專利名稱：半導(dǎo)體處理用收集單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在處理半導(dǎo)體晶片等被處理基板的半導(dǎo)體處理裝 置中使用的收集單元和使用該收集單元的半導(dǎo)體處理用的成膜裝置。在此，半導(dǎo)體處理是指，通過在晶片或LCD (Liquid Crystal Display: 液晶顯示器)這樣的FPD (Flat Panel Display:平板顯示器)用的玻璃 基板等被處理基板上以規(guī)定的圖形形成半導(dǎo)體層、絕緣層、導(dǎo)電層等， 用于在該被處理基板上制造包含半導(dǎo)體器件、與半導(dǎo)體器件連接的布 線、電極等的構(gòu)造物而實施的各種處理。
背景技術(shù)：
在構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路的半導(dǎo)體器件的制造中，對被處理基板， 例如對半導(dǎo)體(例如硅)晶片實施成膜、蝕刻、氧化、擴散、改性、 退火、自然氧化膜的去除等各種處理。作為能夠一次對多片半導(dǎo)體晶 片通過CVD (Chemical Vapor Deposition:化學(xué)氣相沉積)來實施成膜 處理的裝置，有立式的(所謂批量式的)成膜裝置。在該立式成膜裝置中，首先，將半導(dǎo)體晶片從晶片盒中移送裝載 到立式的晶舟上，并將其多層地支撐。在晶片盒中，能夠容納例如25 片晶片，在晶舟中能夠承載30 150片晶片。接著，將晶舟從熱壁型 處理容器的下方裝入其內(nèi)部，并且密封處理容器。接著，在處理氣體 的流量、處理壓力、處理溫度等各種處理條件被控制的狀態(tài)下，執(zhí)行 規(guī)定的成膜處理。由成膜處理生成的反應(yīng)產(chǎn)物不僅堆積在半導(dǎo)體晶片的表面上，還 作為副產(chǎn)物膜堆積(附著)在例如處理容器的內(nèi)表面和各種夾具等上。 若在副產(chǎn)物膜附著在處理容器內(nèi)的狀態(tài)下繼續(xù)進行成膜處理，則會因 構(gòu)成處理容器的石英和副產(chǎn)物膜的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力，使 石英和副產(chǎn)物膜發(fā)生部分剝離。由此，就會產(chǎn)生微粒，而成為使制造 出的半導(dǎo)體器件的成品率下降、或者使處理裝置的部件劣化的原因。因此，在多次進行成膜處理后，進行處理容器內(nèi)的清潔。以往，例如通常使用氟化氫(HF)溶液對處理容器進行濕法清潔(wet cleaning)。在該情況下，通過濕法蝕刻去除副產(chǎn)物膜。但是，在濕法 清潔中，需要進行卸下處理容器、手工進行清潔、再次安裝及調(diào)整的 操作。此外，由于必須長時間停止成膜裝置，因而產(chǎn)生大量的停機時 間，降低運轉(zhuǎn)率?；谶@種觀點，最近，通常使用不分解處理容器的干法清潔。在 該干法清潔中，向由加熱器加熱到規(guī)定溫度的處理容器內(nèi)供給清潔氣 體，例如氟和含鹵酸性氣體的混合氣體。利用清潔氣體對附著在處理 容器的內(nèi)表面等的副產(chǎn)物膜進行干法蝕刻而將其去除。再有，這樣的 清潔處理的趨勢不僅對批量式的成膜裝置，而且對一片片地處理半導(dǎo) 體晶片的單片式的成膜裝置也是一樣的。例如，在日本專利特開平3 — 31479號公報、日本專利特開平4一 155827號公報、日本專利特開平6—151396號公報和日本專利特開 2004 — 343095號公報中，公開了這種清潔處理涉及的技術(shù)。對于上述這種成膜裝置，在從處理容器排出的排氣氣體中含有因 成膜而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。因此，為了從排氣氣體中收集并去除副產(chǎn)物， 在與處理容器連接的排氣系統(tǒng)中配設(shè)有去除副產(chǎn)物的收集單元。圖11是表示使用例如TEOS (TetraethylOrthosilicate:原硅酸四乙酯)作為成膜氣體堆積Si02薄膜時所采用的現(xiàn)有收集單元的一個例子 的截面圖。如圖所示，收集單元2主要由圓筒狀的殼體4和配設(shè)在其 內(nèi)部的收集器(trap)本體6構(gòu)成。在殼體4的一端形成有氣體入口 4A， 在另一端配設(shè)有借助于螺栓8能夠進行裝卸的蓋體10。在該蓋體的中 央部形成有氣體出口 4B。收集器本體6的結(jié)構(gòu)為，借助于支撐桿14，以規(guī)定的間隔連接、 支撐多個圓形環(huán)狀的金屬制的翼片(fin) 12，在其上游側(cè)配設(shè)有半球 狀的蓋16。此外，收集器本體6的下游側(cè)安裝在蓋體10上而被支撐。在上述結(jié)構(gòu)中，在成膜時從處理容器側(cè)排出的排氣氣體從氣體人 口 4A進入到收集單元2的殼體4內(nèi)。該排氣氣體與各翼片12的表面 接觸，同時，通過該環(huán)狀的翼片12的中心部從氣體出口 4B排出。