(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する反応室を構成する反応管と、
前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に成膜ガスを供給する第１の成膜ガスノズルと、
前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に前記第１の成膜ガスノズルから供給される前記成膜ガスと同じ成膜ガスを供給する第２の成膜ガスノズルと、
前記第１の成膜ガスノズルへ前記成膜ガスを供給する第１の配管に設けられた第１のバルブと、
前記第２の成膜ガスノズルへ前記成膜ガスを供給する第２の配管に設けられた第２のバルブと、
前記第１の成膜ガスノズルから前記反応室に前記成膜ガスを供給する際は、前記第２の成膜ガスノズルからの前記成膜ガスの供給を停止し、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給する際は、前記第１の成膜ガス供給ノズルからの前記成膜ガスの供給を停止し、前記第１の成膜ガスノズルの内壁に所定の厚さの膜が形成された場合に、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給するように前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを制御する制御手段と、を具備する基板処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の成膜ガスノズルは、高さの異なる複数の成膜ガスノズルから構成されている基板処理装置。
【請求項３】
反応室に処理対象となる基板を搬入する工程と、前記反応室に第１の成膜ガスノズルまたは第２の成膜ガスノズルから成膜ガスを供給し、前記基板に所定の膜を形成する工程と、処理済の前記基板を前記反応室から搬出する工程と、を有し、
前記所定の膜を形成する工程では、前記第１の成膜ガスノズルから前記反応室に前記成膜ガスを供給する際は、前記第２の成膜ガスノズルからの前記成膜ガスの供給を停止し、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給する際は、前記第１の成膜ガス供給ノズルからの前記成膜ガスの供給を停止し、前記第１の成膜ガスノズルの内壁に所定の厚さの膜が形成された場合に、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、及び、半導体装置の製造方法に係り、特に反応容器内のメンテナンスサイクル延長及び装置ダウンタイム低減に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法を実施する基板処理装置として、複数の基板を一括処理する縦型ＣＶＤ装置が知られている。この縦型ＣＶＤ装置の反応炉を使用して、複数の基板上に、例えば、フラットポリシリコン膜と呼ばれるポリシリコン膜を成膜することが特許文献１に記載されている。ここで、フラットとは、炉内の温度勾配をフラット（ゼロ）にすることである。したがって、フラットポリシリコン膜とは、温度勾配をフラットにした炉内に配置された複数の基板上に成膜されるポリシリコン膜をいう。ここで、複数の基板が配置される炉内の領域を基板配列領域という。
【０００３】
このフラットポリシリコン膜の成膜に際しては、基板配列領域全体に適量の成膜ガスを供給するために、ロングノズルと呼ばれる成膜用ガスノズルを使用している。ここでロングノズルとは、炉内の基板配列領域外からではなく、炉内の基板配列領域内から成膜ガスを供給することが可能な成膜用ガスノズルをいう。縦型ＣＶＤ装置の反応炉にあっては、このロングノズルは、通常、炉の下部から挿入されて炉の上部に向けて延在されているため、炉内の下部から挿入されてそこに止まる通常ノズルと比べて長さが長くなっている。上述したフラットポリシリコン膜の成膜には、基板配列領域に沿う、長さの異なる複数本の、例えば４本の石英製のロングノズル（以下、石英ロングノズルという）が使用されている。
【０００４】
ところで、反応炉内で成膜を繰り返していくと、反応炉内に副生成物である生成膜が堆積していく。この堆積膜厚が１０μｍ以上になると、パーティクル発生の要因となるため、一旦、堆積膜の除去が必要となる。この反応炉内の膜除去には、クリーニングガスによるエッチングが採用される。例えばＳｉＨ４を反応炉内に供給してポリシリコン膜を成膜する場合、ＣｌＦ３ガスやＦ２ガスによるエッチングが有効である。ここで、反応炉の内壁等のみならず、フラットポリシリコン膜を成膜するために使用する石英ロングノズルの内壁にも、当然ポリシリコン膜が成膜される。したがって、反応炉の内壁等と石英ロングノズルの内壁との両方の堆積膜をエッチングする必要がある。この場合、成膜用ガスノズル内の堆積膜厚は、反応炉内の堆積膜厚に比べ一般に４倍以上厚く付着している。このため、成膜用ガスノズル内のクリーニングを、反応炉内のクリーニングと別に行う必要がある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、クリーニング用ガスノズルよりクリーニングガスを反応炉内に導入して、反応炉内をクリーニングするとともに、クリーニングガスを成膜用ガスノズル内にも導入して成膜用ガスノズル内をクリーニングすることが行われている。