥離しウェハ上に落下する可能性があり、半導体装置の製造歩留まりに影響するおそれがあった。
このためＣＶＤ工程の終了後に、前記生成物を除去（クリーニング）するようにし、半導体装置の製造歩留まりを向上させるようにしている。
【０００６】
ここで従来の反応生成物の除去を行う形態を説明する。
《従来例１》
ＣＶＤに使用される成膜装置における反応室や、この反応室にＴＥＯＳ等を送り出す排気管を分解し、その内壁に付着した反応生成物を擦り取ったり、強酸（バッファドフッ酸：フッ酸に緩衝液を加えたもの）を用いウェット洗浄にて除去したり、サンドブラストによって削り取るなどの処置を行っていた。
《従来例２》
ＣＶＤに使用される成膜装置がプラズマを用いるものである場合（プラズマＣＶＤ装置）では、反応室にＣ2Ｆ6やＣＦ4、あるいはＮＦ3などのフッ化化合物を導入し、これをプラズマ化することでドライ洗浄を行うようにしている。
《従来例３》
ＣＶＤに使用される成膜装置の上流側にプラスマ発生装置を設けておき、当該プラズマ発生装置を通過させるようＮＦ3を導入させ、プラズマ化したＮＦ3を輸送して反応室や排気管のドライ洗浄を行うようにしている。
《従来例４》
ＣＶＤに使用される成膜装置にＣｌＦ3やＦ2を導入して、反応室や排気管のドライ洗浄を行うようにしている。
《従来例５》
ＣＶＤに使用される成膜装置にフッ化酸蒸気を導入して、反応室や排気管のドライ洗浄を行うようにしている。
《従来例６》
ＣＶＤに使用される成膜装置にＨＦを導入して、反応室や排気管のドライ洗浄を行うようにしている。
《従来例７》
ＣＶＤに使用される成膜装置にＨＦとＣｌＦ3を導入して、反応室や排気管のドライ洗浄を行うようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述した《従来例１》〜《従来例７》では下記に示すような問題点があった。以下に順を追ってその問題点を説明する。
従来例１では、反応生成物を除去する度に、装置自体を分解し、力作業を行わなくてはならず、時間がかかるものとなっていた。このため成膜装置の稼働率が低下し、生産効率が低下するという問題点があった。
【０００８】
従来例２では、プラズマＣＶＤ装置に限定されてしまい、他の熱ＣＶＤ装置や光ＣＶＤ装置には応用できないという問題があり、さらに前記プラズマＣＶＤ装置においても反応生成物を除去する範囲は、プラズマが発生する反応室のみに限られ、反応室以外の排気管といった箇所は、反応生成物を除去出来ないという問題もあった。またクリーニングに使用されるＣ2Ｆ6やＣＦ4、あるいはＮＦ3などといった過フッ化化合物は、通常ＰＦＣガスと呼ばれ、温暖化係数が非常に高いものとなっており、このような温暖化係数の高いガスが大気中に漏れた場合、環境上の問題も生じる。またこれらＰＦＣガスは、非常に高価なものでクリーニングのためのコストが高騰してしまうという問題点もあった。
【０００９】
従来例３では、成膜装置に別途プラズマ発生装置を装着しなければならず、プラズマ発生装置の装着によるコストの高騰という問題が発生する。さらにＮＦ3自体は、非常に高価で入手も困難であることから、供給が不安定になるという問題点があった。
【００１０】
従来例４では、ＣｌＦ3やＦ2を装置内に導入して、ドライ洗浄を行うこととしたが、ＣｌＦ3やＦ2といったフッ素系のガスは、反応生成物がシリコン（Ｓｉ）からなる場合は、反応速度が向上し、クリーニングが素早く行われるものの、反応生成物が酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる場合は、反応が鈍く、クリーニングがしずらいという問題があった（ＳｉＯ2化した反応残さを生ずるという問題点があった）。またガス自体が高価であることからクリーニングのためのコストが高騰してしまうという問題点もあり、さらにこれらガスによって装置内の部材が腐食してしまうというおそれもあった。
【００１１】
従来例５では、フッ化水素酸（フッ酸）蒸気を導入してドライ洗浄を行うこととしたが、フッ酸が結露してしまい、装置内の部材が腐食してしまうという問題点があった。
【００１２】
