(57)【要約】【課題】  処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物を除去する際、堆積物の除去に要する時間を短縮し、基板処理装置の構成部材が受けるダメージを低減する。【解決手段】  基板上に薄膜を形成する処理が行われる処理容器を提供する工程と、処理後の処理容器内にクリーニングガスを供給して処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、クリーニングガスとしてフッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、混合部より混合ガスを処理容器内へ供給する。【選択図】  図１
2014170786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜を形成する処理が行われる処理容器を提供する工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するクリーニング方法。
【請求項２】
前記堆積物を除去する工程では、前記混合ガスにおける前記フッ化ニトロシルの流量Ａに対する前記フッ素含有ガスの流量Ｂの流量比Ｂ／Ａ比を０．５以上１未満とする請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
基板上に薄膜を形成する処理を行う処理容器と、
フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
一酸化窒素ガスを供給する一酸化窒素ガス供給系と、
前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを混合させて反応させる混合部と、
前記反応により生じる発熱エネルギーを除去するエネルギー除去機構と、
前記フッ素含有ガス供給系および前記一酸化窒素ガス供給系より供給した前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを前記混合部内で混合させて反応させることで、クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを前記エネルギー除去機構により除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給して、前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去するように、前記フッ素含有ガス供給系、前記一酸化窒素ガス供給系および前記エネルギー除去機構を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項５】
基板処理装置の処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う手順と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記堆積物を除去する手順では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、基板処理装置の処理容器内で基板上に薄膜を形成する成膜工程が行われることがある。また、その後、クリーニングガスを処理容器内に供給して、処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物をエッチングして除去するクリーニング工程が行われることがある。クリーニングガスとしては、例えばフッ素ガス（Ｆ２ガス）が用いられることがある。Ｆ２ガスは、極めて反応性が高く、熱分解によりクリーニングを容易に進行させることができるため、様々な堆積物の除去に用いることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成されたシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜、以下、単にＳｉＮ膜ともいう）を含む堆積物を、Ｆ２ガスを用いて実用的な速度でエッチングするには、処理容器内を比較的高温に加熱する必要がある。この場合、処理容器内に付着した堆積物のエッチングと同時に、処理容器内の石英（ＳｉＯ２）部材のエッチングが進行してしまうことがある。
【０００４】
この課題を解決するため、クリーニングガスとして、Ｆ２ガスと一酸化窒素ガス（ＮＯガス）との混合ガスを用いる手法が考えられる。クリーニングガスとしてＦ２ガスとＮＯガスとの混合ガスを用いる場合、クリーニングガスとしてＦ２ガスを単独で用いる場合と比較して、処理容器内を比較的低温に保ったまま堆積物のエッチングを行えるようになるため、石英部材のエッチングを抑制することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、発明者等が鋭意研究した結果、Ｆ２ガスとＮＯガスとを混合させると、これらのガスが反応して発熱することがあり、この発熱反応により、基板処理装置の構成部材がダメージを受けてしまう場合があることが判明した。例えば、ガス供給管内でＦ２ガスとＮＯガスとを混合させてから処理容器内に供給すると、ガス供給管内で発熱反応が生じ、ガス供給管の腐食等を招く場合がある。また、Ｆ２ガスとＮＯガスとを処理容器内に別々に供給し、これらのガスを処理容器内で混合させるようにすると、処理容器内で局所的な発熱反応が生じ、処理容器内の石英部材が部分的にエッチングされてしまう場合がある。これらの場合、腐食生成物等のパーティクルがガスに同伴されて処理室２０１内に運ばれたり、また、石英粉等のパーティクルが処理室２０１内で発生したりすることで、製品不良が引き起こされる場合がある。これらの課題は、発明者等の鋭意研究によって初めて明らかとなった新規課題である。
【０００６】
そこで本発明は、処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物を除去する際、堆積物の除去に要する時間を短縮することができ、基板処理装置の構成部材が受けるダメージを低減することが可能なクリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板上に薄膜を形成する処理が行われる処理容器を提供する工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するクリーニング方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板上に薄膜を形成する処理を行う処理容器と、
フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
一酸化窒素ガスを供給する一酸化窒素ガス供給系と、
前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを混合させて反応させる混合部と、
前記反応により生じる発熱エネルギーを除去するエネルギー除去機構と、
前記フッ素含有ガス供給系および前記一酸化窒素ガス供給系より供給した前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを前記混合部内で混合させて反応させることで、クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを前記エネルギー除去機構により除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給して、前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去するように、前記フッ素含有ガス供給系、前記一酸化窒素ガス供給系および前記エネルギー除去機構を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う手順と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記堆積物を除去する手順では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるクリーニング方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムによれば、処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物を除去する際、堆積物の除去に要する時間を短縮することができ、基板処理装置の構成部材が受けるダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の処理炉の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の混合部およびその周辺の部分拡大図であり、（ｂ）〜（ｄ）はその変形例に係る混合部およびその周辺の部分拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る薄膜形成工程およびクリーニング工程のフロー図である。
【図５】実施例に係る堆積物及び石英部材のエッチングレート、並びにエッチング選択比の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００１５】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
【００１６】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は、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、を備えている。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に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には、基板としてのウエハ２００上に薄膜を形成する処理を行う処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚のウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列させた状態で収容可能に構成されている。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に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００１７】
