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Dokumentenidentifikation DE10392894T5 30.06.2005
Titel Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats und ein Substratverarbeitungsapparat
Anmelder Tokyo Electron Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Shinriki, Hiroshi, Nirasaki, Yamanashi, JP;
Dobashi, Kazuya, Nirasaki, Yamanashi, JP;
Suzuki, Mikio, Nirasaki, Yamanashi, JP;
Magara, Takashi, Nirasaki, Yamanashi, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 10392894
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, AP, EA, EP, OA
WO-Anmeldetag 01.07.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2003/008317
WO-Veröffentlichungsnummer 2004006316
WO-Veröffentlichungsdatum 15.01.2004
Date of publication of WO application in German translation 30.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.06.2005
IPC-Hauptklasse H01L 21/31

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, der ein Substrat verarbeitet und einen Substratverarbeitungsapparat, der in der Lage zur Durchführung der Reinigung ist.

Stand der Technik

Als Filmablagerungsapparat zur Bildung eines dünnen Films auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats, z.B. eines Silikonwafers (hiernach einfach als Wafer bezeichnet) ist ein Filmablagerungsapparat, der chemisch einen dünnen Film bildet, konventionelle bekannt (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-151489).

Die sukzessive Bildung dünner Filme auf einem Wafer durch den oben beschriebenen Filmablagerungsapparat weist das Problem aus, dass anhaftende Substanzen, die an eine Kammerinnenwand, einen Sekundärzylinder, der in der Kammer angeordnet ist usw. anhaften, sich von der Kammerinnenwand und dem Sekundärzylinder ablösen, um den Wafer zu kontaminieren.

Daher ist eine periodische Reinigung des Filmablagerungsapparats nötig. Es wurde jedoch bis jetzt noch keine Reinigungsbedingung etabliert und es gibt ein Problem, dass die Reinigung nicht effektiv durchgeführt wird.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben erwähnten Probleme zu lösen. Das heißt, es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats bereitzustellen, das eine effektive Reinigung des Substratverarbeitungsapparats ermöglicht und einen Substratverarbeitungsapparat, der eine solche Reinigung durchführen kann.

Ein Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Reinigungsschritt der Zuführung eines Reinigungsgases in die innere Kammer, wobei eine Temperatur der inneren Kammer höher ist als eine Temperatur in der inneren Kammer während der Verarbeitung des Substrats mit einem Raum zwischen der inneren Kammer und einer äußeren Kammer, die die innere Kammer beherbergt, in einem evakuierten Zustand nach einer Verarbeitung eines Substrats, das in einer inneren Kammer eines Substratverarbeitungsapparats platziert ist, wodurch eine zu entfernende Substanz von ihrer Anhaftung an einer Innenseite der inneren Kammer entfernt wird. Da das Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung einen solchen Reinigungsschritt aufweist, kann der Substratverarbeitungsapparat effektiv gereinigt werden. Weiterhin kann ein Temperaturanstieg der äußeren Kammer verhindert werden.

Vorzugsweise wird der Reinigungsschritt durchgeführt, während die äußere Kammer gekühlt wird. Die Kühlung der äußeren Kammer kann den Temperaturanstieg der äußeren Kammer inhibieren.

Vorzugsweise besteht die äußere Kammer aus Metall. Dadurch, dass die äußere Kammer aus Metall hergestellt wird, kann die mechanische Festigkeit des Substratverarbeitungsapparats erhöht werden. Weiterhin kann ein Vakuumzustand einfach erhalten werden.

Vorzugsweise wird der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche eines Subtratträgergliedes, das das Substrat trägt, das in der inneren Kammer platziert ist, durchgeführt. Eine solche Zufuhr des Reinigungsgases kann einen Anteil des Reinigungsgases zur Kollision mit dem Substratträgerglied bringen, der höher ist als bei der Zufuhr des Reinigungsgases zu dem Substratträgerglied von oberhalb des Substratträgergliedes, so dass eine größere Menge der durch Reinigung zu entfernenden Substanz von dem Substratträgerglied entfernt werden kann.

Ein anderes Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Reinigungsschritt nach einer Verarbeitung eines Substrats, platziert in einer Kammer eines Substratverarbeitungsapparats, der Zufuhr eines Reinigungsgases in die Kammer, während die Kammer und ein Substratträgerglied, das das Substrat, platziert in der Kammer, trägt, sich in ihrer Temperatur unterscheiden, wodurch die durch Reinigung zu entfernende Substanz, die an der Innenseite der Kammer haftet, entfernt wird. Da das Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung einen solchen Reinigungsschritt aufweist, kann der Substratverarbeitungsapparat effektiv gereinigt werden.

Vorzugsweise ist die Temperatur der Kammer während der Verarbeitung des Substrats niedriger als die Temperatur des Substratträgerglieds und während des Reinigungsschrittes ist die Temperatur der Kammer niedriger als die Temperatur des Substratträgerglieds. Selbst wenn der Reinigungsschritt in einem solchen Zustand durchgeführt wird, kann die Substanz, die durch Reinigung entfernt werden soll, effektiv aus der Kammer entfernt werden.

Vorzugsweise wurde die Kammer auf 350°C oder mehr und das Substratträgerglied auf 400°C oder mehr erwärmt, wenn der Reinigungsschritt durchgeführt wird. Ein Reinigungsschritt in einem solchen Zustand ermöglicht eine verlässliche Entfernung der durch Reinigung zu entfernenden Substanz.

Vorzugsweise wird der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche des Substratträgergliedes durchgeführt. Eine solche Zufuhr des Reinigungsgases kann den Anteil des Reinigungsgases, das mit einem Substratträgerglied kollidiert, erhöhen, gegenüber einer Zufuhr des Reinigungsgases zu dem Substratträgerglied von oberhalb des Substratträgergliedes, so dass eine größere Menge der durch Reinigung zu entfernenden Substanz von dem Substratträgerglied entfernt werden kann.

Vorzugsweise enthält das Reinigungsgas Keton. Ein ketonhaltiges Reinigungsgas kann die durch Reinigung zu entfernende Substanz aus der inneren Kammer oder der Kammer entfernen.

Ein anderes Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Reinigungsschritt nach einer Verarbeitung eines in einer Kammer eines Substratverarbeitungsapparats platzierten Substrats, der Zufuhr eines Reinigungsgases, enthaltend Keton in die Kammer, während die Temperaturen in der Kammer höher eingestellt sind als die Temperaturen der Kammer während der Verarbeitung des Substrats, wodurch die durch Reinigung zu entfernende Substanz, die an der Innenseite der Kammer anhaftet, entfernt wird.

Da das Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats der vorliegenden Erfindung einen solchen Reinigungsschritt aufweist, kann der Substratverarbeitungsapparat effektiv gereinigt werden.

Vorzugsweise wird der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche eines Subtratträgergliedes durchgeführt. Eine solche Zufuhr des Reinigungsgases kann einen Anteil des Reinigungsgases zur Kollision mit dem Substratträgerglied bringen, der höher ist als bei der Zufuhr des Reinigungsgases zu dem Substratträgerglied von oberhalb des Substratträgergliedes, so dass eine größere Menge der durch Reinigung zu entfernenden Substanz von dem Substratträgerglied entfernt werden kann.

Vorzugsweise ist das Keton &bgr;-Diketon. Die Verwendung von &bgr;-Diketon als Keton ermöglicht es einem Komplex der Substanz zu bilden, die die zu entfernende Substanz darstellt. Weiterhin ist unter den &bgr;-Diketonen das Hexafluoracetylaceton bevorzugt.

Vorzugsweise liegt die Temperatur der inneren Kammer oder der Kammer während des Reinigungsschrittes um 100°C oder mehr höher als die Temperatur der inneren Kammer oder der Kammer während der Verarbeitung des Substrats. Der Reinigungsschritt in einem solchen Zustand ermöglicht eine verlässliche Entfernung der durch Reinigung zu entfernenden Substanz.

Vorzugsweise besteht die innere Kammer oder die Kammer aus Quarz oder Keramik. Indem die innere Kammer oder die Kammer aus einer solchen Substanz hergestellt wird, wird es möglich, dass die innere Kammer oder die Kammer auf eine hohe Temperatur erwärmbar ist.

Die durch Reinigung zu entfernende Substanz kann ein Oxid sein, enthaltend mindestens ein Element von Al, Y, Zr, Hf, La, Ce und Pr. Selbst wenn diese Oxide an der inneren Kammer oder der Kammer anhaften ist es möglich, diese Oxide aus der inneren Kammer oder der Kammer sicher zu entfernen.

Vorzugsweise enthält das Reinigungsgas eine aktive Spezies. Die "aktive Spezies" der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Radikal und ein Ion. Das eine aktive Spezies enthaltende Reinigungsgas kann die durch Reinigung zu entfernende Substanz aus der inneren Kammer oder der Kammer entfernen.

Vorzugsweise wird der Reinigungsschritt zusammen mit der Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer oder der Kammer durchgeführt. Die Durchführung des Reinigungsschrittes zusammen mit der Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer oder der Kammer ermöglicht es, die Reinigung in kurzer Zeit zu beenden.

Vorzugsweise unterscheidet sich das für die Evakuierung der inneren Seite der inneren Kammer oder der Kammer verwendete Evakuierungssystem von einem Evakuierungssystem, das für die Verarbeitung des Substrats verwendet wird. Eine solche Evakuierung kann Produkte usw., die durch eine chemische Reaktion der durch Reinigung zu entfernenden Substanz und dem Reinigungsgas gebildet werden, an einer Anhaftung an einer Innenseite des Evakuierungssystems, das für die Verarbeitung des Substrats verwendet wird, zu inhibieren.

Vorzugsweise wird die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer oder der Kammer durchgeführt, während ein Produkt, erzeugt durch eine chemische Reaktion der durch Reinigung zu entfernenden Substanz und einem Reinigungsgas gesammelt wird. Die Evakuierung zusammen mit dem Sammeln des Produkts kann die Adhäsion des Produkts an dem Evakuierungssystem, das für die Reinigung verwendet wird, inhibieren.

Vorzugsweise wird das Produkt in einer Position, benachbart zur inneren Kammer oder der Kammer gesammelt. Die Sammlung des Produkts in einer solchen Position kann die Adhäsion des Produkts an dem für die Reinigung verwendeten Evakuierungssystem weiter inhibieren.

Die innere Kammer oder die Kammer können durch ein Widerstands-Heizelement erwärmt werden. Die Verwendung eines Widerstands-Heizelements kann die Erwärmung der inneren Kammer oder der Kammer auf eine bestimmte Temperatur erleichtern.

Die innere Kammer oder die Kammer können durch eine Wärmelampe erwärmt werden. Die Verwendung einer Wärmelampe ermöglicht es, dass die Erwärmung der inneren Kammer oder der Kammer auf eine bestimmte Temperatur in kurzer Zeit möglich wird.

Ein Substratverarbeitungsapparat der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine innere Kammer; eine äußere Kammer, die die innere Kammer beherbergt; ein Reinigungsgas-Zufuhrsystem, das ein Reinigungsgas in die innere Kammer führt; eine Kammer-Erwärmungsvorrichtung zur Erwärmung der inneren Kammer; und ein Evakuierungssystem, das einen Raum zwischen der inneren Kammer und der äußeren Kammer evakuiert. Da der Substratverarbeitungsapparat der vorliegenden Erfindung das Reinigungsgaszufuhrsystem, die Kammerwärmevorrichtung und das Evakuierungssystem beinhaltet, kann er die Innenseite der inneren Kammer reinigen. Weiterhin ist es möglich, den Temperaturanstieg der äußeren Kammer zu inhibieren.

Vorzugsweise ist die Kammerwärmevorrichtung in dem Raum zwischen der inneren Kammer und der äußeren Kammer angeordnet. Die Anordnung der Kammererwärmungsvorrichtung in einer solchen Position ermöglicht es, die innere Kammer in sicherer Weise zu erwärmen und den Temperaturanstieg der äußeren Kammer sicher zu inhibieren, da Wärme von der Kammerwärmevorrichtung nicht einfach zur äußeren Kammer übertragen werden kann und zwar aufgrund der Evakuierung des Raumes zwischen der inneren und der äußeren Kammer.

Vorzugsweise beinhaltet der Substratverarbeitungsapparat weiterhin einen Reflektor, der einen Wärmestrahl, emittiert von der Kammerwärmevorrichtung, in die innere Kammer führt. Die Bereitstellung des Reflektors ermöglicht eine effiziente Erwärmung der inneren Kammer.

Die äußere Kammer kann ein Wärmstrahl-Transmissionsfenster aufweisen, das einen Wärmestrahl, emittiert von der Kammerwärmevorrichtung, überträgt und die Kammerwärmevorrichtung kann außerhalb der äußeren Kammer angeordnet sein. Die Bereitstellung des Ultraviolettstrahl-Transmissionsfensters in der äußeren Kammer und dadurch die Positionierung der Kammerwärmevorrichtung erleichtert den Erhalt wie Reparatur, Reinigung usw. der Kammerwärmevorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Substratverarbeitungsapparats gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

2 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.

3 ist ein Flussdiagramm einer Filmablagerung, durchgeführt bei dem Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform.

4 ist ein Flussdiagramm einer mit dem Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführten Reinigung.

5A ist ein Diagramm, das schematisch eine chemische Struktur von Hhfac darstellt und

5B ist ein Diagramm, das schematisch eine chemische Struktur eines aus Hhfac gebildeten Metallkomplexes darstellt.

6 ist ein Diagramm, das schematisch einen Substratverarbeitungsapparat gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.

7 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur eines Wafers und der Ätzrate eines Al2O3-Films gemäß Beispiel 1 darstellt.

8 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Temperatur eines Wafers und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 2 darstellt.

9 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Druck in einer inneren Kammer und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 3 darstellt.

10 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von Hhfac und der Ätzrate gemäß Beispiel 4 darstellt.

11 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Flussrate von O2 und der Ätzrate eines Al2O3-Films gemäß Beispiel 5 darstellt.

12 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von O2 und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 6 darstellt.

13 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Konzentration von H2O und der Ätzrate eines Al2O3-Films gemäß Beispiel 7 darstellt.

14 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Konzentration von H2O und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 8 darstellt.

15 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Konzentration von C2H5OH und der Ätzrate gemäß Beispiel 9 darstellt.

16 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss einer Reinigung, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.

17 ist eine Flussdiagramm, das den Fluss einer Reinigung, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.

18 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.

19 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.

20 ist ein Flussdiagramm, das den Reinigungsfluss, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat, gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.

21 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur eines Wafers und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 10 darstellt.

22 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur eines Wafers und der Ätzrate eines HfO2-Films gemäß Beispiel 11 darstellt.

23 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt.

24 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt.

Beste erfindungsgemäße Ausführungsform Erste Ausführungsform

Hiernach wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Substratverarbeitungsapparats darstellt, der einen ALD (Atomschichtablagerung) Filmablagerungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform durchführt. Bei dem ALD-Filmablagerungsprozess werden eine erste Gasquelle und eine zweite Gasquelle alternierend auf einen Wafer in einem laminaren Fluss, der entlang einer Oberfläche des Wafers fließt, aufgebracht, so dass die Gasmoleküle der Quelle in dem ersten Quellgas durch die Waferoberfläche adsorbiert werden. Diese Quellgasmoleküle reagieren mit Quellgasmolekülen in dem zweiten Quellgas, um einen Film mit einer Dicke, korrespondierend zu einer Molekülschicht, zu bilden. Dieser Prozess wird wiederholt, so dass ein dielektrischer Film mit hoher Qualität, insbesondere ein hoch-dielektrischer Film, der als Gate-Isolierungsfilm verwendbar ist, auf der Waferoberfläche gebildet wird.

Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Substratverarbeitungsapparat 10 ein Verfahrensgefäß 200 mit Verfahrensgaseinlässen 13A und 13B, die sich über einen Wafer W gegenüberliegen und Evakuierungsmündungen 14A, 14B in einer schmalen Schlitzform, die den Verfahrensgaseinlässen 13A bzw. 13B über den Wafer W gegenüberliegen.

Die Evakuierungsmündungen 14A, 14B sind mit einer Falle 100 über Konduktanzventile 15A bzw. 15B verbunden. Gas in dem Verfahrensgefäß 200 wird über die Falle 100 evakuiert. Weiterhin wird ein Verfahrensgaseinlass 13C, der in einer Linie mit dem Verfahrensgaseinlass 13A angeordnet ist, in dem Verfahrensgefäß 200 gebildet.

Der Verfahrensgaseinlass 13A ist mit einem ersten Auslass eines Schaltventils 16A verbunden. Das Schaltventil 16A ist mit einem Quellenbehälter 20A verbunden, enthaltend Trimethylaluminium (CH3)3Al (hiernach bezeichnet als "TMA") und zwar über eine erste Quellzufuhrleitung 11A einschließlich eines Ventils 17A, einer Masseflusskontrollvorrichtung 18A und eines anderen Ventils 19A. Eine Reinigungsleitung 12A einschließlich Ventilen 21A, 22A, die ein inertes Gas, wie z.B. Ar zuführt, ist mit einer ersten Quellzufuhrleitung 11A verbunden.

Eine Ventilreinigungsleitung 25A, verbunden mit einer Quelle eines inerten Gases, wie z.B. Ar und mit einer Masseflusskontrollvorrichtung 23A und einem Ventil 24A versehen, ist mit einem Schaltventil 16A verbunden. Ein zweiter Auslass des Schaltventils 16A ist mit der Falle 100 über eine Reinigungsleitung 100A verbunden.

Auf ähnliche Weise ist der Verfahrensgaseinlass 13B mit einem ersten Auslass eines Schaltventils 16B verbunden. Das Schaltventil 16B ist mit einem Quellbehälter 20B verbunden, enthaltend H2O und zwar über eine zweite Quellzufuhrleitung 11B, beinhaltend ein Ventil 17B, eine Masseflusskontrollvorrichtung 18B und ein anderes Ventil 19B. Eine Reinigungsleitung 12B, einschließlich Ventilen 21B, 22B, die ein inertes Gas, wie Ar zuführt, ist mit einer zweiten Quellzufuhrleitung 11B verbunden.

Eine Ventilreinigungsleitung 25B, verbunden mit einer Quelle eines inerten Gases, wie z.B. Ar und mit einer Masseflusskontrollvorrichtung 23B und einem Ventil 24B versehen, ist mit einem Schaltventil 16B verbunden. Ein zweiter Auslass des Schaltventils 16B ist mit der Falle 100 über eine Reinigungsleitung 100B verbunden.

Der Verfahrensgaseinlass 13C ist mit einem ersten Auslass eines Schaltventils 16C verbunden. Das Schaltventil 16C ist mit einem Quellbehälter 20C verbunden, enthaltend Hf(t-OC4H9)4 und zwar über eine dritte Quellzufuhrleitung 11C, beinhaltend ein Ventil 17C, eine Masseflusskontrollvorrichtung 18C und ein weiteres Ventil 19C. Eine Reinigungsleitung 12C, mit Ventilen 21C, 22C, die ein inertes Gas, wie z.B. Ar zuführt, ist mit einer dritten Quellzufuhrleitung 11C verbunden.

Eine Ventilreinigungsleitung 25C, verbunden mit einer Quelle eines inerten Gases, wie z.B. Ar, und mit einer Masseflusskontrollvorrichtung 23C und einem Ventil 24C versehen, ist mit einem Schaltventil 16C verbunden. Ein zweiter Auslass des Schaltventils 16C ist mit der Falle 100 über eine Reinigungsleitung 1000 verbunden.

Ein Reinigungsgaseinlass 13D ist in einer Reihe mit der Evakuierungsmündung 14A in dem Verarbeitungsgefäß 200 vorgesehen. Der Reinigungsgaseinlass 13D ist mit einem ersten Auslass eines Schaltventils 16D verbunden. Das Schaltventil 16D ist mit einem Quellbehälter 20D verbunden, enthaltend Hexafluoracetylaceton (hiernach bezeichnet als "Hhfac") und zwar über eine vierte Quellzufuhrleitung 11D, die ein Ventil 17D, eine Masseflusskontrollvorrichtung 18D und ein weiteres Ventil 19D beinhaltet. Eine Reinigungsleitung 12D, mit Ventilen 21D, 22D, die ein inertes Gas, wie z.B. Ar zuführt, ist mit einer vierten Quellzufuhrleitung 11D verbunden.

Eine Ventilreinigungsleitung 25D, verbunden mit einer Quelle eines inerten Gases, wie z.B. Ar und mit einer Masseflusskontrollvorrichtung 23D und einem Ventil 24D versehen, ist mit einem Schaltventil 16D verbunden. Ein zweiter Auslass des Schaltventils 16D ist mit der Falle 100 über Reinigungsleitungen 100D, 100B verbunden.

Eine Kontrollvorrichtung 10A, die den Filmablagerungsprozess steuert, ist in dem Substratverarbeitungsapparat 10 vorgesehen. Die Kontrollvorrichtung 10A steuert die Schaltventile 16A bis 16D, die Konduktanzventile 15A, 15B und die später beschriebene Kammerwärmvorrichtung 220. Weiterhin ist der später beschriebene optische Sensor elektrisch mit der Kontrollvorrichtung 10A verbunden.

2 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite des Verarbeitungsgefäßes 200 gemäß dieser Ausführungsform darstellt. Es sollte festgehalten werden, dass in 2 dieselben Referenzzahlen und Symbole verwendet werden, um Bereiche anzugeben, die zu denjenigen in 1 korrespondieren. Wie in 2 dargestellt, weist das Verarbeitungsgefäß 200 eine innere Kammer 201 auf, hergestellt aus Quarzglas und eine äußere Kammer 202, angeordnet außerhalb der inneren Kammer 201 und bestehend aus Al.

Die innere Kammer 201 ist an der äußeren Kammer 202 fixiert und in einem zurückgesetzten Bereich beherbergt, der von einer Abdeckplatte 202A bedeckt wird, die einen Teil der äußeren Kammer 202 bildet. Die innere Kammer 201 wird aus einer Quarzbodenplatte 201A gebildet, die eine Bodenfläche der äußeren Kammer 202 in dem zurückgesetzten Bereich bildet und einer Quarzabdeckung 201B, die die Quarzbodenplatte 201A in dem zurückgesetzten Bereich abdeckt.

In der inneren Kammer 201 sind die Verfahrensgaseinlässe 13A, 13B so angeordnet, dass sie sich über dem Wafer W gegenüberliegen. In der Quarzbodenplatte 201A werden die Evakuierungsmündungen 14A, 14B für die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer 201 gebildet. Hier fließt TMA, eingeführt aus dem Verfahrensgaseinlass 13A über eine Oberfläche des Wafers W, um aus der gegenüberliegenden Evakuierungsmündung 14A evakuiert zu werden. Ähnlich fließt H2O, eingeführt von dem Verfahrensgaseinlass 13B über die Oberfläche des Wafers W, um durch die gegenüberliegende Evakuierungsmündung 14B evakuiert zu werden. So fließen TMA und H2O alternierend von dem Verfahrensgaseinlass 13A zu der Evakuierungsmündung 14A oder von dem Verfahrensgaseinlass 13B zu der Evakuierungsmündung 14B, was eine Filmablagerung in einer Einheit einer Molekülschicht, wie oben beschrieben, ermöglicht.

Auskleidungen 203, hergestellt aus Quarzglas, sind um die Evakuierungsmündungen 14A, 14B angeordnet und Evakuierungsrohre 204A, 204B, verbunden mit nicht dargestellten, Druck reduzierenden Pumpen, sind jeweils mit den Auskleidungen 203 verbunden. Die Konduktanzventile 15A, 15B sind in der Mitte der Evakuierungsrohre 204A bzw. 204B vorgesehen.

In dem Zustand von 2 ist das Konduktanzventil 15A in einem im wesentlichen geschlossenen Zustand eingestellt und das Konduktanzventil 15B ist in einem offenen Zustand eingestellt. Vorzugsweise sind die Konduktanzventile 15A, 15B selbst im geschlossenen Zustand nicht vollständig geschlossen, wobei ungefähr ein 3%iger Ventilöffnungsgrad verbleibt, um einen hoch verlässlichen Öffnungs-/Schließzustand zu realisieren.

In einem Bereich des Evakuierungsrohrs 204B zwischen dem Konduktanzventil 15B und der äußeren Kammer 202 ist eine Falle 205, die sich von der Falle 100 unterscheidet, angeordnet. Die Falle 205 entfernt Unreinheiten und Fremdmaterial, wie z.B. flüssige Bestandteile und feste Bestandteile, die in dem evakuierenden Teil enthalten sind, an einer Position direkt hinter einer Stelle, wo sie aus der inneren Kammer 201 evakuiert werden. Nebenbei gesagt, kann die Falle 205 weggelassen werden.

Ein nicht dargestelltes Fenster, hergestellt aus Quarzglas, wird in der äußeren Kammer 202 gebildet. Außerhalb der äußeren Kammer 202 werden eine Lampe, die ein Licht zu dem später beschriebenen Führungsring 215 über das Fenster emittiert und der nicht dargestellte optische Sensor, der die Intensität des Lichts misst, das auf den Führungsring 215 reflektiert wird, vorgesehen. Das Licht wird auf den Führungsring 215 emittiert und die Intensität des Lichts, das auf den Führungsring 215 reflektiert wird, wird durch den optischen Sensor gemessen, so dass eine Menge von Al2O3, die an einen Sekundärzylinder 209 anhaftet, aufgefunden wird.

Wassergekühlte Gehäuse 208, die die äußere Kammer 202 kühlen, sind entlang einer äußeren Peripherie der äußeren Kammer 202 angeordnet. Kühlwasser fließt in den wassergekühlten Gehäusen 208, um die äußere Kammer 202 abzukühlen. Nebenbei gesagt ist jeder Kühlmechanismus, der nicht auf die wassergekühlten Gehäuse 208 begrenzt ist, verwendbar, wenn er die äußere Kammer 202 kühlen kann. Ein Beispiel für einen solchen Kühlmechanismus, bei dem es sich nicht um die wassergekühlten Gehäuse 208 handelt, ist ein Peltier-Element oder ähnliches.

Ein kreisförmiger Öffnungsbereich 202B ist an einem unteren Bereich der äußeren Kammer 202 ausgebildet. Ein Substratträgertisch in Scheibenform, zur Stützung des Wafers W, nämlich der Sekundärzylinder 209, ist in dem Öffnungsbereich 202B beherbergt. Eine Wärmevorrichtung 210, die z.B. von einem Widerstandsheiztyp als Heizmechanismus sein kann, ist in dem Sekundärzylinder 209 beherbergt.

Der Sekundärzylinder 209 wird durch einen Substratübertragungsbereich 211 gehalten, der in einem unteren Bereich der äußeren Kammer 202 so vorgesehen ist, dass er rotierbar und gleichzeitig vertikal bewegbar ist. Der Sekundärzylinder 209 ist zur vertikalen Bewegung zwischen einer obersten Verarbeitungsstellung und einer untersten Substratein/-ausstellung gehalten. Die Verarbeitungsposition ist so bestimmt, dass die Oberfläche des Wafers W auf dem Sekundärzylinder 209 im wesentlichen mit einer Oberfläche der Quarzbodenplatte 201A übereinstimmt.

Die Substratein/-ausstellung ist so angeordnet, dass sie einem Gateventil 211A entspricht, das an einer Seitenwandoberfläche des Substratübertragungsbereiches 211 gebildet wird und wenn sich der Sekundärzylinder 209 nach unten zu der Substratein/-ausstellung bewegt, wird ein nicht dargestellter Transferarm von dem Gateventil 211A inseriert, um den Wafer W zu halten und herauszunehmen, der von der Oberfläche des Sekundärzylinders 209 durch Wafer hochziehende/absenkende Stifte (nicht dargestellt) angehoben wurde und den Wafer W zum nächsten Schritt zu tragen. Weiterhin trägt der nicht dargestellte Transferarm einen neuen Wafer W in den Substratübertragungsbereich 211 und zwar durch das Gateventil 211A, um den Wafer W auf dem Sekundärzylinder 209 zu platzieren. Der Sekundärzylinder 209, der den neuen Wafer W hält, wird rotierbar durch eine Rotationswelle 212B gehalten, die in einem Lagerbereich 212 durch ein magnetisches Siegel 212A gehalten wird. Der Sekundärzylinder 209 wird ebenfalls von einem Luftzylinder 213 gehalten, der sich zu der Rotationswelle 212B zur vertikalen Beweglichkeit erstreckt. Ein Raum, in dem sich die Rotationswelle 212B nach oben und unten bewegt, ist durch eine Abtrennwand, wie z.B. einen Federbalg 214 luftdicht versiegelt. Hier wird dieser Raum durch eine nicht dargestellte Evakuierungsmündung evakuiert, die sich in einem höheren Vakuumzustand als die Innenseite der inneren Kammer 201 befinden muss, was eine Kontamination des Substratverarbeitungsprozesses, der innerhalb der inneren Kammer 201 durchgeführt wird, verhindert.

Um weiterhin eine solche differentielle Druckevakuierung sicherzustellen, wird der Führungsring 215, bestehend aus Quarzglas, in dem Sekundärzylinder 209 zur Umgebung des Wafers W vorgesehen. Der Führungsring 215 inhibiert eine Konduktanz zwischen dem Sekundärzylinder 209 und der Seitenwandoberfläche des Öffnungsbereichs 202B. Dementsprechend wird, wenn die Innenseite des Raums, abgetrennt durch den Federbalg 214, zu einem Hochvakuum evakuiert wird, ein Druckunterschied zu der inneren Kammer 201 sichergestellt.

Die Seitenwandoberfläche des Öffnungsbereichs 202B, gebildet im unteren Bereich der äußeren Kammer 202 wird von einer Auskleidung 201C abgedeckt. Die Auskleidung 201C erstreckt sich weiter nach unten, um eine Innenwand des Substratübertragungsbereichs 211 abzudecken.

Ein Raum wird zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 gebildet. Ein Evakuierungssystem 216, das den Druck dieses Raums durch Evakuierung reduziert, ist mit der äußeren Kammer 202 verbunden. Das Evakuierungssystem 216 beinhaltet eine Druck reduzierende Pumpe 217, ein Evakuierungsrohr 218, verbunden mit der Druck reduzierenden Pumpe 217 und der äußeren Kammer 202 und ein Konduktanzventil 219, das den Druck innerhalb der äußeren Kammer 202 einstellt. Der Betrieb der Druck reduzierenden Pumpe 217, während das Konduktanzventil 219 geöffnet ist, reduziert den Druck des vorher erwähnten Raums.

Die Kammerwärmvorrichtung 220 wird in dem Raum zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 bereitgestellt. Insbesondere wird die Kammerwärmvorrichtung 220A in einem Raum zwischen einem oberen Bereich der Quarzabdeckung 201B und der Abdeckplatte 202A bereitgestellt. Eine Kammerwärmvorrichtung 220B wird in einem Raum zwischen einem Seitenbereich der Quarzabdeckung 201B und einem Seitenbereich der äußeren Kammer 202 bereitgestellt.

Die Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B sind an Stellungen nahe der Außenseite der Quarzabdeckung 201B vorgesehen. Die Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B sind Vorrichtungen zur Erwärmung der inneren Kammer 201 von der Außenseite und sind elektrisch mit der Kontrollvorrichtung 10A verbunden. Die Erwärmung (An/Aus) und die Ausgabe der Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B werden basierend auf Kommandos der Kontrollvorrichtung 10A gesteuert.

Im Hinblick auf die Art der Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B wird jede Art von Wärmvorrichtungen funktionieren, solange sie in der Lage sind, die Innenseite der inneren Kammer 201 auf 350°C oder höher zu erwärmen. Beispiele sind bekannte Wärmvorrichtungen, wie z.B. Widerstandsheizer-Wärmvorrichtungen, die Wärme durch elektrischen Widerstand erzeugen, wenn eine Elektrizität angelegt wird, eine Wärmvorrichtung vom Lampenwärmtyp, gebildet aus einer Infrarotlampe oder etwas ähnlichem und eine Keramikwärmvorrichtung. Die Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B können innerhalb der Quarzabdeckung 201B installiert sein. Nebenbei gesagt, kann die Kammerwärmvorrichtung 220B weggelassen werden.

Hiernach wird der Ablauf der Filmablagerung, durchgeführt in dem Substratverarbeitungsapparat 10 unter Befolgung der 3 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Filmablagerung, durchgeführt in dem Substratverarbeitungsapparat 10 gemäß dieser Ausführungsform, darstellt.

Zunächst betreibt die nicht dargestellte Druck reduzierende Pumpe die Vakuumbildung in der Innenseite der inneren Kammer 201. Weiterhin passiert ein elektrischer Strom durch die Wärmvorrichtung 210 und die Kammerwärmvorrichtung 220, um die innere Kammer 201 auf ungefähr 150°C und den Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 300°C zu erwärmen (Schritt 101).

Nachdem sich der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 auf einen bestimmten Druck erniedrigt hat und die Temperaturen des Sekundärzylinders 209 und der inneren Kammer 201 bestimmte Temperaturen erreicht haben, wird das Gateventil 211A geöffnet und der nicht dargestellte Transferarm, der den Wafer W hält, ausgefahren, um den Wafer W in die innere Kammer 201 zu tragen (Schritt 102).

Danach zieht sich der Transferarm zurück und der Wafer W wird auf die nicht dargestellten Wafer-Anhebe-/Absenkstifte platziert. Nachdem der Wafer W auf die Wafer-Anhebe-/Absenkstifte platziert wurde, bewegen sich die Wafer-Anhebe-/Absenkstifte nach unten, so dass der Wafer W auf den Sekundärzylinder 209 platziert wird (Schritt 103).

Nachdem die innere Kammer 201 bei ungefähr 150°C und der Sekundärzylinder 209 bei ungefähr 300°C stabilisiert worden sind, werden die Ventile 17A, 19A und das Schaltventil 16A geöffnet, während der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 bei ungefähr 50 bis 400 Pa gehalten wird und TMA wird in die innere Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 30 sccm zugefügt (Schritt 104). Das zugeführte TMA fließt entlang der Oberfläche des Wafers W. Wenn TMA in Kontakt mit der Oberfläche des Wafers W kommt, wird die Oberfläche des Wafers W TMA adsorbieren.

Nach einer bestimmten Zeitspanne werden die Ventile 17A, 19A und das Schaltventil 16A geschlossen, um die Zufuhr von TMA zu beenden und TMA, das in der inneren Kammer 201 verbleibt, wird aus der inneren Kammer 201 ausgegeben (Schritt 105). Es sollte festgehalten werden, dass der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 während der Ausgabe bei ungefähr 1,33 × 10–2 Pa gehalten wird.

Nach einer bestimmten Zeitspanne werden die Ventile 17B, 19B und das Schaltventil 16B geöffnet und H2O wird in die innere Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 100 sccm zugeführt (Schritt 106). Das zugeführte H2O fließt entlang der Oberfläche des Wafers W. Wenn H2O in Kontakt mit TMA, adsorbiert durch den Wafer W kommt, werden TMA und H2O miteinander zur Bildung eines Al2O3-Films auf dem Wafer W reagieren.

Nach einer bestimmten Zeitspanne werden das Schaltventil 16B und die Ventile 19B, 17B geschlossen, um die Zufuhr von H2O zu beenden und H2O usw. das in der inneren Kammer 201 verblieben ist, wird aus der inneren Kammer 201 ausgegeben (Schritt 107). Es sollte festgehalten werden, dass der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 während der Ausgabe bei ungefähr 1,33 × 10–2 Pa gehalten wird.