従来例６では、ＨＦを装置内に導入して、ドライ洗浄を行うこととしたが、反応生成物の中に炭素（Ｃ）が含まれていると、この炭素を含んだ生成物と反応を起こすことができず、炭素を含んだ微小固体の除去が出来ないという問題点があった。さらに反応生成物がＳｉＯ2からなる場合には、ＨＦとの反応により水（Ｈ2Ｏ）が発生するが、この水が結露するとフッ酸を生じ装置内の部材が腐食してしまうという問題点があった。またＨＦとの反応により生じる水の量が少ないと、反応が進まず、クリーニングの速度が低下してしまうという問題が生じる。
【００１３】
従来例７では、ＨＦとＣｌＦ3を装置内に導入して、反応室や排気管のドライ洗浄を行うこととしたが、これも従来例６と同様、反応生成物がＳｉＯ2からなる場合には、ＨＦとの反応により水（Ｈ2Ｏ）が発生するが、この水が結露により装置内に溜まると当該装置内の部材が腐食してしまうという問題点があった。またＨＦとの反応により生じる水の量が少ないと、反応が進まず、クリーニングの速度が低下してしまうという問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、反応室や排気管を含む全領域に対してクリーニングが行え、さらに反応生成物が酸化シリコンからなる場合でも、装置内に腐食を生じさせることなく、これを除去することのできる反応生成物のクリーニング方法および成膜装置に関する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クリーニングを行う際に、クリーニングガスの導入量や、装置内の圧力、温度を調整すれば、装置内に生じた水が結露によって当該装置内に付着するのを防止することができ、酸化シリコンからなる反応生成物を除去することができるという知見に基づいてなされたものである。
【００１６】
すなわち本発明に係る反応生成物のクリーニング方法は、化学的気相成長法によって反応領域内に生じた反応生成物のクリーニング方法であって、前記反応領域内に導入されるフッ化水素と水の導入量を個別に調整するとともに、前記反応領域内の圧力と温度とを調整し、前記反応領域内での結露の発生を防止しつつ前記反応生成物のクリーニングを行うことを特徴としている。本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、フッ化水素とともに反応領域内に導入
される水や、フッ化水素と反応生成物との反応により生じた水は、反応領域内の圧力や温度を調整することで、結露の発生を防ぎ、反応領域内に水が付着するのを防止することができる。このため前記反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００１７】
本発明に係る反応生成物のクリーニング方法は、前記反応領域内を複数に区画した後、これら複数に区画された前記反応領域内で個別に前記反応生成物のクリーニングを行うことを特徴としている。ところで反応領域内のある範囲では、付着する反応生成物の成分は、酸化シリコンに近く、また前記反応領域の他の範囲では、付着する反応生成物の成分は、前記酸化シリコンに加え酸素を多く含有しているなど、反応領域内の各範囲で反応生成物の構成成分に偏りがある場合が考えられるが、本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、この反応生成物の構成部分に沿って反応領域内を区画し、この区画された個々の領域に応じて、クリーニング用ガスの導入量を設定すれば、余分なガスを消費することが防止できるとともにクリーニング時間の短縮を行うことができる。
【００１８】
ここで本発明に係る反応生成物のクリーニング方法は、前記反応領域内にアルコールを導入することを特徴としている。本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、反応領域内に導入された水や、反応生成物との反応によって生じた水が余剰になった場合には、これら余剰になった水はアルコールとの親和性が良いので反応領域内に導入された過剰のアルコールとともに反応領域外へと運び出されるので、反応領域内で前記水が留まることがない。このため前記