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に形成されている。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。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、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。主に、プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９により、ウエハ２００上に薄膜を形成する処理を行う処理容器（反応容器）が形成される。
【００１８】
マニホールド２０９には、ガス導入部としてのノズル２３０ａ，２３０ｂが処理室２０１内に連通するように接続されている。ノズル２３０ａ，２３０ｂには、薄膜を形成する処理ガスを処理室２０１内に供給する処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ接続されている。処理ガス供給管２３２ａには、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ａを介して、第１処理ガス供給源としてのＳｉＨ２Ｃｌ２（ＤＣＳ）ガス供給源２７１が接続されている。処理ガス供給管２３２ａのＭＦＣ２４１ａよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ａ，２６１ａが設けられている。処理ガス供給管２３２ｂには、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｂを介して、第２処理ガス供給源としてのＮＨ３ガス供給源２７２が接続されている。処理ガス供給管２３２ｂのＭＦＣ２４１ｂよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ｂ，２６１ｂが設けられている。
【００１９】
主に、処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ、バルブ２６２ａ，２６１ａ，２６２ｂ，２６１ｂにより、処理ガス供給系が構成される。なお、ノズル２３０ａ，２３０ｂ、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源２７１およびＮＨ３ガス供給源２７２を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００２０】
処理ガス供給管２３２ａのバルブ２６１ａよりも下流側には、混合ガス供給管（クリーニングガス供給管）２３２ｍが接続されている。混合ガス供給管２３２ｍには、フッ素含有ガス供給管２３２ｃと、一酸化窒素（ＮＯ）ガス供給管２３２ｄと、が接続されている。フッ素含有ガス供給管２３２ｃには、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｃを介して、フッ素含有ガス供給源としてのフッ素（Ｆ２）ガス供給源２７３が接続されている。フッ素含有ガス供給管２３２ｃのＭＦＣ２４１ｃよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ｃ，２６１ｃが設けられている。ＮＯガス供給管２３２ｄには、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｄを介して、酸化窒素ガス供給源としてのＮＯガス供給源２７４が接続されている。ＮＯガス供給管２３２ｄのＭＦＣ２４１ｄよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ｄ，２６１ｄが設けられている。
【００２１】
フッ素含有ガス供給管２３２ｃのバルブ２６２ｃ，２６１ｃ、ＮＯガス供給管２３２ｄのバルブ２６２ｄ，２６１ｄをそれぞれ開くことにより、ＭＦＣ２４１ｃにより流量制御されたＦ２ガスと、ＭＦＣ２４１ｄにより流量制御されたＮＯガスとが、混合ガス供給管２３２ｍ内にそれぞれ供給されて混ざり合う。そして、混合ガス供給管２３２ｍ内では、Ｆ２とＮＯとが反応することにより、フッ化ニトロシル（ＦＮＯ）が生成される。このように、混合ガス供給管２３２ｍは、フッ素含有ガス供給管２３２ｃから供給されるＦ２ガスと、ＮＯガス供給管２３２ｄから供給されるＮＯガスとを混合させて反応させる「混合部」として機能することとなる。すなわち、本実施形態に係る混合部は、配管（混合ガス供給管２３２ｍ）として構成されている。なお、このとき、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給するＦ２ガスの流量を、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＦ２ガスの一部が反応により消費されずに残るような流量とし、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給するＮＯガスの流量を、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＮＯガスの殆どが反応により消費されるような流量とすれば、混合ガス供給管２３２ｍ内では、Ｆ２ガスにフッ化ニトロシル（ＦＮＯ）が添加されてなる混合ガス、すなわち、反応により消費されずに残るＦ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガス（ＮＯガスを殆ど或いは全く含まないガス）が生成されることとなる。
【００２２】
なお、Ｆ２とＮＯとが反応すると熱エネルギーが生じる。そこで、本実施形態に係る基板処理装置１００では、Ｆ２ガスとＮＯガスとの反応により生じる発熱エネルギーを除去するエネルギー除去機構として、冷却機構２６０を設けることとしている。冷却機構２６０は、例えば、図３（ａ）に示すように、フッ素含有ガス供給管２３２ｃとＮＯガス供給管２３２ｄとの合流箇所（Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合ポイントＰ）を含む混合ガス供給管２３２ｍの周囲に設けられる。冷却機構２６０は、混合部としての混合ガス供給管２３２ｍを冷却することで、Ｆ２ガスとＮＯガスとの反応により生じる発熱エネルギーを除去するように構成されている。具体的には、冷却機構２６０は、混合ポイントＰの周囲にチラー水や工業用水等の冷却媒体を循環させるチラー機構や、混合ポイントＰの周囲に配置されたヒートシンクや空冷ファンを備える放熱機構等として構成されている。
【００２３】
以上の構成により、Ｆ２ガスとＮＯガスとを混合ガス供給管２３２ｍ内で事前に混合（プリミックス）させて反応させ、クリーニングガスとしてＦ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスを生成し、反応により生じる発熱エネルギーを冷却機構２６０により除去した後に、混合ガス供給管２３２ｍより、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスを処理容器内（処理室２０１内）へ供給することが可能となっている。すなわち、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスをオンサイトで生成し、処理容器内へ供給することが可能となっている。
【００２４】
主に、フッ素含有ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２６２ｃ，２６１ｃにより、フッ素含有ガス供給系が構成される。なお、Ｆ２ガス供給源２７３をフッ素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、ＮＯガス供給管２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２６２ｄ，２６１ｄにより、ＮＯガス供給系が構成される。なお、ＮＯガス供給源２７４をＮＯガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、フッ素含有ガス供給系、ＮＯガス供給系、混合ガス供給管２３２ｍにより、クリーニングガス供給系（Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガス供給系）が構成される。なお、処理ガス供給管２３２ａの混合ガス供給管２３２ｍとの接続箇所よりも下流側、ノズル２３０ａをクリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
【００２５】
処理ガス供給管２３２ａのバルブ２６１ａよりも下流側であって混合ガス供給管２３２ｍとの接続箇所よりも上流側、処理ガス供給管２３２ｂのバルブ２６１ｂよりも下流側、フッ素含有ガス供給管２３２ｃのバルブ２６１ｃよりも下流側、ＮＯガス供給管２３２ｄのバルブ２６１ｄよりも下流側には、それぞれ不活性ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈが接続されている。不活性ガス供給管２３２ｅには、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｅを介して、不活性ガスとして例えば窒素（Ｎ２）ガスを供給する不活性ガス供給源としてのＮ２ガス供給源２７５が接続されている。不活性ガス供給管２３２ｅのＭＦＣ２４１ｅよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ｅ，２６１ｅが設けられている。不活性ガス供給管２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈには、それぞれ、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈを介して、上述のＮ２ガス供給源２７５が接続されている。正確には、不活性ガス供給管２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈの上流側は、不活性ガス供給管２３２ｅのバルブ２６２ｅよりも上流側に接続されている。すなわち、不活性ガス供給管２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈは、バルブ２６２ｅよりも上流側で不活性ガス供給管２３２ｅから分岐するように設けられている。不活性ガス供給管２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈのＭＦＣ２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈよりも上流側、下流側には、それぞれバルブ２６２ｆ，２６１ｆ，２６２ｇ，２６１ｇ，２６２ｈ，２６１ｈが設けられている。
