(57)【要約】      （修正有）【課題】基板処理に伴い生成される副生成物が、ガス供給ラインに逆流することを防止できる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、ウエハ２００を処理する処理室２０１と、処理室２０１内にウエハ２００を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給管３１２，３２２と、処理ガス供給管３１２，３２２に合流するように接続され、処理室２０１内をクリーニングするためのクリーニングガスを処理室２０１内に供給するクリーニングガス供給管３３０，３４０と、クリーニングガス供給ラインを制御して、処理室２０１内に前記クリーニングガスを供給させ、処理室２０１内に付着した付着物を除去させ、処理室２０１内をクリーニングさせるコントローラ２４０と、を有する。【選択図】図１
2010034362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理室内に搬入する工程と、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続されたクリーニングガス供給ラインによって前記処理室内にクリーニングガスを供給し、前記処理室内に付着した付着物を除去して前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に基板を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続され、前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを前記処理室内に供給するクリーニングガス供給ラインと、
前記クリーニングガス供給ラインを制御して、前記処理室内に前記クリーニングガスを供給させ、前記処理室内に付着した付着物を除去させ、前記処理室内をクリーニングさせるコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関し、特に基板の処理に伴い生成される副生成物によって基板が汚染されるのを未然に抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板処理装置の一例として、基板を処理する処理室に対し、処理ガスを供給して基板を処理し、その後定期的にクリーニングガスを供給して処理室内に付着した付着物を除去する（処理室内をクリーニングする）装置が知られている。このような基板処理装置では、処理ガス用のガス供給ラインとクリーニングガス用のガス供給ラインとの複数のラインを別個のラインとして並列的に処理室に接続し、処理ガスとクリーニングガスとを別々のラインでそれぞれ処理室に供給している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合、処理ガスとクリーニングガスとのいずれか一方のガスを供給している間は他方のガスの供給ラインが未使用の状態となり、基板処理に伴い処理室内で生成される副生成物がその未使用のラインに逆流するときがある。例えば、処理ガスとしてクロル系シランガス，ＮＨ３ガスを使用してこれを処理室に供給すれば、基板の処理と同時にＮＨ４Ｃｌ等の副生成物が生成されるが、処理ガスを供給している間はクリーニングガス供給ラインにはガスの流れが形成されず、当該ＮＨ４Ｃｌがクリーニングガス供給ラインに逆流するときがある。
【０００４】
このとき、その副生成物は、ガス供給ライン中の低温部位に晒され低温化して固体となり、ガス供給ライン中に付着する。そしてこの固体副生成物が再揮発又は蒸発すると、その副生成物がパーティクルとなってその後の基板処理で基板を汚染する要因となる可能性がある。
【０００５】
したがって、本発明の主な目的は、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続されたクリーニングガス供給ラインによって前記処理室内にクリーニングガスを供給し、前記処理室内に付着した付着物を除去して前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に基板を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続され、前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを前記処理室内に供給するクリーニングガス供給ラインと、
前記クリーニングガス供給ラインを制御して、前記処理室内に前記クリーニングガスを供給させ、前記処理室内に付着した付着物を除去させ、前記処理室内をクリーニングさせるコントローラと、
