自洁式催化化学蒸镀装置及其清洁方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供不将催化体加热到２０００℃以上，抑制清洁气引起的催化体腐蚀劣化，在低成本下进行实用的清洁速度和良好的清洁的自洁式催化化学蒸镀装置。使从加热电源６和该加热电源６的各端子６ａ、６ｂ间向反应容器２内的催化体４通入恒电流的导线５ａ、５ｂ与反应容器２为电绝缘的状态，在已排气的反应容器２内导入含有卤素元素的清洁气，通过从加热电源６通电加热催化体４，使通过该加热而生成的活性种与附着在反应容器２内的附着膜反应而除去附着膜，此时，从恒压电源８以适当的极性在加热电源６的导线５ｂ上外加适当值的直流偏压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能抑制催化化学蒸镀装置内由清洁气引起的催化体的腐蚀劣化，具有实用的清洁速度和良好的清洁性的。
技术介绍
在制造各种半导体装置、LCD(液晶显示器)等时，作为在基板上形成薄膜的方法，迄今为止使用的是例如CVD法(化学蒸镀法)。作为CVD法，到目前为止已知的是热CVD法、等离子CVD法等，但近年来开始实际使用的是如下的催化CVD法(也称作Cat-CVD法或热丝CVD法)以加热的钨等的丝(以下称作“催化体”)作为催化体，通过利用该催化体产生的催化作用将供给到反应室内的原料气分解，在基板上堆积成薄膜。催化CVD法与热CVD法相比，能够在低温下进行成膜，而且还没有等离子CVD法那样的由等离子引起的在基板上产生损伤等问题，所以作为下一代半导体装置、LCD等显示装置的成膜方法而受到关注。采用这种催化CVD法进行成膜的催化CVD装置与热CVD装置、等离子CVD装置相同，当成膜过程中分解的原料气在基板上形成堆积膜时，一部分分解的原料气会作为膜附着在反应容器的内壁、基板装载台等上。这些付着的膜一堆积，则很快地剥离而悬浮在反应容器内，附着在基板上，从而导致处理品质降低。因此，必须适当地除去附着在反应容器的内壁、基板装载台等上的膜(以下称作“附着膜”)。作为除去该附着膜的现场(就地，in situ)清洁方法，目前为止一般采用将HF、NF3、SF6、CF4等含有卤素元素的清洁气导入反应容器内，使作为加热的发热体的催化体引起的清洁气的分解而产生的含有卤素的自由基种与附着膜反应，将其除去的方法。目前为止的这种清洁方法，由于在上述清洁气的分解中也使用原料气的分解中使用的加热的钨等催化体，所以此时产生的含有卤素的自由基种的一部分和催化体反应，将催化体刻蚀，引起腐蚀劣化，因此清洁后成膜时无法得到设定的发热特性，存在有损膜的堆积速度的再现性等问题。因此，为了解决上述问题，提出了将钨等催化体加热到2000℃以上以抑制催化体和清洁气反应引起的催化体的刻蚀(腐蚀劣化)的清洁方法(例如参照专利文献1)。专利文献1特开2001-49436号公报
技术实现思路
然而，上述专利文献1所述的清洁方法必须将钨等催化体(发热体)加热到2000℃以上，所以担心加热到2000℃以上的催化体本身因蒸发而劣化以及该蒸发产生的催化体的构成元素污染反应容器(处理室)，所以还有改进的余地。另外，由于将催化体加热到2000℃以上，设置在催化体附近的构成部件、反应容器的内壁也会由于来自催化体的辐射热而形成高温，所以必须使用具有耐热性且受热放出的气体少的部件，能够使用的部件受到限制，成本增高等，还有改进的余地。本专利技术鉴于上述问题而提出，其目的在于提供在不将催化体加热到2000℃以上的情况下，抑制清洁气引起的催化体的腐蚀劣化，能够在低成本下进行实用的清洁速度和良好的清洁的。为了实现上述目的，本专利技术的自洁式催化化学蒸镀装置中，权利要求1所述的专利技术具有如下构成在可以真空排气的反应容器内利用电阻加热的催化体的催化作用形成薄膜的催化化学蒸镀装置中，该装置具备用于在催化体上外加偏压的电源、切换外加的偏压的极性的切换开关，基于导入的清洁气接触电阻加热的催化体而分解产生的自由基种、外加到催化体上的偏压和极性，在不将催化体自身刻蚀的情况下，除去附着在反应容器内的附着膜。另外，权利要求2所述的专利技术的特征在于除了前述构成以外，设置有将清洁气分解为自由基种而导入反应容器中的自由基种发生器。进而，权利要求3所述的专利技术的特征在于清洁气是含有卤素元素的气体、与惰性气体和还原性气体的任一种的混合气体。权利要求4所述的专利技术的特征在于清洁气含有惰性气体和还原性气体的任一种，基于惰性气体和还原性气体的种类设置偏压的极性。权利要求5所述的专利技术如下构成当规定极性的偏压为零时，清洁气是含有卤素元素的气体和还原性气体的混合气体。权利要求6所述的专利技术具有如下构成含有卤素元素的气体是NF3、HF、C2F6、C3F8、SF6、CF4、CClF3、C2ClF5和CCl4的任一种或它们的组合，还原性气体是H2，惰性气体是稀有气体。权利要求7所述的专利技术具有如下构成清洁气是含有卤素元素的气体和H2的混合气体，外加正极性的偏压。权利要求8所述的专利技术具有如下构成清洁气是含有卤素元素的气体和Ar的混合气体，外加负极性的偏压。权利要求9所述的专利技术设置了监视装置，该监视装置根据催化体的电阻检测催化体自身刻蚀的产生。在本专利技术的催化化学蒸镀装置的清洁方法中，权利要求10所述的专利技术是在可以真空排气的反应容器内利用电阻加热的催化体的催化作用形成薄膜的催化化学蒸镀装置的清洁方法，该方法包括在电阻加热的催化体上外加规定极性的偏压的过程；导入清洁气的过程；清洁气接触电阻加热的催化体而分解、产生自由基种的过程；除去反应容器内附着的附着膜而不刻蚀催化体本身的过程。