(57)【要約】    【課題】  処理管の湿式洗浄が容易に行える基板処理装置を提供する。    【解決手段】  基板２００を加熱する加熱手段２０７と、断面が略円形で前記基板を収納する処理管２０３と、該処理管に設けられ端部が該処理管の外壁から外側に突出する少なくとも１つの細管２３２ａ，２３２ｂ，２７５と、該細管の少なくとも１つを介して処理ガスを前記処理管内に供給する処理ガス供給系２３０と、前記処理管に設けられた排気口２３１を介して前記処理管内を排気する排気系２４０とを具備し、前記細管、前記排気口が前記処理管の円周方向略１８０°以内の範囲に設けられた。    【選択図】          図３
2006295032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加熱する加熱手段と、断面が略円形で前記基板を収納する処理管と、該処理管に設けられ端部が該処理管の外壁から外側に突出する少なくとも１つの細管と、該細管の少なくとも１つを介して処理ガスを前記処理管内に供給する処理ガス供給系と、前記処理管に設けられた排気口を介して前記処理管内を排気する排気系とを具備し、前記細管、前記排気口が前記処理管の円周方向略１８０°以内の範囲に設けられた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】
本発明はシリコンウェーハ等の基板に、薄膜生成処理、拡散処理、アニール処理等の基板処理を行う基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置には、一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置、或は所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置がある。基板処理装置は、基板処理を行う処理室を画成する処理管、即ち石英製の反応管を具備し、処理室に基板を収納し、基板を処理温度に加熱維持した状態で、処理ガスを導入しつつ排気し、処理圧力に維持した状態で、薄膜の生成等の処理を行う。
【０００３】
バッチ式の基板処理装置に使用される反応管は、基板保持具（ボート）により多段に保持された基板を収納し、概略上端が閉塞された円筒形状をしている。又、反応管には、内部に石英製の各種細管が設けられている。例えば、処理室の温度をモニタする為の熱電対等の温度検出器が挿入される細管、プラズマを発生する為の電極を挿入する細管、処理ガスを導入する為の細管等、複数の細管が設けられている。
【０００４】
図６、図７は従来の反応管１を示すものであり、細管２は通常、前記反応管１の壁面に沿って上方に延出した状態で設けられ、上端は閉塞されている。前記細管２の下部は前記反応管１の下部を斜め下方に貫通し外側に延出しており、該反応管１との貫通部は溶接等により気密に固定され、該反応管１より外側に延出する部分の外端は開放されている。
【０００５】
又、該反応管１の下部所要位置には、排気口３が設けられ、図示しない排気装置に接続されている。
【０００６】
従来、前記細管２は内部に収納する部材によって決定され、該細管２の貫通位置、設けられる位置も前記反応管１を組付ける場合の作業性、組立てた後のメンテナンス性等により決定されている。
【０００７】
従来、上記反応管１を用いる基板処理は、拡散処理、酸化処理であり、基板処理が拡散処理、酸化処理等である場合には、前記反応管１内面に反応生成物による薄膜が生成しないので、前記細管２の形状、該細管２が設けられる位置等は上記した作業性、メンテナンス性のみを考慮すればよかった。又、取付ける該細管２の形状についても、入手し易い規格品、例えば外径が１／４′′，３／８′′の１／４′′管、３／８′′管が一般的である。
【０００８】
ところが、上記した反応管１でＣＶＤ成膜処理等の成膜処理を行うと、反応生成物は基板表面だけでなく、反応管１内面にも付着する。付着堆積した反応生成物が多くなると、やがて剥離してパーティクルとして浮遊し、基板を汚染する。基板の汚染は、基板処理品質の低下、歩留りの低下を招くので、所定稼働時間毎に、反応管１内面に付着堆積した反応生成物を除去する為の洗浄を行う必要がある。
【０００９】
洗浄方法の１つに水、有機溶媒等の液体を使用して洗浄する湿式洗浄があり、前記反応管１の洗浄にも湿式洗浄が用いられている。
【００１０】
上記した様に、従来の前記反応管１に於ける前記細管２の取付けは、作業性、メンテナンス性のみが考慮されているので、湿式洗浄を行う場合には不都合を生じる。例えば、洗浄は細管２内部について実施する必要があり、洗浄液を細管２内部にも流入させなければならず、又細管２内部に流入した洗浄液を排出しなければならない。又、通常前記反応管１は横にして自動洗浄されるが、前記細管２の形状は屈曲部分があり、特に該細管２の前記反応管１を貫通する部分は該反応管１の軸芯に対して交差しており、該反応管１の洗浄の姿勢では前記細管２の基端の開口が上向きとなるものもある。
【００１１】
この為、全ての前記細管２について洗浄液を排出させる為には、前記反応管１を回転する或は傾ける等姿勢を変えなければならず、安全性と作業効率の点で問題があった。
【００１２】