この場合、成膜用ガスノズルの内壁のクリーニング処理と、反応管の内壁等のクリーニング処理を同時に行うようにする方法の他に、これらのクリーニング処理を別々に行うようにする方法も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８８３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、成膜用ガスノズル内の堆積膜厚は、反応炉内の堆積膜厚に比べ一般に４倍以上厚く付着している。これは、累積膜厚の影響で異物が発生するタイミング（累積膜厚）が異なる（例えば、異物の発生する累積膜厚が２０μｍだとすれば、炉内の堆積膜厚を基準（２０μｍ）とすると、ノズル内の堆積膜厚は８０μｍとなっており、ノズル内の堆積膜厚を基準（２０μｍ）とすると、炉内の堆積膜厚は５μｍとなっている。）ことを意味する。従って、炉内堆積膜厚が５μｍであっても、ノズル内堆積膜厚が２０μｍとなっているため、このタイミングでノズル内、及び炉内のガスクリーニングを実施する必要がある。これは、ダウンタイムの拡大となり、非常に非効率であった。
【０００８】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、クリーニング時の成膜用ガスノズルのメンテナンスサイクルを延長させ、装置のダウンタイムを低減することが可能な基板処理装置、及び、半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
代表的な解決手段の一つは、基板を処理する反応室を構成する反応管と、前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に成膜ガスを供給する第１の成膜ガスノズルと、前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に前記成膜ガスを供給する第２の成膜ガスノズルと、前記第１の成膜ガスノズルから前記反応室に前記成膜ガスを供給する場合には、前記第２の成膜ガスノズルからは前記成膜ガスを供給しないように、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給する場合には、前記第１の成膜ガス供給ノズルからは前記成膜ガスを供給しないように制御する制御手段と、を具備し、前記第１の成膜ガスノズルから供給される成膜ガスと、前記第２の成膜ガスノズルから供給される成膜ガスは同じである基板処理装置である。
【００１０】
また、他の代表的な解決手段の一つは、反応室に処理対象となる基板を搬入する工程と、前記反応室に第１の成膜ガスノズルから成膜ガスを供給し、前記基板に所定の膜を形成する工程と、処理済の前記基板を前記反応室から基板を搬出する工程と、を所定回数繰り返し、その後、反応室に処理対象となる基板を搬入する工程と、前記反応室に第２の成膜ガスノズルから成膜ガスを供給し、前記基板に所定の膜を形成する工程と、処理済の前記基板を前記反応室から基板を搬出する工程と、を行う半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
クリーニング時の成膜用ガスノズルのメンテナンスサイクルを延長させ、装置のダウンタイムを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用される縦型ＣＶＤ装置の概略側面断面図である。
【図２】本発明が適用される縦型ＣＶＤ装置の概略平面断面図である。
【図３】本発明が適用される縦型ＣＶＤ装置の概略側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１は、実施の形態の基板処理装置である半導体製造装置としての縦型ＣＶＤ装置の概略側面断面図を示し、図２には、縦型ＣＶＤ装置の概略平面断面図を示す。また、図３は、ガス供給系を含めた縦型ＣＶＤ装置の概略側面断面図を示している。縦型ＣＶＤ装置は、主に基板を処理する反応空間を有する反応炉３１と、反応炉に対して基板保持部材に保持された基板を搬送する搬送手段（図示省略）とを備え、基板保持部材を反応炉に収容して基板を処理するように構成される。
【００１４】
反応炉３１は、反応管３７と加熱装置としてのヒータユニット３９とを備える。反応管３７は、外管としてのアウタチューブ１１５と内管としてのインナチューブ１１６とから構成されている。アウタチューブ１１５は例えば石英（ＳｉＯ２）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態である。インナチューブ１１６は、上端及び下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、アウタチューブ１１５内に同軸的に配置されている。アウタチューブ１１５とインナチューブ１１６の間の空間は筒状空間１１４を成す。インナチューブ１１６の上部開口から上昇したガスは、筒状空間１１４を通過して排気系としての排気管１１１から排気されるようになっている。なお、反応炉３１の制御系は制御手段１０３で制御される。
【００１５】
アウタチューブ１１５およびインナチューブ１１６の下端には、例えばステンレス等よ