Nach einer bestimmten Zeitspanne bewertet die Kontrollvorrichtung 10A, ob eine bestimmte Anzahl von Zyklen von Arbeitsvorgängen durchgeführt wurden oder nicht, wobei jeder Zyklus aus den Verfahrensschritten der Schritte 104 bis 107 besteht. Bei dieser Ausführungsform wird festgelegt, dass das Verfahren beendet ist, wenn die Anzahl der Zyklen 200 Zyklen erreicht hat (Schritt 108). Wenn festgestellt worden ist, dass ungefähr 200 Zyklen von Arbeitsschritten nicht durchgeführt wurden, werden die Verfahrensschritte von Schritt 104 bis Schritt 107 wiederum wiederholt.

Wenn festgestellt wird, dass ungefähr 200 Zyklen der Verfahrensschritte durchgeführt wurden, bewegen sich die nicht dargestellten Wafer-Anhebe-/Absenkstifte nach oben und entfernen den Wafer W von dem Sekundärzylinder 209 (Schritt 109). Es sollte festgehalten werden, dass ein Al2O3-Film mit einer Dicke von ungefähr 20 nm auf dem Wafer W gebildet wurde, wenn ungefähr 200 Zyklen des Verfahrens durchgeführt wurden.

Nachdem das Gateventil 211A geöffnet wurde, wird danach der nicht dargestellte Transferarm ausgestreckt, um den Wafer W zu halten. Schließlich zieht sich der Transferarm zurück, um den Wafer W aus der inneren Kammer 201 herauszutragen (Schritt 110).

Hiernach wird der Ablauf der Reinigung, durchgeführt in dem Substratverarbeitungsapparat 10, folgend den 4 und 5 beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Reinigung darstellt, durchgeführt in dem Substratverarbeitungsapparat 10 gemäß dieser Ausführungsform, 5A ist ein Diagramm, das schematisch eine chemische Struktur von Hhfac darstellt und 5B ist ein Diagramm, das schematisch eine chemische Struktur eines aus Hhfac gebildeten Metallkomplexes darstellt.

Zunächst wird durch die nicht dargestellte, Druck reduzierende Pumpe ein Vakuum in der Innenseite der inneren Kammer 201 durch das Evakuierungsrohr 204B erzeugt. Daraufhin wird durch die Druck reduzierende Pumpe 217 ein Vakuum in dem Raum zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 erzeugt (Schritt 201A).

Danach wird ein elektrischer Strom durch die Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B und die Wärmvorrichtung 210 geführt, um die innere Kammer 201 auf ungefähr 350°C und den Sekundärzylinder 209 auf 400°C zu erwärmen. Weiterhin fließt Kühlwasser in den wassergekühlten Gehäusen 208, um die äußere Kammer 202 zu kühlen (Schritt 202A). Da die innere Kammer 201 auf ungefähr 150°C und der Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 300°C erwärmt sind, wenn die Filmablagerung durchgeführt werden soll, sind die Temperaturen der inneren Kammer 201 und des Sekundärzylinders 209 während der Reinigung um 100°C oder mehr höher als die Temperaturen der inneren Kammer 201 und des Sekundärzylinders 209 während der Filmablagerung. Die innere Kammer 201 kann auf ungefähr 350°C oder mehr und der Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 400°C oder mehr, im Detail, auf ungefähr 450°C oder mehr erwärmt werden.

Nachdem der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 auf 9,31 × 103 bis 1,33 × 104 Pa gehalten wird und die innere Kammer 201 und der Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 350°C oder mehr bzw. ungefähr 400°C oder mehr erwärmt wurden, werden die Ventile 17D, 19D und das Schaltventil 16D geöffnet und Hhfac wird in die innere Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 320 bis 380 sccm zugeführt (Schritt 203A). Hhfac wird in die innere Kammer 201 zur Reinigung der Innenseite der inneren Kammer 201 zugeführt. Wenn Hhfac der inneren Kammer 201 zugeführt wird, fließt nämlich spezifisch Hhfac entlang der Oberfläche des Sekundärzylinders 209. Wenn dann Hhfac in Kontakt mit Al2O3, das an die innere Kammer 201 und den Sekundärzylinder 209 anhaftet, kommt, reagieren Hhfac und Al2O3 chemisch miteinander zur Bildung eines Al-Komplexes. Der Reaktionsmechanismus ist der folgende. &bgr;-Diketon, wie z.B. Hhfac, weist tautomere Formen auf. Daher kann, wie dargestellt in 5A, Hhfac zwei Strukturen, eine Struktur I und eine Struktur II, annehmen. Im Ergebnis werden geteilte Elektronen in der C=O-Bindung und der C-C-Bindung delokalisiert. Dies führt zu einer einfachen Trennung der O-H-Bindung der Struktur II. Wenn ein positiv geladenes Atom, wie z.B. ein Metallatom M in diesem Zustand nahe Hhfac existiert, wird angenommen, dass Hhfac mit der Struktur II, worin die O-H-Bindung getrennt ist, sich koordiniert, um einen Metallkomplex, wie in 5B, zu bilden. Es wird angenommen, dass der so gebildete Metallkomplex, wenn eine Vielzahl von Hhfac sich mit dem Metallatom M koordiniert, einfach aus der inneren Kammer 201 durch Evakuierung aufgrund seines hohen Dampfdrucks entfernbar ist. Nebenbei gesagt wird angenommen, dass &bgr;-Diketon, nicht begrenzt auf Hhfac, eine solche Reaktion auslöst. Weiterhin wird der aus der inneren Kammer 201 ausgegebene Al-Komplex durch die Falle 205 gefangen.

Hhfac wird vorzugsweise in die innere Kammer 201 zusammen mit O2, N2 und H2O zugeführt. In diesem Fall werden O2 und N2 vorzugsweise mit Flussraten von ungefähr 50 bis 250 sccm bzw. ungefähr 100 bis 300 sccm zugefügt und H2O vorzugsweise, so dass seine Konzentration ungefähr 2.000 ppm oder weniger annimmt.

Während die Reinigung durchgeführt wird, wird als nächstes die nicht dargestellte Lampe angezündet und der nicht dargestellte optische Sensor misst die Intensität des auf den Führungsring 215 reflektierten Lichts (Schritt 204A).

Informationen über die Intensität des durch den optischen Sensor gemessenen Lichts werden zu der Kontrollvorrichtung 10A gesandt und die Kontrollvorrichtung 10A berechnet ein Verhältnis der Lichtintensität, gemessen während der Reinigung zu der Lichtintensität, die in einem Gedächtnis abgespeichert ist, und kann so bewerten, ob das Berechnungsergebnis einem bestimmten numerischen Wert N entspricht oder größer ist oder nicht (Schritt 205A).

Wenn das Berechnungsergebnis als weniger als der bestimmte numerische Wert N angenommen wird, sendet die Kontrollvorrichtung 10A ein Kontrollsignal zu dem optischen Sensor, der die Lichtintensität wiederum misst. Wenn das Berechnungsergebnis als gleich oder höher als der bestimmte numerische Wert N berechnet wird, sendet die Kontrollvorrichtung 10A ein Kontrollsignal zu dem Schaltventil 16D usw., so dass die Ventile 17D, 19D und das Schaltventil 16D geschlossen werden (Schritt 206A). Hier an dieser Stelle ist die Reinigung der Innenseite der inneren Kammer 201 abgeschlossen.

Da Hhfac in die innere Kammer 201 zugeführt wird, während die innere Kammer 201 bei einer Temperatur gehalten wird, die höher ist als die Temperatur während der Filmablagerung, kann in dieser Ausführungsform Al2O3, das an der inneren Wand der inneren Kammer 201 und des Sekundärzylinders 209 anhaftet, effektiv entfernt werden.

Bei dieser Ausführungsform wird der Druck des Raums zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202, wenn die innere Kammer 201 erwärmt werden soll, niedriger eingestellt als der atmosphärische Druck und zwar durch Evakuierung dieses Raums, so dass es möglich ist, die Erweichung der äußeren Kammer 202 zu inhibieren. Spezifisch besteht die Kammer normalerweise aus Al. Al ist jedoch im Hinblick auf seine Wärmefestigkeit nicht sehr überlegen. Daher kann sich eine Kammer, die aus Al besteht, wenn sie auf 250°C oder darüber erwärmt wird, möglicherweise erweichen. Andererseits, da der Druck des Raums zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 bei dieser Ausführungsform niedriger liegt als der atmosphärische Druck und zwar durch Evakuierung dieses Raums, wird Wärme, die von den Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B erzeugt wird, nicht einfach auf die äußere Kammer 202 übertragen. Daher ist es möglich, den Temperaturanstieg der äußeren Kammer 202 zu inhibieren, so dass es möglich ist, die Erweichung der äußeren Kammer 202 zu inhibieren.

Wenn die innere Kammer 201 erwärmt werden soll, wird der Druck des Raums zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 durch Evakuierung dieses Raums niedriger als der atmosphärische Druck eingestellt, so dass es bei dieser Ausführungsform möglich ist, die Erwärmungseffizienz der inneren Kammer 201 zu verbessern. Der Druck des Raums zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 wird spezifisch niedriger als der atmosphärische Druck und zwar durch Evakuierung dieses Raums eingestellt, so dass es möglich ist, eine Wärmefreisetzung aus der inneren Kammer 201 zu inhibieren. Dadurch kann die Erwärmungseffizienz der inneren Kammer 201 verbessert werden.

Da die äußere Kammer 202 gekühlt wird, während die innere Kammer 201 erwärmt wird, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, weiterhin den Temperaturanstieg der äußeren Kammer 202 zu inhibieren.

Während der Reinigung ist die Temperatur der inneren Kammer 201 bei dieser Ausführungsform niedriger als die Temperatur des Sekundärzylinders 209 und selbst die Reinigung in einem solchen Zustand kann Al2O3, das an die innere Kammer 201 anhaftet, effektiv entfernen. Während der Filmablagerung ist spezifisch die Temperatur eines Sekundärzylinders in der Regel höher als die Temperatur einer Kammer. Ein Film, der bei einer hohen Temperatur gebildet wird, ist dichter als ein Film, der bei einer niedrigen Temperatur gebildet wird. Al2O3, das an den Sekundärzylinder 209 anhaftet, ist daher dichter als Al2O3, das an der inneren Kammer 201 anhaftet. Hier wird weniger dichtes Al2O3 einfacher abgereinigt als dichteres Al2O3. Daher kann selbst die Reinigung, während die Temperatur der inneren Kammer 201 niedriger als die Temperatur des Sekundärzylinders 209 ist, effektiv Al2O3 entfernen, das an der inneren Kammer 201 anhaftet.

Da Hhfac entlang der Oberfläche des Sekundärzylinders 209 zugefügt wird, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, das Verhältnis von Hhfac, das mit dem Sekundärzylinder 209 kollidiert, höher einzustellen als dasjenige, wenn Hhfac durch einen Duschkopf oder ähnliches von oberhalb des Sekundärzylinders 209 zugeführt wird, so dass eine größere Menge Al2O3 von der Oberfläche des Sekundärzylinders 209 entfernt werden kann.

Bei dieser Ausführungsform misst der optische Sensor die Lichtintensität und der Abschluss der Reinigung wird, basierend auf dem Messergebnis, nachgewiesen, was eine geeignete Säuberung für den Adhäsionszustand von anhaftenden Substanzen wie Al2O3 möglich macht. Dies kann eine unzureichende Reinigung oder ein Verbrauch des Reinigungsgases durch überschüssige Reinigung inhibieren. Da eine überschüssige Reinigung inhibiert werden kann, kann weiterhin der Durchsatz verbessert werden. Nebenbei gesagt können Lampe und optischer Sensor weggelassen werden. In diesem Fall kann das Ende der Reinigung, basierend auf der akkumulierten Filmdicke, die vorher erhalten wurde, bestimmt werden.

Beispiel 1

Hiernach wird ein Beispiel 1 beschrieben. In diesem Beispiel wurden die optimalen Temperaturen einer inneren Kammer und eines Sekundärzylinders während der Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den Al2O3 anhaftete, überprüft. Es wird angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von Al2O3 auf ungefähr 150°C erwärmt worden war und dass der Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben werden. In diesem Beispiel wurde der in der ersten Ausführungsform beschriebene Substratverarbeitungsapparat als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein Al2O3-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Al2O3-Film wurde einer, der auf einem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C und einer, der auf einem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C gebildet wurde, verwendet. Als Reinigungsgas wurde eines verwendet, das aus Hhfac und O2 bestand. Die Flussraten von Hhfac und O2 betrugen 375 sccm bzw. 100 sccm. Die H2O-Konzentration in dem Reinigungsgas betrug 0 ppm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer betrug ungefähr 1,13 × 104 Pa. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die Al2O3-Filme mit verschiedenen Wafertemperaturen geätzt.

