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【発明の名称】 |
金属膜作製装置及びそのチャンバ内の無害化方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】笠木 一雅
【氏名】小椋 謙
【氏名】八幡 直樹
【氏名】利根川 裕
【氏名】坂本 仁志 |
【課題】チャンバ内の清掃に先立ちこのチャンバ内を迅速且つ容易に無害化することができる金属膜作製装置を提供する。
【解決手段】内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバ１と、前記チャンバ１の内部空間にキャリアガスとともに低濃度の水蒸気を供給する水蒸気供給手段３１と、前記チャンバ１内への水蒸気の供給に伴うこの水蒸気の作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバ１の外部に排出するための排気手段５１とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバと、
前記チャンバの内部空間にキャリアガスとともに低濃度の水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記チャンバ内への水蒸気の供給に伴うこの水蒸気の作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するための排気手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２】
請求項１に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、水を貯留しておく水槽と、この水槽の水中にキャリアガスを吹き込むキャリアガス供給手段と、一端が前記水槽の上部の密閉空間に臨むとともに他端が前記チャンバの内部空間に臨む管路と、この管路の途中に介在させたバルブとを有し、バブリングにより前記バルブを介して前記チャンバ内に水蒸気を供給するようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
請求項２に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記水槽に貯留する水を加熱するヒータと、前記チャンバ内に飽和水蒸気圧の水蒸気を供給し得るよう前記ヒータによる前記水の温度制御を行う制御手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項４】
請求項３に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記水槽内の水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達したことを検出する露点センサを有するとともに、前記制御手段は前記露点センサが飽和水蒸気圧に達したことを検出するまで前記ヒータによる前記水の加熱を行うように制御するものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
請求項４に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記チャンバ内の温度及び圧力を検出する温度センサ及び圧力センサを有するとともに、前記制御手段はチャンバ内の温度上昇及び圧力変動が所定範囲に収まるように前記バルブの開度も制御するものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項６】
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバと、
前記チャンバの内部空間に水素ガスを供給する水素ガス供給手段と、
前記チャンバ内に供給された水素ガスに基づき水素プラズマを形成するプラズマ形成手段と、
前記チャンバ内に発生する水素プラズマの作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するための排気手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載する何れか一つの金属膜作製装置において、
排気手段は、一端がチャンバ内に臨む管路を介して前記チャンバ内を真空に引くターボポンプと、前記ハロゲン化水素ガスを捕捉するよう前記ターボポンプの上流で前記管路に配設したトラップとを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６に記載する何れか一つの金属膜作製装置において、
排気手段は、一端がチャンバ内に臨む管路を介して前記チャンバ内を真空に引くターボポンプと、このターボポンプの上流の前記管路の途中においてこの管路から一旦分岐しその下流で再度合流する分岐管路と、前記ハロゲン化水素ガスを捕捉するよう前記分岐管路に配設したトラップと、排ガスの流路を管路側乃至分岐管路側のいずれか一方に切り替える流路切り替え手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載する金属膜作製装置において、
前記トラップは、塩基性のセラミックハニカム構造で形成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項７又は請求項８に記載する金属膜作製装置において、
前記トラップは、金属製のハニカム構造でコールドトラップするものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