【００２６】
主に、不活性ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈ、ＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２６２ｅ，２６１ｅ，２６２ｆ，２６１ｆ，２６２ｇ，２６１ｇ，２６２ｈ，２６１ｈにより、不活性ガス供給系が構成される。なお、Ｎ２ガス供給源２７５を不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。なお、不活性ガス供給系には、処理ガスや、フッ素含有ガスや、ＮＯガスや、クリーニングガス（混合ガス）を希釈する役割もある。そのため、不活性ガス供給系は、希釈ガス供給系としても機能し、この不活性ガス供給系を、処理ガス供給系や、フッ素含有ガス供給系や、ＮＯガス供給系や、クリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。また、不活性ガス供給系はパージガス供給系としても機能する。
【００２７】
なお、処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄ、不活性ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ，２３２ｇ，２３２ｈ、混合ガス供給管２３２ｍ等の各供給管は、例えばステンレス等の金属材料で構成されている。
【００２８】
ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ，２６１ｄ，２６１ｅ，２６１ｆ，２６１ｇ，２６１ｈ，２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ，２６２ｄ，２６２ｅ，２６２ｆ，２６２ｇ，２６２ｈには、後述するコントローラ２８０が接続されている。コントローラ２８０は、後述する各ステップで処理室２０１内に供給するガスの種類が所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望の流量となるよう、さらには、供給するガスの濃度が所望の濃度となるよう、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ，２６１ｄ，２６１ｅ，２６１ｆ，２６１ｇ，２６１ｈ，２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ，２６２ｄ，２６２ｅ，２６２ｆ，２６２ｇ，２６２ｈを所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００２９】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１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。排気管２３１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（圧力調整部）としての可変コンダクタンスバルブ、例えばＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。真空ポンプ２４６は、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。真空ポンプ２４６、ＡＰＣバルブ２４２および圧力センサ２４５には、後述するコントローラ２８０が接続されている。コントローラ２８０は、処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるように、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ２４２を所望のタイミングにて制御するように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５及びＡＰＣバルブ２４２により、排気系が構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
【００３０】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な第１の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の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述するボート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に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させ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内外に対し搬入および搬出することが可能となっている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成される。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、後述するコントローラ２８０が接続されている。コントローラ２８０は、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５が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。また、マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な第２の炉口蓋体としてのシャッタ２１９ａが設けられている。シャッタ２１９ａは、昇降及び回動することで処理室２０１内からボート２１７を搬出した後のマニホールド２０９の下端に当接され、ボート２１７を搬出した後の処理室２０１内を気密に閉塞するように構成されている。シャッタ２１９ａの上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｃが設けられている。
【００３１】
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。なお、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。
【００３２】
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、後述するコントローラ２８０が接続されている。コントローラ２８０は、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいてヒータ２０６への通電具合を所望のタイミングにて制御するように構成されている。
【００３３】
図２に示されているように、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２８１が接続されている。
【００３４】
記憶装置２８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピや、後述するクリーニング処理の手順や条件などが記載されたクリーニングレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。また、クリーニングレシピは、後述するクリーニング工程における各手順を、コントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピやクリーニングレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、クリーニングレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ、クリーニングレシピおよび制御プログラムのうち任意の組み合わせを含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００３５】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ，２６１ｄ，２６１ｅ，２６１ｆ，２６１ｇ，２６１ｈ，２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ，２６２ｄ，２６２ｅ，２６２ｆ，２６２ｇ，２６２ｈ、冷却機構２６０、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０６、回転機構２５４、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００３６】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからプロセスレシピやクリーニングレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出したプロセスレシピやクリーニングレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２４１ｅ，２４１ｆ，２４１ｇ，２４１ｈによるガス流量調整動作、バルブ２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ，２６１ｄ，２６１ｅ，２６１ｆ，２６１ｇ，２６１ｈ，２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ，２６２ｄ，２６２ｅ，２６２ｆ，２６２ｇ，２６２ｈの開閉動作、冷却機構２６０による混合ポイントの温度調整動作、ＡＰＣバルブ２４２の開閉動作及び圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４２による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０６の温度調整動作、回転機構２５４によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