りなるマニホールド１１７が係合され、このマニホールド１１７にアウタチューブ１１５およびインナチューブ１１６が保持されている。アウタチューブ１１５の下端部およびマニホールド１１７の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間が気密にシールされている。
【００１６】
マニホールド１１７の下端開口部には、例えばステンレス等よりなる円盤状の蓋体としてのシールキャップ３８が気密シール可能に着脱自在に取付けられている。シールキャップ３８には、回転手段としての回転軸３６および回転機構３６ａが連結されており、回転軸３６および回転機構３６ａにより、基板保持部材としてのボート２１及びボート２１上に保持されている複数のウェハ２００を回転させる。又、シールキャップ３８は基板搬送手段である昇降手段としてのボートエレベータ３５に連結されていて、ボート２１を昇降させる。ボートエレベータ３５は、ボート２１に保持された複数のウェハ２００を反応空間３４に対して搬送する。回転軸３６、回転機構３６ａ、及びボートエレベータ３５は、ボート２１の回転スピード、昇降スピードを所定のスピードにするように、制御手段１０３により制御される。
【００１７】
アウタチューブ１１５の外周にはヒータユニット３９が同軸的に配置されている。ヒータユニット３９は、アウタチューブ１１５内の温度を所定の処理温度にするよう制御手段１０３により制御される。前述した反応管３７とマニホールド１１７とで反応容器３２が構成される。また、インナチューブ１１６、アウタチューブ１１５と、マニホールド１１７とで、ボート２１に支持されたウェハ２００を収納して処理するための反応空間３４が構成される。
【００１８】
マニホールド１１７から反応管３７にわたって、それらの一側には、石英製の成膜用ガスノズル４０が複数本設けられている。これらの成膜用ガスノズル４０により、成膜ガスがインナチューブ１１６内に供給されるようになっている。成膜用ガスノズル４０は、例えば長さの異なる２本の石英ロングノズルを１セットとして、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１及び第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２（長さはＡ＞Ｂの関係にある）から構成される。ここで、成膜用ガスノズル４０を、長さの異なる石英ロングノズルから構成したのは、基板配列領域としてのウェハ配列領域２２を２ゾーンに分割して、分割した各ゾーンに対応するように、反応炉内に複数本のロングノズルを延在させ、これらから成膜ガスを供給することで、反応炉内の温度勾配をゼロとしたうえで、複数のウェハ２００の膜厚均一性を確保することが可能となる。
【００１９】
また、最初に第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１から成膜ガスを供給し、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の堆積膜厚が所定の膜厚（異物が発生する累積膜厚程度）に達した後、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２から成膜ガスを供給するように使用することにより、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁に異物が発生する厚さの膜が成膜されたとしても、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２を用いて成膜処理を実施することができ、メンテナンス期間を延ばすことができる。
【００２０】
石英ロングノズルの先端部は、反応空間３４内のウェハ配列領域２２に位置決めされている。この場合、石英ロングノズルの出口となる先端部は、ウェハ配列領域２２に沿って、上下方向にずれるように位置決めされ、ウェハ配列領域２２の途中箇所から複数のウェハ２００に適量の成膜ガスを供給するようになっている。これらの石英ロングノズルの入口となる基端部は、マニホールド１１７の一側に形成されたノズル通し穴を介して反応管３７の外部に取り出されている。
【００２１】
また、マニホールド１１７の他側には、クリーニングガス供給口を形成する石英製のクリーニング用ガスノズル４６（以下、ＣｌＦ３ノズルともいう）が設けられている。このＣｌＦ３ノズル４６により、クリーニングガスがインナチューブ１１６内に供給されるようになっている。ＣｌＦ３ノズル４６の先端部は、ウェハ配列領域２２の下方に位置決めされている。このＣｌＦ３ノズル４６の基端部は、マニホールド１１７に形成されたノズル通し穴を介して反応管３７の外部に取り出されている。ここで、ＣｌＦ３ノズル４６も石英ロングノズルと同じ材料の石英から形成されているが、ＣｌＦ３ノズル４６は、その長さが石英ロングノズルの長さと比べると短く、比較的低温である領域に配置されている。
【００２２】
また、マニホールド１１７の他側には、真空ポンプ等の排気装置（図示せず）に連結されたガスの排気管１１１が接続されており、アウタチューブ１１５とインナチューブ１１６との間の筒状空間１１４を流れるガスを排出し、アウタチューブ１１５内を所定の圧力の減圧雰囲気にするよう制御手段１０３により制御される。
【００２３】
上述した石英ロングノズル、ＣｌＦ３ノズル４６は、図示しない成膜ガス源、不活性ガス源、クリーニングガス源に配管系を介して連結されている。
【００２４】
