(57)【要約】 【課題】配管をクリーニングしつつ、プロセスガスを安定して供給することができるガス供給部を提供する。【解決手段】本実施形態によるガス供給装置は、基板を処理する処理チャンバ１０に接続され、それぞれがソースガスから該処理チャンバに供給されるプロセスガスを生成する第１および第２電極Ｅ１、Ｅ２を内蔵する第１ガス供給部２０を備えている。第１配管Ｐ１は、第１電極と処理チャンバとの間に介在する。第２配管Ｐ２は、第１電極と排気部ＥＸとの間に介在する。第３配管Ｐ３は、第２電極と処理チャンバとの間に介在する。第４配管Ｐ４は、第２電極と排気部との間に介在する。第２ガス供給部７０は、第２および第４配管に接続可能である。【選択図】図１
2020115535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理チャンバに接続され、それぞれがソースガスから該処理チャンバに供給されるプロセスガスを生成する第１および第２電極を内蔵する第１ガス供給部と、
前記第１電極と前記処理チャンバとの間に介在する第１配管と、
前記第１電極と排気部との間に介在する第２配管と、
前記第２電極と前記処理チャンバとの間に介在する第３配管と、
前記第２電極と前記排気部との間に介在する第４配管と、
前記第２および第４配管に接続可能な第２ガス供給部と、を備えたガス供給装置。
【請求項２】
一端が前記第１および第２配管に接続され、他端が前記第１電極に接続された第１共通配管と、
前記第１共通配管に設けられた第１冷却装置と、
一端が前記第３および第４配管に接続され、他端が前記第２電極に接続された第２共通配管と、
前記第２共通配管に設けられた第２冷却装置と、をさらに備えた請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記第１電極に設けられた第１ヒータと、
前記第２電極に設けられた第２ヒータと、をさらに備えた請求項１または請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記第２ガス供給部は、クリーニングガスを供給するガスタンクと、前記クリーニングガスを活性化させる活性化装置とを備え、前記第１共通配管および前記第２共通配管に共通に接続されている、請求項２または請求項３に記載のガス供給装置。
【請求項５】
基板を処理する処理チャンバに供給するプロセスガスを生成可能なガス供給部であって、第１電極を用いてプロセスガスを生成する第１ガス生成サイトと第２電極を用いてプロセスガスを生成する第２ガス生成サイトを有するガス供給部と、
前記第１ガス生成サイトと前記処理チャンバとの間の第１経路に接続された第１排気サイトと前記第２ガス生成サイトと前記処理チャンバとの間の第２経路に接続された第２排気サイトとを有する排気系と、
前記第１および第２経路に堆積した不純物を除去するクリーニングガスを供給するクリーニング機構とを備え、
前記第１経路を通じてプロセスガスを前記処理チャンバに供給しているときに、前記第２経路は遮断され、前記クリーニング機構は前記第２排気サイトの上流側に接続され、
前記第２経路を通じてプロセスガスを前記処理チャンバに供給しているときに、前記第１経路は遮断され、前記クリーニング機構は前記第１排気サイトの上流側に接続される、ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス等に用いられる装置において、プロセスガスを得るためのガス合成装置を設ける技術が提案されている。ガス合成装置は、プラズマを利用して所望のプロセスガスを生成し、そのプロセスガスをプロセスチャンバへ供給する。
【０００３】
しかし、ガス合成装置で生成される所望のプロセスガスの量は比較的少ない。また、プロセスガス成分以外の堆積物が配管に付着して配管を詰まらせるおそれがある。この場合、ガス合成装置内の圧力を制御することができない場合がある。このような堆積物を除去するために配管をクリーニングすると、クリーニング中においてプロセスガスを供給することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開第２０１７／００３２９８２号公報