【００３７】
なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２８２を用意し、係る外部記憶装置２８２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００３８】
（２）薄膜形成方法
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法により処理室２０１内でウエハ２００上に薄膜を形成する方法、処理室２０１内をクリーニングする方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る薄膜形成工程およびクリーニング工程のフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【００３９】
（ウエハチャージ及びボートロード）
複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）すると、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内に搬入（ボートロード）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。
【００４０】
（圧力調整及び温度調整）
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ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情報に基づきＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される（圧力調整）。なお、真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。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内の温度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（温度調整）。なお、ヒータ２０６による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構２５４によるボート２１７及びウエハ２００の回転を開始する。なお、回転機構２５４によるボート２１７及びウエハ２００の回転は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
【００４１】
（ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス及びＮＨ３ガス供給）
次いで、処理室２０１内の温度、圧力が所望の温度、圧力に維持された状態で、第１処理ガス供給源としてのＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源２７１、第２処理ガス供給源としてのＮＨ３ガス供給源２７２から、第１処理ガスとしてのＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、第２処理ガスとしてのＮＨ３ガスが、それぞれ処理室２０１内に供給される。バルブ２６２ａ，２６１ａ，２６２ｂ，２６１ｂが開かれることでＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源２７１、ＮＨ３ガス供給源２７２から処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ内に供給されたＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、ＮＨ３ガスは、それぞれＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂにて所望の流量となるように制御された後、処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂを通り、ノズル２３０ａ，２３０ｂから処理室２０１内に導入される。
【００４２】
このとき、同時に、不活性ガス供給源としてのＮ２ガス供給源２７５から処理室２０１内にＮ２ガスを供給し、処理ガス（ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、ＮＨ３ガス）を希釈するようにしてもよい。この場合、例えば、バルブ２６２ｅ，２６１ｅ，２６２ｆ，２６１ｆが開かれることでＮ２ガス供給源２７５から不活性ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆ内に供給されたＮ２ガスは、それぞれＭＦＣ２４１ｅ，２４１ｆにて所望の流量となるように制御された後、不活性ガス供給管２３２ｅ，２３２ｆを通り、処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂを経由して、ノズル２３０ａ，２３０ｂから処理室２０１内に導入される。Ｎ２ガスは、処理ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ内でＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、ＮＨ３ガスのそれぞれと混合されることとなる。Ｎ２ガスの供給流量を制御することで、処理ガスの濃度を制御することもできる。
【００４３】
処理室２０１内に導入された処理ガスは、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、筒状空間２５０を流下した後、排気管２３１から排気される。処理ガスは、処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触する。この際、熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜、すなわちシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）が堆積（デポジション）される。
【００４４】
（パージ及び大気圧復帰）
予め設定された処理時間が経過すると、処理ガスの供給が停止される。すなわち、バルブ２６２ａ，２６１ａ，２６２ｂ，２６１ｂが閉じられることで、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源２７１、ＮＨ３ガス供給源２７２からのＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、ＮＨ３ガスの処理室２０１内への供給が停止される。その後、バルブ２６２ｅ，２６１ｅ，２６２ｆ，２６１ｆが開かれ、Ｎ２ガス供給源２７５から処理室２０１内にＮ２ガスが供給され、排気管２３１から排気されることで、処理室２０１内がパージされる。そして、処理室２０１内がＮ２ガスに置換され、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００４５】
（ボートアンロード及びウエハディスチャージ）
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（ボートアンロード）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）。
【００４６】
なお、本実施形態の処理炉２０２にてウエハ２００を処理する際の処理条件としては、例えば、シリコン窒化膜の成膜においては、
ウエハ温度：６５０〜８００℃、
処理室内圧力：１０〜５００Ｐａ、
ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給流量：１００〜５００ｓｃｃｍ、
ＮＨ３ガス供給流量：５００〜５０００ｓｃｃｍ
が例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウエハ２００に処理がなされる。
【００４７】
（３）クリーニング方法
上記の薄膜形成工程を繰り返すと、プロセスチューブ２０３の内壁等の処理容器内の部材の表面にも、シリコン窒化膜等の薄膜が累積する。すなわち、薄膜を含む堆積物が処理容器内に付着する。処理容器内に付着した堆積物（累積した薄膜）の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、処理容器内のクリーニングが行われる。すなわち、本実施形態に係るクリーニングは、ウエハ２００上に薄膜を形成する処理が行われる処理容器を提供する工程と、処理後の処理容器内にクリーニングガスを供給して処理容器内に付着した薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を実施することにより行われる。
【００４８】
なお、薄膜を含む堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素（ＮＯ）ガスとを混合部としての混合ガス供給管２３２ｍ内で混合させて反応させることで、クリーニングガスとして、フッ素含有ガスにフッ化ニトロシル（ＦＮＯ）が添加されてなる混合ガスを生成し、反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、混合ガス供給管２３２ｍより混合ガスを処理容器内（処理室２０１内）へ供給する。以下、フッ素含有ガスとしてフッ素（Ｆ２）ガスを、不活性ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを用い、処理室２０１内をクリーニングする方法について詳しく説明する。