を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、クリーニングガス供給ラインが処理ガス供給ラインに合流するように接続されているから、処理室に処理ガスを供給する場合でもクリーニングガスを供給する場合でも、処理室に直に連通するライン（すなわち処理ガス供給ライン）には常にガスの流れが存在し、そのラインに処理室内の物質が逆流することは阻害される。以上から、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる。さらに、処理室にガスを供給するノズル内の副生成物を低減し、ライン内のよどみも解消する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１に示す通り、本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置は処理炉２０２を有している。処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有している。ヒータ２０６は円筒形状を呈しており、ヒータベース２５１に支持された状態で垂直に据え付けられている。
【００１１】
ヒータ２０６の内側にはプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３はヒータ２０６に対し同心円状に配置されている。プロセスチューブ２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状を呈している。
【００１２】
インナーチューブ２０４の内部には処理室２０１が形成されている。インナーチューブ２０４の内部には、基板の一例としてのウエハ２００が後述のボート２１７に支持された状態で収容されており、インナーチューブ２０４の内部ではウエハ２００が水平姿勢を保持しながら垂直方向に沿って多段に整列している。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状を呈している。アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２０４と同心円状に配置されている。
【００１３】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状を呈している。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５とに係合しており、これらを支持するように設けられている。マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはＯリング２２０ａが設けられており、これら部材間が気密になっている。インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５とがマニホールド２０９により支持され、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。処理炉２０２では、少なくともプロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器が形成されている。
【００１４】
マニホールド２０９にはガス導入部としてのノズル３１０，３２０が接続されている。ノズル３１０，３２０の先端部は処理室２０１内に連通している。ノズル３１０，３２０には処理ガス供給管３１２，３２２が接続されている。
【００１５】
処理ガス供給管３１２のノズル３１０との接続側と反対側である上流側には、バルブ３１３、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）３１４、バルブ３１５を介して処理ガス供給源３１６が接続されている。処理ガス供給管３２２のノズル３２０との接続側と反対側である上流側にも、バルブ３２３、ガス流量制御器としてのＭＦＣ３２４、バルブ３２５を介して処理ガス供給源３２６が接続されている。
【００１６】
本実施例では、ウエハ２００を処理するための処理ガスの一例として、クロル系シランガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２），ＮＨ３ガスが使用され、クロル系シランガスが処理ガス供給源３１６から、ＮＨ３ガスが処理ガス供給源３２６からそれぞれ供給される。ＭＦＣ３１４，３２４にはガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、基板処理用のガスの供給流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。また、バルブ３１３，３１５，３２３，３２５にはバルブ開閉制御部２３４が電気的に接続されており、これらバルブの開閉動作が制御されるように構成されている。
【００１７】
処理ガス供給管３１２にはクリーニングガス供給管３３０が合流するように接続されている。クリーニングガス供給管３３０にはバルブ３３３、ＭＦＣ３３４、バルブ３３５を介してクリーニングガス供給源３３６が接続されている。処理ガス供給管３２２にはクリーニングガス供給管３４０が合流するように接続されている。クリーニングガス供給管３４０にはバルブ３４３、ＭＦＣ３４４、バルブ３４５を介してクリーニングガス供給源３４６が接続されている。
【００１８】
