半导体制造用反应室的清洗方法技术

本发明专利技术提供一种有效地除去用三氟化氯清洗半导体制造用反应室之后所残留的氟原子的方法。将制造了半导体后的半导体制造用反应室内暴露于三氟化氯中，在除去了所述反应室内所残存的除去对象物之后，将所述反应室内用选自氮、氩、氦和氢中的至少1种气体进行热处理。优选的是，一边测定所述反应室内的温度一边将所述反应室内暴露于三氟化氯中，所述反应室内的温度下降至设定温度后，停止向所述反应室内供给三氟化氯。

Cleaning Method of Reaction Chamber for Semiconductor Manufacturing

The invention provides a method for effectively removing fluorine atoms remaining after cleaning the reaction chamber for semiconductor manufacturing with chlorine trifluoride. The reaction chamber for semiconductor fabrication after semiconductor fabrication is exposed to chlorine trifluoride. After removing the remaining removal objects in the reaction chamber, the reaction chamber is heat treated with at least one gas selected from nitrogen, argon, helium and hydrogen. It is preferable to expose the reaction chamber to chlorine trifluoride while measuring the temperature in the reaction chamber, and stop supplying chlorine trifluoride to the reaction chamber after the temperature in the reaction chamber drops to a set temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体制造用反应室的清洗方法
本专利技术涉及半导体制造用反应室的清洗方法。
技术介绍
众所周知，在通过化学气相沉积(CVD)工艺来制造半导体晶片、半导体器件的情况下，在反应室的内部或反应室内放置的夹具上会附着皮垢(沉积污垢；scale)。为了除去皮垢，至今为止一直是采用使用了酸的洗涤工艺。但是，通过洗涤来除去皮垢需要大量的劳动力，成为了半导体制造中的生产率提高的瓶颈。为了解决该问题，作为用于除去皮垢的清洗方法，提出了从至今为止一直使用的酸洗涤法向气体清洗方法的转换。作为气体清洗方法中使用的气体，已知有在以Si、SiNX等所代表的半导体制造时发生的皮垢的除去中所使用的气体即三氟化氯(ClF3)、三氟化氮(NF3)、四氟甲烷(CF4)和六氟化硫(SF6)等含氟气体。已知这些气体在等离子体状态下会发挥清洗性能，特别是三氟化氯即使是在非等离子体状态下也容易放出清洗所需的氟原子，它们作为清洗气体而受到关注。关于使用三氟化氯作为半导体制造用反应室的清洗气体这一事项，在非专利文献1中提出了一种方法，其是将三氟化氯用于SiC的外延反应器的清洗，除去基座(susceptor)表面上所附着的SiC。在专利文献1中也记载了同样的技术。在非专利文献2中报告了使用三氟化氯对SiC进行了蚀刻后的表面化学状态，教示了腐蚀后会残留因三氟化氯所引起的氯原子、氟原子。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-66658号公报非专利文献非专利文献1：ECSJ.SolidStateSci.Technol.，5(2016)，pp.12-15非专利文献2：JapaneseJournalofAppliedPhysics，44(2005)，pp.1376-1381
技术实现思路
利用三氟化氯对半导体制造用反应室进行了清洗后在该反应室内会残留氯原子、氟原子，这会成为在成膜时这些原子作为杂质混入膜中的一个原因，膜质有可能因此而恶化。另外，有可能会成为在反应室内所放置的夹具例如基座的腐蚀原因。该问题特别是在氟原子残留的情况下会变得显著。因此，本专利技术的课题在于半导体制造用反应室的清洗方法的改良，更详细而言，是在于解决因清洗后所残留的氟原子所引起的不良情况。本专利技术是通过提供一种半导体制造用反应室的清洗方法来解决上述课题的，所述清洗方法具有下述工序：将制造了半导体后的半导体制造用反应室内暴露于三氟化氯中，在除去了上述反应室内所残存的除去对象物之后，将上述反应室内用选自氮、氩、氦和氢中的至少1种气体进行热处理。附图说明图1是示出对与半导体制造用反应室连接的排气用气体管进行清洗的方法的示意图。图2是示出以图1所示的方法来测定排气用气体管的温度所得到的结果的一个例子的曲线图。图3是示出用于确认残留的氟原子通过本专利技术的清洗方法而被除去的试验装置的示意图。具体实施方式以下对本专利技术基于其优选的实施方式进行说明。本专利技术涉及对制造半导体后的半导体制造用反应室内进行清洗的方法。本说明书中所说的半导体是应该以最广义地来解释的用語，是包含例如半导体晶片、半导体器件等由半导体制成的各种物品的概念。