另外，权利要求11所述的专利技术的特征在于导入清洁气的过程是将清洁气分解为自由基种而导入反应容器内的过程。进而，权利要求12所述的专利技术的特征在于清洁气是含有卤素元素的气体、与惰性气体和还原性气体的任何一种的混合气体。权利要求13所述的专利技术的特征在于清洁气含有惰性气体和还原性气体的任一种，外加根据惰性气体和还原性气体的种类而确定的极性的偏压。权利要求14所述的专利技术的特征在于当规定极性的偏压为零时，清洁气是含有卤素元素的气体和还原性气体的混合气体。权利要求15所述的专利技术的特征在于含有卤素元素的气体是NF3、HF、C2F6、C3F8、SF6、CF4、CClF3、C2ClF5和CCl4的任一种或它们的组合，还原性气体是H2，惰性气体是稀有气体。权利要求16所述的专利技术的特征在于清洁气是含有卤素的气体和H2的混合气体，外加正极性的偏压。权利要求17所述的专利技术的特征在于清洁气是含有卤素的气体和Ar的混合气体，外加负极性的偏压。权利要求18所述的专利技术的特征在于清洁中，根据电阻现场监视催化体自身刻蚀的产生。采用本专利技术的，具有如下效果即使不将催化体加热到2000℃以上，也能够抑制清洁气导致的催化体的腐蚀劣化，获得实用的清洁速度，除去附着在反应容器的内壁等上的附着膜。另外，通过抑制清洁气引起的催化体的腐蚀劣化，在成膜时，也能够稳定地在基板上堆积良好的膜(成膜)。此外，由于清洁时不需要将催化体加热到2000℃以上，所以不会由于催化体自身的蒸发而引起劣化以及伴随该蒸发产生的催化体的构成要素导致反应容器内被污染，而且能够使用熔点低的廉价的部件，从而降低成本。附图说明图1是表示采用本专利技术的实施方案1的清洁方法进行清洁的自洁式催化化学蒸镀装置的结构简图。图2表示使用“NF3和H2的混合气体”作为清洁气时，外加了偏压时和没有外加偏压时的加热电源的端子间产生的电压的变化。图3表示使用“NF3和Ar的混合气体”作为清洁气时，外加了偏压时和没有外加偏压时的加热电源的端子间产生的电压的变化。图4表示使用“NF3和H2的混合气体”或“NF3和Ar的混合气体”作为清洁气时，加热电源的端子间产生的电压的变化。图5表示采用本专利技术的实施方案3的清洁方法进行清洁的自洁式催化化学蒸镀装置的结构简图。符号说明1、20自洁式催化化学蒸镀装置2 反应容器4 催化体6 加热电源8 恒压电源10控制装置11清洁气分解用容器14监视装置具体实施方式本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自洁式催化化学蒸镀装置，该装置是在可以真空排气的反应容器内利用电阻加热的催化体的催化作用形成薄膜的催化化学蒸镀装置，其特征在于：具备用于在上述催化体上外加偏压的电源和切换外加的偏压的极性的切换开关；基于导入的清洁气接触上述电阻加热的催化体而分解产生的自由基种、外加到上述催化体上的偏压和极性，在没有将催化体自身刻蚀的情况下，除去附着在上述反应容器内的附着膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-3-10 067174/20041.一种自洁式催化化学蒸镀装置，该装置是在可以真空排气的反应容器内利用电阻加热的催化体的催化作用形成薄膜的催化化学蒸镀装置，其特征在于具备用于在上述催化体上外加偏压的电源和切换外加的偏压的极性的切换开关；基于导入的清洁气接触上述电阻加热的催化体而分解产生的自由基种、外加到上述催化体上的偏压和极性，在没有将催化体自身刻蚀的情况下，除去附着在上述反应容器内的附着膜。2.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于除了前述结构以外，设置有将清洁气分解为自由基种、导入前述反应容器中的自由基种发生器。3.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于前述清洁气是含有卤素元素的气体、与惰性气体和还原性气体的任一种的混合气体。4.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于前述清洁气含有惰性气体和还原性气体的任一种，根据惰性气体和还原性气体的种类设置偏压的极性。5.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于在前述规定极性的偏压为零时，前述清洁气是含有卤素元素的气体和还原性气体的混合气体。6.权利要求3、4或5所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于前述含有卤素元素的气体是NF3、HF、C2F6、C3F8、SF6、CF4、CClF3、C2ClF5和CCl4的任一种或它们的组合，前述还原性气体是H2，前述惰性气体是稀有气体。7.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于前述清洁气是含有卤素元素的气体和H2的混合气体，外加正极性的前述偏压。8.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于前述清洁气是含有卤素元素的气体和Ar的混合气体，外加负极性的前述偏压。9.权利要求1所述的自洁式催化化学蒸镀装置，其特征在于设置了监视装置，该监视装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：北添牧子，大园修司，伊藤博巳，斋藤一也，浅利伸，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]