Als Vergleichsbeispiel, das als Vergleich zu diesem Beispiel beabsichtigt war, wurde ein ähnliches Ätzen in einem Substratverarbeitungsapparat durchgeführt, der sich von dem in diesem Beispiel verwendeten Substratverarbeitungsapparat unterschied. 6 ist ein Diagramm, das schematisch den Substratverarbeitungsapparat gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt.

Wie in 6 dargestellt, besteht der Substratverarbeitungsapparat 300, der im Vergleichsbeispiel verwendet wurde, im wesentlichen aus: einer Kammer 301, in die ein Wafer platziert werden kann; einem Sekundärzylinder 302, um darauf den Wafer zu platzieren; einem Sekundärzylinderträgerglied 303, um den Sekundärzylinder 302 zu tragen; einem Sekundärzylinder-Erwärmungssystem 304, um den Sekundärzylinder 302 zu erwärmen; einem Waferanheb-/Absenkmechanismus 305, um den Wafer auf dem Sekundärzylinder 302 zu platzieren oder ihn von dem Sekundärzylinder 302 zu entfernen; einem Reinigungsgas-Zufuhrsystem 306, um ein Reinigungsgas in die Kammer 301 zuzuführen; einem Evakuierungssystem 307 zur Evakuierung der Innenseite der Kammer 301; einem Duschkopf 308, um Reinigungsgas auszustoßen usw. Hier ist der Duschkopf 308 so angeordnet, dass er dem Sekundärzylinder 302 so gegenüberliegt, dass das aus dem Duschkopf ausgestoßene Reinigungsgas im wesentlichen senkrecht zu einer oberen Oberfläche des Sekundärzylinder 302 fließt. Als Al2O3-Film wurde einer verwendet, der bei ungefähr 150°C gebildet wurde. Die Bestandteile des Reinigungsgases, der Druck innerhalb der Kammer usw. waren dieselben wie in diesem Beispiel.

Das Messergebnis wird beschrieben. 7 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur des Wafers und der Ätzrate des Al2O3-Films gemäß diesem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel darstellt. Wie aus der Grafik in 7 deutlich wird, wurde bei dem Ätzen des Al2O3-Films, gebildet bei ungefähr 150°C in diesem Beispiel, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 350°C oder höher lag. Andererseits wurde bei dem Ätzen des Al2O3-Films, gebildet bei 300°C in diesem Beispiel, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 400°C oder höher lag.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, wenn der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 in diesem Beispiel anhaftet, gereinigt werden muss, es vorzuziehen ist, die innere Kammer auf ungefähr 350°C oder höher und den Sekundärzylinder auf ungefähr 400°C oder höher zu erwärmen.

Wie weiterhin aus der Grafik von 7 deutlich wird, ist der Peakwert der Ätzrate beim Ätzen des Al2O3-Films, gebildet bei ungefähr 150°C in diesem Beispiel, nicht definitiv, sondern es wurde bestätigt, dass der Peakwert anscheinend höher ist als der Peakwert der Ätzrate beim Ätzen des Al2O3-Films, gebildet bei ungefähr 150°C im Vergleichsbeispiel. Ein möglicher Grund hierfür ist, dass eine Menge von Gasmolekülen, die mit dem Wafer kollidieren, größer ist, wenn das Reinigungsgas im wesentlichen parallel zu dem Wafer zugeführt wird, als wenn das Reinigungsgas im wesentlichen senkrecht zum Wafer zugeführt wird.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass die Verwendung des Substratverarbeitungsapparats dieses Beispiels gegenüber der Verwendung des Substratverarbeitungsapparats des Vergleichsbeispiels vorzuziehen ist.

Beispiel 2

Hiernach wird ein Beispiel 2 beschrieben. In diesem Beispiel wurden die optimalen Temperaturen einer inneren Kammer und eines Sekundärzylinders während der Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftete, überprüft. Es wird angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und der Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als HfO2-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde eines verwendet, das aus Hhfac und O2 bestand. Die Flussraten von Hhfac und O2 betrugen 375 sccm bzw. 100 sccm. Die H2O-Konzentration in dem Reinigungsgas betrug 0 ppm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 1,13 × 104 Pa. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die HfO2-Filme unter verschiedenen Wafertemperaturen geätzt.

Als Vergleichsbeispiel, das zum Vergleich mit diesem Beispiel gedacht ist, wurde ein ähnliches Ätzen in einem Substratverarbeitungsapparat durchgeführt, der sich von dem Substratverarbeitungsapparat dieses Beispiels unterschied. Als Substratverarbeitungsapparat der Vergleichsvorrichtung wurde ein Substratverarbeitungsapparat verwendet, der dem Substratverarbeitungsapparat des Vergleichsbeispiels gemäß Beispiel 1 ähnlich war. Als HfO2-Film wurde einer verwendet, der bei ungefähr 150°C gebildet wurde. Bestandteile des Reinigungsgases, der Druck innerhalb der Kammer usw. waren dieselben wie in diesem Beispiel.

Das Messergebnis wird beschrieben. 8 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur des Wafers und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie aus der Grafik in 8 deutlich wird, wurde bei dem Ätzen des HfO2-Films, gebildet bei ungefähr 150°C in diesem Beispiel, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 350°C oder höher lag. Andererseits wurde bei dem Ätzen des HfO2-Films, gebildet bei 300°C in diesem Beispiel, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 400°C oder höher lag.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, wenn der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 in diesem Beispiel anhaftet, gereinigt werden muss, es vorzuziehen ist, die innere Kammer auf ungefähr 350°C oder höher und den Sekundärzylinder auf ungefähr 400°C oder höher zu erwärmen.

Wie weiterhin aus der Grafik von 8 deutlich wird, ist der Peakwert der Ätzrate beim Ätzen des HfO2-Films, gebildet bei ungefähr 150°C in diesem Beispiel, anscheinend höher als der Peakwert der Ätzrate beim Ätzen des HfO2-Films, gebildet bei ungefähr 150°C im Vergleichsbeispiel. Der Grund hierfür ist vermutlich derselbe wie der für Beispiel 1 erklärte.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass die Verwendung des Substratverarbeitungsapparats dieses Beispiels gegenüber der Verwendung des Substratverarbeitungsapparats des Vergleichsbeispiels vorzuziehen ist.

Beispiel 3

Hiernach wird ein Beispiel 3 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird der optimale Druck einer inneren Kammer während der Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftet, studiert. Es wurde angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet.

Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als HfO2-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde eines verwendet, das aus Hhfac und O2 bestand. Die Flussraten von Hhfac und O2 betrugen 375 sccm bzw. 100 sccm. Die H2O-Konzentration in dem Reinigungsgas betrug 0 ppm. Die Temperatur des Wafers betrug 450°C. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die HfO2-Filme bei verschiedenen Druckwerten in der inneren Kammer geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 9 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Druck innerhalb der inneren Kammer und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik von 9 ergibt, wurde bei dem Ätzen des HfO2-Films, gebildet bei ungefähr 150°C, eine hohe Ätzrate erzielt, wenn der Druck innerhalb der inneren Kammer 0,95 × 104 bis 1,20 × 104 Pa betrug. Andererseits wurde beim Ätzen des HfO2-Films, der bei ungefähr 300°C gebildet wurde, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn der Druck innerhalb der inneren Kammer 1,06 × 104 bis 1,20 × 104 Pa betrug.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, in dem der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, gereinigt wird, es vorzuziehen ist, den Druck innerhalb der inneren Kammer bei 1,06 × 104 bis 1,20 × 104 Pa zu halten.

Beispiel 4

Hiernach wird ein Beispiel 4 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale Flussrate von Hhfac für die Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftet, studiert. Es wurde angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Reinigungsgas wurde eines verwendet, bestehend aus Hhfac, O2, N2 und H2O. Hhfac, O2und N2 wurden in einem Verhältnis von 15:2:8 verwendet und die Konzentration von H2O in dem Reinigungsgas betrug 1.000 ppm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 6,65 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers bei ungefähr 400°C. Während ein solcher Zustand gehalten wurde, wurde der HfO2-Film bei verschiedenen Flussraten von Hhfac geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 10 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von Hhfac und der Ätzrate gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie aus der Grafik in 10 deutlich wird, wurde eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Flussrate von Hhfac 320 bis 380 sccm betrug.

Von diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, in dem der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, gereinigt wird es vorzuziehen ist, Hhfac mit einer Flussrate von 320 bis 380 sccm zuzuführen.

Beispiel 5

Hiernach wird ein Beispiel 5 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale Flussrate von O2 für die Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den Al2O3 anhaftet, studiert. Es wurde angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von Al2O3 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein Al2O3-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Al2O3-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde ein solches verwendet, das aus Hhfac, O2 und H2O bestand. Die Flussrate von Hhfac betrug 375 sccm und die H2O-Konzentration 700 ppm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 9,31 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers bei ungefähr 450°C. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die Al2O3-Filme bei verschiedenen Flussraten von O2 geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 11 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von O2 und der Ätzrate des Al2O3-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik von 11 ergibt, wurde eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Flussrate von O2 50 bis 250 sccm betrug, wenn der Al2O3-Film geätzt wurde, der bei ungefähr 150°C gebildet wurde. Andererseits wurde beim Ätzen des bei ungefähr 300°C gebildeten Al2O3-Films eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Flussrate von O2 50 bis 250 sccm betrug.

Von diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, in dem der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 anhaftet, gereinigt wird es vorzuziehen ist, O2 mit einer Flussrate von 50 bis 250 sccm zuzuführen.

Beispiel 6

Hiernach wird ein Beispiel 6 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale Flussrate von O2 für die Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftet, studiert. Es wurde angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als HfO2-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde ein solches verwendet, das aus Hhfac, O2 und H2O bestand. Die Flussrate von Hhfac betrug 375 sccm und die H2O-Konzentration 700 ppm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 9,31 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers bei ungefähr 450°C. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die HfO2-Filme bei verschiedenen Flussraten von O2 geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 12 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von O2 und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik von 12 ergibt, wurde eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Flussrate des HfO2-Films, der bei ungefähr 150°C gebildet wurde erhalten, wenn die Flussrate von O2 50 bis 250 sccm betrug. Andererseits wurde beim Ätzen des bei ungefähr 300°C gebildeten HfO2-Films eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Flussrate von O2 50 bis 250 sccm betrug.

Von diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, in dem der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, gereinigt wird es vorzuziehen ist, O2 mit einer Flussrate von 50 bis 250 sccm zuzuführen.

Beispiel 7

Hiernach wird ein Beispiel 7 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale Flussrate von H2O für die Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den Al2O3 anhaftet, studiert. Es wurde angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von Al2O3 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt worden war.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein Al2O3-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Al2O3-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde ein solches verwendet, das aus Hhfac, O2 und H2O bestand. Die Flussrate von Hhfac und O2 betrug 375 sccm bzw. 50 sccm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 9,31 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers bei ungefähr 450°C. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die Al2O3-Filme bei verschiedenen Konzentrationen von H2O geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 13 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Flussrate von H2O und der Ätzrate des Al2O3-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik von 13 ergibt, wurde eine hohe Ätzrate beim Ätzen des Al2O3-Films, der bei ungefähr 150°C gebildet wurde, erhalten, wenn die H2O-Konzentration 1.000 ppm oder weniger betrug. Beim Ätzen des bei ungefähr 300°C gebildeten Al2O3-Films wurde auch eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Konzentration des H2O 1.000 ppm oder weniger betrug. Es sollte festgehalten werden, dass in beiden Fällen eine hohe Ätzrate erhalten wurde, selbst wenn die Konzentration von H2O 0 ppm betrug.

