(57)【要約】      （修正有）【課題】反応副生成物除去のための洗浄処理の周期を長くすることができる成膜装置の排気系構造を提供する。【解決手段】処理容器内にＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスを供給して処理容器内に配置された基板Ｗ上にＣＶＤによりＴｉＮ膜を形成する成膜装置１００の排気系３００は、処理容器内の排ガスを排出する排気管５１と、排気管５１に設けられた反応室５４と、水蒸気と水素ラジカルを供給して、反応室５４内でこれらと排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせる水蒸気発生器６２および水素ラジカル発生器６４と、反応室５４からＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出する水溶液排出機構とを具備する。【選択図】図１
2010084181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に処理ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤにより膜を形成する成膜装置の排気系構造であって、
前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた反応室と、
前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記反応室内でその物質と前記副生成物との間で水溶液生成反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、
前記反応室から前記水溶液を排出する水溶液排出機構と
を具備することを特徴とする成膜装置の排気系構造。
【請求項２】
処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤによりＴｉＮ膜を形成する成膜装置の排気系構造であって、
前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた反応室と、
水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記反応室内でこれらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、
前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出する水溶液排出機構と
を具備することを特徴とする成膜装置の排気系構造。
【請求項３】
前記反応室において、前記水蒸気と前記水素ラジカルとＴｉＣｌｘとの反応によりＴｉＯ２が生成されることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置の排気系構造。
【請求項４】
前記水溶液生成物質供給機構は、水蒸気を発生する水蒸気発生器と、水素ラジカルを発生させる水素ラジカル発生器とを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の成膜装置の排気系構造。
【請求項５】
前記水素ラジカルは、プラズマにより生成されることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置の排気系構造。
【請求項６】
基板が配置される処理容器と、
基板が配置された処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、
前記処理ガスにエネルギーを与えて基板上で成膜反応を生じさせる手段と、
前記処理容器から排ガスを排出させ、排ガスを処理する排気系構造と
を具備し、
基板上に膜を形成する成膜装置であって、
前記排気系構造は、
前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた反応室と、
前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記反応室内で水溶液生成反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、
前記反応室から前記水溶液を排出する水溶液排出機構と
を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
基板が配置される処理容器と、
基板が配置された処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを供給する処理ガス供給機構と、
基板を加熱することにより処理ガスにエネルギーを与えて基板上で成膜反応を生じさせる手段と、
前記処理容器から排ガスを排出させ、排ガスを処理する排気系構造と
を具備し、
基板上にＴｉＮ膜を形成する成膜装置であって、
前記排気系構造は、
前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、
前記排気管に設けられた反応室と、
水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記反応室内でこれらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、
前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出する水溶液排出機構と
を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
処理容器内に処理ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤにより膜を形成する成膜装置における排ガスの処理方法であって、
前記処理容器内の排ガスを排気管に排出し、
前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記排気管に設けられた反応室内で前記水溶液を生成する物質と前記副生成物との間で水溶液生成反応を生じさせ、
前記反応室から前記水溶液を排出することを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項９】
処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤによりＴｉＮ膜を形成する成膜装置における排ガスの処理方法であって、