反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００１９】
また本発明に係る反応生成物のクリーニング方法は、化学的気相成長法によって反応領域内に生じた反応生成物のクリーニング方法であって、前記反応領域内にフッ化水素とアルコールを導入し、前記反応生成物のクリーニングを行うことを特徴としている。本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、反応生成物との反応によって生じた水が余剰になった場合、この余剰になった水はアルコールとの親和性が良いので反応領域内に導入された過剰のアルコールとともに反応領域外へと運び出されるので、反応領域内で前記水が留まることがない。このため前記反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００２０】
そして本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法は、前記反応生成物は、酸化シリコンであることを特徴としている。本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、以下の反応が発生し、酸化シリコンからなる反応生成物をクリーニングすることができる。
【化１】
0003979003.tif 000002
【００２１】
そして反応領域内で結露が発生しないよう、圧力や温度の調整を行い、上式に示す反応を発生させれば、反応領域に結露が発生し、腐食が生じるのを防止できるとともに、酸化シリコンからなる反応生成物を除去することが可能になる。
【００２２】
また本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法は、前記反応領域内にフッ化塩素を加えることを特徴としている。本発明に記載の反応生成物のクリーニング方法によれば、炭素からなる反応生成物をクリーニングすることが可能になる。
【００２３】
請求項１に係る製膜装置は、膜を堆積させる化学的気相成長法に用いられる反応室と、この反応室に連通する排気管とを有した成膜装置であって、前記反応室と前記排気管とからなる反応領域を複数に区画する区画手段と、前記複数に区画された反応領域それぞれに設けられたフッ化水素供給手段、水供給手段、アルコール供給手段、加熱手段及び圧力調整手段とを有し、前記反応領域内での反応生成物のクリーニングを個々の前記複数に区画された反応領域で行うことを特徴としている。ところで反応領域内のある範囲では、付着する反応生成物の成分は、酸化シリコンに近く、また前記反応領域の他の範囲では、付着する反応生成物の成分は、前記酸化シリコンに加え酸素を多く含有しているなど、反応領域内の各範囲で反応生成物の構成成分に偏りがある場合が考えられるが、請求項１に記載の成膜装置によれば、この反応生成物の構成部分に沿って反応領域内を区画しているので、これら区画された個々の領域にてクリーニングを行うことが可能となり、個々の領域において最適のクリーニング条件（ガス導入量、圧力、温度）を設定すれば、余分なガスを消費することが防止できるとともにクリーニング時間の短縮を行うことができる。また、前記反応領域内にアルコール供給手段を接続したことを特徴としている。請求項１に記載の成膜装置によれば、反応領域内にアルコールを供給することが可能になり、反応領域内に導入された水や、反応生成物との反応によって生じた水が余剰になった場合には、これら余剰になった水はアルコールとの親和性が良いので反応領域内に導入された過剰のアルコールとともに反応領域外へと運び出されるので、反応領域内で前記水が留まることがない。このため前記反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００２４】