此 時，該排氣氣體中含有的副產(chǎn)物就會附著在各翼片12的表面而被收集，從排氣氣體中被去除。在該情況下，副產(chǎn)物雖然主要被各翼片12收集，但也會附著在該排氣氣體接觸部分的任何地方。因此，蓋16的表面和殼體4的內(nèi)壁面等上也會某種程度地附著副產(chǎn)物，而將其從排氣氣體中去除。如上所述，利用在清潔時流過處理容器內(nèi)的C1F3氣體和HF氣體 等清潔氣體，將收集的副產(chǎn)物和處理容器內(nèi)的副產(chǎn)物一起去除。由此 能夠防止收集單元2內(nèi)發(fā)生堵塞。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明的目的在于提供一種能夠短時間且有效地去除收集到的副產(chǎn) 物的半導(dǎo)體處理用的收集單元及使用該收集單元的半導(dǎo)體處理用的成 膜裝置。本發(fā)明的第1觀點為，提供一種收集單元，該收集單元被配設(shè)在 半導(dǎo)體處理裝置的排氣通路中，用于收集流過其內(nèi)部的排出氣體中含有的副產(chǎn)物，包括殼體，其具有氣體入口及氣體出口，且以形成上 述排氣通路的一部分的方式配設(shè)；收集器本體，以能夠裝卸的方式配 設(shè)在上述殼體內(nèi)，用于收集上述排出氣體中的上述副產(chǎn)物的部分，上 述收集器本體具備沿上述排出氣體的流動方向排列的多個翼片，各翼 片具有通過附著上述副產(chǎn)物的部分來進行收集的表面；接受機構(gòu)，配 設(shè)在上述殼體內(nèi)，接受從上述收集器本體或上述殼體的內(nèi)表面剝離的 上述副產(chǎn)物的部分，使其不會堆積在上述殼體的底部，上述接受機構(gòu) 容許保留在其上的上述副產(chǎn)物的部分從上方和下方與清潔氣體接觸。本發(fā)明的第2觀點為，提供一種半導(dǎo)體處理用的成膜裝置，包括 容納被處理基板的處理容器、在上述處理容器內(nèi)支撐上述被處理基板 的支撐構(gòu)件、加熱上述處理容器內(nèi)的上述被處理基板的加熱器、排出 上述處理容器內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)、向上述處理容器內(nèi)供給成膜氣體 的成膜氣體供給系統(tǒng)、和向上述處理容器內(nèi)供給清潔氣體的清潔氣體 系統(tǒng)，上述排氣系統(tǒng)包含配設(shè)在排氣通路中用于收集流過其內(nèi)部的排 出氣體中含有的副產(chǎn)物的收集單元，上述收集單元包括殼體，其具 有氣體入口及氣體出口，且以形成上述排氣通路的一部分的方式配設(shè)； 收集器本體，以能夠裝卸的方式配設(shè)在上述殼體內(nèi)，用于收集上述排出氣體中的上述副產(chǎn)物的部分，上述收集器本體具備沿上述排出氣體 的流動方向排列的多個翼片，各翼片具有通過附著上述副產(chǎn)物的部分來進行收集的表面；接受機構(gòu)，配設(shè)在上述殼體內(nèi)，接受從上述收集 器本體或上述殼體的內(nèi)表面剝離的上述副產(chǎn)物的部分，使其不會堆積 在上述殼體的底部，上述接受機構(gòu)容許保留在其上的上述副產(chǎn)物的部 分從上方和下方與清潔氣體接觸。


圖l是表示本發(fā)明的實施方式涉及的成膜裝置(立式CVD裝置) 的截面圖。圖2是表示圖1所示的裝置的收集單元的截面圖。 圖3是表示圖2所示的收集單元的分解裝配圖。 圖4是表示構(gòu)成圖2所示的收集單元的一部分的收集器本體的截 面圖。圖5A、 B是沿圖2中的VA-VA線和VB-VB線的箭頭方向的截面圖。圖6A-C是表示分別對應(yīng)圖5A、 B和圖2的剖面中，副產(chǎn)物殘留在各接受構(gòu)件上時的狀態(tài)的截面圖。圖7是表示第1變化例涉及的收集單元的截面圖。圖8是表示第2變化例涉及的收集單元的截面圖。圖9是表示第3變化例涉及的收集單元的截面圖。圖IO是表示在排氣通路中設(shè)置接受構(gòu)件的狀態(tài)的截面圖。圖11是表示例如使用TEOS作為成膜氣體來堆積Si02薄膜時所采用的現(xiàn)有收集單元的一個例子的截面圖。
具體實施方式
本發(fā)明的發(fā)明人等在本發(fā)明的研發(fā)過程中，針對涉及如上述圖11 所示的排氣系統(tǒng)的收集單元所產(chǎn)生的問題點進行了研究。結(jié)果，本發(fā) 明的發(fā)明人等得到了以下所述的見解。如上所述，通過清潔處理容器內(nèi)，收集單元2內(nèi)被同時清潔。為 了去除附著在各翼片12的表面等的副產(chǎn)物，流通例如3小時左右的清潔氣體即可。但是，當(dāng)該清潔處理進行到某種程度時，附著在收集單元2的各翼片12、蓋16的表面和殼體4的內(nèi)壁面等上的副產(chǎn)物的粘著力就會降 低，而存在從那里剝離、落下的情況。在圖11中表示臥式設(shè)置收集單 元2的狀態(tài)，落下的副產(chǎn)物M1厚厚地堆積在殼體4的底部(圖ll中 的下部)。