前記金属膜作製装置は、成膜金属を含んで前記チャンバ内に配設してある被エッチング部材をハロゲンラジカルでエッチングして得る前記金属とハロゲンとの化合物である前駆体を形成する一方、前記チャンバ内に配設する基板の温度を相対的な所定の低温に維持することにより前記前駆体を前記基板に吸着させるとともに吸着した前駆体をハロゲンで還元することにより前記基板上に所望の金属膜を形成するようにしたものであることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項１２】
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバの内部空間にキャリアガスとともに低濃度の水蒸気を供給してこの水蒸気の作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するようにしたことを特徴とする金属膜作製装置のチャンバ内の無害化方法。
【請求項１３】
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバの内部空間に水素プラズマを形成し、この水素プラズマの作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するようにしたことを特徴とする金属膜作製装置のチャンバ内の無害化方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は金属膜作製装置及びそのチャンバ内の無害化方法に関し、特にチャンバ内を清掃する場合に用いて有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
新たな金属膜作製方法として次の技術が提案されている。すなわち、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバ内に設置し、ハロゲンガスをプラズマ化して得るハロゲンラジカルで前記被エッチング部材をエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、基板となるウエハの温度条件を適切に制御することにより前記前駆体の金属成分のみをウエハ上に成膜するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、被エッチング部材の金属をＣｕ、ハロゲンガスをＣｌ２とした場合、被エッチング部材を高温（例えば３００℃〜７００℃）に、またウエハを低温（例えば２００℃程度）に制御することにより、前記ウエハ上にＣｕ薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。
【０００４】
（１）プラズマの解離反応；Ｃｌ２→２Ｃｌ＊
（２）エッチング反応；Ｃｕ＋Ｃｌ＊→ＣｕＣｌ（ｇ）
（３）基板への吸着反応；ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）
（４）成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊ →Ｃｕ＋Ｃｌ２↑ ・・・（１）
ここで、Ｃｌ＊はＣｌのラジカルであることを、（ｇ）はガス状態であることを、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
【０００５】
また、かかる金属膜作製方法は、図４に示すような装置により実現することができる。同図に示すように、円筒状に形成された、例えばセラミックス製のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、この支持台２にはウエハ３が載置される。また、支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられており、支持台２を介してウエハ３の温度が所定の低温域から漸増しつつ昇温するように制御する。
【０００６】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材料であるセラミックス製の平板状の天井板７によって塞がれている。天井板７の上方にはチャンバ１の内部に供給されたガスをプラズマ化するためのプラズマアンテナ８が設けられ、このプラズマアンテナ８は天井板７の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ８には整合器９及び高周波電源１０が接続されており、プラズマアンテナ８を介して高周波の電磁波をチャンバ１内に導入するように構成してある。すなわち、これら、プラズマアンテナ８、整合器９及び高周波電源１０によりプラズマ形成手段を構成している。
【０００７】
被エッチング部材１１は、高蒸気圧ハロゲン化物を形成し得る金属（本例では銅）で形成して、プラズマアンテナ８の下方のチャンバ１内に配設してある。この被エッチング部材１１は、ハロゲンプラズマによるエッチングス作用により当該装置で作製する金属薄膜（本例では銅）の前駆体を形成するためのものである。ここで、ハロゲンプラズマは、チャンバ１内に供給するハロゲン（本例では塩素）を含有する作用ガスを前記プラズマアンテナ８が供給する高周波の電磁エネルギーを利用してプラズマ化することにより得る。
【０００８】
また、被エッチング部材１１は、棒状の突起部１２とリング部１３とからなり、各突起部１２はその先端部が隣接する突起部１２の先端部と接触することなくチャンバ１の中心に向かって延びるように、その各基端部をリング部１３に固着してある。これにより、各突起部１２は電気的に独立した構造となっており、プラズマアンテナ８で形成し、チャンバ１内に導入される電磁界を遮蔽することがないように工夫してある。
【０００９】