そして本発明に係る成膜装置は、前記反応領域内を複数に区画し、これら複数に区画された前記反応領域内に前記フッ化水素供給手段と、前記水供給手段とを接続するとともに、これら前記反応領域内に前記加熱手段と、前記圧力調整手段を設け、前記反応領域内での結露の発生を防止しつつ反応生成物のクリーニングを個々の前記反応領域内で行うことを特徴としている。ところで反応領域内のある範囲では、付着する反応生成物の成分は、酸化シリコンに近く、また前記反応領域の他の範囲では、付着する反応生成物の成分は、前記酸化シリコンに加え酸素を多く含有しているなど、反応領域内の各範囲で反応生成物の構成成分に偏りがある場合が考えられるが、本発明に記載の成膜装置によれば、この反応生成物の構成部分に沿って反応領域内を区画しているので、これら区画された個々の領域にてクリーニングを行うことが可能となり、個々の領域において最適のクリーニング条件（ガス導入量、圧力、温度）を設定すれば、余分なガスを消費することが防止できるとともにクリーニング時間の短縮を行うことができる。
【００２５】
なお本発明に係る成膜装置は、前記反応領域内にアルコール供給手段を接続したことを特徴としている。本発明に記載の成膜装置によれば、反応領域内にアルコールを供給することが可能になり、反応領域内に導入された水や、反応生成物との反応によって生じた水が余剰になった場合には、これら余剰になった水はアルコールとの親和性が良いので反応領域内に導入された過剰のアルコールとともに反応領域外へと運び出されるので、反応領域内で前記水が留まることがない。このため前記反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００２６】
また本発明に記載の成膜装置は、化学的気相成長法に用いられる反応室と、この反応室に連通する排気管とを有した成膜装置であって、前記反応室と前記排気管とからなる反応領域内にフッ化水素供給手段と、アルコール供給手段とを接続し、前記反応領域内における反応生成物のクリーニングを行うことを特徴としている。本発明に記載の成膜装置によれば、フッ化水素と反応生成物との反応によって生じた水が余剰になった場合、この余剰になった水はアルコール供給手段によって反応領域内に導入されたアルコールとの親和性が良いので反応領域内に導入された過剰のアルコールとともに反応領域外へと運び出されるので、反応領域内で前記水が留まることがない。このため前記反応領域内に結露による腐食が生じるのを防止することができるのである。
【００２７】
そして請求項２に記載の成膜装置は、前記複数に区画された反応領域にフッ化塩素供給手段を接続したことを特徴としている。請求項２に記載の成膜装置によれば、反応領域内にフッ化塩素（ＣｌＦまたはＣｌＦ3）を導入することができるので、これにより炭素からなる反応生成物をクリーニングすることが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本実施の形態に係る反応生成物のクリーニング方法および成膜装置に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る成膜装置の構造を示す説明図である。同図に示すように本実施の形態に係る成膜装置１０では、装置本体としてその中央部に石英管１２が設けられている。
【００２９】
当該石英管１２は、少なくとも処理対象となる複数枚の半導体ウェハ１４（破線で表示）とこれら半導体ウェハ１４を固定するためのトレイ１５（破線で表示）とを取り込むだけの内径を有している。一方、石英管１２の外周側には、当該石英管１２の加熱を行うためのヒータ１６が取り付けられており、当該ヒータ１６を稼働させることで、石英管１２の内部温度を７００℃程度まで上昇させるようにしている。
【００３０】
石英管１２の先端側（図中左側）には、当該石英管１２の開口を塞ぐための開閉蓋１８が取り付けられており、この開閉蓋１８を開閉させることで、前述した複数の半導体ウェハ１４をトレイ１５とともに石英管１２に出し入れできるようにしている。なお前記開閉蓋１８には、石英管１２の内部に処理ガスを導入させるための処理ガス導入経路２０が接続されており、当該処理ガス導入経路２０より処理ガスとなるＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や、当該ＴＥＯＳを搬送させるためのキャリアガス（窒素ガス等の不活性ガス）が石英管１２の内部に導入されるようになっている。