石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２は、反応管３７の外部に取り出されているそれらの基端部が、それぞれエアバルブ７９〜８２、２方向バルブ５１〜５４、エアバルブ７５〜７８、流量制御手段としてのＭＦＣ９１〜９４、及びエアバルブ７１〜７４を介在した配管で、図示しない成膜ガス源としてのＳｉＨ４ガス源に連結されている。上記２方向バルブ５１〜５４は、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２側配管を、ＳｉＨ４ガス源側又は非成膜ガス源側配管に切替えるバルブである。ここで非成膜ガス源側とは、不活性ガス源側（以下、Ｎ２ガス源）又はクリーニングガス源（ＣｌＦ３ガス源）側のことである。
【００２５】
また、ＣｌＦ３ノズル４６は、エアバルブ８９、２方向バルブ５５、エアバルブ８４、ＭＦＣ９５、及びエアバルブ８３を介在した配管で、図示しないＣｌＦ３またはＦ２ガス源（クリーニングガス源）に連結されている。ここで２方向バルブ５５は、ＣｌＦ３ガス源側配管をＣｌＦ３ノズル４６側又は石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２側配管に切替えるバルブである。
【００２６】
また、ＣｌＦ３ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５とエアバルブ８４との間の配管には、エアバルブ８６、ＭＦＣ９６、エアバルブ８５を介在した配管が連結されており、その配管は、図示しないＮ２ガス源（不活性ガス源）に連結されている。また、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された４つの２方向バルブ５１〜５４とＣｌＦ３ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５とを共通接続した配管には、エアバルブ８８、ＭＦＣ９７、エアバルブ８７を介在した配管が連結されており、その配管は上述したＮ２ガス源に連結されている。
【００２７】
制御手段１０３は、縦型ＣＶＤ装置を構成する各部の動作を制御する。例えば、ボート２１に保持した複数のウェハ２００を反応空間３４に対してボートエレベータ３５で搬送する搬送ステップ、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１又は第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２から反応空間３４に成膜ガスを供給しつつ排気管１１１から排気して、ウェハ２００上に薄膜を成膜する成膜ステップ、及び成膜ステップで反応管３７内に堆積した生成膜を除去するクリーニングステップを実行するように制御する。また、例えば制御手段１０３は、成膜ステップとクリーニングステップとにおいて、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２及びＣｌＦ３ノズル４６へのガスの導入をつぎのように制御する。
【００２８】
成膜ステップのときは、制御手段１０３によって、ＳｉＨ４ガス源が石英ロングノズルＡ１、Ｂ１、又は、石英ロングノズルＡ２、Ｂ２に連通するように、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された２方向バルブ５１、５２、又は、５３、５４を石ＳｉＨ４ガス源側に切替える。また、ＭＦＣ９１、９２、又は、ＭＦＣ９３、９４で流量に制御された成膜ガスを、石英ロングノズルＡ１、Ｂ１、又は、石英ロングノズルＡ２、Ｂ２から反応空間３４に供給するようになっている。
【００２９】
また、クリーニングステップのときは、制御手段１０３によって、ＣｌＦ３ガス源が石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２側配管に連通するように、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された２方向バルブ５１〜５４、及びＣｌＦ３ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５を、いずれも成膜用ガスノズル４０側配管に、所定のタイミングで切替えることによって、ＭＦＣ９５で流量制御されたクリーニングガス（ＣｌＦ３ガス）を、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２から反応空間３４に供給するようになっている。
【００３０】
つぎに、上述した反応炉３１による半導体装置の製造方法の一例を説明する。
（１）成膜ステップ及び成膜ステップに関連する動作
まず、ボートエレベータ３５によりボート２１を下降させる。ボート２１に複数枚のウェハ２００を装填して保持する。次いで、ヒータユニット３９により反応空間３４内を加熱しながら、反応空間３４内の温度を所定の処理温度にする。
【００３１】
次に、ＭＦＣ９７により流量制御された不活性ガスを第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１より反応空間３４内に供給して、予め反応空間３４内を不活性ガスで充填しておく。ボートエレベータ３５により、ボート２１を上昇させて反応空間３４内に移し、シールキャップ３８により炉口を気密に閉塞する。反応空間３４の内部温度を所定の処理温度に維持する。このときヒータユニット３９の制御手段１０３による加熱制御によって形成される反応空間３４内の温度勾配は、フラットすなわちゼロとする。温度勾配をゼロとするのは、温度に対して影響のあるウェハの膜質や膜厚を均一にするためである。