チャンバ１の筒部の周囲にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｈｅで塩素濃度が≦５０％、好ましくは１０％程度に希釈された作用ガス）２１を供給する作用ガス供給手段としてのノズル１４が周方向に等間隔で複数（例えば８箇所：図には２箇所を示してある）接続されている。ノズル１４には作用ガス２１の流量及び圧力を制御する流量制御器１５を介して作用ガス２１が送られる。
【００１０】
この作用ガス２１に基づきチャンバ１内にハロゲンのプラズマ２３が形成されるとともに、これが被エッチング部材１１に作用して前駆体２４が形成される。
【００１１】
ここで、成膜に関与しないガス等は排気口１８から排気され、天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空ポンプであるターボポンプ（図示せず。）によって所定の真空圧に維持される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１４７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の如き金属膜作製装置においては、繰り返し成膜を行うことでチャンバ１が汚損される。また、チャンバ１内の部品が損傷してこれを交換する必要が発生する場合がある。
【００１４】
かかる場合には、天井板７を外してチャンバ１内を大気開放した状態で所定の清掃を行っている。
【００１５】
ところで、チャンバ１の内壁には金属ハロゲン化物やハロゲン（本例では塩素）ガスからなる付着物２５が付着乃至吸着されている。このハロゲンガスは毒性を有するガスである。したがって、チャンバ１から天井板７を取り外す場合には、その前提としてチャンバ１内を無害化しておく必要がある。
【００１６】
このため、前記所定の清掃作業に先立ちチャンバ１内の無害化処理を行う必要がある。従来、この無害化処理は、１）Ａｒフラッシング、２）大気圧に持っていくためのＮ２ガスによるパージ、３）簡易ドラフトを製作して当該金属膜作製装置を覆う、４）大気リークという手順を経ている。
【００１７】
このように多くの手順が必要になるので、従来の無害化処理は多大な時間と労力を要するものとなっていた。特に、手順４）では大気リークにより空気中の水蒸気とチャンバ１内のハロゲンとを反応させることでハロゲン化水素ガスを生成させてこれを外部に排出しているので、これだけでも数日の期間を要する。
【００１８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、チャンバ内の清掃に先立ちこのチャンバ内を迅速且つ容易に無害化することができる金属膜作製装置及びそのチャンバ内の無害化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバと、
前記チャンバの内部空間にキャリアガスとともに低濃度の水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記チャンバ内への水蒸気の供給に伴うこの水蒸気の作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するための排気手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２０】
本態様によれば、チャンバの内周面に吸着乃至付着するハロゲン乃至金属ハロゲン化物に水蒸気を作用させてハロゲン化水素ガスを容易かつ迅速に形成することができ、このハロゲン化水素ガスは排気手段を介して外部に排出できるので、チャンバ内の無害化を容易かつ迅速に実現し得る。
【００２１】
本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、水を貯留しておく水槽と、この水槽の水中にキャリアガスを吹き込むキャリアガス供給手段と、一端が前記水槽の上部の密閉空間に臨むとともに他端が前記チャンバの内部空間に臨む管路と、この管路の途中に介在させたバルブとを有し、バブリングにより前記バルブを介して前記チャンバ内に水蒸気を供給するようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２２】
本態様によれば、チャンバに対する水蒸気の供給をバブリングにより行うようにしたので、適切な低濃度の水蒸気を容易に形成し得る。
【００２３】
本発明の第３の態様は、
上記第２の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記水槽に貯留する水を加熱するヒータと、前記チャンバ内に飽和水蒸気圧の水蒸気を供給し得るよう前記ヒータによる前記水の温度制御を行う制御手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２４】
本態様によれば、容易に飽和水蒸気を形成してこれをチャンバ内に供給することができる。
【００２５】
本発明の第４の態様は、
上記第３の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記水槽内の水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達したことを検出する露点センサを有するとともに、前記制御手段は前記露点センサが飽和水蒸気圧に達したことを検出するまで前記ヒータによる前記水の加熱を行うように制御するものであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２６】
本態様によれば、飽和水蒸気が形成されたことを容易に知ることができる。
【００２７】
本発明の第５の態様は、