本実施例では、処理室２０１内をクリーニングするためのクリーニングガスの一例としてＣｌＦ３ガス，Ｆ２ガス，ＨＦガス，ＮＦ３ガス等が使用され、これらクリーニングガスの１種がクリーニングガス供給源３３６，３４６からそれぞれ供給される。ＭＦＣ３３４，３４４にはガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、クリーニングガスの供給流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。また、バルブ３３３，３３５，３４３，３４５にはバルブ開閉制御部２３４が電気的に接続されており、これらバルブの開閉動作が制御されるように構成されている。
【００１９】
処理ガス供給管３１２には不活性ガス供給管３５０が合流するように接続されている。不活性ガス供給管３５０にはバルブ３５３、ＭＦＣ３５４、バルブ３５５を介して不活性ガス供給源３５６が接続されている。クリーニングガス供給管３３０には不活性ガス供給管３６０が合流するように接続されている。不活性ガス供給管３６０にはバルブ３６３、ＭＦＣ３６４、バルブ３６５を介して不活性ガス供給源３５６が接続されている。
【００２０】
処理ガス供給管３２２には不活性ガス供給管３７０が合流するように接続されている。不活性ガス供給管３７０にはバルブ３７３、ＭＦＣ３７４、バルブ３７５を介して不活性ガス供給源３７６が接続されている。クリーニングガス供給管３４０には不活性ガス供給管３８０が合流するように接続されている。不活性ガス供給管３８０にはバルブ３８３、ＭＦＣ３８４、バルブ３８５を介して不活性ガス供給源３７６が接続されている。
【００２１】
本実施例では、処理室２０１内をパージするための不活性ガスの一例としてＮ２ガス，Ａｒガス等が使用される。ＭＦＣ３５４，３６４，３７４，３８４にはガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、不活性ガスの供給流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。また、バルブ３５３，３５５，３６３，３６５，３７３，３７５，３８３，３８５にはバルブ開閉制御部２３４が電気的に接続されており、これらバルブの開閉動作が制御されるように構成されている。
【００２２】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気するガス排気管２３１が設けられている。ガス排気管２３１の端部は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。
【００２３】
排気管２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２４】
マニホールド２０９の下部には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９とマニホールド２０９との間にはＯリング２２０ｂが設けられており、これら部材間が気密になっている。本実施例では、少なくともプロセスチューブ２０３、マニホールド２０９、シールキャップ２１９により処理室２０１が形成されている。
【００２５】
シールキャップ２１９の下方には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２５４が作動して回転軸２５５が回転すると、ボート２１７が回転してウエハ２００も回転するように構成されている。シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入・搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２６】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００２７】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２８】
バルブ開閉制御部２３４、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これらバルブ開閉制御部２３４、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００２９】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイス（半導体装置）の製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００３０】
〔成膜工程〕
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００３１】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００３２】
次いで、バルブ３１３，３１５が開き、クロル系シランガスが、ＭＦＣ３１４にて所望の流量となるように制御されながら処理ガス供給源３１６から処理ガス供給管３１２に流入し、処理ガス供給管３１２を流通し、ノズル３１０から処理室２０１内に導入される。同時に、バルブ３２３，３２５が開き、ＮＨ３ガスが、ＭＦＣ３２４にて所望の流量となるように制御されながら処理ガス供給源３２６から処理ガス供給管３２２に流入し、処理ガス供給管３２２を流通し、ノズル３２０から処理室２０１内に導入される。