【特許文献２】米国特許公開第２０１５／０３４８７５５号公報
【特許文献３】米国特許公開第２０１５／０１６７１７１号公報
【特許文献４】特開平６−２５２０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配管をクリーニングしつつ、プロセスガスを安定して供給することができるガス供給部を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によるガス供給装置は、基板を処理する処理チャンバに接続され、それぞれがソースガスから該処理チャンバに供給されるプロセスガスを生成する第１および第２電極を内蔵する第１ガス供給部を備えている。第１配管は、第１電極と処理チャンバとの間に介在する。第２配管は、第１電極と排気部との間に介在する。第３配管は、第２電極と処理チャンバとの間に介在する。第４配管は、第２電極と排気部との間に介在する。第２ガス供給部は、第２および第４配管に接続可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に従った半導体製造装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】電極およびバルブの動作を示す表。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に従った半導体製造装置１（以下、単に、装置１ともいう）の構成の一例を示すブロック図である。以下の実施形態による半導体製造装置は、例えば、エッチング装置、堆積装置等のプロセスガスを用いて半導体基板を処理する装置でよい。以下、半導体製造装置は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を行うエッチング装置として説明する。
【００１０】
装置１は、処理チャンバ１０と、ガス供給チャンバ２０と、電極Ｅ０〜Ｅ２と、ヒータ３１、３２、５１、５２と、冷却装置４１、４２と、ソースガスボンベ６０と、クリーニング機構７０と、マスフローコントローラＭＦＣ１、ＭＦＣ２と、バルブＶ１〜Ｖ１０と、ポンプＰＭ１、ＰＭ２と、配管Ｐ１〜Ｐ８、Ｐｃ１、Ｐｃ２と、コントローラ８０とを備えている。尚、処理チャンバ１０およびそれ以外のガス供給系は、一体のエッチング装置として構成してもよく、あるいは、別体の装置として構成してもよい。よって、ガス供給系は、処理チャンバ１０とは別体のガス供給装置として構成されてもよい。この場合、ガス供給装置は、処理チャンバ１０に対して外付け可能に構成される。
【００１１】
処理チャンバ１０は、エッチング処理の対象となる半導体基板（図示せず）を収容可能であり、ガス供給チャンバ２０から導入されたエッチングガスを用いて、半導体基板をエッチング処理する。シリコン酸化膜をエッチングする場合、プロセスガスとしてのエッチングガスは、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ５、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８等のＣＦ系ガスの少なくとも１つを主として含む。
【００１２】
第１ガス供給部としてのガス供給チャンバ２０は、第３ガス供給部としてのソースガスボンベ６０からエッチングガスの原料となるソースガスを受け取り、処理チャンバ１０へ供給するエッチングガスを生成する。ソースガスは、例えば、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等である。
【００１３】