上記第４の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記水蒸気供給手段は、前記チャンバ内の温度及び圧力を検出する温度センサ及び圧力センサを有するとともに、前記制御手段はチャンバ内の温度上昇及び圧力変動が所定範囲に収まるように前記バルブの開度も制御するものであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２８】
本態様によれば、チャンバに対する水蒸気の供給を安全かつ自動的に行うことができる。
【００２９】
本発明の第６の態様は、
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバと、
前記チャンバの内部空間に水素ガスを供給する水素ガス供給手段と、
前記チャンバ内に供給された水素ガスに基づき水素プラズマを形成するプラズマ形成手段と、
前記チャンバ内に発生する水素プラズマの作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するための排気手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００３０】
本態様によれば、水素プラズマから得る水素ラジカルをチャンバの内周面に吸着乃至付着するハロゲン乃至金属ハロゲン化物に作用させることによりハロゲン化水素ガスを容易かつ迅速に形成することができ、このハロゲン化水素ガスは排気手段を介して外部に排出できるので、チャンバ内の無害化を容易かつ迅速に実現し得る。
【００３１】
本発明の第７の態様は、
上記第１乃至第６の態様に記載する何れか一つの金属膜作製装置において、
排気手段は、一端がチャンバ内に臨む管路を介して前記チャンバ内を真空に引くターボポンプと、前記ハロゲン化水素ガスを捕捉するよう前記ターボポンプの上流で前記管路に配設したトラップとを有することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００３２】
本態様によれば、ターボポンプに流入する排気からハロゲン化水素成分を除去し得るのでこのターボポンプの腐食等を生起することなく長期に亘り安定的に使用することができる。
【００３３】
本発明の第８の態様は、
上記第１乃至第６の態様に記載する何れか一つの金属膜作製装置において、
排気手段は、一端がチャンバ内に臨む管路を介して前記チャンバ内を真空に引くターボポンプと、このターボポンプの上流の前記管路の途中においてこの管路から一旦分岐しその下流で再度合流する分岐管路と、前記ハロゲン化水素ガスを捕捉するよう前記分岐管路に配設したトラップと、排ガスの流路を管路側乃至分岐管路側のいずれか一方に切り替える流路切り替え手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００３４】
本態様によれば、成膜時と無害化時とで最適な排気系を選択的に提供することができる。
【００３５】
本発明の第９の態様は、
上記第７又は第８の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記トラップは、塩基性のセラミックハニカム構造で形成したことを特徴とする金属膜作製装置である。
【００３６】
本態様によれば、トラップの触媒作用を利用して良好にハロゲン化水素の除去を行うことができる。
【００３７】
本発明の第１０の態様は、
上記第７又は第８の態様に記載する金属膜作製装置において、
前記トラップは、金属製のハニカム構造でコールドトラップするものであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００３８】
本態様によれば、コールドトラップにより良好にハロゲン化水素の除去を行うことができる。
【００３９】
本発明の第１１の態様は、
上記第１乃至第１０の態様の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
前記金属膜作製装置は、成膜金属を含んで前記チャンバ内に配設してある被エッチング部材をハロゲンラジカルでエッチングして得る前記金属とハロゲンとの化合物である前駆体を形成する一方、前記チャンバ内に配設する基板の温度を相対的な所定の低温に維持することにより前記前駆体を前記基板に吸着させるとともに吸着した前駆体をハロゲンで還元することにより前記基板上に所望の金属膜を形成するようにしたものであることを特徴とする金属膜作成装置である。
【００４０】
本態様によれば、上述の如き金属膜作製装置におけるチャンバの無害化を容易に実現し得る。
【００４１】
本発明の第１２の態様は、
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバの内部空間にキャリアガスとともに低濃度の水蒸気を供給してこの水蒸気の作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するようにしたことを特徴とするチャンバ内の無害化方法である。
【００４２】
本態様によれば、水蒸気の水素成分を利用してチャンバ内の無害化を容易かつ迅速に行うことができる。
【００４３】
本発明の第１３の態様は、
内周面にハロゲン乃至金属ハロゲン化物が吸着乃至付着し得るチャンバの内部空間に水素プラズマを形成し、この水素プラズマの作用により発生したハロゲン化水素ガスをチャンバの外部に排出するようにしたことを特徴とするチャンバ内の無害化方法である。
【００４４】
本態様によれば、水素ラジカルを利用してチャンバ内の無害化を容易かつ迅速に行うことができる。
【発明の効果】
【００４５】