【００３２】
反応空間３４内を所定の真空状態まで排気した後、回転軸３６、回転機構３６ａにより、ボート２１及びボート２１上に保持されている複数のウェハ２００を回転させる。同時に、２方向バルブ５１、５２をＳｉＨ４ガス源側とし、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１から、ＭＦＣ９１、９２によって流量制御された成膜ガスを反応空間３４内に供給する。供給されたガスは、反応空間３４内を上昇し、ウェハ配列領域２２に配置された複数のウェハ２００に対して供給される。減圧ＣＶＤ処理中の反応空間３４内は、排気管１１１を介して排気され、所定の真空になるよう自動圧力制御器（図示せず）により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理、すなわち成膜ステップを実行する。この際、２方向バルブ５３、５４を非成膜ガス供給源側に、２方向バルブ５５を成膜用ガスノズル４０側にし、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２から不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ２）ガス）を供給することが望ましい。これにより、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２に成膜ガスの進入を抑制し、使用していない第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２の内壁に成膜されることを抑制している。
【００３３】
このようにして成膜ステップが終了すると、次のウェハ２００の減圧ＣＶＤ処理に移るべく、反応空間３４内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、ボートエレベータ３５によりボート２１を下降させて、ボート２１及び処理済のウェハ２００を反応空間３４から取り出す。反応空間３４から取り出されたボート２１上の処理済のウェハ２００は、未処理のウェハ２００と交換され、再度前述同様にして反応空間３４内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理が成される。
【００３４】
この減圧ＣＶＤ処理を繰り返し、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁の堆積膜厚が、所定の膜厚、例えば、２０μｍになると、制御手段１０３は、第１の石英ロングノズルＡ１、Ｂ１に代えて、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２から不活性ガスや成膜ガスを供給するように制御し、更に、減圧ＣＶＤ処理を実施する。これにより、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁への堆積膜厚がパーティクルが発生する厚さに達したとしても減圧ＣＶＤ処理を続行することができ、装置のダウンタイムを低減できる。なお、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁の堆積膜厚が所定の膜厚となったかどうかは、減圧ＣＶＤ処理を何回繰り返したかにより決定する。
【００３５】
ここで、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１を用いている場合は、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２に不活性ガスを供給し、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２の内壁に成膜されることを抑制することが望ましい。しかしながら、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２を用いている場合は、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１から不活性ガス等のガスを供給しないほうが望ましい。即ち、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２から成膜ガスを供給するためにエアバルブ８１、８２を開けている際には、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１につながるエアバルブ７９、８０は閉じるように制御することが望ましい。第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁には既に異物が発生する恐れがある累積膜厚の膜が堆積しており、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１から不活性ガス等を供給すると内壁に堆積した膜がはがれた場合にパーティクルとなって反応炉内に流れてしまう恐れがあるためである。