ガス供給チャンバ２０は、その内部に、基準電極Ｅ０、第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２を有する。基準電極Ｅ０は、例えば、接地電圧となっており、第１および第２電極Ｅ１、Ｅ２は、高電圧を印加可能となっている。それにより、第１電極Ｅ１と基準電極Ｅ０との間、あるいは、第２電極Ｅ２と基準電極Ｅ０との間に電界を掛けて、プラズマを発生させることができる。このプラズマによって、ソースガスを解離させて、あるいは、結合させて、所望のエッチングガスを生成する。所望のエッチングガスは、例えば、Ｃ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ４等である。尚、ソースガスボンベ６０は、バルブＶ９およびマスフローコントローラＭＦＣ１を介してガス供給チャンバ２０に接続され、ガス供給チャンバ２０へソースガスを供給する。
【００１４】
第１電極Ｅ１においてプロセスガスを生成する領域を第１ガス生成サイトＡ１とし、第２電極Ｅ２においてプロセスガスを生成する領域を第２ガス生成サイトＡ２とする。
【００１５】
第１ヒータとしてのヒータ３１は、第１電極Ｅ１および配管Ｐ５の周囲に設けられており、第１電極Ｅ１および配管Ｐ５を不純物ガスの凝縮点より高い温度に加熱することができる。配管Ｐ５は、バルブＶ１を介して第１ガス生成サイトＡ１に接続され、プロセスガスを第１共通配管Ｐｃ１へ送る。第１電極Ｅ１および配管Ｐ５を加熱することによって、不純物ガスが第１共通配管Ｐｃ１より上流側にある（ガス供給チャンバ２０に近い）第１電極Ｅ１および配管Ｐ５に堆積することを抑制する。この不純物ガスは、冷却装置４１の設けられた第１共通配管Ｐｃ１の部分に堆積しトラップされるようにする。
【００１６】
第２ヒータとしてのヒータ３２は、第２電極Ｅ２および配管Ｐ７の周囲に設けられており、第２電極Ｅ２および配管Ｐ７を不純物ガスの凝縮点より高い温度に加熱することができる。配管Ｐ７は、バルブＶ２を介して第２ガス生成サイトＡ２に接続され、プロセスガスを第２共通配管Ｐｃ２へ送る。第２電極Ｅ２および配管Ｐ７を加熱することによって、不純物ガスが第２共通配管Ｐｃ２より上流側にある（ガス供給チャンバ２０に近い）第２電極Ｅ２および配管Ｐ７に堆積することを抑制する。この不純物ガスは、冷却装置４２の設けられた第２共通配管Ｐｃ２の部分にトラップされるようにする。
【００１７】
ヒータ３１、３２は、例えば、電熱線でよい。この場合、電熱線は、電極Ｅ１、Ｅ２または配管Ｐ５、Ｐ７の周囲に近接して配置され、あるいは、電極Ｅ１、Ｅ２または配管Ｐ５、Ｐ７にコイル状に巻き付ければよい。また、ヒータ３１、３２は、加熱した媒体（例えば、オイル）を流す配管であってもよい。この場合、この配管は、電極Ｅ１、Ｅ２または配管Ｐ５、Ｐ７の周囲に近接して配置され、あるいは、電極Ｅ１、Ｅ２または配管Ｐ５、Ｐ７にコイル状に巻き付ければよい。
【００１８】
第２ガス供給部としてのクリーニング機構７０は、第１および第２共通配管Ｐｃ１、Ｐｃ２にトラップされた不純物を除去するために、クリーニングガスを生成する。そのために、クリーニング機構７０は、クリーニングガスを供給するガスボンベ７１と、クリーニングガスを活性化させる活性化装置７２とを備えている。ガスボンベ７１と活性化装置７２とは配管接続されており、ガスボンベ７１は、バルブＶ１０およびマスフローコントローラＭＦＣ２を介してクリーニングガスを活性化装置７２へ供給する。クリーニングガスは、例えば、酸素である。活性化装置７２は、クリーニングガスを活性化させる。活性化装置７２は、例えば、プラズマを用いて酸素を活性化させて酸素ラジカル（Ｏ＊）を生成する。クリーニング機構７０は、第１共通配管Ｐｃ１および第２共通配管Ｐｃ２の両方に接続されている。よって、活性化されたクリーニングガス（酸素ラジカル）は、配管Ｐ６を介して第１共通配管Ｐｃ１に供給可能であり、あるいは、配管Ｐ８を介して第２共通配管Ｐｃ２にも供給可能である。これにより、クリーニング機構７０は、第１共通配管Ｐｃ１内にトラップされた不純物を除去し、あるいは、第２共通配管Ｐｃ２内にトラップされた不純物を除去する。クリーニングガスおよび不純物ガスは、ポンプＰＭ２から排気される。このように、クリーニング機構７０は、第１および第２共通配管Ｐｃ１、Ｐｃ２をクリーニングすることができる。
【００１９】
処理チャンバ１０は、ポンプＰＭ１に接続されており、使用後のエッチングガスがポンプＰＭ１から排気される。