【００４９】
（ボートロード）
空のボート２１７、すなわち、ウエハ２００を装填していないボート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内に搬入（ボートロード）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。
【００５０】
（圧力調整及び温度調整）
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ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情報に基づきＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される（圧力調整）。なお、真空ポンプ２４６は、少なくとも処理室２０１内のクリーニング処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。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内の温度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（温度調整）。なお、ヒータ２０６による処理室２０１内の加熱は、少なくとも処理室２０１内のクリーニング処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構２５４によりボート２１７の回転を開始する。なお、回転機構２５４によるボート２１７の回転は、少なくとも処理室２０１内のクリーニング処理が完了するまでの間は継続して行われる。なお、ボート２１７は回転させなくてもよい。
【００５１】
（クリーニングガス供給）
次いで、処理室２０１内の温度、圧力が、それぞれ所定の温度、所定の圧力に維持された状態で、フッ素含有ガス供給管２３２ｃのバルブ２６２ｃ，２６１ｃ、ＮＯガス供給管２３２ｄのバルブ２６２ｄ，２６１ｄがそれぞれ開かれることで、ＭＦＣ２４１ｃにより流量制御されたＦ２ガスと、ＭＦＣ２４１ｄにより流量制御されたＮＯガスとが、混合部としての混合ガス供給管２３２ｍ内にそれぞれ供給される。
【００５２】
Ｆ２ガスとＮＯガスとは混合ガス供給管２３２ｍ内で混ざり合い、このとき、Ｆ２とＮＯとが反応することでフッ化ニトロシル（ＦＮＯ）が生成される。このとき、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給するＦ２ガスの流量を、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＦ２ガスの一部が反応により消費されずに残るような流量とする。また、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給するＮＯガスの流量を、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＮＯガスの殆ど或いは全てが反応により消費されるような流量とする。その結果、混合ガス供給管２３２ｍ内では、クリーニングガスとして、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガス、すなわち、反応により消費されずに残るＦ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガス（ＮＯガスを殆ど或いは全く含まないガス）が生成されることとなる。生成されたクリーニングガス（混合ガス）は、混合ガス供給管２３２ｍより、処理ガス供給管２３２ａ、ノズル２３０ａを介して処理室２０１内に供給される。
【００５３】
処理室２０１内に供給されたクリーニングガス（混合ガス）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内に流出し、筒状空間２５０内を流下した後、排気管２３１から排気される。クリーニングガスは、処理室２０１内を通過する際に、プロセスチューブ２０３の内壁やボート２１７の表面に累積したシリコン窒化膜等の薄膜を含む堆積物と接触し、この際に熱化学反応により堆積物が除去される。すなわち、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスと堆積物とのエッチング反応により、堆積物が除去される。なお、ＦＮＯは、Ｆ２ガスによるエッチング反応を促進させるよう作用することから、エッチング速度を増大させ、クリーニング性能を向上させることが可能となる。また、これにより、処理室２０１内の温度や圧力等の処理条件を、低温、低圧側の条件とすることが可能となる。
【００５４】
なお、上述したように、Ｆ２とＮＯとが反応すると熱エネルギーが生じる。例えば、Ｆ２とＮＯとを混合させて反応させると、反応後のガス、すなわち、クリーニングガスの温度が、百数十℃を超えることも、２００℃を超えることもある。その場合、例えばステンレス等の金属材料で構成される混合ガス供給管２３２ｍが過熱され、混合ガス供給管２３２ｍの腐食や変形を招く恐れがある。また、クリーニングガスが高温のまま処理室２０１内に供給されると、処理室２０１内の石英部材等がダメージを受けてしまう恐れもある。そこで、混合ガス供給管２３２ｍ内でクリーニングガスを生成する際には、冷却機構２６０を用いて混合ガス供給管２３２ｍを冷却し、Ｆ２ガスとＮＯガスとの反応により生じる発熱エネルギーを除去する。これにより、混合ガス供給管２３２ｍの過熱を防ぎ、混合ガス供給管２３２ｍの腐食や変形等を回避することが可能となる。
【００５５】
また、処理室２０１内へクリーニングガスを供給する際には、ノズル２３０ｂ内へのクリーニングガスの侵入を防止するため、バルブ２６２ｆ，２６１ｆを開き、不活性ガス供給管２３２ｆ内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、不活性ガス供給管２３２ｆ、処理ガス供給管２３２ｂ、ノズル２３０ｂを介して処理室２０１内に供給される。また、このとき、処理室２０１内に供給するクリーニングガスを希釈するため、バルブ２６２ｅ，２６１ｅを開き、不活性ガス供給管２３２ｅ内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを流すようにしてもよい。Ｎ２ガスは、不活性ガス供給管２３２ｅ、処理ガス供給管２３２ａ、ノズル２３０ａを介して処理室２０１内に供給される。このときＭＦＣ２４１ｅによりＮ２ガスの供給流量を制御することで、クリーニングガスの濃度を制御することもできる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の希ガスを用いることも可能である。
【００５６】
なお、上述のクリーニング工程において、処理室２０１内に付着した堆積物の除去に要する時間を短縮しつつ、処理室２０１内の石英部材が受けるダメージを低減させるには、クリーニングガス（混合ガス）における「ＦＮＯの流量Ａ」に対する「Ｆ２ガスの流量Ｂ」の流量比、すなわち、「反応により生成されるＦＮＯの流量Ａ」に対する「反応により消費されずに残るＦ２ガスの流量Ｂ」の流量比（Ｂ／Ａ比）を、所定範囲内に収まるように調整することが望ましい。具体的には、上述の流量比（Ｂ／Ａ比）を０．５以上２以下、好ましくは０．５以上１未満、より好ましくは０．５以上０．７５以下とすることが望ましい。
【００５７】
上述の流量比（Ｂ／Ａ比）を０．５未満とすると、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングレートが低下し易くなり、また、処理室２０１内に付着した堆積物と、処理室２０１内の石英部材と、のエッチング選択比（堆積物のエッチングレート／石英部材のエッチングレート）が悪化し易くなる。すなわち、処理室２０１内に付着した堆積物の除去に要する時間が長くなり、また、処理室２０１内の石英部材が受けるエッチングダメージが増加し易くなる。これに対し、Ｂ／Ａ比を０．５以上とすると、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングレートを急激に高めることができ、また、上述のエッチング選択比を急激に改善させることが可能となる。すなわち、処理室２０１内に付着した堆積物の除去に要する時間を短縮することができ、また、処理室２０１内の石英部材が受けるダメージを低減させることが可能となる。
【００５８】
但し、Ｂ／Ａ比を１以上とすると、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングレートを高めることはできるものの、上述のエッチング選択比が悪化し易くなる。すなわち、処理室２０１内に付着した堆積物の除去に要する時間を短縮できたとしても、処理室２０１内の石英部材が受けるエッチングダメージが増加し易くなる。これに対し、Ｂ／Ａ比を１未満とすると、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングレートを高めことができ、さらに、上述のエッチング選択比を改善させることが可能となる。すなわち、処理室２０１内に付着した堆積物の除去に要する時間を短縮することができ、また、処理室２０１内の石英部材が受けるエッチングダメージを低減させることが可能となる。また、Ｂ／Ａ比を０．７５以下とすると、エッチング選択比をさらに改善させることが可能となり、処理室２０１内の石英部材が受けるエッチングダメージをさらに低減させ易くなる。なお、Ｂ／Ａ比が２を超えるとエッチング選択比が実用レベルを下回る。Ｂ／Ａ比を２以下とすることでエッチング選択比を実用レベルとすることが可能となる。
【００５９】
なお、上述のＢ／Ａ比は、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されるＦ２ガス流量とＮＯガス流量との比率や、混合ガス供給管２３２ｍ内の圧力や温度等により制御することできる。
【００６０】