當(dāng)這樣厚厚地堆積副產(chǎn)物Ml時，副產(chǎn)物Ml與清潔氣體接觸的面 積與其堆積量相比，就變得非常少。為了完全去除副產(chǎn)物M1，就需要 長時間，例如，即使根據(jù)落下的量而異，也還需要經(jīng)過10小時以上持 續(xù)地流通清潔氣體。因此，清潔時間就會變得過于漫長，降低裝置的 運轉(zhuǎn)率。也能夠?qū)惭b殼體4的蓋體10的螺栓8松解，從殼體4內(nèi)取出收 集器本體6，用清洗液來進行清潔。在該情況下，就會使操作規(guī)模變得 過大，維護變得很困難，并且清潔時間變得過長，從而降低裝置的運轉(zhuǎn)率。下面，參照附圖，對基于這些見解所構(gòu)成的本發(fā)明的實施方式進 行說明。在以下的說明中，對于具有大致相同功能和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素 賦予相同的符號，僅在需要的時候進行重復(fù)說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式涉及的成膜裝置(立式CVD裝置) 的截面圖。該成膜裝置22具有由內(nèi)筒24和外筒26構(gòu)成的石英制的雙 層管結(jié)構(gòu)的立式處理容器28。在內(nèi)筒24內(nèi)，容納有用于保持被處理基 板的石英制晶舟30。在晶舟30中，按規(guī)定的間隔多層保持有作為被處 理基板的半導(dǎo)體晶片W。該間隔既可以固定，也可以根據(jù)晶片位置而 不同。在處理容器28的下端幵口部，隔著O形圈等密封構(gòu)件34與例如 不銹鋼制的筒體狀的歧管32連接。在歧管32的下端開口部，隔著O 形圈等密封構(gòu)件36配置有用于開啟及封閉該開口部的蓋體38。在蓋體 38上，配設(shè)有通過磁性流體密封件40而貫通的旋轉(zhuǎn)軸42。在旋轉(zhuǎn)軸 42的上端，配設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺44，在臺44上，配置有石英制的保溫筒46， 在保溫筒46上，載持有晶舟30。旋轉(zhuǎn)軸42安裝在能夠升降的晶舟升 降機(boat elevator) 48的臂48A上，蓋體38和晶舟30等能夠整體地升降。晶舟30能夠向處理容器28內(nèi)從其下方進行插拔。再者，也可 以不旋轉(zhuǎn)晶舟30，使其為固定的狀態(tài)。此外，也存在歧管32的部分與 處理容器整體用石英形成的情況。在歧管32中，配設(shè)有向處理容器28內(nèi)供給規(guī)定氣體的氣體供給 結(jié)構(gòu)50。具體而言，氣體供給結(jié)構(gòu)50具有貫通岐管32的多個，圖中 例示3個噴嘴50A、 50B、 50C，根據(jù)需要能夠從各噴嘴50A 50C中 供給經(jīng)過流量控制的各種氣體。在此，能夠分別供給例如用于進行Si02 膜的薄膜成膜的TEOS氣體、作為清潔氣體使用的HF氣體、作為運載 氣體和吹掃氣體等使用的N2氣體。此外，不限于上述氣體種類，可以 根據(jù)堆積的薄膜種類而使用各種氣體。由各噴嘴50A、 50B、 50C供給的各氣體，在內(nèi)筒24內(nèi)的處理空 間即晶片的處理區(qū)域上升，并在頂部向下方折返。然后從內(nèi)筒24和外 筒26的間隙內(nèi)流下來，從設(shè)置在外筒26的底部側(cè)壁上的排氣口 52排 出。此外，在處理容器28的外周，配設(shè)有圓筒狀的絕熱層54。在其內(nèi) 側(cè)配設(shè)有加熱器56，將位于內(nèi)側(cè)的晶片W加熱到規(guī)定的溫度。在設(shè)置在處理容器28的底部側(cè)壁上的排氣口 52中，配設(shè)有用于 對處理容器28內(nèi)抽真空的排氣系統(tǒng)60。具體而言，排氣系統(tǒng)60與排 氣口 52連接，具有流過排氣氣體的例如由不銹鋼制成的排氣通路62。 在排氣通路62的途中，配設(shè)有收集在其中流動的排氣氣體中含有的副 產(chǎn)物的收集單元64。此外，在排氣通路62的途中，配設(shè)有對處理容器 28內(nèi)抽真空的真空泵66。排氣系統(tǒng)60的整體由能夠進行裝卸的加熱管套68覆蓋。由此， 防止排氣氣體中的副產(chǎn)物因加熱整體而在薄膜的成膜時發(fā)生附著。此 外，在清潔時促進副產(chǎn)物和清潔氣體的反應(yīng)。此外，使反應(yīng)產(chǎn)生的水 分蒸發(fā)，防止配管等結(jié)構(gòu)材料的腐蝕。收集單元64位于排氣通路62的最上游側(cè)，在其下游側(cè)配設(shè)有真 空泵66。在真空泵66的毗鄰(直《)上游側(cè)的排氣通路62中，配設(shè) 有壓力控制用的氣體供給噴嘴70。通過氣體供給噴嘴70 —邊進行流量 控制， 一邊供給作為不活潑氣體的例如N2氣體。由此改變用真空泵66 抽真空的處理容器28內(nèi)的氣體量，對處理容器28內(nèi)的壓力進行控制。