（第１ガス供給系）
処理チャンバ１０は、第１配管としての配管Ｐ１を介して第１共通配管Ｐｃ１に接続されている。配管Ｐ１は、第１電極Ｅ１と処理チャンバ１０との間に介在し、第１電極Ｅ１からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ送る。配管Ｐ１には、第５バルブとしてのバルブＶ５が配管Ｐ１を開閉可能なように設けられている。
【００２０】
第１共通配管Ｐｃ１は、第１バルブとしてのバルブＶ１を介してガス供給チャンバ２０内の第１電極Ｅ１に接続されている。バルブＶ１は、第１ガス生成サイトＡ１（第１電極Ｅ１）と第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１との間の配管Ｐ５に設けられている。第１共通配管Ｐｃ１の外周には、冷却装置４１が設けられており、第１共通配管Ｐｃ１を冷却することができる。冷却装置４１は、例えば、ペルチェ素子であってもよい。あるいは、冷却装置４１は、第１共通配管Ｐｃ１にコイル状に巻き付けられ、液体窒素、液体ヘリウム等の冷却媒体を流す配管であってもよい。これにより、冷却装置４１は、第１共通配管Ｐｃ１内に流れるエッチングガスに含まれる不純物成分を冷却して凝縮させ、第１共通配管Ｐｃ１内にトラップすることができる。不純物成分は、例えば、未解離のソースガスのＣ４Ｆ８や、ソースガスが解離して形成されるＣＦ、ＣＦ２、ＣＦ３などのラジカルであり、エッチングガス（例えば、Ｃ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ４）よりも凝縮点が高い。冷却装置４１は、エッチングガスの凝縮点よりも高く、かつ、不純物成分の凝縮点よりも低い温度に第１共通配管Ｐｃ１を制御する。これにより、第１共通配管Ｐｃ１内において不純物成分を選択的に凝縮（液化）、あるいは凝固してトラップすることができる。このとき、不純物成分を除いたエッチングガスは、第１共通配管Ｐｃ１内を気体のまま通過し、第１配管Ｐ１を介して処理チャンバ１０へ供給される。このように、第１ガス供給系は、配管Ｐ５、Ｐｃ１、Ｐ１を有し、第１電極Ｅ１と処理チャンバ１０との間を配管Ｐ５、Ｐｃ１、Ｐ１で接続する。
【００２１】
例えば、エッチングガスとしてＣ２Ｆ４を用いた場合、Ｃ２Ｆ４の沸点は、約−７６℃であり、引火点は、約１８７℃である。従って、ヒータ３１、５１および冷却装置４１は、共通配管Ｐｃ１および電極Ｅ１の温度（エッチングガスの温度）を約−７６℃〜１８７℃の間で制御することが好ましい。さらに、エッチングガスを供給する際に不純物ガスを冷却装置４１においてトラップするために、冷却装置４１は、共通配管Ｐｃ１の温度が不純物成分の凝縮点よりも低くなるように共通配管Ｐｃ１を冷却する。一方、不純物ガスが電極Ｅ１および配管Ｐ５に堆積しないように、ヒータ３１は、電極Ｅ１の温度が不純物成分の凝縮点よりも高くなるように電極Ｅ１を加熱する。
【００２２】
冷却装置４１が設けられている第１共通配管Ｐｃ１の部分の外側には、第３ヒータとしてのヒータ５１も設けられている。ヒータ５１は、第１共通配管Ｐｃ１を不純物の凝縮点より高い温度に加熱することができる。ヒータ５１は、クリーニング時に第１共通配管Ｐｃ１を加熱してトラップされていた不純物を気化させることができる。また、ヒータ５１は、クリーニング機構７０から供給される活性化されたクリーニングガスと、トラップされた不純物を反応させ、不純物の分解を促進させることができる。気化した、あるいは分解された不純物ガスは、第２配管Ｐ２を介してポンプＰＭ２から排気され得る。
【００２３】
ヒータ５１はヒータ３１と同様の構成でよい。即ち、ヒータ５１は、例えば、電熱線でよい。この場合、電熱線は、共通配管Ｐｃ１または冷却装置４１の周囲に近接して配置され、あるいは、共通配管Ｐｃ１または冷却装置４１にコイル状に巻き付ければよい。また、ヒータ５１は、加熱した媒体（例えば、オイル）を流す配管であってもよい。この場合、この配管は、共通配管Ｐｃ１または冷却装置４１の周囲に近接して配置され、あるいは、共通配管Ｐｃ１または冷却装置４１にコイル状に巻き付ければよい。