前記処理容器内の排ガスを排気管に排出し、
水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記排気管に設けられた反応室内で、これらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせ、
前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出することを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項１０】
コンピュータ上で動作し、成膜装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記請求項８または請求項９の方法が行われるように、コンピュータに前記成膜装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤにより所定の膜を成膜する成膜装置の排気系構造、およびそのような排気系構造を備えた成膜装置、ならびに排ガスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、成膜処理、改質処理、酸化拡散処理、エッチング処理等の各種の処理が行われる。
【０００３】
この中で、成膜処理としては、半導体ウエハを収容したチャンバー内に所定の処理ガスを導入して化学反応により所定の膜を成膜するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が多用されている。ＣＶＤ法においては、被処理基板である半導体ウエハ上で処理ガスを反応させて成膜させるが、この際に反応に寄与する処理ガスは１０％程度であり、大部分が未反応のままである。
【０００４】
このような未反応の処理ガスはチャンバー内で、または加熱されている排気管を通流する途中で反応して反応副生成物を生成し、未反応のガスとともに流れるが、このような副生成物が冷却されると排気管を閉塞させたり、真空ポンプを破損させたりするため、一般的にはチャンバーから延びる排気管にトラップユニットを設け、これにより副生成物を捕捉している。
【０００５】
例えば、原料ガスとしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスを用い、これらを反応させてＴｉＮ膜を成膜する場合には、未反応のＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスが反応して副生成物としてＮＨ４Ｃｌ、ＴｉＣｌｘ等がトラップユニットに捕捉される。
【０００６】
トラップユニットにおいては、捕捉しやすく比較的構造が安定な化合物の状態でトラップすることが望まれる。そのために、排気管に所定の反応ガスを添加して、トラップユニットに所望の形態の副生成物を固体としてトラップする技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２１４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、副生成物がこのような構造が安定な化合物であっても、副生成物はトラップユニットに固体として多量に付着するため、トラップユニットが比較的短期間に閉塞する。そのため、トラップユニットを１ヶ月程度の短周期で定期的にオーバーホールすなわち反応副生成物除去のための洗浄処理を行う必要がある。オーバーホール１回あたりの装置のダウンタイムは、ＴｉＮ成膜装置を例にとると１０時間以上にもなり、結果的にコストオブオーナーシップ（ＣｏＯ）を悪化させる要因となる。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、反応副生成物除去のための洗浄処理の周期を長くすることができる、成膜装置の排気系構造、およびそのような排気系構造を有する成膜装置、および排ガスの処理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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、処理容器内に処理ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤにより膜を形成する成膜装置の排気系構造であって、前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた反応室と、前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記反応室内で水溶液生成反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、前記反応室から前記水溶液を排出する水溶液排出機構とを具備することを特徴とする成膜装置の排気系構造を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点では、処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤによりＴｉＮ膜を形成する成膜装置の排気系構造であって、前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた反応室と、水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記反応室内でこれらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出する水溶液排出機構とを具備することを特徴とする成膜装置の排気系構造を提供する。
【００１１】
上記第２の観点において、前記反応室において、前記水蒸気と前記水素ラジカルとＴｉＣｌｘとの反応によりＴｉＯ２が生成されるようにすることができる。また、前記水溶液生成物質供給機構は、水蒸気を発生する水蒸気発生器と、水素ラジカルを発生させる水素ラジカル発生器とを有する構成とすることができる。この場合に、前記水素ラジカルは、プラズマにより生成されるようにすることができる。
【００１２】