例えば、混合ガス供給管２３２ｍ内を、Ｆ２ガスとＮＯガスとの収率１００％の反応が生じる温度および圧力条件（２ＮＯ＋Ｆ２→２ＦＮＯの関係式が成り立つ条件）とし、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されるガスの流量比をＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：１とすれば、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＦ２ガスはその全てが反応により消費されることとなり、Ｂ／Ａ比＝０となる。これに対し、収率１００％の反応が生じる条件下で、上述の量論比（ＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：１）よりもＦ２ガスの流量比を高くすると、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給されたＦ２ガスのうち一部のＦ２ガスを未反応のまま残すことができ、Ｂ／Ａ比を大きくすることが可能となる。
【００６１】
具体的には、収率１００％の反応が生じる条件下では、ＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：αとすれば、２ＮＯ＋αＦ２→２ＦＮＯ＋（α−１）Ｆ２の関係式が成り立ち、Ｂ／Ａ比＝（α−１）／２となる。従って、収率１００％の反応が生じる条件下で、ＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：２とすればＢ／Ａ比＝０．５となり、ＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：２．５とすればＢ／Ａ比＝０．７５となり、ＮＯガス流量：Ｆ２ガス流量＝２：３とすれば、Ｂ／Ａ比＝１となる。
【００６２】
このように、Ｂ／Ａ比の値と、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合条件と、の関係を事前に求めておくことで、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合条件を制御することにより、Ｂ／Ａ比を制御することが可能となる。
【００６３】
クリーニング工程における堆積物のエッチング条件としては、
処理室内温度：２００℃〜６００℃、
処理室内圧力：１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）〜６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）、
Ｆ２ガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜４０００ｓｃｃｍ（４ｓｌｍ）、
ＮＯガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜４０００ｓｃｃｍ（４ｓｌｍ）、
Ｎ２ガス供給流量：５００ｓｃｃｍ（０．５ｓｌｍ）〜２００００ｓｃｃｍ（２０ｓｌｍ）
が例示され、それぞれのエッチング条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することで堆積物のエッチングがなされる。
【００６４】
（パージ及び大気圧復帰）
予め設定されたエッチング時間が経過し、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングが終了すると、バルブ２６２ｃ，２６１ｃ，２６２ｄ，２６１ｄが閉じられることで、クリーニングガス（混合ガス）の処理室２０１内への供給が停止される。その後、バルブ２６２ｅ，２６１ｅ，バルブ２６２ｆ，２６１ｆ，バルブ２６２ｇ，２６１ｇ，バルブ２６２ｈ，２６１ｈが開かれ、Ｎ２ガス供給源２７５から処理室２０１内にＮ２ガスが供給され、排気管２３１から排気されることで処理室２０１内がパージされる（パージ）。そして、処理室２０１内がＮ２ガスに置換され、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰され（大気圧復帰）、本実施形態に係るクリーニング工程が終了する。
【００６５】
（ボートアンロード）
クリーニング工程が終了したら、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、空のボート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（ボートアンロード）される。そして、上述の薄膜形成工程が再開されることとなる。
【００６６】
（４）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果を奏する。
【００６７】
（ａ）本実施形態では、クリーニングガスとして、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスを処理室２０１内に供給するようにしている。ＦＮＯは、Ｆ２ガスによるエッチング反応を促進させるよう作用することから、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチング速度を増大させ、クリーニング性能を向上させることが可能となる。また、これにより、処理室２０１内の温度や圧力等の処理条件を、低温、低圧側の条件とすることが可能となる。例えば、処理室２０１内の温度を４００℃、処理室２０１内の圧力を１００Ｔｏｒｒとした場合であっても、クリーニングを充分に進行させることが可能となる。その結果、処理室２０１内の石英部材のエッチングを抑制することが可能となる。
【００６８】
なお、クリーニングガスとして、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスではなく、Ｆ２ガスを単独で用いる場合、実用的なエッチングレートを得るには処理室２０１内の温度を比較的高くする必要があり、その場合、処理室２０１内の石英部材がダメージを受け易くなることを確認している。また、クリーニングガスとして、ＦＮＯを単独で用いた場合、処理室２０１内に付着した堆積物のエッチングレートが低いため、エッチングを進行させることが困難であることを確認している。すなわち、ＦＮＯガスには、Ｆ２ガスに添加されることでエッチング反応を促進させる効果があるものの、それ単体ではエッチングを進行させることが困難であることが判明している。
【００６９】
（ｂ）本実施形態では、混合ガス供給管２３２ｍ内でクリーニングガス（混合ガス）を生成する際に、冷却機構２６０を用いて混合ガス供給管２３２ｍを冷却し、Ｆ２ガスとＮＯガスとの反応により生じる発熱エネルギーを除去するようにしている。これにより、例えばステンレス等の金属材料で構成される混合ガス供給管２３２ｍの温度上昇を防ぎ、混合ガス供給管２３２ｍの腐食等を回避することが可能となる。また、これにより、処理室２０１内にクリーニングガスが高温状態のまま供給されることを防ぐことができ、処理室２０１内の石英部材等のダメージを回避することができる。そして、これらにより、基板処理の品質を向上させることが可能となる。すなわち、腐食生成物等のパーティクルがガスに同伴されて処理室２０１内に運ばれることを回避できるようになり、また、石英粉等のパーティクルが処理室２０１内で発生することを回避できるようになる。結果として、ウエハ２００に到達するパーティクルの量を低減することができ、製品不良が引き起こされることを未然に防ぎ、基板処理の品質を向上させることが可能となる。なお、共に支燃性ガスであるＦ２ガスとＮＯガスとを混合させることで発熱反応が生じることや、この発熱反応により基板処理装置１００の構成部材がダメージを受ける恐れがあることは、上述したように、発明者等の鋭意研究によって初めて明らかとなった新規課題である。
【００７０】
（ｃ）本実施形態では、Ｆ２ガスとＮＯガスとを別々に処理室２０１内に供給して処理室２０１内で混合させるのではなく、混合ガス供給管２３２ｍ内にて事前に混合（プリミックス）させるようにしている。また、混合ガス供給管２３２ｍ内に供給するＮＯガスの流量を、その殆ど或いは全てがＦ２ガスとの反応により消費されるような流量としている。すなわち、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合による反応を、処理室２０１内で生じさせないようにしている。これにより、処理室２０１内で局所的な発熱反応が生じることを防止することができ、処理室２０１内の石英部材の部分的なエッチングを回避することが可能となる。
【００７１】
（ｄ）本実施形態では、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合を、処理室２０１内ではなく、比較的容積の小さな混合ガス供給管２３２ｍ内にて行うようにしている。これにより、Ｆ２ガスとＮＯガスとを効率的に混合させることができ、ＦＮＯの生成効率を高めることが可能となる。その結果、クリーニングガスとして、Ｆ２ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスをオンサイトで生成し、処理室２０１内に供給することが容易となる。
【００７２】
（ｅ）本実施形態では、Ｆ２ガスと混合させる酸化窒素ガスとしてＮＯガスを用いている。これにより、ＦＮＯの生成効率を高めることができる。なお、酸化窒素ガスとして、ＮＯガスの代わりにＮ２ＯガスやＮＯ２ガスを用いる場合、Ｎ２ＯガスやＮＯ２ガスはフッ素含有ガスとは反応し難いため、それ専用の予備分解室、すなわちＮ２ＯガスやＮＯ２ガス用の予備分解室が混合ガス供給管２３２ｍの上流側に必要となってしまう。これに対して、ＮＯガスは、混合ガス供給管２３２ｍ内にて充分にＦ２ガスと反応することから、このような専用の予備分解室、すなわちＮＯガス用の予備分解室を設ける必要がなく、基板処理装置の製造コストを低減させることができる。
【００７３】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００７４】