【００２４】
第１共通配管Ｐｃ１の一端は、配管Ｐ１およびＰ２に接続されている。配管Ｐ１は、処理チャンバ１０に接続されており、プロセスガスを処理チャンバ１０へ送る。また、第２配管としての配管Ｐ２は、第１共通配管Ｐｃ１とポンプＰＭ２との間に接続されており、第１電極Ｅ１と排気部ＥＸとの間に介在している。配管Ｐ２には、第６バルブとしてのバルブＶ６が配管Ｐ２を開閉可能なように設けられている。ポンプＰＭ２は、配管Ｐ２を介して第１共通配管Ｐｃ１にトラップされた不純物成分を排気することができる。このように、配管Ｐ２およびバルブＶ６は、第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１に接続され、不純物成分やクリーニングガス、余剰のプロセスガスを排気する第１排気サイトとして機能する。
【００２５】
第１共通配管Ｐｃ１の他端は、配管Ｐ５を介して第１電極Ｅ１に接続されており、かつ、配管Ｐ６を介してクリーニング機構７０に接続されている。配管Ｐ５には、バルブＶ１が配管Ｐ５を開閉可能なように設けられている。配管Ｐ６には、第３バルブとしてのバルブＶ３が配管Ｐ６を開閉可能なように設けられている。即ち、バルブＶ３は、クリーニング機構７０と第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１との間の配管Ｐ６に設けられている。第１電極Ｅ１にて生成されるエッチングガスは、配管Ｐ５を介して第１共通配管Ｐｃ１へ送られる。クリーニング機構７０にて生成されるクリーニングガスは、配管Ｐ６を介して第１共通配管Ｐｃ１へ送られる。
【００２６】
（第２ガス供給系）
一方、処理チャンバ１０は、第３配管としての配管Ｐ３を介して第２共通配管Ｐｃ２にも接続されている。配管Ｐ３は、第２電極Ｅ２と処理チャンバ１０との間に介在し、第２電極Ｅ２からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ送る。配管Ｐ３には、第７バルブとしてのバルブＶ７が配管Ｐ３を開閉可能なように設けられている。
【００２７】
第２共通配管Ｐｃ２は、第２バルブとしてのバルブＶ２を介してガス供給チャンバ２０内の第２電極Ｅ２に接続されている。バルブＶ２は、第２ガス生成サイトＡ２（第２電極Ｅ２）と第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２との間の配管Ｐ７に設けられている。第２共通配管Ｐｃ２の外周には、冷却装置４２が設けられており、第２共通配管Ｐｃ２を冷却することができる。冷却装置４２は、冷却装置４１と同様に、例えば、ペルチェ素子であってもよく、あるいは、第２共通配管Ｐｃ２にコイル状に巻き付けられ冷却媒体を流す配管であってもよい。冷却装置４２は、エッチングガスの凝縮点よりも高く、かつ、不純物成分の凝縮点よりも低い温度に第２共通配管Ｐｃ２を制御する。これにより、冷却装置４２は、第２共通配管Ｐｃ２内に流れるエッチングガスに含まれる不純物成分を冷却して凝縮、あるいは凝固させ、第２共通配管Ｐｃ２内にトラップすることができる。このとき、不純物成分を除いたエッチングガスは、第２共通配管Ｐｃ２内を気体のまま通過し、第３配管Ｐ３を介して処理チャンバ１０へ供給される。このように、第２ガス供給系は、配管Ｐ７、Ｐｃ２、Ｐ３を有し、第２電極Ｅ２と処理チャンバ１０との間を配管Ｐ７、Ｐｃ２、Ｐ３で接続する。
【００２８】
例えば、上述のように、エッチングガスとしてＣ２Ｆ４を用いた場合、ヒータ３２、５２および冷却装置４２は、共通配管Ｐｃ２および電極Ｅ２の温度（エッチングガスの温度）を約−７６℃〜１８７℃の間で制御することが好ましい。さらに、エッチングガスを供給する際に不純物ガスを冷却装置４２においてトラップするために、冷却装置４２は、共通配管Ｐｃ２の温度が不純物成分の凝縮点よりも低くなるように共通配管Ｐｃ２を冷却する。一方、不純物ガスが電極Ｅ２および配管Ｐ７に堆積しないように、ヒータ３２は、電極Ｅ２の温度が不純物成分の凝縮点よりも高くなるように電極Ｅ２を加熱する。
【００２９】