【００３１】
一方、石英管１２における後端側（図中右側）は、先細り形状となっており、排気管２２として延長される。なお石英管１２から引き出される排気管２２の根本やヒータ１６の前後には断熱材２４、断熱材２６が取り付けられ、ヒータ１６によって加熱された石英管１２が外気に直に触れ、温度の低下が生じないようにしている。
【００３２】
排気管２２の最後端には、真空ポンプ２８が取り付けられており、当該真空ポンプ２８を稼働させることで、石英管１２および排気管２２の内部を真空状態（９０ｍＰａ以下）まで減圧することが可能になっている。なお排気管２２における石英管１２の後端側から真空ポンプ２８に至る間には、圧力計２９やフィルタ３０、そして開閉バルブ３１がそれぞれ設けられており、本装置１０内における真空度の測定や、処理後の排気ガスから反応生成物を除去、および排気管２２内の送気遮断を行うようにしている。なお成膜装置１０では、真空ポンプ２８の直前に図示しない除外装置が設けられており、この除外装置にて強酸性のフッ化水素を吸収し、当該フッ化水素によって真空ポンプ２８にダメージが生じないようにしている。
【００３３】
ところでこのような成膜装置１０では、ＴＥＯＳ等の処理ガスを石英管１２の内部に導入させ、半導体ウェハ１４への処理を行わせると、石英管１２の内壁や、排気管２２の内側に反応生成物（図示せず）が付着していく。そしてこれら反応生成物は、そのまま放置すると剥離し、半導体ウェハ１４の表面に落下し当該半導体ウェハ１４に欠陥を生じさせるおそれがあるので、これら反応生成物を除去させるための装置が本装置１０に取り付けられている。
【００３４】
以下にその反応生成物の除去装置３２の構造を説明する。前記除去装置３２は、フッ化水素供給手段３４と、水供給手段３６と、アルコール供給手段３８とからなり、これら供給手段から石英管１２および排気管２２に独立してガスを供給可能にしている。
【００３５】
前記フッ化水素供給手段３４は、蒸発槽３４Ａと、この蒸発槽３４Ａの前後に設けられた開閉バルブ３４Ｂ、３４Ｃと、当該開閉バルブ３４Ｂの上流側に設けられた窒素ガス供給手段３４Ｄとから構成されている。そして蒸発槽３４Ａに無水フッ化水素３４Ｅ（以下フッ化水素３４Ｅと称す）を導入した後、窒素ガス供給手段３４Ｄより窒素ガスの送気を行うようにすれば、蒸発槽３４Ａ内ですでに蒸発したフッ化水素（フッ化水素の沸点は１９．５℃）を、窒素ガスとともに開閉蓋１８を介して、石英管１２および排気管２２に導入させることができる。なお石英管１２および排気管２２に導入されるフッ化水素の量は開閉バルブ３４Ｃの開閉度合いを調整すればよく、さらにキャリアガスとなる窒素ガスの導入量を調整するには開閉バルブ３４Ｂの開閉度合いを調整するようにすればよい。
【００３６】
なお水供給手段３６や、アルコール供給手段３８も、上述したフッ化水素供給手段３４と同様の構成を有していることから、本実施の形態では番号を付与するだけとし、その説明を省略する。またこれら供給手段に加えＣｌＦ3の供給をなす供給手段も同様に設けるようにしてもよい。
【００３７】
このように構成された成膜装置１０を用いて、石英管１２や排気管２２に付着した反応生成物の除去を行う手順を説明する。
前述の通り、いわゆる熱ＣＶＤ装置となる成膜装置１０によって半導体ウェハ１４の表面に酸化膜を形成した後は、石英管１２や排気管２２の内側に反応生成物が付着するが、この反応生成物を除去するためには、まず石英管１２の内部から半導体ウェハ１４を取り除いた後、真空ポンプ２８を稼働させ、装置内を減圧した後、各供給手段に接続された開閉バルブ３４Ｂ〜３８Ｂおよび開閉バルブ３４Ｃ〜３８Ｃを開き、気体の状態にあるフッ化水素、水、メチルアルコールを窒素ガスとともに、本装置１０内に導入する。なお本実施の形態ではメチルアルコールを用いるようにしたが、エチルアルコールに代表されるように他のアルコールを用いるようにしてもよい。
【００３８】