【００３３】
導入されたクロル系シランガス，ＮＨ３ガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。クロル系シランガス，ＮＨ３ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上にＳｉＮ膜が堆積（デポジション）される。
【００３４】
予め設定された処理時間が経過すると、バルブ３５３，３５５，３７３，３７５が開き、不活性ガス供給源３５６，３７６から処理室２０１内に不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００３５】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済のウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
【００３６】
〔クリーニング工程〕
上記成膜を繰り返すと、インナーチューブ２０４の内壁や外壁、アウターチューブ２０５の内壁等にＳｉＮ膜が付着物として付着するが、このＳｉＮ膜が所定の膜厚に達した時点で、プロセスチューブ２０３内のクリーニングが行われる。
【００３７】
クリーニングは次のように行われる。
ウエハ２００を装填していない空のボート２１７が、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００３８】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転される。なお、ボート２１７は回転させなくてもよい。
【００３９】
次いで、バルブ３３３，３３５が開き、クリーニングガスがクリーニングガス供給源３３６からクリーニングガス供給管３３０に流入し、そのクリーニングガスはＭＦＣ３３４にて所望の流量となるように制御されながらクリーニングガス供給管３３０を流通して処理ガス供給管３１２に至り、処理ガス供給管３１２を流通してノズル３１０から処理室２０１内に導入される。このとき、処理ガス供給源３１６から接続されるラインのバルブ３１３は三方弁を用いて閉じてもよいし、クリーニングガスを希釈するために開いてもよい（不活性ガスを流してもよい。）。
【００４０】
これと同様に、バルブ３４３，３４５が開き、クリーニングガスがクリーニングガス供給源３４６からクリーニングガス供給管３４０に流入し、そのクリーニングガスはＭＦＣ３４４にて所望の流量となるように制御されながらクリーニングガス供給管３４０を流通して処理ガス供給管３２２に至り、処理ガス供給管３２２を流通してノズル３２０から処理室２０１内に導入される。このとき、処理ガス供給源３２６から接続されるラインのバルブ３２３は三方弁を用いて閉じてもよいし、クリーニングガスを希釈するために開いてもよい（不活性ガスを流してもよい。）。
【００４１】
導入されたクリーニングガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。このようにして、処理室２０１内のクリーニングが行われる。クリーニングガスは処理室２０１内を通過する際にインナーチューブ２０４の内壁や外壁、アウターチューブ２０５の内壁、ボート２１７等に堆積したＳｉＮ膜と接触し、この際に熱化学反応によってＳｉＮ膜が除去（クリーニング）される。
【００４２】
予め設定されたクリーニング時間が経過すると、処理ガス供給源側のバルブは閉じられ、クリーニングガス供給管３３０，３４０が不活性ガスでパージされるように、バルブ３６３，３６５，３８３，３８５が開き、不活性ガス供給源３５６，３７６から不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換される。
【００４３】
このクリーニング後、プロセスチューブ２０３内にはハロゲン種が残留する。この残留ハロゲン種を除去しなければ、その後の成膜において、成膜を阻害する原因となり、また膜質にも悪影響を及ぼす。そこで、本実施例では、クリーニング後に残留ハロゲン種を除去する。残留ハロゲン種の除去は次のように行われる。
【００４４】
〔ＮＨ３パージ工程〕
クリーニング後に処理室２０１内を不活性ガスに置換した後、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転される。なお、ボート２１７はクリーニング時から継続して回転させ続けるようにしてもよいし、回転させなくてもよい。
【００４５】
次いで、バルブ３２３，３２５が開き、ＮＨ３ガスが、ＭＦＣ３２４にて所望の流量となるように制御されながら処理ガス供給源３２６から処理ガス供給管３２２に流入し、処理ガス供給管３２２を流通し、ノズル３２０から処理室２０１内に導入される。同時に、バルブ３５３，３５５が開き、不活性ガス供給源３５６から不活性ガス供給管３５０に不活性ガスが流入し、その不活性ガスはＭＦＣ３５４にて所望の流量となるように制御されながら不活性ガス供給管３５０を流通して処理ガス供給管３１２に至り、処理ガス供給管３１２を流通してノズル３１０から処理室２０１内に導入される。