上記構成の本発明によれば、従来必要とされていたＡｒフラッシング、Ｎ２ガスによるパージ、簡易ドラフトを製作して当該金属膜作製装置を覆う等の作業を必要としない。しかも水蒸気乃至水素プラズマをチャンバ内壁のハロゲン乃至金属ハロゲン化物に作用させて迅速にそのハロゲン化水素ガスを形成することができる結果、このハロゲン化水素ガスを排気することで迅速且つ容易にチャンバ内を無害化することができる。ちなみに、従来の無害化方法ではこの作業に数日を要していたが、本発明では数時間で同様の無害化工程を終えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００４７】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る金属膜作製装置を概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置の成膜に関する構成は図４に示す金属膜作製装置と同一である。そこで、図４と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、下記の実施の形態では、ハロゲンとして塩素を用いる場合について説明するが、これに限るものではない。
【００４８】
図１に示すように、チャンバ１は、その内周面に塩素乃至金属塩化物が吸着乃至付着し得るものである。すなわち、成膜処理に塩素ガスを利用する図４に示す金属膜作製装置はその代表的な装置である。
【００４９】
水蒸気供給手段３１は、チャンバ１の内部空間にキャリアガス（本例では窒素ガス）とともに低濃度の水蒸気を供給するものである。本形態における水蒸気供給手段３１は、水を貯留しておく水槽３２と、この水槽３２の水中にキャリアガスである窒素ガスを吹き込む窒素ガス供給手段３３と、一端が水槽３２の上部の密閉空間に臨むとともに他端がチャンバ１の内部空間に臨む管路３４と、この管路３４の途中に介在させたバルブ３５とを有し、バブリングによりバルブ３５を介してチャンバ１内に水蒸気を供給するように構成してある。ここで、水槽３２の周囲にはヒータ３６が配設してあり、このヒータ３６で水槽３２に貯留する水を加熱する。
【００５０】
制御部３７は、チャンバ１内に飽和水蒸気圧の水蒸気を供給するようヒータ３６による水槽３２内の水の温度制御を行う。さらに詳言すると、水槽３２の上部の密閉空間には露点センサ３８が配設してあり、この露点センサ３８で水槽３２内の水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達したことを検出してこの状態を表す信号を送出する。一方、制御部３７は、露点センサが飽和水蒸気圧に達したことを検出するまでヒータ３６による水槽３２内の水の加熱を行う。
【００５１】
チャンバ１内には、その内部の温度及び圧力を検出する温度センサ３９及び圧力センサ４０が配設してある。制御部３７には、温度センサ３９が検出するチャンバ１内の温度を表す温度信号及び圧力センサ４０が検出するチャンバ１内の圧力を表す圧力信号が送出される。この結果制御部３７では、前記温度信号及び圧力信号を処理してチャンバ１内の温度上昇及び圧力変動が所定範囲に収まるようにバルブ３５の開度を制御する。すなわち、所定の閾値を超えて温度乃至圧力が上昇しようとするときはバルブ３５の開度を絞ってチャンバ１内に供給する飽和水蒸気圧の水蒸気の量を低減することで反応を抑制する。
【００５２】
上述の如く本形態では、チャンバ１内に供給する水蒸気は飽和水蒸気圧で導入する。このときの飽和水蒸気量はヒータ３６を用いた温度制御により調整する。したがって、本形態では水蒸気導入時のチャンバ１内の圧力自体を決めてやる必要はなく、チャンバ１内の温度の変化率乃至圧力の変化率に留意して所定のバルブ３５開度の制御を行えば良い。
【００５３】
なお、本形態では、ヒータ３６による水槽３２の水に対する温度制御及びバルブ３５の開度の制御は制御部３７で自動的に行うようにしたが、水槽３２の内壁面に対する結露の付着を作業者が目視で確認することで飽和水蒸気圧になったことを知り、温度センサ３９及び圧力センサ４０の検出値によりチャンバ１内の温度及び圧力を検知して作業者がバルブ３５の開度を調節するようにしても良い。要は、チャンバ１内の反応が急激に進まないような低濃度の水蒸気をチャンバ１内に供給できれば良い。
【００５４】
排気手段５１は、一端がチャンバ１内に臨む管路５２を介してチャンバ１内を真空に引くターボポンプ５３と、このターボポンプ５３の上流でチャンバ１内の無害化時に発生する塩化水素ガスを捕捉するよう配設されたトラップ５４とを有する。
【００５５】
ここで、本形態にかかる排気手段５１は、ターボポンプ５３の上流における管路５２の途中においてこの管路５２から一旦分岐しその下流で再度合流する分岐管路５５を有しており、トラップ５４はこの分岐管路５５に配設してある。すなわち、成膜時の排気は全て管路５２を介して、チャンバ１の無害化時の排気は途中で分岐管路５５を利用して行うようになっている。このため、管路５２及び分岐管路５５には、管路５２側乃至分岐管路５５側のいずれか一方に切り替える流路切り替え手段である開閉バルブ５６，５７が設けてある。すなわち、成膜時には開閉バルブ５６を全開、開閉バルブ５７を全閉にするとともに、無害化時には逆の状態にする。
【００５６】
かくして、無害化時の排気に含まれる塩化水素ガスはトラップ５４で捕捉される結果、この塩化水素ガスによりターボポンプ５３が腐食されるという不都合を未然に防止し得る。ここで、分岐管路５５は必ずしも設ける必要はないが、本形態の如く成膜時と無害化時の排気の流路を選択可能とすることにより成膜時には流路抵抗となるトラップ５４が存在しない管路５２を利用してターボポンプ５３による良好な排気を行うことができる。
【００５７】
トラップ５４は、この部分を抽出・拡大して図２に示すように、ハニカム構造のものが最適である。さらに詳言すると、塩基性のセラミックハニカム構造で形成したトラップ５４や、金属製のハニカム構造でコールドトラップするもの等を好適な例として挙げることができる。
【００５８】