Von diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass in dem Fall, in dem der Substratverarbeitungsapparat, an den Al2O3 anhaftet, gereinigt wird es vorzuziehen ist, H2O mit einer Konzentration von 1.000 ppm oder niedriger zuzuführen (einschließlich 0 ppm oder weniger).

Beispiel 8

Hiernach wird ein Beispiel 8 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale H2O-Konzentration zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftet, überprüft. Es wird angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt wurden.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als HfO2-Film wurde einer verwendet, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 150°C gebildet worden war und einer, der auf dem Wafer, erwärmt auf ungefähr 300°C, gebildet worden war. Als Reinigungsgas wurde ein solches verwendet, das aus Hhfac, O2 und H2O bestand. Die Flussrate von Hhfac und O2 betrug 375 sccm bzw. 50 sccm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 9,31 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers bei ungefähr 450°C. Während ein solcher Zustand gehalten wurde, wurden die HfO2-Filme bei verschiedenen Konzentrationen von H2O geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 14 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der H2O-Konzentration und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik in 14 ergibt, wurde beim Ätzen eines HfO2-Films, gebildet bei ungefähr 150°C, eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die H2O-Konzentration bei 1.000 ppm oder niedriger lag. Beim Ätzen des bei ungefähr 300°C gebildeten HfO2-Films wurde eine hohe Ätzrate ebenfalls erhalten, wenn die H2O-Konzentrationen bei 1.000 ppm oder niedriger Lage. Es sollte festgehalten werden, dass in beiden Fällen eine hohe Ätzrate erhalten wurde, selbst wenn die Konzentrationen von H2O 0 ppm betrug.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass wenn der Substtratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, gereinigt wird, es vorzuziehen ist, H2O mit einer Konzentration von 1.000 ppm oder niedriger (einschließlich 0 ppm) zuzuführen.

Beispiel 9

Hiernach wird ein Beispiel 9 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird die optimale C2H5OH-Konzentration zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, an den HfO2 anhaftet, überprüft. Es wird angenommen, dass die innere Kammer zum Zeitpunkt der Filmablagerung von HfO2 auf ungefähr 150°C und ein Sekundärzylinder auf ungefähr 300°C erwärmt wurden.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat gemäß der ersten Ausführungsform als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Reinigungsgas wurde eines, bestehend aus Hhfac, O2, N2 und C2H5OH verwendet. Die Flussraten von Hhfac, O2 und N2 betrugen 375 sccm, 50 sccm bzw. 200 sccm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer betrug ungefähr 6,65 × 103 Pa und die Temperatur des Wafers lag bei ungefähr 400°C. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurden die HfO2-Filme bei verschiedenen Konzentrationen von C2H5OH geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 15 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Konzentrationen von C2H5OH und der Ätzrate gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik in 15 ergibt, wurde eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Konzentration an C2H5OH 500 bis 1.000 ppm betrug.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass, wenn der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, gereinigt wird, es bevorzugt wird, C2H5OH mit einer Konzentration von 500 bis 1.000 ppm zuzuführen.

Zweite Ausführungsform

Hiernach wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sollte festgehalten werden, dass in und nach dieser Ausführungsform derselbe Inhalt wie in den vorherigen Ausführungsformen nicht beschrieben werden wird.

Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, bei dem die Innenseite der inneren Kammer evakuiert wird, nachdem Hhfac in der inneren Kammer abgelagert wurde, um einen Komplex von Al2O3 zu bilden, das an der Innenseite der inneren Kammer anhaftet. 16 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Reinigung darstellt, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat 10 gemäß dieser Ausführungsform.

Zunächst wird, nachdem ein Wafer W, auf dem ein dünner Al2O3-Film gebildet wurde, aus einer inneren Kammer 201 herausgetragen wurde, eine Druck reduzierende Pumpe 217 ein Vakuum in einem Raum zwischen der inneren Kammer 201 und einer äußeren Kammer 202 erzeugen (Schritt 201B).

Danach wird ein elektrischer Strom durch eine Wärmevorrichtung 210 und Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B geführt, um die innere Kammer 201 auf ungefähr 350°C zu erwärmen und einen Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 400°C zu erwärmen. Weiterhin fließt Kühlwasser in wassergekühlten Gehäusen 208, um die äußere Kammer 202 abzukühlen (Schritt 202B).

Nachdem die innere Kammer 201 auf ungefähr 350°C erwärmt und der Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 400°C erwärmt wurde, werden die Ventile 17D, 19D und ein Schaltventil 16D geöffnet und Hhfac wird in die innere Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 320 bis 380 sccm zugeführt (Schritt 203B).

Wenn sich dieses Hhfac in der inneren Kammer 201 zum Kontaktieren mit Al2O3, das auf der Innenseite der inneren Kammer 201 anhaftet, dispergiert, wird ein Al-Komplex gebildet. In dieser Ausführungsform ist ein Konduktanzventil 15B geschlossen, so dass ein Reinigungsgas, das in die innere Kammer 201 zugeführt wird, kaum evakuiert wird, sondern in der inneren Kammer 201 gespeichert wird.

Nachdem sich der Al-Komplex vollständig gebildet hat, werden das Schaltventil 16D, das Ventil 19D und das Ventil 17D geschlossen, um die Zufuhr eines Trägergases und Hhfac zu beenden und gleichzeitig das Konduktanzventil 15B für die Evakuierung der inneren Kammer 201 geöffnet (Schritt 204B). Durch diese Evakuierung verdampft der Al-Komplex, um sich von einer Innenwand der inneren Kammer 201 und dem Sekundärzylinder 209 abzulösen und wird gleichzeitig schnell aus der inneren Kammer 201 durch ein Evakuierungsrohr 204B ausgegeben. Nachdem der Al-Komplex vollständig aus der inneren Kammer 201 ausgegeben wurde, wird die Reinigung beendet.

Da die Innenseite der inneren Kammer 201 evakuiert wird, nachdem Hhfac in der inneren Kammer 201 gespeichert wurde, verteilt sich bei dieser Ausführungsform Hhfac über die gesamte Innenseite der inneren Kammer 201, was zu einer einzigartigen Wirkung führen kann, dass Al2O3, das an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, in sicherer Weise entfernbar ist. Weiterhin ermöglicht die Evakuierung, nachdem Hhfac in der inneren Kammer 201 gespeichert wurde, Einsparungen im Hinblick auf Hhfac und eine Kostenreduktion.

Dritte Ausführungsform

Hiernach wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, wobei eine Reihe von Verfahren zur Speicherung von Hhfac in der inneren Kammer zur Bildung eines Komplexes mit Al2O3, das an der Innenseite der inneren Kammer anhaftet und danach Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer intermittierend wiederholt werden. 17 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Reinigung zeigt, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat 10 gemäß dieser Ausführungsform.

Wie in 17 dargestellt, wird, nachdem ein Wafer W, auf dem ein Al2O3-Dünnfilm gebildet wurde, aus einer inneren Kammer 201 herausgetragen wurde, durch eine Druck reduzierende Pumpe 217 ein Vakuum in einem Raum zwischen der inneren Kammer 201 und einer äußeren Kammer 202 erzeugt (Schritt 201C).

Danach wird ein elektrischer Strom durch eine Wärmevorrichtung 210 und die Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B geführt, um die innere Kammer 201 auf ungefähr 350°C und einen Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 400°C zu erwärmen. Weiterhin fließt Kühlwasser in wassergekühlten Gehäusen 208, um die äußere Kammer 202 zu kühlen (Schritt 202C).

Nachdem die innere Kammer 201 auf ungefähr 350°C und der Sekundärzylinder 209 auf ungefähr 400°C erwärmt wurden, werden die Ventile 17D, 19D und ein Schaltventil 16D geöffnet und Hhfac wird in die innere Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 320 bis 380 sccm zugeführt (Schritt 203C).

Nachdem ein Al-Komplex vollständig gebildet wurde, werden das Schaltventil 16D, das Ventil 19D und das Ventil 17D geschlossen, um die Zufuhr eines Trägergases und Hhfac zu beenden und gleichzeitig wird ein Konduktanzventil 15B für die Evakuierung der inneren Kammer 201 geöffnet (Schritt 204C).

Nachdem der Al-Komplex vollständig aus der inneren Kammer 201 ausgegeben wurde, wird eine Menge an Al2O3, die an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, überprüft (Schritt 205C). Diese Überprüfung kann durch direkte Überprüfung eines Adhäsionszustands von Al2O3 an einer Innenwand der inneren Kammer 201 oder durch Überprüfung einer Restmenge von Al2O3, gebildet auf einem Überwachungswafer, durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, diese Menge durch Infrarot-Spektroskopie durch Verwendung eines nicht dargestellten Beobachtungsfensters, das in der inneren Kammer 201 vorgesehen ist, zu überprüfen. Wenn das Ergebnis der Überprüfung der Al2O3-Menge, die an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, ergibt, dass Al2O3, das an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, vollständig entfernt wurde, ist die Reinigung beendet.

Wenn das Ergebnis der Überprüfung der Al2O3-Menge, die an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, andererseits ergibt, dass Al2O3, das an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, nicht vollständig entfernt wurde, werden die Arbeitsschritte gemäß Schritt 203C bis Schritt 204C, wie oben beschrieben, wiederholt und die Reinigungsoperation wird fortgesetzt, bis das an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftende Al2O3 schließlich vollständig entfernt werden konnte.

In dieser Ausführungsform wird der Komplex, da eine Reihe von Verfahren einer Speicherung von Hhfac in der inneren Kammer 201 und danach Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer 201 intermittierend wiederholt wird, vollständig gebildet und abgegeben, was die einzigartige Wirkung bereitstellen kann, dass Al2O3, das an der Innenseite der inneren Kammer 201 haftet, effizient entfernt werden kann.

Vierte Ausführungsform

Hiernach wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, bei dem ein Evakuierungsrohr, das nur für die Reinigung verwendet wird, bereitgestellt wird. 18 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß dieser Ausführungsform darstellt.

Wie in 18 dargestellt, wird neben den Evakuierungsrohren 204A, 204B ein Evakuierungsrohr 231, das ausschließlich zum Zeitpunkt der Reinigung verwendet wird, mit einer inneren Kammer 201 über eine Auskleidung 232 verbunden. Ein Konduktanzventil 233 und eine Falle 234 sind in der Mitte des Evakuierungsrohrs 231 vorgesehen. Es sollte festgehalten werden, dass die Evakuierungsrohre 204A, 204B ausschließlich zum Zeitpunkt der Filmablagerung und nicht zum Zeitpunkt der Reinigung verwendet werden.

In dieser Ausführungsform ist es möglich, einen Al-Komplex usw. an einer Adhäsion an der Innenseite der Evakuierungsrohre 204A, 204B zu hindern, da das Evakuierungsrohr 231 nur zum Zeitpunkt der Reinigung verwendet und dafür bereitgestellt wird.

Da weiterhin die Falle 234 mit dem Evakuierungsrohr 231 verbunden ist, werden der Al-Komplex usw., enthalten in einem Gas, das zum Zeitpunkt der Reinigung evakuiert wird, in die Falle 234 entfernt. Im Ergebnis ist es möglich, den Al-Komplex usw. an einer Adhäsion an der Innenseite des Evakuierungsrohrs 231 zu hindern, das auf einer stromabwärts gelegenen Seite der Falle 234 vorgesehen ist.

Fünfte Ausführungsform

Hiernach wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, worin NF3 für die Reinigung verwendet wird. 19 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß dieser Ausführungsform darstellt.