【００４６】
導入されたＮＨ３ガス，不活性ガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。このようにして、処理室２０１内のＮＨ３パージが行われる。ＮＨ３ガスは処理室２０１内を通過する際に処理室２０１内に残留したハロゲン種と接触し、ハロゲン種が除去される。
【００４７】
〔プリコーティング工程〕
その後、処理室２０１内のプリコーティングが行われる。プリコーティングは次のように行われる。
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転される。なお、ボート２１７はクリーニング時から継続して回転させ続けるようにしてもよいし、回転させなくてもよい。
【００４８】
次いで、バルブ３１３，３１５が開き、クロル系シランガスが、ＭＦＣ３１４にて所望の流量となるように制御されながら処理ガス供給源３１６から処理ガス供給管３１２に流入し、処理ガス供給管３１２を流通し、ノズル３１０から処理室２０１内に導入される。同時に、バルブ３２３，３２５が開き、ＮＨ３ガスが、ＭＦＣ３２４にて所望の流量となるように制御されながら処理ガス供給源３２６から処理ガス供給管３２２に流入し、処理ガス供給管３２２を流通し、ノズル３２０から処理室２０１内に導入される。
【００４９】
導入されたクロル系シランガス，ＮＨ３ガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。クロル系シランガス，ＮＨ３ガスは処理室２０１内を通過する際にインナーチューブ２０４の内壁や外壁、アウターチューブ２０５の内壁、ボート２１７の表面等と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によって、これら部材に成膜工程で形成される薄膜と同じＳｉＮ膜が堆積（プリコーティング）される。
【００５０】
予め設定されたプリコーティング時間が経過すると、バルブ３５３，３５５，３７３，３７５が開き、不活性ガス供給源３５６，３７６から不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００５１】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、ボート２１７がマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
【００５２】
プリコーティング工程終了後、成膜工程を再開することとなる。
【００５３】
以上の本実施例によれば、処理ガス供給管３１６，３２６に対しクリーニングガス供給管３３０，３４０や不活性ガス供給管３５０，３７０を接続し（合流させ）、成膜工程以外の工程においてもクリーニングガスや不活性ガスを処理ガス供給管３１６，３２６に流通させ、ノズル３１０，３２０から処理室２０１内に導入している。そのため、成膜工程、クリーニング工程、ＮＨ３パージ工程、プリコーティング工程のいずれの工程においてもノズル３１０，３２０には常にガス流れが存在し、成膜工程で生成されるＮＨ４Ｃｌ等の副生成物がノズル３１０，３２０に逆流するのを防止することができる。
【実施例２】
【００５４】
本実施例は下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様となっている。
【００５５】
図２に示す通り、処理ガス供給管３１２，３２２に対し合流しているクリーニングガス供給管３３０，３４０や不活性ガス供給管３５０，３７０には、加熱ヒータ３３８，３４８，３５８，３７８がそれぞれ設けられている。加熱ヒータ３３８，３４８，３５８，３７８には電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度制御部２３８により加熱ヒータ３３８，３４８，３５８，３７８が４０℃以上に加熱制御される。
【００５６】
以上の本実施例によれば、クリーニングガス供給管３３０，３４０や不活性ガス供給管３５０，３７０が４０℃以上に加熱されるから、クリーニングガス供給管３３０，３４０や不活性ガス供給管３５０，３７０の内部でガスが液化するのを抑制又は防止することができる。
【実施例３】
【００５７】
本実施例は下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様となっている。
【００５８】
図１のクリーニングガス供給管３３０，３４０、ＭＦＣ３３４，３４４、クリーニングガス供給源３３６，３４６が設けられていない。本実施例はこのような構成に代えて図３に示すような構成を有している。すなわち、マニホールド２０９に対しノズル４００が接続されており、ノズル４００にクリーニングガス供給管４０２が接続されている。クリーニングガス供給管４０２にはバルブ４０３、ＭＦＣ４０４、バルブ４０５を介してクリーニングガス供給源４０６が接続されている。また、クリーニングガス供給管４０２には不活性ガス供給管３６０が接続されている。
【００５９】