【００３６】
第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２を用いて減圧ＣＶＤ処理を繰り返し、第２の石英ロングノズルＡ２、Ｂ２の内壁に所定の厚さの膜が堆積すると、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２、及び、反応炉３１の内壁に堆積した膜を取り除くクリーニングステップを実施する。
【００３７】
このクリーニングステップは、炉内温度を常温に落とすことなく、２段階に分けて行う。第１段階（第１のクリーニングステップ）は、主に成膜用ガスノズル４０（石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２）の内壁をクリーニングする。第２段階（第２のクリーニングステップ）は、主に反応管３７の内壁等をクリーニングする。
【００３８】
（２）第１のクリーニングステップ
石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２の内壁をクリーニングする場合の動作を説明する。本実施の形態では、この第１のクリーニングステップは、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２が失透するのを防止するために、反応管３７の内壁等の第２のクリーニングステップに先立って行われる。この場合、反応炉３１内を第１の条件に保持する。この第１の条件とは、第１のクリーニングステップで石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２に流すＣｌＦ３ガスの総流量が、第２のクリーニングステップでＣｌＦ３ノズル４６から流す総流量よりも小さい条件のことである。
【００３９】
成膜処理用の石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２のその入口から、ＭＦＣ９５により流量制御されたＣｌＦ３ガスが導入されて、その出口から反応管３７内に供給される。これにより、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２の内壁に堆積している生成膜がＣｌＦ３ガスによってエッチングされる。エッチングされた生成膜は、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２の出口から反応空間３４に排出される。このとき、真空排気処理が実行される。これにより、エッチングされて反応空間３４に出力された生成膜は、排気管１１１を介して排出される。また、第１の実施の形態では、ＳｉＨ４を用いて基板上にポリシリコン膜を成膜させ、その成膜処理過程で反応管内やノズル内に堆積したポリシリコン膜をクリーニングする場合において、クリーニングガスとしてポリシリコン膜のエッチングに最も有効なＣｌＦ３を用いたので、成膜用ガスノズル内壁及び反応管内壁等に堆積したポリシリコン膜を有効に除去できる。なお、本発明のクリーニングガスはＣｌＦ３に限定されるものではなく、例えばＮＦ３、Ｆ２など他のクリーニングガスも使用可能である。
【００４０】
（３）第２のクリーニングステップ
次に、反応管３７の内壁等をクリーニングする場合の動作を説明する。本実施の形態では、反応管３７の内壁等のクリーニングを行う第２のクリーニングステップは、ＣｌＦ３ノズルに大流量のＣｌＦ３とＮ２の混合ガスを流すことにより行われる。ここでは、第２のクリーニングステップにより、石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２の外壁も、反応炉用のＣｌＦ３ガスにさらされて、反応管３７の内壁と同様にクリーニングされることになる。ここでは、反応炉３１内を第２の条件に保持する。この第２の条件とは、第２のクリーニングステップでＣｌＦ３ノズル４６から流す総流量が、第１のクリーニングステップで石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２に流すＣｌＦ３ガスの総流量よりも大きい条件のことである。
【００４１】
クリーニング処理用のＣｌＦ３ノズル４６の入口から大流量のＣｌＦ３とＮ２の混合ガスが導入されて、その出口から反応空間３４内に供給される。これにより、反応管３７の内壁や石英ロングノズルＡ１〜Ｂ２及びＣｌＦ３ノズル４６の外壁等に堆積した生成膜がエッチングされる。また、このとき、真空排気処理が実行される。これにより、エッチングされた生成膜が排気管１１１を介して排出される。なお、第１クリーニングステップと第２クリーニングステップとを同時に行うようにすると、トータルでクリーニング時間を短縮することができる。
【００４２】
以上、本発明を実施の形態に沿って説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が変更可能である。
例えば、フラットポリシリコン膜を代表として説明してきたがこれに限らずに様々な膜種に適用可能である。特に本発明は、石英ロングノズルの内壁への生成膜の堆積が反応管の内壁への生成膜の堆積より堆積量が大きいものについて適用すると効果が高い。
【００４３】
また、一つの石英ロングノズルセットを高さの異なる２本の石英ロングノズルで構成したが、２本に限らず、３本以上であってもよいし、１本であっても良い。また、石英ロングノズルセットを２セットで説明したが、３セット以上であっても良い。