也可以在排氣通路62的途中配設(shè)例如由蝶形閥構(gòu)成的壓力控制閥，替 代壓力控制用的氣體噴嘴70。再有，在排氣通路62的途中，因各部件 在設(shè)置上的原因和空間上的原因，也存在有必須不可避免地設(shè)置例如 直角地彎曲排氣通路62的曲柄部72的情況。圖2是表示圖1所示的裝置的收集單元的截面圖。圖3是表示圖2 所示的收集單元的分解裝配圖。圖4是表示構(gòu)成圖2所示的收集單元 的一部分的收集器本體的截面圖。圖5A、 B是沿圖2中的VA-VA線和 VB-VB線的箭頭方向的截面圖。收集單元64具有形成為容器狀的殼體 74，和以能夠裝卸的方式配設(shè)在殼體74內(nèi)的用于收集排氣氣體中的副 產(chǎn)物的收集器本體76。殼體74具有例如整體由不銹鋼制成的成形為圓筒體狀的殼體本體 78。在殼體本體78的下游側(cè)的開口部，通過螺栓81以能夠裝卸的方 式安裝有蓋體80。殼體本體78的上游側(cè)，其截面積的直徑逐漸縮小， 其前端構(gòu)成氣體入口 74A。在氣體入口 74A形成的凸緣部82與排氣通 路62的上游側(cè)連接。蓋體80在中央處具有大的開口部，其構(gòu)成為氣 體出口 74B。在氣體出口 74B形成的凸緣部84與排氣通路62的下游 側(cè)連接。從氣體入口 74A流入的排氣氣體流入殼體本體78內(nèi)，由氣體 出口 74B向下游側(cè)排出。收集器本體76具有例如由不銹鋼制成的多個圓環(huán)狀(環(huán)形狀)的 翼片86 (參照圖4和圖5A)。這些多個翼片86以規(guī)定間隔的等間隔 Pl相互平行地排列著，由以貫通各翼片86的方式設(shè)置的多個支撐桿 88所支撐。在圖2中示出了2個支撐桿88，實際上，如圖5A所示， 配設(shè)有沿翼片86的圓周方向以等間隔配置的3個支撐桿88。間隔Pl 例如為0.5 2 mm左右，翼片86的數(shù)量根據(jù)收集器本體76的長度而 不同，例如可以是100片左右。在支撐桿88的上游側(cè)，安裝有例如半圓狀或曲面狀(穹頂狀)的 蓋90。由此，由上游側(cè)流過來的排氣氣體就不能直接流入各環(huán)狀翼片 86的中心流路。各支撐桿88的下游側(cè)與殼體74的蓋體80連接固定。 因此，如圖3所示，通過將固定蓋體80的螺栓81松解，收集器本體 76就能夠相對于殼體本體78而與蓋體80整體地裝卸。在收集器本體76中，配設(shè)有以與支撐桿88平行的方式貫通各翼片86的桿狀的收集器加熱器92 (參照圖2及圖3)。收集器加熱器92 由桿狀的多個筒式加熱器92A構(gòu)成，如圖5A所示，在此，沿翼片86 的圓周方向以等間隔配設(shè)有3個。在各筒式加熱器92A中配設(shè)有溫度 測量用的未圖示出的熱電偶。由此，就能夠在清潔時一邊將包含各翼 片86的收集器本體76控制在規(guī)定的溫度下， 一邊進行加熱。此外， 在圖2及圖3中僅示出一個筒式加熱器。在收集單元64內(nèi)，配設(shè)有用于接受流通清潔氣體時在下落途中落 下的副產(chǎn)物的接受機構(gòu)96。在圖2所示的情況下，臥式設(shè)置收集單元 64，使其長邊方向為水平方向。接受機構(gòu)96具有相對上下方向以一層 或多層配設(shè)的接受構(gòu)件。具體而言，在此，如圖2和圖5A、 B所示， 接受機構(gòu)96具有不規(guī)則地以三層配設(shè)的接受構(gòu)件。g卩，在殼體74的 圓筒狀的殼體本體78的底部側(cè)(在圖中的下方側(cè))的近似半圓部，沿 其內(nèi)壁面隔出距該內(nèi)壁面規(guī)定的間隔，配設(shè)底部接受構(gòu)件96A。底部 接受構(gòu)件96A的截面形成為近似半圓狀(參照圖5A)，如圖2所示， 遍及殼體本體78的長邊方向的大致整個區(qū)域而配設(shè)。底部接受構(gòu)件96A的上端部向外側(cè)彎曲大致90度，形成擱板部 98。通過將擱板部98的側(cè)面端部與殼體本體78的內(nèi)壁面連接固定， 支撐底部接受構(gòu)件96A。利用底部接受構(gòu)件96A，就能夠接受在清潔 處理中從上方落下來的副產(chǎn)物，使其不堆積在殼體本體78的底部。底 部接受構(gòu)件96A具有多個通氣孔100，由例如不銹鋼制的金屬網(wǎng)(金 屬絲網(wǎng))和沖孔金屬構(gòu)件等構(gòu)成。由此，即使副產(chǎn)物發(fā)生附著，也能 夠使排氣氣體和清潔氣體無阻擋地流通，即，不會降低排氣傳導(dǎo)性。 這一點上，后述的所有接受構(gòu)件也為相同的結(jié)構(gòu)。在收集器本體76的蓋90的表面上，相隔規(guī)定的間隔向水平方向 延伸配設(shè)有上下兩層的上游接受構(gòu)件96B、 96C (參照圖5B)。蓋90 由于其表面直接抵擋了排氣氣體，所以收集的副產(chǎn)物多。因此，如上 所述設(shè)置上游接受構(gòu)件96B、 96C，接受清潔時從蓋90的表面滑落下 來的副產(chǎn)物。