本実施例では、成膜工程において、クロル系シランガス，ＮＨ３ガスを処理室２０１に供給している間は、バルブ３６３，３６５が開き、不活性ガスが不活性ガス供給源３５６から不活性ガス供給管３６０，クリーニングガス供給管４０２，ノズル４００を経て処理室２０１内に供給される。
【００６０】
クリーニング工程においては、バルブ４０３，４０５が開き、クリーニングガスがクリーニングガス供給源４０６からクリーニングガス供給管４０２，ノズル４００を経て処理室２０１内に供給される。この間、バルブ３５３，３５５，３７３，３７５が開き、不活性ガスが不活性ガス供給源３５６，３７６から不活性ガス供給管３５０，３７０，処理ガス供給管３１２，３２２，ノズル３１０，３２０を経て処理室２０１に供給される。
【００６１】
ＮＨ３パージ工程においては、ＮＨ３ガスを処理室２０１に供給している間は、バルブ３５３，３５５が開き、不活性ガスが不活性ガス供給源３５６から不活性ガス供給管３５０，処理ガス供給管３１２，ノズル３１０を経て処理室２０１に供給されるとともに、バルブ３６３，３６５が開き、不活性ガスが不活性ガス供給源３５６から不活性ガス供給管３６０，クリーニングガス供給管４０２，ノズル４００を経て処理室２０１に供給される。
【００６２】
プリコーティング工程においては、クロル系シランガス，ＮＨ３ガスを処理室２０１に供給している間は、バルブ３６３，３６５が開き、不活性ガスが不活性ガス供給源３５６から不活性ガス供給管３６０，クリーニングガス供給管４０２，ノズル４００を経て処理室２０１内に供給される。
【００６３】
以上の本実施例によれば、処理ガス供給管３１６，３２６とクリーニングガス供給管４０２とに対し不活性ガス供給管３５０，３６０，３７０をそれぞれ接続し（合流させ）、成膜工程、クリーニング工程、ＮＨ３パージ工程、プリコーティング工程のいずれの工程においても、ノズル３１０，３２０，４００のすべてからクロル系シランガス，ＮＨ３ガス，ガスクリーニングガス，不活性ガスのいずれかを処理室２０１に供給している。そのため、ノズル３１０，３２０，４００には常にガス流れが存在し、成膜工程で生成されるＮＨ４Ｃｌ等の副生成物がノズル３１０，３２０，４００に逆流するのを防止することができる。
【００６４】
なお、本実施例は、ガスの種類ごとに１本ずつ並列的にノズル３１０，３２０，４００を配する必要がある場合に特に有用であり、クロル系シランガス，ＮＨ３ガス，クリーニングガス以外の他のガスを処理室２０１に供給して１つの処理炉２０２で多種の成膜を実現する場合にも適用することができる。この場合、ノズルの本数を増やし、そのノズルに対して当該他のガス専用の供給管等を接続し、さらにその供給管に不活性ガス供給管を合流するように接続すればよい。
【実施例４】
【００６５】
本実施例は下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様となっている。
【００６６】
図１のクリーニングガス供給管３３０，３４０、ＭＦＣ３３４，３４４、クリーニングガス供給源３３６，３４６が設けられていない。本実施例はこのような構成に代えて図４に示すような構成を有している。すなわち、マニホールド２０９に対しノズル４００が接続されており、ノズル４００にクリーニングガス供給管４０２が接続されている。クリーニングガス供給管４０２にはバルブ４０３、ＭＦＣ４０４、バルブ４０５を介してクリーニングガス供給源４０６が接続されている。また、クリーニングガス供給管４０２には不活性ガス供給管３６０が接続されている。
【００６７】
更に、処理ガス供給管３１２，３２２、クリーニングガス供給管４０２のマニホールド２０９近傍にはチェックバルブ５００，５１０，５２０がそれぞれ設けられている。チェックバルブ５００は処理ガス供給管３１２からノズル３１０へのガスの流通を許容し、その反対の流通を遮断する逆止弁である。チェックバルブ５１０は処理ガス供給管３２２からノズル３２０へのガスの流通を許容し、その反対の流通を遮断する逆止弁である。チェックバルブ５２０はクリーニングガス供給管４０２からノズル４１０へのガスの流通を許容し、その反対の流通を遮断する逆止弁である。
【００６８】
本実施例では、クリーニング工程において、クリーニングガスがクリーニングガス供給源４０６からクリーニングガス供給管４０２，ノズル４００を経て処理室２０１内に供給される。
【００６９】
以上の本実施例によれば、ガス供給管３１２，３２２、クリーニングガス供給管４０２にはチェックバルブ５００，５１０，５２０がそれぞれ設けられ、クロル系シランガス，ＮＨ３ガスを処理室２０１に供給している間はチェックバルブ５２０により処理室２０１からクリーニングガス供給管４０２への物質の逆流が防止され、クリーニングガスを処理室２０１に供給している間はチェックバルブ５００，５１０により処理室２０１から処理ガス供給管３１２，３２２への物質の逆流が防止される。そのため、成膜工程、クリーニング工程、ＮＨ３パージ工程、プリコーティング工程の各工程において、成膜工程で生成されるＮＨ４Ｃｌ等の副生成物が、処理ガス供給管３１２，３２２、クリーニングガス供給管４０２に逆流するのを防止することができる。
【００７０】