Wie in 19 dargestellt, wird eine entfernte Kammer 241 in der Mitte einer vierten Quellzufuhrleitung 11D bereitgestellt. Es sollte festgehalten werden, dass der Quelltank 20D NF3 anstelle von Hhfac enthält. Um die entfernte Kammer 241 ist ein Radikalerzeugungsmechanismus 242 angeordnet, der NF3 anregt, zugeführt in die entfernte Kammer 241, um ein F-Radikal von NF3 zu erzeugen. Der Radikalerzeugungsmechanismus 242 besteht im wesentlichen aus einem Kupferdraht 243, aufgewunden um die entfernte Kammer 241 und einer Hochfrequenz-Energiequelle 244, verbunden mit dem Kupferdraht 243. Die Hochfrequenz-Energiequelle 244 wirkt darauf hin, dass ein Hochfrequenzstrom von 13,56 MHz durch den Kupferdraht 243 geführt wird, so dass NF3, das in die entfernte Kammer 241 geführt wird, angeregt und das F-Radikal erzeugt wird. Es sollte festgehalten werden, dass F-Ionen und ähnliche neben dem F-Radikal erzeugt werden.

Ein Quelltank 20B enthält O2 anstelle von H2O. Bei dieser Ausführungsform wird kein Al2O3-Film auf einem Wafer W gebildet, sondern Hf(t-OC4H9)4 und O2 werden verwendet, um einen HfO2-Film auf dem Wafer W zu bilden. Es sollte festgehalten werden, dass bei der Bildung des HfO2-Films die Ventile 17C, 19C und ein Schaltventil 16C geöffnet/geschlossen sind, anstelle des Öffnens/Schließens der Ventile 17A, 19A und einem Schaltventil 16A.

Hiernach wird der Auflauf einer Reinigung, durchgeführt in einem Substratverarbeitungsapparat 10, folgend 20 beschrieben. 20 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Reinigung darstellt, durchgeführt in dem Substratverarbeitungsapparat 10 gemäß dieser Ausführungsform.

Zunächst erzeugt eine nicht dargestellte, Druck reduzierende Pumpe durch ein Evakuierungsrohr 204B ein Vakuum in der Innenseite einer inneren Kammer 201. Weiterhin wird durch eine Druck reduzierende Pumpe 217 ein Vakuum in einem Raum zwischen der inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 erzeugt (Schritt 201D).

Danach wird ein elektrischer Strom durch eine Wärmevorrichtung 210 und Kammerwärmevorrichtungen 220A, 220B geführt, um die innere Kammer 201, einen Sekundärzylinder 209 usw. auf ungefähr 300 bis 500°C zu erwärmen. Außerdem fließt Kühlwasser in wassergekühlten Gehäusen 208, um die äußere Kammer 202 zu kühlen (Schritt 202D).

Nachdem der Druck innerhalb der inneren Kammer 201 bei 650 Pa oder niedriger gehalten wird, werden die Temperaturen der inneren Kammer 201, des Sekundärzylinders 209 usw. bei ungefähr 300 bis 500°C stabilisiert, die Ventile 17D, 19D und ein Schaltventil 16D geöffnet und NF3 zu der inneren Kammer 201 mit einer Flussrate von ungefähr 500 sccm zugeführt. Weiterhin wirkt die Hochfrequenz-Energiequelle 244 darauf, dass ein Hochfrequenzstrom mit ungefähr 13,56 MHz durch den Kupferdraht 243 geführt wird (Schritt 203D). Der Hochfrequenzstrom passiert den Kupferdraht 243, so dass NF3, das in die entfernte Kammer 241 zugeführt wird, angeregt und das F-Radikal erzeugt wird. Das erzeugte F-Radikal wird in die innere Kammer 201 durch die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer 201 oder ähnlichem zugeführt. Wenn das F-Radikal in die innere Kammer 201 geführt wird, reagiert das F-Radikal chemisch mit HfO2, das an der inneren Wandfläche usw. der inneren Kammer 201 anhaftet, um HfF4 zu erzeugen. Das erzeugte HfF4 verdampft und wird schnell aus einer Verarbeitungskammer 2 durch die Evakuierung abgegeben.

Nach einer bestimmten Zeitspanne werden die Ventile 17D, 19D und das Schaltventil 16D geschlossen und die Zufuhr des Hochfrequenzstroms beendet und die Reinigung der Innenseite der inneren Kammer 201 ist abgeschlossen (Schritt 204D).

Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, HfO2, das an die Innenwand der inneren Kammer 201, den Sekundärzylinder 209 usw. anhaftet, zu entfernen, da das F-Radikal in die innere Kammer 201 geführt wird.

Beispiel 10

Hiernach wird ein Beispiel 10 beschrieben. In diesem Beispiel wurde die optimale Temperatur einer inneren Kammer überprüft, wenn ein Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, durch ein F-Radikal gesäubert wurde.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat, der in der fünften Ausführungsform beschrieben wurde, als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Reinigungsgas wurde ein solches verwendet, das aus NF3 und Ar bestand. Die Flussraten von NF3 und Ar betrugen 500 sccm bzw. 500 sccm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 2,00 × 102 Pa. Während ein solcher Zustand erhalten wurde, wurde der HfO2-Film bei verschiedenen Wafertemperaturen geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 21 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Temperatur des Wafers und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie sich aus der Grafik gemäß 21 ergibt, wurde ein hohes Ätzverhältnis erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 400°C oder höher, vorzugsweise 400 bis 450°C betrug.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass es, wenn der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, durch das F-Radikal gereinigt wird, vorzuziehen ist, die innere Kammer auf ungefähr 400°C oder höher, vorzugsweise ungefähr 400 bis 450°C zu erhitzen.

Beispiel 11

Hiernach wird ein Beispiel 11 beschrieben. In diesem Beispiel wurde die optimale Temperatur einer inneren Kammer überprüft, wenn ein Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, durch ein Cl-Radikal gesäubert wurde.

Die Messbedingungen werden beschrieben. Bei diesem Beispiel wurde der Substratverarbeitungsapparat, wie beschrieben in der fünften Ausführungsform, als Substratverarbeitungsapparat verwendet. Hier wurde der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftete, nicht durch ein Reinigungsgas gereinigt, sondern ein HfO2-Film auf einem Wafer wurde durch ein Reinigungsgas geätzt. Als Reinigungsgas wurde eines verwendet, das aus HCl und Ar bestand. Die Flussraten von HCl und Ar betrugen 200 sccm bzw. 1.000 sccm. Der Druck innerhalb der inneren Kammer lag bei ungefähr 1,33 × 102 Pa. Während ein solcher Zustand gehalten wurde, wurde der HfO2-Film bei verschiedenen Wafertemperaturen geätzt.

Das Messergebnis wird beschrieben. 22 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Temperatur des Wafers und der Ätzrate des HfO2-Films gemäß diesem Beispiel darstellt. Wie aus der Grafik gemäß 22 deutlich wird, wurde eine hohe Ätzrate erhalten, wenn die Temperatur des Wafers 300 bis 400°C betrug.

Aus diesem Ergebnis wird abgeleitet, dass es vorzuziehen ist, wenn der Substratverarbeitungsapparat, an den HfO2 anhaftet, durch das Cl-Radikal gereinigt wird, die inneren Kammer auf ungefähr 300 bis 400°C zu erwärmen.

Sechste Ausführungsform

Hiernach wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, worin ein Reflektor außerhalb einer Kammerwärmvorrichtung angeordnet ist. 23 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß dieser Ausführungsform darstellt.

Wie in 23 dargestellt, ist ein Reflektor 251, der Wärmestrahlen, emittiert von den Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B reflektiert, in einem Raum zwischen den Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B und einer äußeren Kammer 202 angeordnet. Spezifisch sind Endbereiche des Reflektors 251 nach unten gebogen, um sich zwischen den Kammerwärmvorrichtungen 220B an beiden Seiten und der äußeren Kammer 202 zu erstrecken, wodurch die Hitzestrahlen von den Kammerwärmvorrichtungen 220B reflektiert werden. Der Reflektor 220 besteht aus einem Material, wie z.B. Metall und Keramik mit der Eigenschaft einer Reflexion von Wärmestrahlen.

Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, effizient Wärme, emittiert von den Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B in die innere Kammer 201 zuzuführen, da der Reflektor 251 zwischen den Kammerwärmvorrichtungen 220A, 220B und der äußeren Kammer 202 vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine effiziente Erwärmung der inneren Kammer 201 zum Zeitpunkt der Reinigung.

Siebte Ausführungsform

Hiernach wird eine siebte Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform wird ein Beispiel beschreiben, wobei eine Kammerwärmvorrichtung außerhalb einer Kammer angeordnet ist. 24 ist ein Diagramm, das schematisch die Innenseite eines Verarbeitungsgefäßes gemäß dieser Ausführungsform darstellt.

Wie in 24 dargestellt, ist ein Öffnungsbereich in einer Abdeckplatte 202A, gebildet in einem oberen Bereich einer äußeren Kammer 202 vorgesehen. In dieser Öffnung ist ein Transmissionsfenster 261, hergestellt aus Quarz, das Wärmestrahlen transmittiert, eingelassen. Eine Kammerwärmvorrichtung 220 ist außerhalb des Transmissionsfensters 261 angeordnet. Zum Zeitpunkt der Reinigung wird ein elektrischer Strom durch die Kammerwärmvorrichtung 220 geführt, so dass die Kammerwärmvorrichtung 220 Wärme erzeugt. Ein Wärmestrahl, emittiert von der Kammerwärmvorrichtung 220, wird durch das Transmissionsfenster 261 übertragen. Dementsprechend wird die innere Kammer 201 erwärmt. Es sollte festgehalten werden, dass der Reflektor 262 auf einer Rückfläche der Kammerwärmvorrichtung 220 angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die Kammerwärmvorrichtung 220 außerhalb der äußeren Kammer 202 angeordnet, was den Erhalt und die Überprüfung der Kammerwärmvorrichtung 220 erleichtert. Aus demselben Grund kann die äußere Kammer 202 weiterhin in ihrer Größe reduziert werden. Außerdem kann die Struktur der äußeren Kammer 202 vereinfacht werden.

Es sollte festgehalten werden, dass die gegenwärtige Erfindung nicht auf die in den ersten bis siebten Ausführungsformen beschriebenen Inhalte begrenzt ist, sondern dass die Strukturen, Materialien, die Anordnung von jedem Glied usw. in geeigneter Weise, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen, geändert werden können. In den oben beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsformen wird eine duale Kammer, besteht aus einer inneren Kammer 201 und der äußeren Kammer 202 verwendet, jedoch muss die Kammer nicht notwendigerweise dual sein.

In den oben beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsformen werden Hhfac oder NF3 als Reinigungsgas verwendet, jedoch ist das Reinigungsgas nicht auf diese begrenzt. Zum Beispiel sind andere &bgr;-Diketone als Hhfac ebenfalls verwendbar. Ein Beispiel für ein solches &bgr;-Diketon ist Tetramethylheptandion (Hthd). Weiterhin ist als &bgr;-Diketon eines zu bevorzugen, das eine Strukturformel von R1(CO)CH2(CO)R2 aufweist (wobei jeder von R1 und R2 eine Alkylgruppe oder ein Alkylhalogenid darstellt). Weiterhin ist neben &bgr;-Diketon auch Aceton oder Acetylaceton verwendbar. Weiterhin ist ein anderes fluorhaltiges Gas als NF3 ebenfalls verwendbar. Beispiele für das fluorhaltige Gas sind SF6, CF4, C2F6, CHF3, HF, F2, CF3COOH und ähnliche. Anstelle des fluorhaltigen Gases kann auch ein chlorhaltiges Gas verwendet werden. Beispiele für das chlorhaltige Gas sind HCl, Cl2, BCl3 und ähnliche.