本発明の第３の観点では、基板が配置される処理容器と、基板が配置された処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給機構と、前記処理ガスにエネルギーを与えて基板上で成膜反応を生じさせる手段と、前記処理容器から排ガスを排出させ、排ガスを処理する排気系構造とを具備し、基板上に膜を形成する成膜装置であって、前記排気系構造は、前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた反応室と、前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記反応室内で水溶液生成反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、前記反応室から前記水溶液を排出する水溶液排出機構とを有することを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点では、基板が配置される処理容器と、基板が配置された処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを供給する処理ガス供給機構と、基板を加熱することにより処理ガスにエネルギーを与えて基板上で成膜反応を生じさせる手段と、前記処理容器から排ガスを排出させ、排ガスを処理する排気系構造とを具備し、基板上にＴｉＮ膜を形成する成膜装置であって、前記排気系構造は、前記処理容器内の排ガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた反応室と、  水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記反応室内でこれらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構と、前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出する水溶液排出機構とを有することを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点では、処理容器内に処理ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤにより膜を形成する成膜装置における排ガスの処理方法であって、前記処理容器内の排ガスを排気管に排出し、前記排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記排気管に設けられた反応室内で前記水溶液を生成する物質と前記副生成物との間で水溶液生成反応を生じさせ、前記反応室から前記水溶液を排出することを特徴とする排ガスの処理方法を提供する。
【００１５】
本発明の第６の観点では、処理容器内に処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスを供給して処理容器内に配置された基板上にＣＶＤによりＴｉＮ膜を形成する成膜装置における排ガスの処理方法であって、前記処理容器内の排ガスを排気管に排出し、水蒸気と水素ラジカルを供給して、前記排気管に設けられた反応室内で、これらと前記排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせ、前記反応室から前記ＮＨ４Ｃｌの水溶液を排出することを特徴とする排ガスの処理方法を提供する。
【００１６】
本発明の第７の観点では、コンピュータ上で動作し、成膜装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第５または第６の観点の方法が行われるように、コンピュータに前記成膜装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、排気管を流れる排ガス中で生成された副生成物と反応して水溶液を生成する物質を供給して、前記排気管に設けられた反応室内で、前記水溶液を生成する物質と前記副生成物との間で水溶液生成反応を生じさせる水溶液生成物質供給機構および前記反応室から前記水溶液を排出する水溶液排出機構を設けたので、固体としてトラップされる副生成物を著しく少なくすることができ、オーバーホール周期を著しく延長することができる。
【００１８】
特に、処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３を用いてＣＶＤによりＴｉＮ膜を用いる場合には、水溶液生成物質導入機構を、水蒸気と水素ラジカルを供給して、反応室内でこれらと排ガス中で生成された副生成物であるＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘとの間でＮＨ４Ｃｌの水溶液を生成する反応を生じさせるものとし、その水溶液を水溶液排出機構から排出するようにしたので、固体としてトラップされる副生成物を著しく少なくすることができ、オーバーホール周期を著しく延長することができる。また、副生成物の中でＣｌ系ガスの発生の要因となるＴｉＣｌｘを人体に無害なＴｉＯ２とすることができ、反応副生成物除去のための洗浄処理作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、被処理基板として半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）の表面にＣＶＤによりＴｉＮ膜を成膜する装置を例にとって説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る排気系構造を備えた成膜装置を示す模式図である。この成膜装置１００は、成膜処理部２００と、排気系３００とに大別される。
【００２１】
成膜処理部２００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（例えばＪＩＳ  Ａ５０５２）からなる略円筒状のチャンバー１１を有している。チャンバー１１の内部には、被処理基板であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ１２がその中央下部に設けられた円筒状の支持部材１３により支持された状態で配置されている。サセプタ１２にはヒーター１４が埋め込まれており、このヒーター１４は被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。
【００２２】