なお、上記実施例１〜４では、クロル系シランガス，ＮＨ３ガスを用いてＳｉＮ膜を成膜する例を示したが、本発明の好ましい実施例（実施例１〜４）はＳｉＨ４ガスを用いてpoly-Ｓｉ膜を成膜する場合や、ＳｉＨ４ガス，ＰＨ３ガスを用いてD-poly-Ｓｉ膜を成膜する場合等にも上記と同様に適用することができる。また、上記実施例１〜４の内容はそれぞれ単独で行われてもよいし、互いに組み合わせた状態で行われてもよい。さらに、上記実施例１〜４では、複数の処理ガス供給ラインを合流することで、ライン内のよどみを防止してもよい。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続されたクリーニングガス供給ラインによって前記処理室内にクリーニングガスを供給し、前記処理室内に付着した付着物を除去して前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有する第１の半導体装置の製造方法が提供される。
【００７２】
好ましくは、第１の半導体装置の製造方法において、
前記クリーニングガス供給ラインを４０℃以上に加熱する第２の半導体装置の製造方法が提供される。
【００７３】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
クリーニングガス供給ラインより前記処理室内にクリーニングガスを供給し、前記処理室内に付着した付着物を除去して前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有し、
前記基板を処理する工程では、前記クリーニングガス供給ラインに合流するように接続された第１の不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給し、
前記処理室内をクリーニングする工程では、前記処理ガス供給ラインに合流するように接続された第２の不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する第３の半導体装置の製造方法が提供される。
【００７４】
第３の半導体装置の製造方法によれば、基板を処理する工程、処理室内をクリーニングする工程のいずれにおいても、未使用の処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインに不活性ガスが流通し、処理室に直に連通する処理ガス供給ライン，クリーニングガス供給ラインには常にガスの流れが存在する。そのため、処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインに処理室内の物質が逆流することは阻害され、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる。
【００７５】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
クリーニングガス供給ラインによって前記処理室内にクリーニングガスを供給し、前記処理室内に付着した付着物を除去して前記処理室内をクリーニングする工程と、
を有し、
前記処理ガス供給ライン及び前記クリーニングガス供給ラインには、前記処理室へのガスの流通のみを許容するチェックバルブがそれぞれ設けられている第４の半導体装置の製造方法が提供される。
【００７６】
第４の半導体装置の製造方法によれば、処理ガス供給ライン及びクリーニングガス供給ラインにはチェックバルブが設けられているから、未使用の処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインに処理室内の物質が逆流することは阻害され、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる。
【００７７】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に基板を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続され、前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを前記処理室内に供給するクリーニングガス供給ラインと、
前記クリーニングガス供給ラインを制御して、前記処理室内に前記クリーニングガスを供給させ、前記処理室内に付着した付着物を除去させ、前記処理室内をクリーニングさせるコントローラと、
を有する第１の基板処理装置が提供される。
【００７８】
好ましくは、第１の基板処理装置において、
前記クリーニングガス供給ラインを４０℃以上に加熱する加熱ヒータが設けられている第２の基板処理装置が提供される。
【００７９】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に基板を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理ガス供給ラインに合流するように接続され、前記処理ガス供給ラインを経由して不活性ガスを前記処理室内に供給する第１の不活性ガス供給ラインと、