例えば、上述の実施形態では、図３（ａ）に示したように、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合ポイントＰの周囲を囲うように冷却機構２６０を設ける例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、図３（ｂ）に示すように、混合ポイントＰよりも下流側の混合ガス供給管２３２ｍの一部を部分的に囲うように冷却機構２６０を設けてもよい。また例えば、図３（ｃ）に示すように、Ｆ２ガスとＮＯガスとの混合ポイントＰとその下流側の混合ガス供給管２３２ｍの全体を囲うように冷却機構２６０を設けてもよい。
【００７５】
また例えば、上述の実施形態では、エネルギー除去機構としての冷却機構２６０が、混合部（混合ガス供給管２３２ｍ）自体を冷却する例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、冷却機構２６０は、混合部内（混合ガス供給管２３２ｍ内）の反応後のガス、すなわち、クリーニングガスを冷却する熱交換機等として構成されていてもよい。
【００７６】
また例えば、上述の実施形態では、Ｆ２ガスとＮＯガスとを混合させて反応させる混合部が、混合ガス供給管２３２ｍ、すなわち、配管として構成されている例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、図３（ｄ）に示すように、混合部は、配管としてではなく混合室２９０ｍとして構成されていてもよい。この場合、冷却機構２６０は、混合室２９０ｍの周囲、或いは混合室２９０ｍ及び混合ガス供給管２３２ｍの周囲に設ければよい。図３（ｄ）では、冷却機構２６０を混合室２９０ｍの周囲に設ける例について示している。
【００７７】
また例えば、上述の実施形態では、処理室２０１内へのクリーニングガス（混合ガス）の供給をノズル２３０ａのみから行う例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、混合ガス供給管２３２ｍの下流側を処理ガス供給管２３２ｂに接続し、クリーニングガス（混合ガス）の供給をノズル２３０ｂから行うようにしてもよい。このとき、ノズル２３０ａ内へのクリーニングガス（混合ガス）の侵入を防止するため、バルブ２６２ｅ，２６１ｅを開き、不活性ガス供給管２３２ｅ内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを流す。また、例えば、クリーニングガス（混合ガス）の供給をノズル２３０ａ及びノズル２３０ｂの両方から行うようにしてもよい。
【００７８】
また例えば、上述の実施形態では、フッ素含有ガスとしてフッ素ガス（Ｆ２ガス）を用いる例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、フッ素含有ガスとして、三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）等のフッ化窒素ガス、および四フッ化炭素ガス（ＣＦ４ガス）、六フッ化エタンガス（Ｃ２Ｆ６ガス）、八フッ化プロパン（Ｃ３Ｆ８ガス）等のフッ化炭素ガス、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３ガス）や五フッ化塩素ガス（ＣｌＦ５ガス）等のフッ化塩素ガスのうち少なくともいずれかを用いることができる。これらの場合においても、混合部内でフッ素含有ガスとＮＯガスとを混合させて反応させることで、クリーニングガスとして、フッ素含有ガスにＦＮＯが添加されてなる混合ガスを生成することができる。
【００７９】
但し、フッ化窒素ガスやフッ化炭素ガスは、ＮＯガスとの反応性が比較的低い。そのため、これらのガスを用いる場合は、フッ化窒素ガスやフッ化炭素ガスを分解させた後のフッ素含有ガスと、ＮＯガスとを混合部内で混合させることとなる。この場合、混合部の上流側に予備分解室を設け、プラズマ源やヒータ等の分解源を用いて予備分解室内でフッ化窒素ガスやフッ化炭素ガスを予め分解させた後、フッ化窒素ガスやフッ化炭素ガスを分解させた後のフッ素含有ガスと、ＮＯガスとを混合部内で混合させることとなる。特に、フッ化炭素ガスはフッ化窒素ガスよりも熱分解し難く、熱分解温度が高い。よって、フッ化炭素ガスを熱的に分解するには比較的高温で加熱する必要があり、プラズマで分解させるのが好ましい。ただし、フッ化炭素ガスをプラズマで分解させる場合、再結合によりＣＦ４等が生成されることがある。よって、この場合、フッ化炭素ガスをプラズマで分解させる際に、フッ化炭素ガスにＯ２等の再結合を阻害（抑制）させるガス（再結合阻害ガス）を添加するのが好ましい。すなわち、予備分解室内にフッ化炭素ガスと再結合阻害ガスとを供給した状態で、予備分解室内でフッ化炭素ガスをプラズマで分解させるのが好ましい。
【００８０】
これに対し、フッ素ガスやフッ化塩素ガスは、ＮＯガスとの反応性が比較的高い。そのため、これらのガスを用いる場合は、フッ素含有ガスを分解させる予備分解室や、プラズマ源やヒータ等の分解源を設ける必要がないため、好ましい。
【００８１】
なお、フッ素含有ガスとして、ＮＦ３ガス等のフッ化窒素ガスや、ＣＦ４ガス等のフッ化炭素ガスを用いた場合、クリーニング工程における堆積物のエッチング条件としては、
処理室内温度：２００℃〜６００℃、
処理室内圧力：１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）〜６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）、
予備分解室内温度：５００℃〜８００℃、
予備分解室内圧力：１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）〜大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）、
フッ化窒素ガス又はフッ化炭素ガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜４０００ｓｃｃｍ（４ｓｌｍ）、
ＮＯガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜４０００ｓｃｃｍ（４ｓｌｍ）、
Ｎ２ガス供給流量：５００ｓｃｃｍ（０．５ｓｌｍ）〜２００００ｓｃｃｍ（２０ｓｌｍ）
が例示される。
【００８２】
また、フッ素含有ガスとして、ＣｌＦ３ガス等のフッ化塩素ガスを用いた場合、クリーニング工程における堆積物のエッチング条件としては、
処理室内温度：２００℃〜５００℃、
処理室内圧力：１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）〜６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）、
フッ化塩素ガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜２０００ｓｃｃｍ（２ｓｌｍ）、
ＮＯガス供給流量：２００ｓｃｃｍ（０．２ｓｌｍ）〜２０００ｓｃｃｍ（２ｓｌｍ）、
Ｎ２ガス供給流量：５００ｓｃｃｍ（０．５ｓｌｍ）〜２００００ｓｃｃｍ（２０ｓｌｍ）
が例示される。
【００８３】
また、上述の実施形態では、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を含む堆積物を除去することで処理容器内をクリーニングする例について説明したが、本発明は係る態様に限定されない。すなわち、本発明は、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）、シリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）等のシリコン系窒化膜を含む堆積物を除去することで処理容器内をクリーニングする場合、つまり、これらのシリコン系窒化膜を形成する処理容器内をクリーニングする場合にも好適に適用可能である。
【００８４】
また、本発明は、チタン窒化膜（ＴｉＮ膜）、タンタル窒化膜（ＴａＮ膜）等の金属窒化膜を含む堆積物を除去することで処理容器内をクリーニングする場合、つまり、これらの金属窒化膜を形成する処理容器内をクリーニングする場合にも好適に適用可能である。
【００８５】
また、上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置の処理容器内をクリーニングする例について説明したが、本発明はこれに限定されず、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置の処理容器内をクリーニングする場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置の処理容器内をクリーニングする例について説明したが、本発明はこれに限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置の処理容器内をクリーニングする場合にも、好適に適用できる。
【００８６】
また、上述の実施形態や変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。
【００８７】
また、本発明は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピやクリーニングレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピやクリーニングレシピを変更する場合は、本発明に係るプロセスレシピやクリーニングレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピやクリーニングレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピやクリーニングレシピ自体を本発明に係るプロセスレシピやクリーニングレシピに変更することも可能である。
【実施例】
【００８８】
上述の実施形態における基板処理装置の処理容器内でウエハ上にＳｉＮ膜を形成する成膜工程を繰り返した後、上述の実施形態におけるクリーニング工程を行うことで、処理容器内のクリーニングを行った。クリーニング工程においては、処理容器内の温度を３００〜４００℃とし、処理容器内の圧力を５０〜１００Ｔｏｒｒとした。また、混合ガスにおけるＦＮＯの流量Ａに対するＦ２ガスの流量Ｂの流量比（Ｂ／Ａ比）を０から１．０の範囲で変化させた。その他の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の値に設定した。そして、処理容器内に堆積したＳｉＮ膜を含む堆積物のエッチングレート、及び処理容器内の石英部材のエッチングレートをそれぞれ測定した。さらに、これらの測定結果に基づいて、堆積物と石英部材とのエッチング選択比（堆積物のエッチングレート／石英部材のエッチングレート）を算出した。