又、３／８′′管の細管が使用されている場合は、肉厚が１ｍｍとして内径が７．５２ｍｍとなるが、内径が小さいと、洗浄液の毛細管現象で細管内部に洗浄液が入らない、又は入った液が抜けないといった現象が生じ、洗浄を煩雑にする原因となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は斯かる実情に鑑み、処理管の湿式洗浄が容易に行える基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板を加熱する加熱手段と、断面が略円形で前記基板を収納する処理管と、該処理管に設けられ端部が該処理管の外壁から外側に突出する少なくとも１つの細管と、該細管の少なくとも１つを介して処理ガスを前記処理管内に供給する処理ガス供給系と、前記処理管に設けられた排気口を介して前記処理管内を排気する排気系とを具備し、前記細管、前記排気口が前記処理管の円周方向略１８０°以内の範囲に設けられた基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板を加熱する加熱手段と、断面が略円形で前記基板を収納する処理管と、該処理管に設けられ端部が該処理管の外壁から外側に突出する少なくとも１つの細管と、該細管の少なくとも１つを介して処理ガスを前記処理管内に供給する処理ガス供給系と、前記処理管に設けられた排気口を介して前記処理管内を排気する排気系とを具備し、前記細管、前記排気口が前記処理管の円周方向略１８０°以内の範囲に設けられたので、洗浄時に前記細管の開口が上向きとならない様な前記処理管の洗浄姿勢とすることができ、洗浄液が前記細管から容易に排出でき、洗浄作業の効率化が図れるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１７】
先ず、図１に於いて、本発明が適用される基板処理装置の一例である基板処理装置についての概略を説明する。
【００１８】
筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、該カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、該カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取付けられている。又、前記カセットエレベータ１１５の後側には、前記カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共に前記カセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。該予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを前記筐体１０１の内部を流通させる様に構成されている。
【００１９】
前記筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、該処理炉２０２の下方には基板としてのウェーハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２１７を前記処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、該ボートエレベータ１２１に取付けられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取付けられ前記ボート２１７を垂直に支持している。前記ボートエレベータ１２１と前記カセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、該移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウェーハ移載機１１２が取付けられている。又、前記ボートエレベータ１２１上部側方には、開閉機構を持ち前記処理炉２０２の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ１１６が設けられている。
【００２０】
前記ウェーハ２００が装填された前記カセット１００は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ１０５に前記ウェーハ２００が上向き姿勢で搬入され、該ウェーハ２００が水平姿勢となる様前記カセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、前記カセット１００は、前記カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ１０５から前記カセット棚１０９又は前記予備カセット棚１１０に搬送される。
【００２１】
前記カセット棚１０９には前記ウェーハ移載機１１２の搬送対象となる前記カセット１００が収納される移載棚１２３があり、前記ウェーハ２００が移載に供される前記カセット１００は前記カセットエレベータ１１５、前記カセット移載機１１４により前記移載棚１２３に移載される。
【００２２】
前記カセット１００が前記移載棚１２３に移載されると、前記ウェーハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により、前記移載棚１２３から降下状態の前記ボート２１７に前記ウェーハ２００を移載する。
【００２３】