半导体的种类没有特别限制，至今为止已知的各种半导体的制造都是本专利技术的清洗方法的对象。作为半导体的例子，可以列举出Si、SiC、GaN、Ge、GaP、GaAs、ZnS、ZnSe和金刚石等。另外，对半导体制造用反应室内进行清洗是指下述两者：除去该反应室内所附着的皮垢；和除去半导体的制造时在反应室内放置的夹具上所附着的皮垢。作为在半导体制造用反应室内放置的夹具，典型地可以列举出例如基座，但不限于此。基座的材质可以根据要制造的半导体的种类来选择适当的材质。例如在制造SiC作为半导体的情况下，可以使用碳制的基座。碳制的基座也可以用其它的材料例如热解碳来覆盖其表面。在本专利技术的清洗方法中，除去半导体制造用反应室内所附着的皮垢和在该反应室内放置的夹具上所附着的皮垢。作为除去对象物的皮垢是在半导体的制造过程中非有意地附着的物质，例如由该半导体形成。举一个例子来说，在使用半导体制造用反应室通过化学气相沉积(CVD)工艺来进行SiC的外延生长的情况下，SiC会作为皮垢附着于该反应室的内壁和基座的表面。在本专利技术的清洗方法中，为了除去作为除去对象物的皮垢，使用三氟化氯(ClF3)气体。三氟化氯气体可以不用其它的气体稀释而以100％的浓度供给至反应室内。或者也可以在用其它的气体例如氮等各种不活泼气体进行了稀释的状态下供给至反应室内。在使用三氟化氯气体来进行清洗的情况下，三氟化氯气体可以以流通方式供给至反应室内，或者也可以以间歇方式供给至反应室内。从提高皮垢的除去效率的观点出发，优选以流通方式将三氟化氯气体供给至反应室内。从高效地除去皮垢的观点出发，三氟化氯气体对皮垢的除去优选在对要清洗的空间进行加热的状态下来进行。为了达到该目的，优选将加热温度设定为室温(25℃)～500℃，更优选设定为300℃～480℃。清洗时间在加热温度为上述的范围内的条件下，优选设定为1分钟～2小时，更优选设定为1分钟～10分钟。半导体制造用反应室一般采用使反应室内看不见的构造。因此，无法目视确认上述的清洗的结束时刻。在以流通式供给三氟化氯气体的情况下，清洗结束后还往反应室内供给三氟化氯气体是不经济的。另外，供给过剩量的三氟化氯气体还有可能会导致反应室的内壁和反应室内所放置的基座等夹具受到损害。因此，通过某种装置来知道清洗的结束时刻是有利的。为了达到该目的，本专利技术的专利技术者进行了深入研究，结果发现：如果使用三氟化氯气体来进行皮垢的除去，则三氟化氯气体会与皮垢反应而发热。然后，通过监测该热，能够知道清洗的结束时刻。具体而言，在反应室内的任一处位置配置测温装置，一边测定反应室内的温度一边进行清洗，这是有利的。即，在本专利技术的清洗方法中，除了将反应室内暴露于三氟化氯气体中以除去皮垢的工序以外，还进行下述工序是有利的：一边测定反应室内的温度一边将反应室内暴露于三氟化氯气体中，反应室内的温度下降至设定温度后，停止向反应室内供给三氟化氯气体。测温装置的设置位置根据与以流通式供给三氟化氯气体这一事项的关系，优选设定为反应室中的与排气用气体管的连接部。即，优选在反应室中的三氟化氯气体的流通路径的最下游的位置设置测温装置。由此，能够正确测定因三氟化氯气体与皮垢的反应所产生的热。作为测温装置，优选使用能够在三氟化氯气体的气氛下正确地测定温度的装置。从该观点出发，使用水晶振子作为测温装置是有利的。由于水晶振子的振动频率会根据温度而敏感地变化，因此通过测定水晶振子的振动频率就能够得到此处的温度。为了防止水晶振子自身受到腐蚀，优选采用室温耐腐蚀性的物质例如SiC膜等来保护水晶振子的表面。保护膜的厚度为数nm左右就足够了。作为用于使水晶振子振动的电极的材料，在该材料为氟化物的情况下，优选使用该氟化物的熔点和沸点显示较高的值的氟化物。作为上述那样的材料，例如可以列举出铬、铝等。基于反应室内的测温来判断清洗是否结束的基准是：例如反应室内的温度或来自反应室的排气气体的出口的位置处的温度是否大致达到恒定。温度的测定可以使用例如热电偶或水晶振子。另外，在基于CVD工艺而进行的半导体的制造过程中，有时会在与反应室连接的排气用气体管的内壁上沉积各种物质。例如在通过CVD工艺来使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体制造用反应室的清洗方法，其具有下述工序：将制造了半导体后的半导体制造用反应室内暴露于三氟化氯中，在除去了所述反应室内所残存的除去对象物之后，将所述反应室内用选自氮、氩、氦和氢中的至少1种气体进行热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 JP 2016-1695621.一种半导体制造用反应室的清洗方法，其具有下述工序：将制造了半导体后的半导体制造用反应室内暴露于三氟化氯中，在除去了所述反应室内所残存的除去对象物之后，将所述反应室内用选自氮、氩、氦和氢中的至少1种气体进行热处理。2.根据权利要求1所述的清洗方法，其进一步具有下述工序：一边测定所述反应室内的温度一边将所述反应室内暴露于三氟化氯中，所述反应室内的温度下降至设定温度后，停止向所述反应室内供给三氟化氯。3.根据权利要求2所述的清洗方法，其中，在所述反应室中的排气用气体管连接部设置测温装置来测定所述反应室内的温度。4.根据权利要求3所述的清洗方法，其中，使用水晶振子作为所述测温装置。5.根据权利要求1～4中任一项所述的清洗方法，其进一步具有下述工序：将安装于所述反应室上的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽深等，高桥至直，深江功也，
申请(专利权)人：国立大学法人横滨国立大学，关东电化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP