【手続補正書】
【提出日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】半導体処理装置及びこの構成部品の洗浄方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  被処理体に対して処理を施す半導体処理装置の構成部品の洗浄方法において、
ニッケル或いはニッケル合金よりなる前記構成部品の加工時に発生したダメージ層をエッチング液で表面処理することにより前記構成部品の表面のダメージ層を洗浄して除去するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項２】  前記エッチング液には、酸化剤が含まれていることを特徴とする請求項１記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項３】  前記酸化剤としては、硝酸、塩酸、硫酸、酢酸、フッ酸、過酸化水素水よりなる群から選択された少なくとも１以上が用いられることを特徴とする請求項２記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項４】  被処理体に対して処理を施す半導体処理装置の構成部品の洗浄方法において、
前記構成部品を電解液中で電解処理することにより前記構成部品の表面を洗浄するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項５】  前記構成部品の表面に、化学機械的研磨処理を施すようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項６】  前記構成部品の表面に、プラスト処理を施すようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項７】  前記構成部品は、ガス噴射孔を有するシャワーヘッド部、処理容器、上部電極、排気管の内、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項８】  被処理体に対して所定の処理を施す半導体処理装置の構成部品であって、流路を有する構成部品の洗浄方法において、
ニッケル或いはニッケル合金よりなる前記流路に、所定の圧力で液状の研磨スラリーを流すことにより前記流路の内面に形成された加工時のダメージ層を洗浄して除去するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項９】  前記流路は、シャワーヘッドのガス噴射孔であることを特徴とする請求項８記載の半導体処理装置の構成部品の洗浄方法。
【請求項１０】  請求項１乃至９のいずれかに規定する洗浄方法で処理された構成部品を備えたことを特徴とする半導体処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハに対して成膜等の処理を行う半導体処理装置及びこの構成部品の洗浄方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
このため、上記不要な膜の付着力はそれ程大きくなく、各構成部品の表面に付着した不要な膜が剥がれ落ちてパーティクルになる頻度がかなり大きくなっている、という問題があった。図１３は図１２に示す装置例の加工組立直後におけるウエハの処理枚数とパーティクル数の変化を示すグラフであり、このグラフから明らかなように、０．２μｍ以上の大きさのパーティクルが、７５個〜１００個程度頻度多く発生している。ここでは薄膜として、ＴｉＣｌ４ ガスとＨ２ ガスを用いてＴｉ膜を成膜しており、また、ウエハを２５枚処理した時に、処理容器２内にＣｌＦ３ ガスを流してクリーニング処理を行っている。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、半導体処理装置の特定材料よりなる構成部品の表面を、加工後にエッチング液で洗浄して表面状態を改善することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能な構成部品の洗浄方法及び半導体処理装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ニッケルやニッケル合金よりなるシャワーヘッド部の表面や処理容器の内壁面を観察したところ、これらの構成部品の加工時に発生したダメージ層が形成されており、これが原因となってこの表面に付着する不要な膜との付着力が低下してしまい、特に、シャワーヘッド部のガス噴射孔の内面がパーティクルに大きく影響している、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
請求項１に規定する発明は、被処理体に対して処理を施す半導体処理装置の構成部品の洗浄方法において、ニッケル或いはニッケル合金よりなる前記構成部品の加工時に発生したダメージ層をエッチング液で表面処理することにより前記構成部品の表面のダメージ層を洗浄して除去するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法である。
これにより、各構成部品の表面に形成されているダメージ層を洗浄除去し、この表面に付着する不要な膜に対する付着力を高めることが可能となり、パーティクルの発生を抑制できるのみならず、定期的、或いは不定期的に行われるクリーニング処理のインターバルを長くでき、装置稼働率も向上させることが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記エッチング液には、酸化剤が含まれている。
また、例えば請求項３に規定するように、前記酸化剤としては、硝酸、塩酸、硫酸、酢酸、フッ酸、過酸化水素水よりなる群から選択された少なくとも１以上が用いられる。
請求項４に規定する発明は、被処理体に対して処理を施す半導体処理装置の構成部品の洗浄方法において、前記構成部品を電解液中で電解処理することにより前記構成部品の表面を洗浄するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法である。
これにより、各構成部品の表面に形成されているダメージ層を洗浄除去し、この表面に付着する不要な膜に対する付着力を高めることが可能となり、パーティクルの発生を抑制できるのみならず、定期的、或いは不定期的に行われるクリーニング処理のインターバルを長くでき、装置稼働率も向上させることが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この場合、請求項５に規定するように、前記構成部品の表面に、化学機械的研磨処理を施すようにする。
また、例えば請求項６に規定するように、前記構成部品の表面に、プラスト処理を施す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、例えば請求項７に規定するように、前記構成部品は、ガス噴射孔を有するシャワーヘッド部、処理容器、上部電極、排気管の内、少なくとも１つを含む。
請求項８に規定する発明は、被処理体に対して所定の処理を施す半導体処理装置の構成部品であって、流路を有する構成部品の洗浄方法において、ニッケル或いはニッケル合金よりなる前記流路に、所定の圧力で液状の研磨スラリーを流すことにより前記流路の内面に形成された加工時のダメージ層を洗浄して除去するようにしたことを特徴とする半導体処理装置の構成部品の洗浄方法である。