In den oben beschriebenen ersten bis siebten Ausführungsformen werden TMA und H2O oder Hf(t-OC4H9)4 und O2 als Prozessgas verwendet, jedoch ist auch ein anderes Gas verwendbar. Verwendbar sind z.B. TMA und O3, TiCl4 und NH3, TiF4 und NH3, TiBr4 und NH3, TiI4 und NH3, Ti[N(C2H5CH3)2]4(TDMAT) und NH3, Ti[N(CH3)2]4(TDMAT) und NH3, Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT) und NH3, Ta(OC2H5)5 und O2, Ta(OC2H5)5 und H2O, Ta(OC2H5)5 und H2O2, Hf[N(CH3)2]4 und O3, Hf[N(C2H5)2]4 und O3, Zr[N(CH3)2]4 und O3, oder Zr[N(C2H5)2]4 und O3. Nebenbei gesagt, wenn TiF4 und NH3, TiBr4 und NH3, TiI4 und NH3, Ti[N(C2H5CH3)2]4(TEMAT) und NH3, Ti[N(CH3)2]4(TDMAT) und NH3, oder Ti[N(C2H5)2]4(TDEAT) und NH3 verwendet werden, wird ein TiN-Film auf dem Wafer W gebildet. Wenn Ta(OC2H5)5 und O2, Ta(OC2H5)5 und H2O oder Ta(OC2H5)5 und H2O2 verwendet werden, wird ein Ta2O5-Film auf dem Wafer W gebildet. Wenn Hf[N(CH3)2]4 und O3 oder Hf[N(C2H5)2]4 und O3 verwendet werden, wird ein HfO2-Film auf dem Wafer W gebildet. Wenn Zr[N(CH3)2]4 und O3 oder Zr[N(C2H5)2]4 und O3 verwendet werden, wird ein ZrO2-Film auf dem Wafer W gebildet. Nebenbei gesagt, kann das Prozessgas oder das Reinigungsgas durch einen Duschkopf zugeführt werden.

Die ersten bis siebten Ausführungsformen beschreiben ein Verfahren der Zufuhr von TMA und H2O oder Hf(t-OC4H9)4 und O2 in dieser Reihenfolge, jedoch müssen sie nicht in dieser Reihenfolge zugeführt werden. Weiterhin können TMA und H2O oder Hf(t-OC4H9)4 und O2 gleichzeitig zugeführt werden. Dasselbe gilt für die oben beschriebenen anderen Gase.

In den ersten bis siebten Ausführungsformen werden TMA usw. aus der inneren Kammer 201 für die Ausgabe evakuiert, es ist jedoch auch möglich, ein Reinigungsgas, wie z.B. Ar2 und N2 in die innere Kammer 201 zum Zeitpunkt der Evakuierung zuzuführen.

Die ersten bis siebten Ausführungsformen wurden unter der Annahme beschrieben, dass der Wafer W als Substrat verwendet wird, jedoch kann das Substrat ein Glassubstrat für ein Flüssigkristalldisplay (LCD) sein.

Der Substratverarbeitungsapparat 10 wird in der Beschreibung der ersten bis siebten Ausführungsformen verwendet, jedoch ist auch ein Filmablagerungsapparat, wie z.B. ein physikalischer Dampfablagerungsapparat (PVD-Apparat) und ein Elektroplattierungsapparat (plating), ein Ätzapparat oder ein chemisch-mechanischer Polierapparat (CMP-Apparat) verwendbar. Nebenbei gesagt kann im Fall eines Ätzapparates ein Ätzgas alternierend oder gleichzeitig zugeführt werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Das Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats und der Substratverarbeitungsapparat gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Halbleiterherstellungsindustrie verwendbar.

Zusammenfassung

In einem Reinigungsschritt eines Substratverarbeitungsapparats wird ein Raum zwischen einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer, die die innere Kammer beherbergt, mit Vakuum versehen. Die Temperatur der inneren Kammer ist höher als die Temperatur der inneren Kammer während der Substratverarbeitung und niedriger als die Temperatur des Substratträgerglieds. Danach wird ein Reinigungsgas, enthaltend Hexafluoracetylaceton (Hhfac) in die innere Kammer zugeführt, um eine durch Reinigung zu entfernende Substanz, die an der Innenseite der inneren Kammer haftet, zu entfernen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, umfassend:

    einen Reinigungsschritt der Zuführung eines Reinigungsgases in die innere Kammer, wobei eine Temperatur der inneren Kammer höher ist als eine Temperatur in der inneren Kammer während der Verarbeitung des Substrats, wobei sich ein Raum zwischen der inneren Kammer und einer äußeren Kammer, die die innere Kammer beherbergt, in einem evakuierten Zustand befindet, nach einer Verarbeitung eines Substrats, das in einer inneren Kammer eines Substratverarbeitungsapparats platziert ist, wodurch eine zu entfernende Substanz von ihrer Anhaftung an einer Innenseite der inneren Kammer entfernt wird.
  2. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt durchgeführt wird, während die äußere Kammer gekühlt wird.
  3. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Kammer aus Metall besteht.
  4. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche eines Substratträgerglieds durchgeführt wird, das das Substrat, platziert in der inneren Kammer, trägt.
  5. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei das Reinigungsgas Keton enthält.
  6. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 5, wobei das Keton &bgr;-Diketon ist.
  7. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 6, wobei das &bgr;-Diketon Hexafluoracetylaceton ist.
  8. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die Temperatur der inneren Kammer während des Reinigungsschrittes um 100°C oder mehr höher ist als die Temperatur der inneren Kammer während der Verarbeitung des Substrats.
  9. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die innere Kammer aus Quarz oder Keramik besteht.
  10. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die durch Reinigung zu entfernende Substanz ein Oxid, enthaltend mindestens ein Element, gewählt aus Al, Y, Zr, Hf, La, Ce und Pr ist.
  11. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei das Reinigungsgas eine aktive Spezies enthält.
  12. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt zusammen mit der Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer durchgeführt wird.
  13. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 12, wobei die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer durch Verwendung eines Evakuierungssystems durchgeführt wird, das sich von dem für die Verarbeitung des Substrats verwendeten Evakuierungssystems unterscheidet.
  14. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 12, wobei die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer durchgeführt wird, während ein Produkt, erzeugt durch eine chemische Reaktion der durch Reinigung zu entfernenden Substanz und dem Reinigungsgas, gesammelt wird.
  15. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 14, wobei das Produkt in einer zur inneren Kammer benachbarten Position gesammelt wird.
  16. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die innere Kammer durch ein Widerstands-Heizungselement erwärmt wird.
  17. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 1, wobei die innere Kammer durch eine Wärmelampe erwärmt wird.
  18. Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, umfassend einen Reinigungsschritt nach Verarbeitung eines Substrats, platziert in einer Kammer eines Substratverarbeitungsapparats, der Bereitstellung eines Reinigungsgases in die Kammer, während die Kammer und ein Substrat-Trägerglied, das das Substrat, platziert in der Kammer, trägt, sich in ihrer Temperatur unterscheiden, wodurch die durch Reinigung zu entfernende Substanz, die an der Innenseite der Kammer anhaftet, entfernt wird.
  19. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei während der Verarbeitung des Substrats die Temperatur der Kammer niedriger ist als die Temperatur des Substrat-Trägerglieds und während des Reinigungsschritts die Temperatur der Kammer niedriger ist als die Temperatur des Subtratträgerglieds.
  20. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei der Reinigungsschritt durchgeführt wird, während die Kammer auf 350°C oder mehr erwärmt ist und das Substrat-Trägerglied auf 400°C oder mehr erwärmt ist.
  21. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche des Substrat-Trägerglieds durchgeführt wird.
  22. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei das Reinigungsgas Keton enthält.
  23. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 22, wobei das Keton &bgr;-Diketon ist.
  24. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 23, wobei das &bgr;-Diketon Hexafluoracetylaceton ist.
  25. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei die Temperatur der Kammer während des Reinigungsschrittes um 100°C oder mehr höher ist als die Temperatur der Kammer während der Verarbeitung des Substrats.
  26. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei die Kammer aus Quarz oder Keramik besteht.
  27. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei die durch Reinigung zu entfernende Substanz ein Oxid, enthaltend mindestens ein Element, gewählt aus Al, Y, Zr, Hf, La, Ce und Pr ist.
  28. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei das Reinigungsgas eine aktive Spezies enthält.
  29. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei der Reinigungsschritt zusammen mit der Evakuierung der Innenseite der Kammer durchgeführt wird.
  30. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 29, wobei die Evakuierung der Innenseite der inneren Kammer durch Verwendung eines Evakuierungssystems durchgeführt wird, das sich von dem für die Verarbeitung des Substrats verwendeten Evakuierungssystems unterscheidet.
  31. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 29, wobei die Evakuierung der Innenseite der Kammer durchgeführt wird, während ein Produkt, erzeugt durch eine chemische Reaktion der durch Reinigung zu entfernenden Substanz und dem Reinigungsgas, gesammelt wird.
  32. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 31, wobei das Produkt in einer zu der Kammer benachbarten Position gesammelt wird.
  33. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei die Kammer durch ein Widerstands-Heizungselement erwärmt wird.
  34. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 18, wobei die Kammer durch eine Wärmelampe erwärmt wird.
  35. Verfahren zur Reinigung eines Substratverarbeitungsapparats, umfassend einen Reinigungsschritt nach einer Verarbeitung eines in einer Kammer eines Substratverarbeitungsapparats platzierten Substrats, der Zufuhr eines Reinigungsgases, enthaltend Keton in die Kammer, während eine Temperatur der Kammer höher ist als eine Temperatur der Kammer während der Verarbeitung des Substrats, wodurch die durch Reinigung zu entfernende Substanz, die an der Innenseite der Kammer anhaftet, entfernt wird.
  36. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei der Reinigungsschritt durch Zufuhr des Reinigungsgases entlang einer Oberfläche des Substrat-Trägerglieds durchgeführt wird.
  37. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei das Keton &bgr;-Diketon ist.
  38. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 37, wobei das &bgr;-Diketon Hexafluoracetylaceton ist.
  39. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei die Temperatur der Kammer während des Reinigungsschrittes um 100°C oder mehr höher ist als die Temperatur der Kammer während der Verarbeitung des Substrats.
  40. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei die Kammer aus Quarz oder Keramik besteht.
  41. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei die durch Reinigung zu entfernende Substanz ein Oxid, enthaltend mindestens ein Element, gewählt aus Al, Y, Zr, Hf, La, Ce und Pr ist.
  42. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei. das Reinigungsgas eine aktive Spezies enthält.
  43. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei der Reinigungsschritt zusammen mit der Evakuierung der Innenseite der Kammer durchgeführt wird.
  44. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 43, wobei die Evakuierung der Innenseite der Kammer durch Verwendung eines Evakuierungssystems durchgeführt wird, das sich von dem für die Verarbeitung des Substrats verwendeten Evakuierungssystems unterscheidet.
  45. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 43, wobei die Evakuierung der Innenseite der Kammer durchgeführt wird, während ein Produkt, erzeugt durch eine chemische Reaktion der durch Reinigung zu entfernenden Substanz und dem Reinigungsgas, gesammelt wird.
  46. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 45, wobei das Produkt in einer zur Kammer benachbarten Position gesammelt wird.
  47. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei die Kammer durch ein Widerstands-Heizungselement erwärmt wird.
  48. Verfahren zur Reinigung des Substratverarbeitungsapparats gemäß Anspruch 35, wobei die Kammer durch eine Wärmelampe erwärmt wird.
  49. Substratverarbeitungsapparat, umfassend:

    eine innere Kammer;

    eine äußere Kammer, die die innere Kammer beherbergt;

    ein Reinigungsgas-Zufuhrsystem, das ein Reinigungsgas in die innere Kammer führt;

    eine Kammer-Erwärmungsvorrichtung, die die innere Kammer erwärmt und

    ein Evakuierungssystem, das einen Raum zwischen der inneren Kammer und der äußeren Kammer evakuiert.
  50. Substratverarbeitungsapparat gemäß Anspruch 49, wobei die Kammer-Erwärmungsvorrichtung in dem Raum zwischen der inneren und der äußeren Kammer angeordnet ist.
  51. Substratverarbeitungsapparat gemäß Anspruch 49, weiterhin umfassend einen Reflektor, der einen Wärmestrahl, emittiert von der Kammer-Erwärmungsvorrichtung in die innere Kammer führt.
  52. Substratverarbeitungsapparat gemäß Anspruch 49, wobei die äußere Kammer ein Wärmestrahl-Transmissionsfenster aufweist, das einen Wärmestrahl, emittiert von der Kammer-Erwärmungsvorrichtung überträgt und wobei die Kammer-Erwärmungsvorrichtung außerhalb der äußeren Kammer angeordnet ist.
Es folgen 17 Blatt Zeichnungen






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