上述のごとき本形態に係る金属膜作製装置においてそのチャンバ１内の清掃、修理等に先立つチャンバ１内の無害化の際には、バルブ３５を若干開くとともに窒素ガス供給手段３３を介してキャリアガスである窒素ガスを水槽３１の水中に吹き込み、このとき発生した水蒸気をチャンバ１内に供給する。この水蒸気はヒータ３６による温度制御で飽和水蒸気圧となるように調整する。
【００５９】
この結果チャンバ１内では、付着物２５に対して水蒸気が作用する結果、次のような反応が生起される。
【００６０】
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ → ２ＨＣｌ＋1/2 Ｏ２・・・・・（１）
ＭＣｌＸ＋ＸＨ２Ｏ → ＸＨＣｌ＋Ｍ（ＯＨ）Ｘ・・・・（２）
上式（１）に示す反応で付着物２５中の塩素の無害化を図り、また（２）に示す反応式で付着物２５中の金属塩化物の無害化を図ることができる。
【００６１】
上記反応はバルブ３５の開度及びヒータ３６の制御により所定の条件で進行するように制御する。すなわち、温度センサ３９、圧力センサ４０及び露点センサ３８のセンシング情報を参酌しながらチャンバ１内の温度変化及び圧力変化が所定の範囲に収まるよう制御して飽和水蒸気を供給する。
【００６２】
上式（１）、（２）により発生した塩化水素を含む排気はターボポンプ５３の駆動により管路５２を介してチャンバ１の外部に排出される。このとき、開閉バルブ５６を全閉、開閉バルブ５７を全開にしておく。この結果、排気は管路５２から分岐管路５５に流入し、トラップ５４で塩化水素を除去した後再度管路５２の流入し、ターボポンプ５３を介して外部に排気する。
【００６３】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る金属膜作製装置を概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置の成膜に関する構成は図４に示す金属膜作製装置と同一であり、また排気手段は図１に示すものと同一である。そこで、図４及び図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、本形態では、ハロゲンとして塩素を用いる場合について説明するが、これに限るものではない。
【００６４】
本形態は、チャンバ１の内部空間に水素プラズマを形成し、この水素プラズマの作用により発生した塩化水素ガスをチャンバ１の外部に排出するものである。このため本形態に係る金属膜作製装置は、成膜時の作用ガスである塩素ガスを供給するノズル１４の他に、このノズル１４に隣接して水素ガスを供給するためのノズル６１を流量制御器６２とともに有している。
【００６５】
上述の如き本形態に係る金属膜作製装置においてそのチャンバ１内の清掃、修理等に先立つチャンバ１内の無害化の際には、流量制御器６２で適宜流量を調整しつつチャンバ１内に水素ガスを供給するとともに、プラズマアンテナ８にＲＦ電流を供給して水素プラズマ６３を形成し、この結果生成される水素ラジカルが付着物２５に作用し、チャンバ１内では、次のような反応が生起される。
【００６６】
Ｈ２＋Ｃｌ２ → ２ＨＣｌ・・・・（３）
（ｘ／２）Ｈ２＋ＭＣｌＸ → ｘＨＣｌ＋Ｍ・・・・（４）
上式（３）、（４）で発生した塩化水素ガスは、前記第１の実施の形態の場合と全く同態様で排気手段５１を介して外部に排出される。この結果チャンバ１内の無害化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は半導体装置を形成する金属膜を作製する装置を製造・販売する産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属膜作製装置を概念的に示す説明図である。
【図２】図１のトラップ部分を抽出・拡大して示す詳細図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る金属膜作製装置を概念的に示す説明図である。
【図４】従来技術に係る金属膜作製装置を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ チャンバ
８ プラズマアンテナ
２５ 付着物
３１ 水蒸気供給手段
３２ 水槽
３３ 窒素ガス供給手段
３４ 管路
３５ バルブ
３６ ヒータ
３７ 制御部
３８ 露点センサ
３９ 温度センサ
４０ 圧力センサ
５１ 排気手段
５２ 管路
５３ ターボポンプ
５４ トラップ
５５ 分岐管路
５６ 開閉バルブ
５７ 開閉バルブ
６１ ノズル
６２ 流量制御器
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０６２３９６５８
【氏名又は名称】株式会社フィズケミックス
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| 【出願日】 |
平成１８年２月２８日（２００６．２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１２３６
【弁理士】
【氏名又は名称】栗原 浩之
【識別番号】１００１２８５３２
【弁理士】
【氏名又は名称】村中 克年
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| 【公開番号】 |
特開２００７−２３１３５７（Ｐ２００７−２３１３５７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１９年９月１３日（２００７．９．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−５３８７３（Ｐ２００６−５３８７３） |
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