冷却装置４２が設けられている第２共通配管Ｐｃ２の部分の外側には、第４ヒータとしてのヒータ５２が設けられている。ヒータ５２は、第２共通配管Ｐｃ２を不純物の凝縮点より高い温度に加熱することができる。ヒータ５２は、クリーニング時に第２共通配管Ｐｃ２を加熱してトラップされていた不純物を気化させることができる。また、ヒータ５２は、クリーニング機構７０から供給される活性化されたクリーニングガスと、トラップされた不純物とを反応させ、不純物の分解を促進させることができる。気化した、あるいは分解された不純物ガスは、第４配管Ｐ４を介してポンプＰＭ２から排気され得る。
【００３０】
ヒータ５２はヒータ３２と同様の構成でよい。即ち、ヒータ５２は、例えば、電熱線でよい。この場合、電熱線は、共通配管Ｐｃ２または冷却装置４２の周囲に近接して配置され、あるいは、共通配管Ｐｃ２または冷却装置４２にコイル状に巻き付ければよい。また、ヒータ５２は、加熱した媒体（例えば、オイル）を流す配管であってもよい。この場合、この配管は、共通配管Ｐｃ２または冷却装置４２の周囲に近接して配置され、あるいは、共通配管Ｐｃ２または冷却装置４２にコイル状に巻き付ければよい。
【００３１】
第２共通配管Ｐｃ２の一端は、配管Ｐ３およびＰ４に接続されている。配管Ｐ３は、処理チャンバ１０に接続されており、プロセスガスを処理チャンバ１０へ送る。第４配管としての配管Ｐ４は、第２共通配管Ｐｃ２とポンプＰＭ２との間に接続されており、第２電極Ｅ２と排気部ＥＸとの間に介在する。配管Ｐ４には、第８バルブとしてのバルブＶ８が配管Ｐ４を開閉可能なように設けられている。ポンプＰＭ２は、配管Ｐ４を介して第２共通配管Ｐｃ２にトラップされた不純物成分を排気することができる。このように、配管Ｐ４およびバルブＶ８は、第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２に接続され、不純物成分やクリーニングガス、余剰のプロセスガスを排気する第２排気サイトとして機能する。
【００３２】
第２共通配管Ｐｃ２の他端は、配管Ｐ７を介して第２電極Ｅ２に接続されており、かつ、配管Ｐ８を介してクリーニング機構７０に接続されている。配管Ｐ７には、バルブＶ２が配管Ｐ７を開閉可能なように設けられている。配管Ｐ８には、第４バルブとしてのバルブＶ４が配管Ｐ８を開閉可能なように設けられている。即ち、バルブＶ４は、クリーニング機構７０と第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２との間の配管Ｐ８に設けられている。第２電極Ｅ２にて生成されるエッチングガスは、配管Ｐ７を介して第２共通配管Ｐｃ２へ送られる。クリーニング機構７０にて生成されるクリーニングガスは、配管Ｐ８を介して第２共通配管Ｐｃ２へ送られる。
【００３３】
以上のような構成により、第１ガス供給系は、配管Ｐ５、第１共通配管Ｐｃ１、配管Ｐ１等を介して、第１電極Ｅ１からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給する。第２ガス供給系は、配管Ｐ７、第２共通配管Ｐｃ２、配管Ｐ３等を介して、第２電極Ｅ２からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給する。これにより、第１および第２電極Ｅ１、Ｅ２からのエッチングガスは、別々の第１および第２ガス供給系を介して処理チャンバ１０へ供給され得る。
【００３４】
また、クリーニング機構７０は、第１ガス供給系の配管Ｐ６を介して第１共通配管Ｐｃ１に接続可能であり、第１ガス供給系は、第１共通配管Ｐｃ１から配管Ｐ２を介して不純物ガスを除去・排気することができる。また、クリーニング機構７０は、第２ガス供給系の配管Ｐ８を介して第２共通配管Ｐｃ２に接続可能であり、第２ガス供給系は、第２共通配管Ｐｃ２から配管Ｐ４を介して不純物ガスを除去・排気することができる。これにより、共通の単一クリーニング機構７０が第１および第２共通配管Ｐｃ１、Ｐｃ２の両方にトラップされた不純物を除去することができる。
【００３５】