上游接受構(gòu)件96B、 96C都是由不銹鋼制的金屬網(wǎng)和沖孔 金屬構(gòu)件等具有通氣孔100的構(gòu)件構(gòu)成。再有，上游接受構(gòu)件既可以 設(shè)計成一層，也可以設(shè)計成三層以上。下面，說明使用上述結(jié)構(gòu)的處理裝置進行的、使用TEOS在半導(dǎo)體晶片W表面上進行的SiOj莫的成膜處理。在成膜裝置22中，在未裝載半導(dǎo)體晶片W的待機狀態(tài)時，將處 理容器28維持低于處理溫度的溫度下。在處理時，首先將未處理的多 片半導(dǎo)體晶片W以規(guī)定的間隔多層保持在晶舟30中。通過上升驅(qū)動 晶舟升降機48，將該晶舟30從下方向處理容器28內(nèi)插入。此外，利 用蓋體38封閉處理容器28的下端開口部，由此密封處理容器28內(nèi)。接著，增加向加熱器56的供給電壓，將晶片W升溫到規(guī)定的處 理溫度，同時，利用排氣系統(tǒng)60將處理容器28內(nèi)抽真空。與此同時， 從氣體供給結(jié)構(gòu)50的規(guī)定的噴嘴50A向處理容器28內(nèi)導(dǎo)入經(jīng)過流量 控制的TEOS氣體。該TEOS氣體一邊在處理容器28內(nèi)上升， 一邊進 行熱分解反應(yīng)，在晶片W的表面上堆積形成Si02膜。在該成膜過程中，如上所述，通過驅(qū)動排氣系統(tǒng)60的真空泵66， 將處理容器28內(nèi)的環(huán)境氣體抽真空。從處理容器28的排氣口 52排出 的排氣氣體流過排氣通路62內(nèi)，通過收集單元64和真空泵66，進一 步向下游側(cè)流動。在該排氣氣體中含有由Si02的成膜反應(yīng)而產(chǎn)生的副 產(chǎn)物。因此，在排氣氣體流過收集單元64內(nèi)時，副產(chǎn)物就從排氣氣體 中去除。為了防止在收集單元64以外的部分附著堆積副產(chǎn)物，使覆蓋排氣 系統(tǒng)60而設(shè)置的加熱管套68工作，預(yù)先將整體加熱到例如15(TC左右。 從氣體入口 74A進入的排氣氣體一邊向下游側(cè)流過殼體74的殼體本體 78內(nèi)， 一邊如圖4所示的箭頭標(biāo)記104所指示的那樣，向著中心通過 收集器本體76的各翼片86之間。此后，排氣氣體從設(shè)置在蓋體80上 的氣體出口 74B向下游側(cè)流動。這樣，當(dāng)排氣氣體流過收集單元64內(nèi) 時，在排氣氣體接觸的部分，排氣氣體中的副產(chǎn)物就會發(fā)生附著堆積， 即被收集，從而將其從排氣氣體中去除。該副產(chǎn)物主要是大量附著在各翼片86的表面上而被去除(收集)。 此外，副產(chǎn)物也分別附著在與排出氣體直接接觸的蓋90的表面、收集 器本體76的內(nèi)壁面及各接受構(gòu)件96A 96C上而被去除。該副產(chǎn)物是 以Si02為主體的材料。如果在收集器本體76中設(shè)置流過冷卻劑的冷卻 單元而對其冷卻，就能夠更有效地去除副產(chǎn)物。上述成膜處理完成后，停止TEOS氣體的供給，通過N2氣體等吹掃并排出處理容器28內(nèi)的殘留氣體。然后，使晶舟30向下方下降， 取出處理完的晶片W。通過反復(fù)進行這樣一系列的成膜處理，在內(nèi)部構(gòu)造物，例如包含 內(nèi)筒24和外筒26的處理容器28的表面、晶舟30的表面、保溫筒46 的表面上就會附著不需要的膜(由TE0S生成的Si02膜)。因此，定期 或不定期地進行用于剝離去除這些不需要的膜的清潔處理。在該清潔 處理中，在晶舟30中沒有保持晶片W的狀態(tài)下(空載狀態(tài)下)，將其 插入處理容器28內(nèi)并使內(nèi)部為密封狀態(tài)。在將處理容器28內(nèi)的溫度維持在規(guī)定溫度的狀態(tài)下， 一邊控制作 為清潔氣體的HF氣體的流量， 一邊從噴嘴50B將其導(dǎo)入處理容器28 內(nèi)。與此同時， 一邊進行流量控制， 一邊從噴嘴50C將作為稀釋氣體 的N/氣體導(dǎo)入處理容器28內(nèi)。這樣，導(dǎo)入處理容器28內(nèi)的HF氣體，在處理容器28內(nèi)流動的同 吋，就會接觸到保溫筒46、晶舟30、內(nèi)筒24、外筒26的各表面。由 此，通過蝕刻去除附著在其上的由TEOS生成的氧化硅膜(Si02)，并 對其進行清潔。清潔氣體流向抽真空的排氣系統(tǒng)60，也與附著在排氣 系統(tǒng)60內(nèi)的主成分為Si02的副產(chǎn)物反應(yīng)，將其去除。此時，作為清潔氣體的HF氣體按下述式與Si02反應(yīng)，產(chǎn)生的SiF4 變成氣體逸出，進行副產(chǎn)物的去除。4HF+Si02—SiF4+2H20為了促進上述反應(yīng)，且使產(chǎn)生的水分(H20)蒸發(fā)，以防止作為構(gòu) 成材料的不銹鋼的腐蝕，運轉(zhuǎn)加熱套管68，例如，將排氣系統(tǒng)60整體 保持在15(TC左右。此外，在收集單元64中，也可驅(qū)動收集器加熱器 92將收集器本體76加熱到例如10(TC左右。