なお成膜装置１０においては、半導体ウェハ１４の表面処理を行うと、どのような反応生成物がどれだけ付着するかがあらかじめ解ることから、事前にこの量を把握しておき、これを除去させるだけのフッ化水素、水、メチルアルコールの量を個別に開閉バルブによって調整し、導入量を決定すればよい。またクリーニング時における石英管１２や排気管２２の内部圧力についても圧力計２９によって把握すればよく、この値から真空ポンプ２８の吐出量を増大したり、窒素ガスの導入量を増大するようにし圧力調整を行うようにすればよい。さらに内部温度についても図示しない温度センサによって石英管１２や排気管２２の内部温度を測定し、この値をもとにヒータ１６の温度設定を調整すればよい。
【００３９】
このようにフッ化水素、水、メチルアルコールの導入量を個別に調整できるとともに、石英管１２や排気管２２内の圧力や温度の調整が可能であることから、クリーニング時に結露が生じ、石英管１２や排気管２２の内部に水蒸気が付着するのを防止すればよい。なお結露の発生する条件は、あらかじめガス導入量、圧力、温度をパラメータとした基礎データをテーブル値として採取しておけばよく、このテーブル値を基準として、各パラメータの調整を行うようにすればよい。
ここで反応生成物が酸化シリコン（ＳｉＯ2）であるときの、反応式を以下に示す。
【化２】
0003979003.tif 000003
【００４０】
ここで酸化シリコンをクリーニングする際には、フッ化水素と酸化シリコンとの化合によって生じる水に加え、外部より水を加えることで反応を促進させることが可能になる。なお水蒸気を外部から加えることで、本装置１０内に結露が生じるおそれが生じるが、上述したように結露を生じさせないよう、各種パラメータを調整するので、本装置１０内に結露が生じることがなく、結露による腐食が発生するのを防止することができる。
【００４１】
またフッ化水素と水の他にメチルアルコール（ＣＨ3ＯＨ）を導入するようにしたことから、石英管１２や排気管２２の内部で余分な水が生じても、この水と親和性の良好なメチルアルコールがこの水を包み込み、真空ポンプ２８側に移動し、外部に排気されるので、本装置１０内に水が溜まることがない。このため余分な水が本装置１０内に残留し、四フッ化シリコン（ＳｉＦ4）と再び結合して、酸化シリコンのパーティクルが生じるのを防止することができるのである。
なお発明者は、本発明が確実なものであるかを確認するため、種々の実験を行った。
【００４２】
図２は、発明者が行った実験に用いられた実験装置を示す概略図であり、図３は、同実験による結果を示す表である。また図７は、同装置を用い種々のパラメータを変更した場合に、残留物の有無が有るかなどの結果を示した表である。
【００４３】
これらの図に示すように、熱ＣＶＤ装置４０は、反応室４２と、この反応室４２の前後に取り付けられた導入管４４と排気管４６とで構成されている。そしてこのような熱ＣＶＤ装置４０に、まずＴＥＯＳを導入管４４を介して反応室４２に送気したところ反応室４２および排気管４６に反応生成物が付着した。なおこのときの成膜条件は、反応室４２を温度７００℃、圧力８７．７ｍＰａ、ＴＥＯＳ＝１００ｓｃｃｍ、Ｎ2＝１００ｓｃｃｍとなっている。
【００４４】
そしてこの成膜によって反応室４２および排気管４６に付着した反応生成物を図３に示す３つの条件でクリーニングを行い、その効果を目視で確認するようにした。なお図３に示す３つの条件は、成膜後、窒素ガスで反応室４２および排気管４６の内部を十分に置換して行うようにしており、またクリーニング後も同様に窒素ガスによる置換を十分行い、後に行う他条件の実験に影響が出ないように配慮した。
【００４５】
図３において、ケース１では、フッ化水素と三フッ化塩素をキャリアガスとなる窒素ガスとともに導入した。ケース１では、フッ化水素と反応生成物中の酸化シリコンとの反応により水が発生し、この水によってさらにフッ化水素と酸化シリコンとの反応が進み、当該酸化シリコンのクリーニングが行われるが、反応に必要なだけの水が供給されていないことから、フッ化水素と酸化シリコンとの反応は進まず、６０分のクリーニング時間では、反応生成物の残留物が確認された。また全体的に水の供給量が不足していることから、フッ化水素と酸化シリコンとの反応により生じた四フッ化シリコンが再び水と結合し、酸化シリコンのパーティクルとして確認されることはなかった。なおＴＥＯＳの導入によって生じた反応生成物中には炭素（Ｃ）を含んだ微小固体も存在するが、これは三フッ化塩素との反応によりクリーニングされたことが確認されている。