コントローラ８０は、半導体製造装置１の各構成を制御する。例えば、第１電極Ｅ１からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給する場合、コントローラ８０は、バルブＶ１、Ｖ５を開き、バルブＶ３、Ｖ７を閉じる。尚、バルブＶ６は、エッチングガスの供給量を調節するために開いていてもよい。第１電極Ｅ１からのエッチングガスは、配管Ｐ５、Ｐｃ１、Ｐ１を介して処理チャンバ１０へ供給される。このとき、コントローラ８０は、冷却装置４１を駆動させて第１共通配管Ｐｃ１を冷却し、エッチングガスに含まれる不純物を凝縮して第１共通配管Ｐｃ１にトラップする。同時に、コントローラ８０は、第１電極Ｅ１および配管Ｐ５に不純物が堆積しないように、ヒータ３１を駆動させて第１電極Ｅ１および配管Ｐ５を加熱する。ヒータ５１は、駆動せず待機状態となっている。尚、バルブＶ９、Ｖ１０は開状態を維持している。
【００３６】
一方、このとき、第２電極Ｅ２はエッチングガスを生成せず、クリーニング機構７０が第２共通配管Ｐｃ２をクリーニングする。従って、コントローラ８０は、バルブＶ４、Ｖ８を開き、バルブＶ２を閉じる。クリーニング機構７０からのクリーニングガスは、配管Ｐ８、Ｐｃ２、Ｐ４を介してポンプＰＭ２から排気される。このとき、コントローラ８０は、ヒータ５２を駆動させて第２共通配管Ｐｃ２を加熱し、第２共通配管Ｐｃ２にトラップされていた不純物を気化、あるいは分解させる。気化、あるいは分解した不純物ガスは、クリーニングガスとともに第２共通配管Ｐｃ２、配管Ｐ４を介してポンプＰＭ２から排気される。このとき、冷却装置４２およびヒータ３２は、駆動せず待機状態となっている。
【００３７】
逆に、第２電極Ｅ２からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給する場合、コントローラ８０は、バルブＶ２、Ｖ７を開き、バルブＶ４、Ｖ５を閉じる。尚、バルブＶ８は、エッチングガスの供給量を調節するために開いていてもよい。第２電極Ｅ２からのエッチングガスは、配管Ｐ７、Ｐｃ２、Ｐ３を介して処理チャンバ１０へ供給される。このとき、コントローラ８０は、冷却装置４２を駆動させて第２共通配管Ｐｃ２を冷却し、エッチングガスに含まれる不純物を凝縮して第２共通配管Ｐｃ２にトラップする。同時に、コントローラ８０は、第２電極Ｅ２および配管Ｐ７に不純物が堆積しないように、ヒータ３２を駆動させて第２電極Ｅ２および配管Ｐ７を加熱する。ヒータ５２は、駆動せず待機状態となっている。
【００３８】
一方、このとき、第１電極Ｅ１はエッチングガスを生成せず、クリーニング機構７０が第１共通配管Ｐｃ１をクリーニングする。従って、コントローラ８０は、バルブＶ３、Ｖ６を開き、バルブＶ１を閉じる。クリーニング機構７０からのクリーニングガスは、配管Ｐ６、Ｐｃ１、Ｐ２を介してポンプＰＭ２から排気される。このとき、コントローラ８０は、ヒータ５１を駆動させて第１共通配管Ｐｃ１を加熱し、第１共通配管Ｐｃ１にトラップされていた不純物を気化、あるいは分解させる。気化、あるいは分解した不純物ガスは、クリーニングガスとともに第１共通配管Ｐｃ１、配管Ｐ２を介してポンプＰＭ２から排気される。このとき、冷却装置４１およびヒータ３１は、駆動せず待機状態となっている。
【００３９】
このように、本実施形態による半導体製造装置１は、第１ガス供給系を用いて第１電極Ｅ１からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給しつつ、クリーニング機構７０から第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２にクリーニングガスを供給して第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２をクリーニングすることができる（ステップ１）。