これにより、各構成部品の流路の内面に形成されているダメージ層を洗浄除去し、この表面に付着する不要な膜に対する付着力を高めることが可能となり、パーティクルの発生を抑制できるのみならず、定期的、或いは不定期的に行われるクリーニング処理のインターバルを長くでき、装置稼働率も向上させることが可能となる。
この場合、例えば請求項９に規定するように、前記流路は、シャワーヘッドのガス噴射孔である。
請求項１０に規定する発明は、上述したような洗浄方法で処理された構成部品を備えたことを特徴とする半導体処理装置である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る半導体処理装置及びこの構成部品の洗浄方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る半導体処理装置を示す断面構成図、図２はシャワーヘッド部を示す部分拡大断面図、図３はウエハの処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフ、図４は構成部品の表面から深さ方向の元素成分を示すグラフである。ここでは処理装置としてプラズマＣＶＤ成膜装置を用いてＴｉ（チタン）膜を成膜する場合を例にとって説明する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図示するように、この半導体処理装置としてのプラズマＣＶＤ成膜装置２０は、例えばニッケル、或いはニッケル合金により円筒体状に成形された装置の構成部品である処理容器２２を有している。この処理容器２２の天井部には、下面に多数のガス噴出孔（流路）２４Ａ、２４Ｂを有するシャワーヘッド部２６が設けられており、これにより処理ガスとして例えば成膜ガス等を処理容器２２内の処理空間Ｓへ導入できるようになっている。ここで、装置の構成部品であるこのシャワーヘッド部２６は、例えば３つの部材２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃの３層構造になっており、例えばニッケルブロックの削り出しによる切削加工やドリル加工によって加工した後に、図示例のように組み立てる。このシャワーヘッド部２６内は、例えば２つのガス空間２７Ａ、２７Ｂに分離区画されると共に各ガス空間２７Ａ、２７Ｂに上記各ガス噴射孔２４Ａ、２４Ｂがそれぞれ連通されており、処理空間Ｓで２つのガスを初めて混合し得るようになっている。尚、このガス供給形態をポストミックスと称する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
このように構成された半導体成膜装置２０において、原料ガスとしてＴｉＣｌ４ ガスとＨ２ ガスとを供給しつつ高周波電力によりプラズマを立てることにより、ウエハ表面にＴｉ膜が形成される。
さて、上述したようなプラズマＣＶＤ成膜装置２０を組み立てるに先立って、これらの構成部品の内、ニッケルやニッケル合金よりなる構成部品、ここではシャワーヘッド部２６、処理容器２２、排気管４１やガス配管６８Ａ、６８Ｂに対して洗浄処理を施す。
以下に、その洗浄方法について説明する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図１１に示すグラフで明らかなように、発生するパーティクル数は、０．２μｍ以下のパーティクル及び０．２μｍ以上のパーティクル共に、略５０個以下となっており、先の従来方法を示す図１３と比較して良好な結果を示している。
ここでは、成膜処理としてＴｉ膜を堆積させる場合を例にとって説明したが、これに限定されず、タングステン膜、タンタル膜等の他の金属膜やその化合物膜、或いはシリコン膜等の他のあらゆる半導体成膜装置にも適用することができる。更には、この種の半導体成膜装置に限定されず、反応副生成物の付着が生ずる処理、例えばエッチング処理装置、スパッタ処理装置、プラズマアッシング装置等にも本発明を適用することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体処理装置及びこの構成部品の清浄方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１〜９、１１に係る発明によれば、各構成部品の表面に形成されているダメージ層を洗浄除去し、この表面に付着する不要な膜に対する付着力を高めることが可能となり、パーティクルの発生を抑制できるのみならず、定期的、或いは不定期的に行われるクリーニング処理のインターバルを長くでき、装置稼働率も向上させることができる。
請求項１０に係る発明によれば、各構成部品の流路の内面に形成されているダメージ層を洗浄除去し、この表面に付着する不要な膜に対する付着力を高めることが可能となり、パーティクルの発生を抑制できるのみならず、定期的、或いは不定期的に行われるクリーニング処理のインターバルを長くでき、装置稼働率も向上させることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る半導体処理装置を示す断面構成図である。
【図２】
シャワーヘッド部を示す部分拡大断面図である。
【図３】
ウエハの処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図４】
構成部品の表面から深さ方向の元素成分を示すグラフである。
【図５】
２番目のエッチング液を用いた時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図６】
３番目のエッチング液を用いた時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図７】
４番目のエッチング液を用いた時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図８】
電解研磨処理を用いた時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図９】
電解研磨処理とＭＣＰ研磨処理とを行った時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図１０】
電解研磨処理とブラスト処理とを行った時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図１１】
シャワーヘッド部のガス噴射孔に対して流体研磨処理のみを行った時のウエハ処理枚数とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図１２】
従来の一般的なプラズマＣＶＤ処理装置を示す概略構成図である。
【図１３】
図１２に示す装置例の加工組立直後におけるウエハの処理枚数とパーティクル数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
２０  プラズマＣＶＤ成膜装置（半導体処理装置）
２２  処理容器（構成部品）
２６  シャワーヘッド部（上部電極：構成部品）
２６Ａ〜２６Ｃ  部材
３４  高周波電源
４１  排気管（構成部品）
４４  載置台（下部電極）
４６  加熱ヒータ
６８Ａ，６８Ｂ  ガス配管（構成部品）
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）