【００８９】
図５は、本実施例に係る堆積物及び石英部材のエッチングレート、並びにエッチング選択比の評価結果を示す図である。図５の横軸は、混合ガスにおけるＦＮＯの流量Ａに対するＦ２ガスの流量Ｂの流量比（Ｂ／Ａ比）を、左側の縦軸はエッチングレート［Å／ｍｉｎ］を、右側の縦軸はエッチング選択比［ａ．ｕ．］をそれぞれ示している。図中の○印は堆積物のエッチングレートを、△印は石英部材のエッチングレートを、□印はエッチング選択比をそれぞれ示している。なお、Ｂ／Ａ比＝０とは、混合ガス供給管内に供給されたＦ２ガスが反応により全て消費され、クリーニングガスとしてＦＮＯが単体で用いられることを意味している。また、エッチング選択比は、その値が大きい方が石英部材のエッチングが進行し難く、良好であることを示している。
【００９０】
図５によれば、上述のＢ／Ａ比を０とした場合には、堆積物のエッチングレートが低く、堆積物と石英部材とのエッチング選択比も悪いことが分かる。これに対し、Ｂ／Ａ比を０．５以上とした場合、堆積物のエッチングレートが急激に高まり、エッチング選択比が急激に改善することが分かる。但し、Ｂ／Ａ比をさらに高くした場合、堆積物のエッチングレートは高くなるものの、Ｂ／Ａ比を高くし過ぎるとエッチング選択比が悪化し始めることが分かる。なお、Ｂ／Ａ比が２を超えると、エッチング選択比が実用レベルを下回ることを確認した。また、Ｂ／Ａ比を１未満とすることで、エッチング選択比を比較的良好な状態に保つことができることを確認した。また、Ｂ／Ａ比を０．７５以下とすることで、堆積物のエッチングレートおよびエッチング選択比を高い良好な状態に保つことができることを確認した。これらの結果から、Ｂ／Ａ比を０．５以上２以下、好ましくは０．５以上１未満、より好ましくは０．５以上０．７５以下とするのが望ましいことが分かる。
【００９１】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。  
【００９２】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板上に薄膜を形成する処理が行われる処理容器を提供する工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するクリーニング方法が提供される。
【００９３】
（付記２）
付記１のクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記混合ガスにおける前記フッ化ニトロシルの流量Ａに対する前記フッ素含有ガスの流量Ｂの流量比Ｂ／Ａ比を０．５以上１未満とする。
【００９４】
（付記３）
付記１のクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記混合ガスにおける前記フッ化ニトロシルの流量Ａに対する前記フッ素含有ガスの流量Ｂの流量比Ｂ／Ａ比を０．５以上０．７５以下とする。
【００９５】
（付記４）
付記１のクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記反応により生成される前記フッ化ニトロシルの流量Ａに対する前記反応により消費されずに残る前記フッ素含有ガスの流量Ｂの流量比Ｂ／Ａ比を０．５以上１未満とする。
【００９６】
（付記５）
付記１のクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記反応により生成される前記フッ化ニトロシルの流量Ａに対する前記反応により消費されずに残る前記フッ素含有ガスの流量Ｂの流量比Ｂ／Ａ比を０．５以上０．７５以下とする。
【００９７】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記混合部を冷却することで、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去する。
【００９８】
（付記７）
付記１乃至５のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記混合部内の前記反応後のガスを冷却することで、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去する。
【００９９】
（付記８）
付記１乃至５のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、前記混合部内の前記クリーニングガスを冷却することで、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去する。
【０１００】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記堆積物を除去する工程では、オンサイトで前記混合ガスを生成し前記処理容器内へ供給する。
【０１０１】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記フッ素含有ガスが、フッ素ガス、フッ化塩素ガス、フッ化窒素ガスおよびフッ化炭素ガスのうち少なくともいずれかである。
【０１０２】
（付記１１）
付記１乃至９のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記フッ素含有ガスがフッ素ガスおよびフッ化塩素ガスのうち少なくともいずれかである。
【０１０３】
（付記１２）
付記１乃至９のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記フッ素含有ガスがフッ化窒素ガスおよびフッ化炭素ガスのうち少なくともいずれかであり、前記堆積物を除去する工程では、分解させた後の前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを前記混合部内で混合させる。
【０１０４】
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記混合部は配管により構成される。
【０１０５】
（付記１４）
付記１乃至１２のいずれかのクリーニング方法であって、好ましくは、
前記混合部は混合室により構成される。
【０１０６】
（付記１５）
本発明の他の態様によれば、
処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１０７】
（付記１６）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板上に薄膜を形成する処理を行う処理容器と、
フッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給系と、
一酸化窒素ガスを供給する一酸化窒素ガス供給系と、
前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを混合させて反応させる混合部と、
前記反応により生じる発熱エネルギーを除去するエネルギー除去機構と、
前記フッ素含有ガス供給系および前記一酸化窒素ガス供給系より供給した前記フッ素含有ガスと前記一酸化窒素ガスとを前記混合部内で混合させて反応させることで、クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを前記エネルギー除去機構により除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給して、前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去するように、前記フッ素含有ガス供給系、前記一酸化窒素ガス供給系および前記エネルギー除去機構を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１０８】
（付記１７）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う手順と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記堆積物を除去する手順では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するプログラムが提供される。
【０１０９】
（付記１８）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理容器内で基板上に薄膜を形成する処理を行う手順と、
前記処理後の前記処理容器内にクリーニングガスを供給して前記処理容器内に付着した前記薄膜を含む堆積物を除去する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記堆積物を除去する手順では、フッ素含有ガスと一酸化窒素ガスとを混合部内で混合させて反応させることで、前記クリーニングガスとして前記フッ素含有ガスにフッ化ニトロシルが添加されてなる混合ガスを生成し、前記反応により生じる発熱エネルギーを除去した後に、前記混合部より前記混合ガスを前記処理容器内へ供給するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０１１０】
２００      ウエハ（基板）
２０１      処理室
２０６      ヒータ
２３２ａ    処理ガス供給管
２３２ｂ    処理ガス供給管
２３２ｃ    フッ素含有ガス供給管
２３２ｄ    一酸化窒素（ＮＯ）ガス供給管
２３２ｍ    混合ガス供給管（混合部）
２６０      冷却機構（エネルギー除去機構）
２８０      コントローラ（制御部）
【図１】
2014170786.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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