前記ボート２１７に所定枚数の前記ウェーハ２００が移載されると前記ボートエレベータ１２１により前記ボート２１７が前記処理炉２０２に装入され、前記シールキャップ２１９により前記処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された該処理炉２０２内では、前記ウェーハ２００が加熱されると共に処理ガスが前記処理炉２０２内に供給され、前記ウェーハ２００に処理がなされる。
【００２４】
前記ウェーハ２００への処理が完了すると、該ウェーハ２００は上記した作動の逆の手順により、前記ボート２１７から前記移載棚１２３の前記カセット１００に移載され、該カセット１００は前記カセット移載機１１４により前記移載棚１２３から前記カセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体１０１の外部に搬出される。尚、前記炉口シャッタ１１６は、前記ボート２１７が降下状態の際に前記処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が該処理炉２０２内に巻込まれるのを防止している。
【００２５】
前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、制御部１２４により制御される。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に於ける、ウェーハ等の基板へのプロセス処理例としてＣＶＤ法の中の１つであるＡＬＤ法を用いた成膜処理について、簡単に説明する。
【００２７】
ＡＬＤ法は、所要の成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（又はそれ以上）の原料となるガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。
【００２８】
例えば、ＳｉＮ（窒化珪素）膜形成の場合、ＡＬＤ法ではＤＣＳ（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、ジクロルシラン）とＮＨ3 （アンモニア）を用いて３００℃〜６００℃の低温で高品質の成膜が可能である。又、ガス供給は、複数種類の反応ガスを１種類ずつ交互に供給する。そして、膜厚制御は、反応ガス供給のサイクル数で制御する。（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、処理を２０サイクル行う。）
【００２９】
以下、前記処理炉２０２について図２、図３を参照して具体的に説明する。
【００３０】
加熱手段であるヒータ２０７の内側に、基板である前記ウェーハ２００を処理する処理室２０１を画成する反応管２０３が設けられ、該反応管２０３の下端開口は蓋体である前記シールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞され、少なくとも、前記ヒータ２０７、前記反応管２０３、及び前記シールキャップ２１９により前記処理炉２０２を形成している。
【００３１】
前記シールキャップ２１９には石英キャップ２１８を介して基板保持手段である前記ボート２１７が立設され、前記石英キャップ２１８は前記ボート２１７を保持する保持体となっている。該ボート２１７は前記ボートエレベータ１２１により前記処理室２０１に装入される。前記ボート２１７にはバッチ処理される複数の前記ウェーハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。前記ヒータ２０７は前記処理室２０１に装入された前記ウェーハ２００を所定の温度に加熱する。
【００３２】
前記処理室２０１へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給管としての２本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂが設けられ、該第１のガス供給管２３２ａからは流量制御手段である第１のマスフローコントローラ２４１ａ及び開閉弁である第１のバルブ２４３ａを介し、更に後述する前記処理室２０１内に形成されたバッファ室２３７を介して前記処理室２０１に反応ガスが供給され、前記第２のガス供給管２３２ｂからは流量制御手段である第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、開閉弁である第２のバルブ２４３ｂ、ガス溜め２４７、及び開閉弁である第３のバルブ２４３ｃを介し、更に後述するガス供給部２４９を介して前記処理室２０１に反応ガスが供給されている。前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、前記マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ等は処理ガス供給系２３０を構成する。
【００３３】
前記処理炉２０２は、ガスを排気するガス排気管２３１により第４のバルブ２４３ｄを介して排気手段である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気される様になっている。前記第４のバルブ２４３ｄは弁を開閉して前記処理室２０１の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。前記ガス排気管２３１、前記真空ポンプ２４６等により排気系２４０が構成される。