チャンバー１１の上部には、ガス吐出部材であるシャワーヘッド２０が設けられている。このシャワーヘッド２０は円盤状をなし、内部にガス拡散空間２１を有し、下部には多数のガス吐出孔２２が形成されている。また、その上部中央にはガス供給口２３が設けられている。
【００２３】
チャンバー１１の底壁の中央部には円形の穴３１が形成されており、チャンバー１１の底壁にはこの穴３１を覆うように下方に向けて突出する排気室３２が設けられている。排気室３２の底面には排気口３３が形成されている。また、チャンバー１１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口３５が形成されており、この搬入出口３５はゲートバルブ３６により開閉可能となっている。
【００２４】
上記シャワーヘッド２０には、配管４１を介して成膜のための処理ガスを供給する処理ガス供給系４０が接続されており、この配管４１の途中には開閉バルブ４２が設けられている。処理ガス供給系４０は、ＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガス等の成膜のためのガスや、クリーニングガスであるＣＦ３ガスをそれぞれ供給するための複数のガス供給源を有しておりこれらはマスフローコントローラのような流量制御装置により流量制御されて配管４１およびシャワーヘッド２０を介してチャンバー１１内に供給可能となっている。なお、配管４１は便宜上１本で表しているが、実際は各ガス供給源からそれぞれ配管を介して個別に供給されるようになっている。
【００２５】
一方、排気系３００は、上記排気口３３に接続された排気管５１を有している。この排気管５１はステンレス鋼製であり、内径が５〜１０ｃｍ程度のものが用いられる。この排気管５１には、上流側から順に、開閉バルブ５２、圧力調整バルブ５３、排気ガス中の反応副生成物が導かれる反応室５４、チャンバー１１を排気するための真空ポンプ５５、および排ガス中に残留する不純物を完全に除去する除害装置５６が設けられている。そして、チャンバー１１内の未反応のＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスが、真空ポンプ５５により排気管５１を通って排出される。
【００２６】
なお、圧力調整バルブ５３は、図１において、反応室５４と真空ポンプ５５との間に設けても良い。これにより、圧力調整バルブ５３内へ付着する反応副生成物が減るので、圧力調整バルブ５３のメンテナンス周期を延長することが可能となる。
【００２７】
前記配管４１における開閉バルブ４２の上流部分と前記排気管５１における圧力調整バルブ５３のすぐ下流の部分とを連結するように、バイパス配管５８が接続されている。このバイパス配管５８には開閉バルブ５９が設けられている。このバイパス配管５８は、ガス流量を安定化させる時などに流す処理ガスを、チャンバー１１を経ることなく直接排気管５１へ排気するためのものである。
【００２８】
配管４１、バイパス配管５８、排気管５１には、それぞれ図中破線で示すように、テープヒーター８１、８２、８３が巻回されており、これによりそれぞれを所定の温度に加熱することによって管内でガス成分が凝縮することを防止している。
【００２９】
チャンバー１１内および排気管５１内では、未反応のＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスが反応して反応副生成物であるＮＨ４Ｃｌ、ＴｉＣｌｘ等が生成される。これら副生成物は、テープヒーター８３による加熱によって気体状で排気管５１を通流する。
【００３０】
反応室５４には、排気管５１を介して未反応のＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガス、および反応副生成物であるＮＨ４Ｃｌ、ＴｉＣｌｘ等が導かれる。また、反応室５４には、その上部に、配管６１を介して水蒸気発生器６２が接続されており、さらに導波管６３を介して水素ラジカル発生器６４が接続されている。また、反応室５４の側面下部には、排液配管５７が接続されており、この排液配管５７には開閉バルブ５７ａが接続されている。そして、反応室５４内では、ＮＨ４Ｃｌ、ＴｉＣｌｘ等の反応副生成物と水蒸気発生器６２からの水蒸気および水素ラジカル発生器６４からの水素ラジカルとが反応して、ＮＨ４Ｃｌの水溶液が生成され、この水溶液は排液配管５７から排出されるようになっている。これら水蒸気発生器６２および水素ラジカル発生器６４は、水溶液生成物質供給機構として機能する。また、反応室５４内では反応によりＴｉＯ２等の安定な固体の副生成物も形成され、したがって、反応室５４はトラップユニットとしても機能する。
【００３１】
上記水蒸気発生器６２および水素ラジカル発生器６４としては、公知のものを用いることができる。具体的には、水蒸気発生器６２としては、Water Vapor Generator（ＷＶＧ；株式会社フジキン製）等を用いることができ、水素ラジカル発生器６４としては、リモートプラズマで水素を励起するもの等を好適に用いることができる。なお、これら水蒸気発生機構６２および水素ラジカル発生器６４の少なくとも一方は、排気管５１における反応室５４の上流側部分に接続されていてもよい。
【００３２】
成膜装置１００の構成部は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１１０に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ１１０には、工程管理者が成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プロセスコントローラ１１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１１１が接続されている。さらに、プロセスコントローラ１１０には、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１１０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてエッチング装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部１１２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部１１２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１１１からの指示等にて任意のレシピを記憶部１１２から呼び出してプロセスコントローラ１１０に実行させることで、プロセスコントローラ１１０の制御下で、成膜装置１００での所望の処理が行われる。