【００４６】
またケース２は、ケース１の条件に水を加えたものとなっている。このケース２の場合では、フッ化水素と酸化シリコンが反応する際に水が十分に供給されるので反応速度が向上し、６０分のクリーニング時間で反応生成物を除去させることができた。しかしフッ化水素と酸化シリコンとの反応により生じた四フッ化シリコンが再び水と結合し、酸化シリコンのパーティクルとして確認されており、水の供給量が多すぎたものとなっている。なお炭素（Ｃ）を含んだ微小固体については、ケース１と同様、三フッ化塩素との反応によってクリーニングされたことが確認されている。
【００４７】
そしてケース３は、ケース２の条件にメチルアルコールを加えたものとなっている。このケース３の場合では、供給された水が過剰である場合、この水をアルコールが包み、これを外部へと排出するので、十分な反応速度が得られるとともに、ケース２で生じた酸化シリコンのパーティクルの発生を防止することができる。そして炭素（Ｃ）を含んだ微小固体については、ケース１およびケース２と同様、三フッ化塩素との反応によってクリーニングされたことが確認されている。
【００４８】
図４は、本実施の形態に係る成膜装置の第１応用例の構造を示す説明図である。なお第１応用例においては上述した成膜装置と同一の構造に関しては同一の番号を付与するとともに、その説明を省略するものとする。
【００４９】
同図に示すように第１応用例に係る成膜装置４８では、石英管１２側と排気管２２側との間に開閉バルブ５０を設け、当該開閉バルブ５０を閉じることでこれらを別の領域に区画できるようにしている。そして石英管１２側には図示しない真空ポンプが接続され、一方、排気管２２側には、新たに除去装置３２と同様の構成を有した除去装置５２と、図示しないヒータが取り付けられる。このように石英管１２側と排気管２２側とを別の領域として区画し、これらの領域毎に個別にクリーニングを施せば、反応生成物の構成に応じて導入するガスの量や、圧力、温度を調整することができ、過剰にガスを投入する必要が無くなり、さらにクリーニング時間を短縮させることができる。なおこの区画する際の境界部分は、石英管１２と排気管２２との間に限定されることもなく、石英管１２の中であったり、排気管２２の中であってもよい。さらに本実施の形態では区画領域を２つに分割するようにしたが、さらに細分化するようにしてもよい。また区画領域を設定する際には、あらかじめ石英管１２と排気管２２に付着する反応生成物の構成成分を調査し、例えば酸素濃度の高い領域と、それ以外の領域とで分けるように設定すればよい。
【００５０】
図５は、本実施の形態に係る成膜装置の第２応用例の構造を示す説明図である。なお第２応用例においては第１応用例と同様に、上述した成膜装置と同一の構造に関しては同一の番号を付与するとともに、その説明を省略するものとする。
【００５１】
同図に示すように第２応用例に係る成膜装置５４では、クリーニングを行うための処理装置５６を、フッ化水素供給手段３４と、アルコール供給手段３８とで構成してある。このようにフッ化水素供給手段３４と、アルコール供給手段３８とで処理装置５６を構成しても、フッ化水素と酸化シリコンとの反応により水が発生し、反応を促進させることができるとともに、余分な水が発生した場合には、メチルアルコールが水を包み込んで外部へと排出させるので、四フッ化シリコンが水と再結合し、酸化シリコンのパーティクルが生じるのを防止することができる。
【００５２】
図６は、図５に示した処理装置の変形例を示す要部拡大図である。同図に示すように処理装置５８では、単一の蒸発槽５８Ａのみを有しており、その前後に開閉バルブ５８Ｂ、５８Ｃや、図示しない窒素ガス供給手段が取り付けられている。そして蒸発槽５８Ａには、フッ化水素とメチルアルコールが任意の比率で導入されている。このように２種類の液体を単一の蒸発槽５８Ａに導入すれば、液面６０より蒸発する気体も液体と同様の比率となるので、２つの蒸発槽を用意し、個別の開閉バルブにてガスの導入量を調整しなくとも、決められた比率でガスを石英管１２や排気管２２側に送り出すことができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、