該清潔時的處理條件的一 個例子如下。處理容器的溫度500°C，處理容器內(nèi)的壓力150Torr， 氣體流量HF/N尸3/3升，排氣通路的溫度150°C。這樣，當(dāng)該清潔處理進行到某種程度時，附著于收集單元64內(nèi)的 副產(chǎn)物的粘著力因反應(yīng)所生成的水分而下降，從表面剝離、落下。在 該情況下，在現(xiàn)有的收集單元中，如圖11所示，副產(chǎn)物就會在底部堆 積如山。將其完全去除需要長時間，或者在不能完全將其去除的情況 下，就必須將收集單元自身進行分解而清洗。與此相對，在本實施方式中，從附著面剝離落下的副產(chǎn)物在下落途中，在設(shè)置在收集單元64內(nèi)的各接受機構(gòu)96的各接受構(gòu)件％A 96C上被接受，作為副產(chǎn)物M2被保留。圖6A-C是表示在分別對應(yīng)圖 5A、 B及圖2的截面中，副產(chǎn)物保留在各接受部件上時的狀態(tài)的截面 圖。如圖6A-C所示，在設(shè)置在殼體本體78的底部的底部接受構(gòu)件96A 上和設(shè)置在收集器本體76的蓋90的上下兩層的上游接受構(gòu)件96B、 96C上，大量堆積有從附著面剝落下來的副產(chǎn)物M2。但是，由于各接 受構(gòu)件96A 96C由具有通氣孔100的金屬絲網(wǎng)構(gòu)件或沖孔金屬構(gòu)件 等形成，所以清潔氣體通常與在各接受構(gòu)件96A 96C上接受的副產(chǎn) 物M2的上面及下面兩面接觸。即，將副產(chǎn)物M2與清潔氣體的接觸面 積保持在遠遠大于圖11所示的副產(chǎn)物M1的情況的狀態(tài)。因此促進與 清潔氣體的反應(yīng)，使有效地去除副產(chǎn)物成為可能。這樣，在收集單元64的內(nèi)部，配設(shè)有將清潔時落下的副產(chǎn)物在落 下途中接受的接受構(gòu)件96A 96C。因此，即使在落下后，該副產(chǎn)物也 能夠處于與清潔氣體有效地接觸的狀態(tài)而被暴露。由此，就能夠有效 地排除副產(chǎn)物M2，結(jié)果就能夠在清潔時以短時間且確實有效地去除收 集到的副產(chǎn)物。<實驗>實際運轉(zhuǎn)圖2等中所示的設(shè)置有接受機構(gòu)96的收集單元64，和圖 11所示的收集單元2，進行清潔時的評價。在該實驗中，使用TEOS 進行Si02的成膜處理，在其累積膜厚為2.7pm的時刻，在上述的條件 下進行180分鐘的清潔處理。結(jié)果如下在圖11的收集單元2中，清潔處理前的副產(chǎn)物的量為 172.9g，清潔處理后的殘渣為35.1g。因此，其殘留物的比例為20%。 與此相對，在收集單元64中，清潔處理前的副產(chǎn)物的量為169.5g，清 潔處理后的殘渣為4.5g。因此，其殘留物的比例為2.7%，能夠確認(rèn)， 相比于現(xiàn)有情況的20%，能夠大幅地改善。<第1變化例>圖7是表示第1變化例涉及的收集單元的截面圖。在該變化例中， 在圖5A、 B所示的截面半圓狀的底部接受構(gòu)件96A圓弧的途中，彼此相向地在水平方向上形成寬度短的2個擱板部110。擱板部110沿殼體 本體78的長邊方向配設(shè)。利用擱板部110能夠防止副產(chǎn)物在底部接受 構(gòu)件96A的曲面狀的表面滑動移動，并且能夠接受由上方落下來的副 產(chǎn)物。此外，擱板部110也與底部接受構(gòu)件96A—樣，由金屬絲網(wǎng)構(gòu) 件或沖孔金屬構(gòu)件這樣的具有通氣孔的構(gòu)件形成。而且，在底部接受 構(gòu)件96A的下方，沿殼體本體78的長邊方向配設(shè)有第2底部接受構(gòu)件 96D。像這樣，通過以兩層設(shè)置底部接受構(gòu)件96A、 96D，就能夠利用位 于下方的第2底部接受構(gòu)件96D再次接受從上層的底部接受構(gòu)件96A 落下的副產(chǎn)物。因此，能夠防止副產(chǎn)物下落到殼體本體78的底部，這 將能夠進一步提高清潔效率。此外，通過在底部接受構(gòu)件96A的途中設(shè)置擱板部110，就能夠 以不聚集而使其分散的狀態(tài)維持落下的副產(chǎn)物。由此能夠更有效地提 高清潔效率。<第2變化例>圖8是表示第2變化例涉及的收集單元的截面圖。在該變化例中， 接受機構(gòu)96具備遍及收集器本體76的全周而介于收集器本體76和殼 體本體78的內(nèi)表面之間的圓筒狀的接受構(gòu)件96E。在該情況下，也能 夠發(fā)揮與前面的實施方式及變化例相同的作用效果。<第3變化例>圖9是表示第3變化例涉及的收集單元的截面圖。在上述實施方 式和第1、第2變化例中，設(shè)置收集單元64，使其長邊方向為水平方 向。與此相對，設(shè)置第3變化例涉及的收集單元，使其長邊方向為垂 直方向。在該情況下，接受機構(gòu)96具備由圓環(huán)狀的擱板部形成的多個 接受構(gòu)件。在圖示的例子中，沿殼體本體78的高度方向以3層配設(shè)有 環(huán)狀的擱板狀接受構(gòu)件96F、 96G、 96H。