【００４４】
更には、石英ロングノズルをノズル上部から成膜ガスを供給する構成としたが、これに限らず、高さ方向に延びたノズルの側面に設けられた複数のガス供給孔を有する、所謂多孔ノズルであってもよい。
【００４５】
また、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１を最初に連続して用いて、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１の内壁に所定の厚さの膜が形成された後、第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２を用いるようにしたが、これに限らず、第１の石英ロングノズルセットＡ１、Ｂ１と第２の石英ロングノズルセットＡ２、Ｂ２を一回、若しくは、複数回毎に交互に用いても良い。この場合、使用していない石英ロングノズルセットには不活性ガスを供給し、成膜ガスの進入を抑制することが望ましい。
【００４６】
この点については、第１の石英ロングノズルセットの内壁に所定の厚さの膜が形成された後に、第２の石英ロングノズルセットを用いた場合、交互に用いた場合と比較して、内壁に膜が形成された石英ロングノズルセットに不活性ガスを供給しなくとも済むため、パーティクルが反応室に進入しにくいという利点があるが、状況に応じて適宜選択して使用すればよい。
【００４７】
以下、本実施形態に含まれる発明の主な態様を以下に付記する。
（付記１）
基板を処理する反応室を構成する反応管と、
前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に成膜ガスを供給する第１の成膜ガスノズルと、
前記反応管の内部に設けられ、前記反応室に前記成膜ガスを供給する第２の成膜ガスノズルと、
前記第１の成膜ガスノズルから前記反応室に前記成膜ガスを供給する場合には、前記第２の成膜ガスノズルからは前記成膜ガスを供給しないように、前記第２の成膜ガス供給ノズルから前記成膜ガスを供給する場合には、前記第１の成膜ガス供給ノズルからは前記成膜ガスを供給しないように制御する制御手段と、を具備し、
前記第１の成膜ガスノズルから供給される成膜ガスと、前記第２の成膜ガスノズルから供給される成膜ガスは同じである基板処理装置。
【００４８】
（付記２）
（付記１）の基板処理装置において、
前記第１の成膜ガスノズルは、高さの異なる複数の第１の成膜ガスノズルから構成されており、
前記第２の成膜ガスノズルは、高さの異なる複数の第２の成膜ガスノズルから構成されている基板処理装置。
【００４９】
（付記３）
（付記１）の基板処理装置において、
前記第１の成膜ガスノズル及び第２の成膜ガスノズルは、その側面に複数のガス供給孔を有する多孔ノズルである基板処理装置。
【００５０】
（付記４）
（付記１）の基板処理装置において、
クリーニングガスを供給するクリーニングガスノズルを更に具備し、
前記クリーニングガスノズルの高さは、前記第１の成膜ガスノズル及び前記第２の成膜ガスノズルの高さより低い基板処理装置。
【００５１】
（付記５）
（付記４）の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記クリーニングガスを前記反応室に供給する際に、前記第１の成膜ガスノズル及び前記第２の成膜ガスノズルの両方から前記クリーニングガスを供給するように制御する基板処理装置。
【００５２】
（付記６）
（付記１）の基板処理装置において、
前記第１の成膜ガスノズルと前記成膜ガスの供給源との間に設けられた第１のバルブと、
前記第２の成膜ガスノズルと前記成膜ガスの供給源との間に設けられた第２のバルブを更に具備し、
前記制御手段は、前記第１のバルブと前記第２のバルブが同時に開とならないように制御する基板処理装置。
【００５３】
（付記７）
反応室に処理対象となる基板を搬入する工程と、前記反応室に第１の成膜ガスノズルから成膜ガスを供給し、前記基板に所定の膜を形成する工程と、処理済の前記基板を前記反応室から基板を搬出する工程と、を所定回数繰り返し、
その後、反応室に処理対象となる基板を搬入する工程と、前記反応室に第２の成膜ガスノズルから成膜ガスを供給し、前記基板に所定の膜を形成する工程と、処理済の前記基板を前記反応室から基板を搬出する工程と、を行う半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００５４】
２１：ボート、２２：ウェハ配列領域、３１：反応炉、３４：反応空間、３５：ボートエレベータ、３６：回転軸、３６ａ：回転機構、３７：反応管、３８：シールキャップ、３９：ヒータユニット、４０：成膜用ガスノズル、４６：クリーニング用ガスノズル、５１〜５４：２方向バルブ、７１〜７４・７９〜８２：エアバルブ、９１〜９４：ＭＦＣ、１０３：制御手段、１１１：排気管、１１４：筒状空間、１１５：アウタチューブ、１１６：インナチューブ、１１７：マニホールド、２００：ウェハ、Ａ１・Ｂ１：第１の石英ロングノズルセット、Ａ２・Ｂ２：第２の石英ロングノズルセット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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