【００３４】
前記反応管２０３の内壁と前記ウェーハ２００との間に形成される円弧状の空間には、前記反応管２０３の下部より上部の内壁に管軸方向に沿って、ガス分散空間である前記バッファ室２３７が設けられており、該バッファ室２３７の前記ウェーハ２００に対峙する壁面にはガスを供給する第１のガス供給孔２４８ａが設けられている。該第１のガス供給孔２４８ａは前記反応管２０３の中心へ向けて開口している。前記第１のガス供給孔２４８ａは、下部から上部に亘ってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
【００３５】
前記バッファ室２３７の前記第１のガス供給孔２４８ａが設けられた端部と反対側の端部には、ノズル２３３が前記反応管２０３の下部より上部に亘り管軸に沿って配設されている。該ノズル２３３には反応ガスを供給する複数の供給孔である第２のガス供給孔２４８ｂが設けられている。該第２のガス供給孔２４８ｂの開口面積は、前記バッファ室２３７と前記処理室２０１の差圧が小さい場合には、上流側から下流側迄同一の開口面積で同一の開口ピッチとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくするとよい。
【００３６】
前記第２のガス供給孔２４８ｂの開口面積や開口ピッチを上流側から下流にかけて調節することで、各該第２のガス供給孔２４８ｂよりガスの流速の差はあるが、流量は略同量である反応ガスを噴出させる。そして該各第２のガス供給孔２４８ｂから噴出するガスを前記バッファ室２３７に噴出させて一旦導入し、前記反応ガスの流速差の均一化を行うこととした。
【００３７】
前記バッファ室２３７に於いて、前記各第２のガス供給孔２４８ｂより噴出した反応ガスは前記バッファ室２３７で各ガスの粒子速度が緩和された後、前記第１のガス供給孔２４８ａより前記処理室２０１に噴出する。前記各第２のガス供給孔２４８ｂより噴出した反応ガスが、前記各第１のガス供給孔２４８ａより噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとすることができた。
【００３８】
前記バッファ室２３７に、細長い構造を有する第１の電極である第１の棒状電極２６９及び第２の電極である第２の棒状電極２７０が上部より下部に亘って電極を保護する保護管である電極保護管２７５に保護されて配設され、前記第１の棒状電極２６９又は前記第２の棒状電極２７０のいずれか一方は整合器２７２を介して高周波電源２７３に接続され、他方は基準電位であるアースに接続されている。前記第１の棒状電極２６９と前記第２の棒状電極２７０間に高周波電力が印加されることで、該第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。
【００３９】
前記電極保護管２７５は、前記第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０のそれぞれを前記バッファ室２３７の雰囲気と隔離した状態で該バッファ室２３７に挿入できる構造となっている。前記電極保護管２７５の内部が外気（大気）と同一雰囲気であると、該電極保護管２７５にそれぞれ挿入された前記第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０は前記ヒータ２０７の加熱で酸化されてしまう。従って、前記電極保護管２７５の内部は窒素等の不活性ガスを充填或はパージし、酸素濃度を充分低く抑えて前記第１の棒状電極２６９又は前記第２の棒状電極２７０の酸化を防止する為の不活性ガスパージ機構が設けられる。
【００４０】
前記第１のガス供給孔２４８ａの位置より、前記反応管２０３の内周を１２０°程度回った内壁に、ガス供給部２４９が設けられている。該ガス供給部２４９は、ＡＬＤ法による成膜に於いて前記ウェーハ２００へ複数種類のガスを１種類ずつ交互に供給する際に、前記バッファ室２３７とガス供給種を分担する供給部である。
【００４１】
前記ガス供給部２４９も前記バッファ室２３７と同様に前記ウェーハ２００と隣接する位置に同一ピッチでガスを供給する供給孔である第３のガス供給孔２４８ｃを有し、下部では前記第２のガス供給管２３２ｂに接続されている。
【００４２】
前記第３のガス供給孔２４８ｃの開口面積は前記バッファ室２３７と前記処理室２０１の差圧が小さい場合には、上流側から下流側迄同一の開口面積で同一の開口ピッチとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか開口ピッチを小さくするとよい。
【００４３】
前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、前記電極保護管２７５等、前記反応管２０３に用いられる細管は、内径が８ｍｍ〜１３ｍｍ迄の管が選択される。又前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、前記電極保護管２７５、前記ガス排気管２３１が設けられる範囲は、前記反応管２０３の下部、円周略１８０°の範囲に設けられる。
【００４４】
前記反応管２０３内の中央部には前記ボート２１７が収納され、該ボート２１７は前記ボートエレベータ１２１により前記反応管２０３に装脱される様になっている。又、処理の均一性を向上する為に前記ボート２１７を回転する為の回転手段であるボート回転機構２６７が設けてあり、該ボート回転機構２６７を駆動することにより、前記ボート２１７を回転する様になっている。