在該情況下，也能夠利用各擱板狀接受構(gòu)件96F 96H分別接受清 潔時落下來的副產(chǎn)物，防止該副產(chǎn)物集中在底部而使其分散。因此， 在該情況下，也能夠發(fā)揮與前面的實施方式及第1 第2變化例相同的 作用效果。再有，也可以適當(dāng)組合上述實施方式及第1 第3變化例。<排氣通路的接受構(gòu)件>在上述實施方式及各變化例中，接受機構(gòu)96配設(shè)在收集單元內(nèi)。 取代于此，也可以將接受機構(gòu)96配設(shè)在排氣通路62內(nèi)。g卩，排氣通 路62也存在根據(jù)圖1所示的各部件的排列位置，以必須彎曲成例如直 角狀而生成曲柄部72的方式配設(shè)的情況。由于采用這樣的曲柄部72 能夠大大改變排氣氣體的流動方向，所以存在副產(chǎn)物附著于排氣通路 62的內(nèi)壁面的傾向。在該情況下，該曲柄部72如果位于收集單元62 的上游側(cè)的話，則附著副產(chǎn)物的傾向一定很高。但是，即使位于下游 側(cè)，以收集單元64沒有去除凈的副產(chǎn)物流向下游側(cè)，也會附著于曲柄 部72。圖IO是表示在排氣通路的上升部分和下降部分配設(shè)有接受構(gòu)件的 狀態(tài)的截面圖。即，在曲柄部72中的排氣通路62的上升部分和下降 部分，以橫貫排氣通路62的方式分別配設(shè)有接受機構(gòu)96的配管用接 受構(gòu)件96J、 96K。在該情況下，配管用接受構(gòu)件96J、 96K也由金屬 絲網(wǎng)或沖孔金屬構(gòu)件這樣的具有通氣孔的構(gòu)件形成。在圖10中，附著在曲柄部72的拐角部72A的副產(chǎn)物在清潔處理 途中漂浮并落下。因此，在下落途中，利用配管用接受構(gòu)件96J、 96K 分別將其接受，使其不會積存在曲柄部72的下部。在該情況下，由于 使副產(chǎn)物不聚集在一個部位而分散地被接受，因此就能夠發(fā)揮與前面 的實施方式和第1 第3變化例相同的作用效果。<其它的變化例>在上述實施方式中，例示出進行SiOj莫的成膜的情況。有時也在 摻入B (硼)或P (磷)等的同時形成該膜。薄膜的種類也不限于氧化 硅膜(Si02)，也可以是氮化硅膜或氮氧化硅膜等其它薄膜。在形成氮 化硅膜的情況下，從處理氣體供給系統(tǒng)供給硅源氣體、NH3氣體等氮 化氣體。在形成氮氧化硅膜的情況下，從處理氣體供給系統(tǒng)供給硅源 氣體、 一氧化二氮(N20)、 一氧化氮(NO)這樣的氮氧化氣體。使用的清潔氣體不限于HF氣體，能夠根據(jù)堆積的薄膜的種類使用 適合的清潔氣體。具體而言，作為氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜 的清潔氣體，例如，能夠含有選自HF、 Cl2、 NF3、 F2中的一種以上的 氣體。例如，為了去除氮化硅膜，能夠使用F2 + H2的清潔氣體。在上述實施方式中，例示了批量式處理裝置。替代于此，本發(fā)明也能夠適用于一片片地處理晶片的單片式的處理裝置。作為被處理基 板，替代半導(dǎo)體晶片，也可以將玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等作為對象。
權(quán)利要求
1.一種收集單元，配設(shè)在半導(dǎo)體處理裝置的排氣通路中，用于收集流過其內(nèi)部的排出氣體中含有的副產(chǎn)物，其特征在于，包括殼體，其具有氣體入口和氣體出口，且以形成所述排氣通路的一部分的方式配設(shè)；收集器本體，以能夠裝卸的方式配設(shè)在所述殼體內(nèi)，用于收集所述排出氣體中的所述副產(chǎn)物的部分，所述收集器本體包括沿所述排出氣體的流動方向排列的多個翼片，各翼片具有通過附著所述副產(chǎn)物的部分來進行收集的表面；和接受機構(gòu)，配設(shè)在所述殼體內(nèi)，接受從所述收集器本體或所述殼體的內(nèi)表面剝離的所述副產(chǎn)物的部分，使其不堆積在所述殼體的底部，所述接受機構(gòu)容許保留在其上的所述副產(chǎn)物的部分從上方和下方與清潔氣體接觸。
2. 如權(quán)利要求1所述的收集單元，其特征在于 所述接受機構(gòu)包括具有所述清潔氣體通過的多個通氣孔的板。
3. 如權(quán)利要求2所述的收集單元，其特征在于 所述板包括選自金屬絲網(wǎng)和沖孔金屬構(gòu)件中的構(gòu)件。
4. 如權(quán)利要求1所述的收集單元，其特征在于 所述接受機構(gòu)包括配置在所述收集器本體的下側(cè)的下側(cè)部分。
5. 如權(quán)利要求1所述的收集單元，其特征在于所述接受機構(gòu)包括配置在所述收集器本體的橫向側(cè)的橫向側(cè)部分。
6. 如權(quán)利要求1所述的收集單元，其特征在于所述收集器本體包括在上游側(cè)使氣體流向周圍擴散的蓋，所述接 受機構(gòu)包括安裝在所述蓋上的上游側(cè)部分。