請求項１に記載の反応生成物のクリーニング方法に示すように、化学的気相成長法によって反応領域内に生じた反応生成物のクリーニング方法であって、前記反応領域内に導入されるフッ化水素と水の導入量を個別に調整するとともに、前記反応領域内の圧力と温度とを調整し、前記反応領域内での結露の発生を防止しつつ前記反応生成物のクリーニングを行うようにしたり、
【００５４】
あるいは請求項４に記載の反応生成物のクリーニング方法に示すように、化学的気相成長法によって反応領域内に生じた反応生成物のクリーニング方法であって、前記反応領域内にフッ化水素とアルコールを導入し、前記反応生成物のクリーニングを行うようにしたり、
【００５５】
さらに請求項７に記載の成膜装置に示すように、化学的気相成長法に用いられる反応室と、この反応室に連通する排気管とを有した成膜装置であって、前記反応室と前記排気管とからなる反応領域内にフッ化水素供給手段と、水供給手段とを接続するとともに、前記反応領域内に加熱手段と、圧力調整手段を設け、前記反応領域内での結露の発生を防止しつつ反応生成物のクリーニングを行うようにしたり、
【００５６】
また請求項１０に記載の成膜装置に示すように、化学的気相成長法に用いられる反応室と、この反応室に連通する排気管とを有した成膜装置であって、前記反応室と前記排気管とからなる反応領域内にフッ化水素供給手段と、アルコール供給手段とを接続し、前記反応領域内における反応生成物のクリーニングを行うようにしたことから、
【００５７】
反応室や排気管を含む全領域に対してクリーニングが行え、さらに反応生成物が酸化シリコンからなる場合でも、装置内に腐食を生じさせることなく、これを除去することか可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る成膜装置の構造を示す説明図である。
【図２】発明者が行った実験に用いられた実験装置を示す概略図である。
【図３】同実験による結果を示す表である。
【図４】本実施の形態に係る成膜装置の第１応用例の構造を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係る成膜装置の第２応用例の構造を示す説明図である。
【図６】図５に示した処理装置の変形例を示す要部拡大図である。
【図７】同装置を用い種々のパラメータを変更した場合に、残留物の有無が有るかなどの結果を示した表である。
【符号の説明】
１０………成膜装置、１２………石英管、１４………半導体ウェハ、
１５………トレイ、１６………ヒータ、１８………開閉蓋、
２０………処理ガス導入経路、２２………排気管、２４………断熱材、
２６………断熱材、２８………真空ポンプ、２９………圧力計、
３０………フィルタ、３１………開閉バルブ、３２………除去装置、
３４………フッ化水素供給手段、３４Ａ………蒸発槽、
３４Ｂ………開閉バルブ、３４Ｃ………開閉バルブ、
３４Ｄ………窒素ガス供給手段、３４Ｅ………無水フッ化水素、
３６………水供給手段、３６Ａ………蒸発槽、３６Ｂ………開閉バルブ、
３６Ｃ………開閉バルブ、３６Ｄ………窒素ガス供給手段、３６Ｅ………水、
３８………アルコール供給手段、３８Ａ………蒸発槽、
３８Ｂ………開閉バルブ、３８Ｃ………開閉バルブ、
３８Ｄ………窒素ガス供給手段、３８Ｅ………メチルアルコール、
４０………熱ＣＶＤ装置、４２………反応室、４４………導入管、
４６………排気管、４８………成膜装置、５０………開閉バルブ、
５２………除去装置、５４………成膜装置、５６………処理装置、
５８………処理装置、５８Ａ………蒸発槽、５８Ｂ………開閉バルブ、
５８Ｃ………開閉バルブ、６０………液面
【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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