【００４５】
制御手段である前記制御部１２４は、前記第１、第２のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ、前記第１〜第４のバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ、前記ヒータ２０７、前記真空ポンプ２４６、前記ボート回転機構２６７、図中省略のボート昇降機構、前記高周波電源２７３、前記整合器２７２に接続されており、前記第１、第２のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂの流量調整、前記第１〜第３のバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃの開閉動作、前記第４のバルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、前記ヒータ２０７の温度調節、前記真空ポンプ２４６の起動・停止、前記ボート回転機構２６７の回転速度調節、前記ボート昇降機構の昇降動作制御、前記高周波電源２７３の電力供給制御、前記整合器２７２によるインピーダンス制御が行われる。
【００４６】
次にＡＬＤ法による成膜例について、ＤＣＳ及びＮＨ3 ガスを用いてＳｉＮ膜を成膜する例で説明する。
【００４７】
先ず成膜しようとする前記ウェーハ２００を前記ボート２１７に装填し、前記処理炉２０２に搬入する。搬入後、次の３つのステップを順次実行する。
【００４８】
［ステップ１］
ステップ１では、プラズマ励起の必要なＮＨ3 ガスと、プラズマ励起の必要のないＤＣＳガスとを並行して流す。
【００４９】
先ず前記第１のガス供給管２３２ａに設けた前記第１のバルブ２４３ａ、及び前記ガス排気管２３１に設けた前記第４のバルブ２４３ｄを共に開けて、前記第１のガス供給管２３２ａから前記第１のマスフローコントローラ２４３ａにより流量調整されたＮＨ3 ガスを前記ノズル２３３の前記第２のガス供給孔２４８ｂから前記バッファ室２３７へ噴出し、前記第１の棒状電極２６９及び前記第２の棒状電極２７０間に前記高周波電源２７３から前記整合器２７２を介して高周波電力を印加してＮＨ3 をプラズマ励起し、活性種として前記処理室２０１に供給しつつ前記ガス排気管２３１から排気する。
【００５０】
ＮＨ3 ガスをプラズマ励起することにより活性種として流す時は、前記第４のバルブ２４３ｄを適正に調整して前記処理室２０１内圧力を１０〜１００Ｐａとする。前記第１のマスフローコントローラ２４１ａで制御するＮＨ3 の供給流量は１０００〜１００００ｓｃｃｍである。ＮＨ3 をプラズマ励起することにより得られた活性種に前記ウェーハ２００を晒す時間は２〜１２０秒間である。この時の前記ヒータ２０７の温度は前記ウェーハ２００が３００℃〜６００℃になる様設定してある。ＮＨ3 は反応温度が高い為、上記ウェーハ温度では反応しないので、プラズマ励起することにより活性種としてから流す様にしており、ウェーハ温度は設定した低い温度範囲のままで処理を行える。
【００５１】
ＮＨ3 をプラズマ励起することにより活性種として供給している時、前記第２のガス供給管２３２ｂの上流側の前記第２のバルブ２４３ｂを開け、下流側の前記第３のバルブ２４３ｃを閉めて、ＤＣＳも流す様にする。前記第２、第３のバルブ２４３ｂ、２４３ｃ間に設けた前記ガス溜め２４７にＤＣＳを溜める。この時、前記処理室２０１内に流しているガスはＮＨ3 をプラズマ励起することにより得られた活性種であり、ＤＣＳは存在しない。従って、ＮＨ3 は気相反応を起こすことはなく、プラズマにより励起され活性種となったＮＨ3 はウェーハ２００上の下地膜と表面反応する。
【００５２】
［ステップ２］
ステップ２では、前記第１のガス供給管２３２ａの前記第１のバルブ２４３ａを閉めて、ＮＨ3 の供給を止めるが、引続き前記ガス溜め２４７へＤＣＳの供給を継続する。
【００５３】
前記ガス溜め２４７に所定圧、所定量のＤＣＳが溜まったら上流側の前記第２のバルブ２４３ｂも閉めて、前記ガス溜め２４７にＤＣＳを閉込めておく。又、前記ガス排気管２３１の前記第４のバルブ２４３ｄは開いたままにして前記真空ポンプ２４６により、前記処理室２０１を２０Ｐａ以下に排気し、残留ＮＨ3 を該処理室２０１から排除する。この時、Ｎ2 等の不活性ガスを該処理室２０１に供給すると、更に残留ＮＨ3 を排除する効果が高まる。
【００５４】
前記ガス溜め２４７内には、圧力が２００００Ｐａ以上になる様にＤＣＳを溜める。該ガス溜め２４７と前記処理室２０１との間のコンダクタンスが１．５×１０-3ｍ3 ／ｓ以上になる様に装置を構成する。前記反応管２０３の容積とこれに対する必要な前記ガス溜め２４７の容積との比として考えると、前記反応管２０３の容積１００ｌ（リットル）の場合に於いては、１００〜３００ｃｃであることが好ましく、容積比としては前記ガス溜め２４７は前記反応室２０３容積の１／１０００〜３／１０００倍とすることが好ましい。
【００５５】
［ステップ３］