【００３３】
次に、以上のように構成された成膜装置１００の処理動作について説明する。
まず、排気系３００を作動させてチャンバー１１内を真空引きし、次に、ウエハＷをチャンバー１１内に搬入し、サセプタ１２上に載置する。そして、ヒーター１４によりウエハＷを所定の温度に加熱する。この状態で、処理ガス供給係４０から、ＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガス、Ｎ２ガスを所定流量で、最初にバイパス配管５８に流してプリフローを行い、流量が安定したら配管４１に切り替え、シャワーヘッド２０を介してチャンバー１１内に供給するとともに圧力調整バルブ５３を動作させ、チャンバー１１内を所定圧力に保持する。この状態で、サセプタ１２に載置され、所定温度に保持されたウエハＷ上でＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスが反応してウエハＷ表面にＴｉＮ膜が堆積される。
【００３４】
この際に、成膜に寄与しなかったＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガスが、排ガスとして排気管５１を通って排気される。このとき、ＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガスのうち反応に消費される処理ガスは１０％程度であり、大部分が未反応のままである。このような未反応の処理ガスはチャンバー１１内で、または排気管５１を通流する途中で、例えば、以下の（１）式（価数は考慮せず）の反応により副生成物としてＮＨ４ＣｌおよびＴｉＣｌｘを主に生成させる。これらはテープヒーター８３による加熱により排気管５１を気体状で流れ、反応室５４に導かれる。
ＴｉＣｌ４＋ＮＨ３→ＴｉＮ＋ＮＨ４Ｃｌ（ｘ）＋ＴｉＣｌｘ  …（１）
【００３５】
反応室５４においては、図２に示すように、処理ガスの多くが副生成物であるＮＨ４Ｃｌ（ｘ）およびＴｉＣｌｘ  となって反応室５４に導かれるとともに、未反応ガスは反応室５４にて上記（１）の反応を生じる。反応室５４には、排気管５１からの排ガスの他、水蒸気発生器６２から配管６１を介して水蒸気が導かれ、さらに水素ラジカル発生器６４から導波管６３を介して水素ラジカルが導かれる。これにより、反応室５４内では、副生成物であるＮＨ４Ｃｌ（ｘ）およびＴｉＣｌｘ  が水蒸気および水素ラジカルにより、以下の（２）式（価数は考慮せず）のように反応する。すなわち、ＮＨ４Ｃｌを添加された水蒸気（Ｈ２Ｏ）と再反応させ、水溶液にするとともに、ＴｉＣｌｘについては、添加水素ラジカルと水蒸気によりＴｉＯ２とする。
ＴｉＣｌｘ＋ＮＨ４Ｃｌ（ｘ）＋Ｈ２Ｏ＋Ｈ＊→ＴｉＯ２＋ＨＣｌ＋（ＮＨ４＋＋Ｃｌ−  ）  …（２）
【００３６】
そして、ＮＨ４Ｃｌの水溶液は、開閉バルブ５７ａを開放することにより排液配管５７を介して排出され。廃水処理設備で処理される。
【００３７】
従来は、図３に示すように、排気管５１にトラップユニット７１を設け、気体状の未反応ガスおよび一部反応して生成された気体状の副生成物ガスをトラップユニット７１に導いて、上記（１）に示す反応により、副生成物として固体状のＮＨ４Ｃｌ（ｘ）とＴｉＣｌｘを生成させていた。この中で、支配的にトラップされる副生成物はＮＨ４Ｃｌ（ｘ）であり、これがトラップユニット７１を短期に閉塞させる要因となっていると考えられる。また、不完全なＴｉＣｌｘが含まれるため、トラップユニット７１のオーバーホール時にＣｌ系ガスを発生させる要因となっていた。
【００３８】
これに対し、本実施形態においては、従来、トラップユニットに支配的にトラップされていた固体状の副生成物であるＮＨ４Ｃｌ（ｘ）を水溶液とし、排液配管５７を介して排出するので、従来のトラップユニットの機能を有する反応室５４において、固体としてトラップされる副生成物をＴｉＯ２のみとしてその量を著しく少なくすることができる。このため、オーバーホール周期を著しく延長することができる。このため、コストオブオーナーシップ（ＣｏＯ）を良好にすることができる。
【００３９】
また、従来、Ｃｌ系ガスの発生の要因となっていたＴｉＣｌｘを人体に無害なＴｉＯ２としたので、オーバーホール（反応副生成物除去のための洗浄処理）作業が容易になる。
【００４０】
以上のようにして反応室５４で反応を生じさせた後の残余の排ガスは真空ポンプ５５を経て除害装置５６に送られそこで不純物成分が完全に除去される。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガスを用いてＴｉＮを成膜する場合を例にとって示したが、これに限らず種々の成膜処理に適用することが可能である。例えば、ＴｉＣｌ４ガス、Ｈ２ガスを用いてＴｉ膜を成膜する際に本発明を適用した場合も、上記実施形態のＴｉＮ膜を成膜した場合と同様となる。
【００４２】
また、上記実施形態では、反応室にトラップの機能も持たせたが、これに限らず、例えば反応室の後段に別個にトラップを設けるようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを例示したが、これに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）用のガラス基板等、他の基板にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気系構造を備えた成膜装置を示す模式図。
【図２】図１に示す成膜装置の排気系に用いられている反応室における生成物質を説明するための図。
【図３】従来の成膜装置の排気系に用いられているトラップユニットでの生成物質を説明するための図。
【符号の説明】
【００４５】
１１；チャンバー
１２；サセプタ
１４；ヒーター
２０；シャワーヘッド
３２；排気室
３３；排気口
４０；処理ガス供給係
４１；配管
５１；排気管
５４；反応室
５５；真空ポンプ
５６；除害装置
５８；バイパス配管
１００；成膜装置
２００；成膜処理部
３００；排気系
Ｗ；半導体ウエハ
【図１】
2010084181.tif 000003
【図２】
2010084181.tif 000004
【図３】
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