[发明专利]用于半导体制造设备的清洗设备以及使用其制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

以下公开的实施方案涉及用于半导体制造设备的清洗设备、以及使用其制造半导体器件的方法。

背景技术

近年来，已经积极地开发了具有在衬底上以此次序形成的GaN层和AlGaN层以使用GaN层作为电子传输层的电子器件(化合物半导体器件)。GaN-基高电子迁移率晶体管(HEMT)为该化合物半导体器件中的一种。使用在AlGaN和GaN的异质界面处形成的密集的二维电子气(2DEG)用于GaN-基HEMT。

GaN的带隙为3.4eV，其大于Si的带隙(1.1eV)和GaAs的带隙(1.4eV)。换言之，GaN具有高的击穿场强。GaN还具有高的电子饱和速度。因此，GaN非常有希望作为能够高电压操作和提供高功率输出的化合物半导体器件的材料。GaN也非常有希望作为使得节省功率的电源器件的材料。

通过金属有机气相外延(MOVPE)在衬底例如硅衬底、碳化硅衬底和蓝宝石衬底上形成化合物半导体例如GaN。用于通过MOVPE形成化合物半导体膜的半导体制造设备中具有各种构件。在形成膜时，化合物半导体的原料粘附于这些构件。因此，在重复成膜工艺时，在构件上积累化合物半导体的原料。随着积累的物质的量增加，粘附的物质可由于应力缓和而与构件剥离。剥离的物质可污染半导体制造设备的内部，并且还抑制有利的晶体生长。当在半导体制造设备的内部存在粘附的物质时，粘附的物质的表层可在晶体生长期间蒸发，漂浮在半导体制造设备中并粘附于晶片。此时，也抑制有利的晶体生长。因此，重要的是适合地清洗半导体制造设备的内部的构件。

作为清洗构件的方法，提出湿清洗和干清洗。因为湿清洗不可避免地在构件上留下少量水，其在化合物半导体成膜期间可蒸发，所以更优选干清洗。干清洗的另一优势在于可选择性地仅移除所关心的材料。换言之，通过干清洗，可移除沉积物而基本上不蚀刻构件。

然而，构件的干清洗耗费很多时间。由于除非清洗构件否者不使用半导体制造设备，所以在清洗期间不实施化合物半导体的成膜。因此，制造半导体器件的产量降低。

[专利文件1]日本专利公开号2003-282543

发明内容

本发明的一个目的是提供能够有效地清洗半导体制造设备的构件的清洗设备、以及使用其制造半导体器件的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于半导体制造设备的清洗设备，包括：氧化物移除装置，其移除粘附于半导体制造设备的构件的沉积物的表面上的氧化物；以及沉积物移除装置，其在通过氧化物移除装置移除表面上的氧化物之后移除沉积物。

根据本发明的另一方面，提供用于清洗半导体制造设备的方法，包括：移除粘附于半导体制造设备的构件的沉积物的表面上的氧化物、以及在移除氧化物之后移除沉积物。

附图说明

图1为根据一个实施方案的用于半导体制造设备的清洗设备的示意图；

图2A-2B示出半导体制造设备的构件的一个实例；

图3A-3C是以步骤次序用于制造GaN-基HEMT的方法的截面图；

图4A-4B为依照图3A-3B中示出的步骤以步骤次序用于制造GaN-基HEMT的方法的截面图；

图5示出高输出放大器的外观的一个实例；

图6A、6B示出电源器件；

图7A、7B示出粘附有沉积物的构件；

图8A、8B示出根据一个实例的清洗的构件；和

图9A、9B示出根据一个对比例的清洗的构件。

具体实施方式

研究了构件的干清洗为何需要长时间的理由。结果，本发明人发现粘附于一些构件的沉积物具有氧化的表面。考虑到步骤的数目和成本，通常在待清洗的构件达到预定数目的构件之后，集体实施构件的干清洗。因此，一些构件在干清洗之前在环境气氛中长时间保存。

粘附于这种构件的沉积物的表面逐步氧化以产生氧化物。通常，考虑到化合物半导体的原料的组成元素，设定干清洗的条件。然而，在这种条件下难以移除氧化物。例如，通常使用氯气用于干清洗。然而，氧化物是物理上稳定的并且其与氯气的反应性低。因此，需要延长清洗来移除氧化物。因此，根据常规技术，干清洗需要长时间。

以下将参考附图详细解释本发明的一个实施方案。图1为根据实施方案的用于半导体制造设备的清洗设备的示意图。