前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを前記処理室内に供給するクリーニングガス供給ラインと、
前記クリーニングガス供給ラインに合流するように接続され、前記クリーニングガス供給ラインを経由して不活性ガスを前記処理室内に供給する第２の不活性ガス供給ラインと、
前記第１の不活性ガス供給ライン及び前記第２の不活性ガス供給ラインを制御して、前記処理ガス供給ラインから前記処理ガスが供給されている間は前記第２の不活性ガス供給ラインから不活性ガスを供給させ、前記クリーニングガス供給ラインから前記クリーニングガスが供給されている間は前記第１の不活性ガス供給ラインから不活性ガスを供給させるコントローラと、
を有する第３の基板処理装置が提供される。
【００８０】
第３の基板処理装置によれば、未使用の処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインには第１，第２の不活性ガス供給ラインから不活性ガスが供給され、処理室に直に連通する処理ガス供給ライン，クリーニングガス供給ラインには常にガスの流れが存在する。そのため、処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインに処理室内の物質が逆流することは阻害され、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる。
【００８１】
本発明の他の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に基板を処理するための処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理ガス供給ラインに設けられ、前記処理室へのガスの流通のみを許容する第１のチェックバルブと、
前記処理室内をクリーニングするためのクリーニングガスを前記処理室内に供給するクリーニングガス供給ラインと、
前記クリーニングガス供給ラインに設けられ、前記処理室へのガスの流通のみを許容する第２のチェックバルブと、
前記クリーニングガス供給ラインを制御して、前記処理室内に前記クリーニングガスを供給させ、前記処理室内に付着した付着物を除去させ、前記処理室内をクリーニングさせるコントローラと、
を有する第４の基板処理装置が提供される。
【００８２】
第４の基板処理装置によれば、処理ガス供給ライン及びクリーニングガス供給ラインには第１，第２のチェックバルブが設けられているから、未使用の処理ガス供給ライン又はクリーニングガス供給ラインに処理室内の物質が逆流することは阻害され、基板処理に伴い生成される副生成物がガス供給ラインに逆流するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の好ましい実施例（実施例１）で使用される基板処理装置の処理炉とそれに付随する部材の概略構成図であり、特に処理炉部分を縦断面図として示す図面である。
【図２】本発明の好ましい実施例（実施例２）で使用される基板処理装置の処理炉とそれに付随する部材の概略構成図であり、特に処理炉部分を縦断面図として示す図面である。
【図３】本発明の好ましい実施例（実施例３）で使用される基板処理装置の処理炉とそれに付随する部材の概略構成図であり、特に処理炉部分を縦断面図として示す図面である。
【図４】本発明の好ましい実施例（実施例４）で使用される基板処理装置の処理炉とそれに付随する部材の概略構成図であり、特に処理炉部分を縦断面図として示す図面である。
【符号の説明】
【００８４】
１１５  ボートエレベータ
２００  ウエハ
２０１  処理室
２０２  処理炉
２０３  プロセスチューブ
２０４  インナーチューブ
２０５  アウターチューブ
２０６  ヒータ
２０９  マニホールド
２１６  断熱板
２１９  シールキャップ
２２０ａ，２２０ｂ  Ｏリング
２３１  ガス排気管
２３４  バルブ開閉制御部
２３５  ガス流量制御部
２３６  圧力制御部
２３７  駆動制御部
２３８  温度制御部
２３９  主制御部２３９
２４０  コントローラ
２４２  圧力調整装置
２４５  圧力センサ
２４６  真空排気装置
２５０  筒状空間
２５１  ヒータベース
２５４  回転機構
２５５  回転軸
２６３  温度センサ
３１０，３２０  ノズル
３１２，３２２  処理ガス供給管
３１４，３２４  ＭＦＣ
３１６，３２６  処理ガス供給源
３３０，３４０  クリーニングガス供給管
３３４，３４４  ＭＦＣ
３３６，３４６  クリーニングガス供給源
３３８，３４８  加熱ヒータ
３５０，３６０，３７０，３８０  不活性ガス供給管
３５４，３６４，３７４，３８４  ＭＦＣ
３５６，３７６  不活性ガス供給源
３５８，３６８  加熱ヒータ
４００  ノズル
４０２  クリーニングガス供給管
４０４  ＭＦＣ
４０６  クリーニングガス供給源
５００，５１０，５２０  チェックバルブ
【図１】
2010034362.tif 000003
【図２】
2010034362.tif 000004
【図３】
2010034362.tif 000005
【図４】
2010034362.tif 000006