7. 如權(quán)利要求2所述的收集單元，其特征在于所述板以與所述殼體的內(nèi)表面空出規(guī)定的間隔并沿所述內(nèi)表面擴 展的方式配設(shè)。
8. 如權(quán)利要求7所述的收集單元，其特征在于 所述接受機構(gòu)包括從所述板向所述收集器本體延伸的擱板部。
9. 如權(quán)利要求8所述的收集單元，其特征在于 所述擱板部具有所述清潔氣體通過的通氣孔。
10. 如權(quán)利要求7所述的收集單元，其特征在于-所述板遍及半周，介于所述收集器本體和所述殼體的內(nèi)表面之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的收集單元，其特征在于 所述板遍及全周，介于所述收集器本體和所述殼體的內(nèi)表面之間。
12. 如權(quán)利要求l所述的收集單元，其特征在于所述接受機構(gòu)包括在上下方向隔開間隔而排列且具有所述清潔氣 體通過的多個通氣孔的多個板。
13. 如權(quán)利要求l所述的收集單元，其特征在于 所述收集器本體包括加熱所述收集器本體的收集器加熱器。
14. 一種半導(dǎo)體處理用的成膜裝置，其特征在于，包括 容納被處理基板的處理容器；在所述處理容器內(nèi)支撐所述被處理基板的支撐構(gòu)件； 加熱所述處理容器內(nèi)的所述被處理基板的加熱器； 排出所述處理容器內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)； 向所述處理容器內(nèi)供給成膜氣體的成膜氣體供給系統(tǒng)；和 向所述處理容器內(nèi)供給清潔氣體的清潔氣體供給系統(tǒng)， 所述排氣系統(tǒng)包括配設(shè)在排氣通路中的、用于收集流過其內(nèi)部的排出氣體中含有的副產(chǎn)物的收集單元， 所述收集單元包括殼體，其具有氣體入口和氣體出口，且以形成所述排氣通路的一 部分的方式配設(shè)；收集器本體，以能夠裝卸的方式配設(shè)在所述殼體內(nèi)，用于收集所述排出氣體中的所述副產(chǎn)物的部分，所述收集器本體包括沿所述排出 氣體的流動方向排列的多個翼片，各翼片具有通過附著所述副產(chǎn)物的 部分來進行收集的表面；和接受機構(gòu)，配設(shè)在所述殼體內(nèi)，接受從所述收集器本體或所述殼 體的內(nèi)表面剝離的所述副產(chǎn)物的部分，使其不堆積在所述殼體的底部， 所述接受機構(gòu)容許保留在其上的所述副產(chǎn)物的部分從上方和下方與所 述清潔氣體接觸。
15. 如權(quán)利要求14所述的成膜裝置，其特征在于 所述接受機構(gòu)包括具有所述清潔氣體通過的多個通氣孔的板。
16. 如權(quán)利要求15所述的成膜裝置，其特征在于所述板以與所述殼體的內(nèi)表面空出規(guī)定的間隔并沿所述內(nèi)表面擴 展的方式配設(shè)。
17. 如權(quán)利要求14所述的成膜裝置，其特征在于所述成膜氣體含有用于形成選自氧化硅膜、氮氧化硅膜和氮化硅 膜中的膜的氣體。
18. 如權(quán)利要求17所述的成膜裝置，其特征在于 所述清潔氣體含有選自HF、 Cl2、 NF3、 F2中的一種以上的氣體。
19. 如權(quán)利要求14所述的成膜裝置，其特征在于 所述排氣系統(tǒng)包括附加的接受機構(gòu)，其以與所述收集單元不同的位置配設(shè)在所述排氣通路中，接受從所述排氣通路的內(nèi)表面剝離的所 述副產(chǎn)物的部分，使其不會堆積在所述排氣通路的底部，所述附加的接受機構(gòu)容許保留在其上的所述副產(chǎn)物的部分從上方和下方與所述清 潔氣體接觸。
20.如權(quán)利要求19所述的成膜裝置，其特征在于所述附加的接受機構(gòu)配設(shè)在所述排氣通路的上升部分或下降部分中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種收集單元，配設(shè)在半導(dǎo)體處理裝置的排氣通路中，用于收集排出氣體中含有的副產(chǎn)物。收集單元包含以能夠裝卸的方式配設(shè)在殼體內(nèi)的用于收集副產(chǎn)物的部分的收集器本體。收集器本體包含沿排出氣體的流動方向排列的多個翼片，各翼片具有通過附著副產(chǎn)物的部分來進行收集的表面。收集單元還包含接受機構(gòu)，該接受機構(gòu)配設(shè)在殼體內(nèi)，接受從收集器本體或殼體的內(nèi)表面剝離的剝離副產(chǎn)物的部分，使其不會堆積在殼體的底部。接受機構(gòu)容許保留在其上的副產(chǎn)物的部分從上方和下方與清潔氣體接觸。
文檔編號C30B35/00GK101234389SQ20071017012
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者東條行雄, 伊藤勇治, 藤田義幸, 野呂尚孝 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社