逆に、半導体製造装置１は、第２ガス供給系を用いて第２電極Ｅ２からのエッチングガスを処理チャンバ１０へ供給しつつ、クリーニング機構７０から第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１にクリーニングガスを供給して第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１をクリーニングすることができる（ステップ２）。半導体製造装置１は、ステップ１およびステップ２を周期的に繰り返す。これにより、半導体製造装置１は、或る周期においてエッチングガスを連続的に供給しつつ不純物をトラップし、次の周期においてそのトラップした不純物を排除することができる。その結果、不純物の堆積による配管詰まりを抑制することができ、エッチングガスを安定して供給することができる。
【００４０】
図２は、電極Ｅ１、Ｅ２およびバルブＶ１〜Ｖ８の動作を示す表である。例えば、ステップ１では、第１電極Ｅ１がオン状態であり、第１ガス生成サイトにおいてエッチングガスを生成している。このとき、第２電極Ｅ２はオフ状態となっており、第２ガス供給系の第２共通配管Ｐｃ２がクリーニングされている。従って、コントローラ８０は、バルブＶ１、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ８を開き、他のバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ７を閉じる。これにより、第１電極Ｅ１からのエッチングガスは、配管Ｐ５、第１共通配管Ｐｃ１、配管Ｐ１を介して処理チャンバ１０へ供給される。このとき、第１共通配管Ｐｃ１は、第１冷却装置４１によって冷却され、不純物をトラップする。一方、クリーニング機構７０からのクリーニングガスは、配管Ｐ８、第２共通配管Ｐｃ２、配管Ｐ４をクリーニングしてポンプＰＭ２から排気される。
【００４１】
ステップ２では、第２電極Ｅ２がオン状態であり、第２ガス生成サイトにおいてエッチングガスを生成している。このとき、第１電極Ｅ１はオフ状態となっており、第１ガス供給系の第１共通配管Ｐｃ１がクリーニングされている。従って、コントローラ８０は、バルブＶ２、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８を開き、他のバルブＶ１、Ｖ４、Ｖ５を閉じる。これにより、第２電極Ｅ２からのエッチングガスは、配管Ｐ７、第２共通配管Ｐｃ２、配管Ｐ３を介して処理チャンバ１０へ供給される。このとき、第２共通配管Ｐｃ２は、第２冷却装置４２によって冷却され、不純物をトラップする。一方、クリーニング機構７０からのクリーニングガスは、配管Ｐ６、第１共通配管Ｐｃ１、配管Ｐ２をクリーニングしてポンプＰＭ２から排気される。
【００４２】
本実施形態によれば、ステップ１およびステップ２を交互に繰り返すことによって、エッチングガスは処理チャンバ１０へ連続的に供給される。従って、エッチングガスの供給量を増大させることができる。また、第１および第２冷却装置４１、４２は、交互に定期的にクリーニングされる。よって、配管の目詰まりが起こりにくい。
【００４３】
共通配管Ｐｃ１、Ｐｃ２、配管Ｐ１、Ｐ３、配管Ｐ２、Ｐ４、冷却装置４１、４２、ヒータ３１、３２、および、ヒータ５１、５２を含む供給系および排気系は、それぞれ電極Ｅ１、Ｅ２の数に対応して同数だけ設けられている。従って、本実施形態において、供給系および排気系は２つの電極Ｅ１、Ｅ２に対応して２つずつ設けられている。しかし、電極数は３つ以上であってもよい。この場合、これらの供給系および排気系も電極数に対応させた数にすればよい。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１  半導体製造装置、１０  処理チャンバ、２０  ガス供給チャンバ、Ｅ０〜Ｅ２  電極、３１、３２、５１、５２  ヒータ、４１、４２  冷却装置、６０  ソースガスボンベ、７０  クリーニング機構、ＭＦＣ１、ＭＦＣ２  マスフローコントローラ、Ｖ１〜Ｖ１０  バルブ、ＰＭ１、ＰＭ２  ポンプ、Ｐ１〜Ｐ８、Ｐｃ１、Ｐｃ２  配管、８０  コントローラ
【図１】
2020115535.tif 000003
【図２】
2020115535.tif 000004