ステップ３では、前記処理室２０１の排気が終わったら前記ガス排気管２３１の前記第４のバルブ２４３ｄを閉じて排気を止める。前記第２のガス供給管２３２ｂの下流側の前記第３のバルブ２４３ｃを開く。これにより前記ガス溜め２４７に溜められたＤＣＳが前記処理室２０１に一気に供給される。この時前記ガス排気管２３１の前記第４のバルブ２４３ｄが閉じられているので、前記処理室２０１内の圧力は急激に上昇して約９３１Ｐａ（７Ｔｏｒｒ）迄昇圧される。ＤＣＳを供給する為の時間は２〜４秒設定し、その後前記ウェーハ２００を上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を２〜４秒に設定し、合計６秒とした。この時のウェーハ温度はＮＨ3 の供給時と同じく、３００〜６００℃である。ＤＣＳの供給により、下地膜上のＮＨ3 とＤＣＳとが表面反応して、前記ウェーハ２００上にＳｉＮ膜が成膜される。成膜後、前記第３のバルブ２４３ｃを閉じ、前記第４のバルブ２４３ｄを開けて前記処理室２０１を真空排気し、残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを排除する。又、この時にはＮ2 等の不活性ガスを前記処理室２０１に供給すると、更に残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを前記処理室２０１から排除する効果が高まる。又前記第２のバルブ２４３ｂを開いて前記ガス溜め２４７へのＤＣＳの供給を開始する。
【００５６】
上記ステップ１〜３を１サイクルとし、該サイクルを複数回繰返すことによりウェーハ２００上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。
【００５７】
ＡＬＤ法では、反応ガスは下地膜表面に吸着する。該反応ガスの吸着量は、ガスの圧力、及びガスの暴露時間に比例する。よって、希望する一定量の反応ガスを、短時間で吸着させる為には、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。本実施の形態では、前記第４のバルブ２４３ｄを閉めた上で、前記ガス溜め２４７内に溜めたＤＣＳを瞬間的に供給しているので、前記処理室２０１内のＤＣＳの圧力を急激に上げることができ、希望する一定量の反応ガスを瞬間的に吸着させることができる。
【００５８】
又、本実施の形態では、前記ガス溜め２４７にＤＣＳを溜めている間に、ＡＬＤ法で必要なステップであるＮＨ3 ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び前記処理室２０１の排気をしているので、ＤＣＳを溜める為の特別なステップを必要としない。又、前記処理室２０１内を排気してＮＨ3 ガスを除去してからＤＣＳを流すので、両者は前記ウェーハ２００に向かう途中で反応しない。供給されたＤＣＳは、該ウェーハ２００に吸着しているＮＨ3 とのみ有効に反応させることができる。
【００５９】
上記成膜処理が行われることで、前記反応管２０３の内面、前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、前記電極保護管２７５等の細管には、反応生成物が付着堆積し、定期的或は所定稼働時間毎に反応管２０３の洗浄が行われる。
【００６０】
洗浄は、該反応管２０３を水平に倒した状態で洗浄液を使用する湿式洗浄が行われる。この時の該反応管２０３の姿勢は、少なくとも前記電極保護管２７５、前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ等の細管が、下側になる様に設定される。
【００６１】
該ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、前記電極保護管２７５等の細管が下側になる姿勢で洗浄されるので、開口端からの洗浄液の排出が容易であり、又内径が８ｍｍ以上であるので、毛細管現象の影響を受けず、洗浄液が細管内に滞留することなく排出が可能である。
【００６２】
更に、前記ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、電極保護管２７５、前記ガス排気管２３１が、前記反応管２０３に円周略１８０°以内の範囲で設けられているので、洗浄工程で前記細管の位置を変更する為に前記反応管２０３を回転する等の姿勢の変更作業も必要ない。
【００６３】
図４、図５は第２の実施の形態を示すものである。
【００６４】
第２の実施の形態では、ガス排気管２３１と内径が８ｍｍ以上の細管２８１，２８２，２８３，２８４，２８５，２８６，２８７が放射状に、前記ガス排気管２３１の円周、略１２０゜の範囲内に設けられた場合を示している。尚、本実施の形態では、前記細管２８１，２８２，２８３，２８４，２８５，２８６，２８７には同一規格のものが使用されており、同一規格のものを使用することで、材料の入手、管理が容易になり、又細い細管が使用されないことで、細管の強度が確保でき、取扱い性が容易となる。
【００６５】
該第２の実施の形態では、洗浄時に前記ガス排気管２３１、前記細管２８１，２８２，２８３，２８４，２８５，２８６，２８７の開口を全て下向きとすることができ、洗浄作業は一層容易に、且つ効率的に行える。
【００６６】
（付記）
尚、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００６７】
（付記１）基板を加熱する加熱手段と、断面が略円形で前記基板を収納する処理管と、該処理管に設けられ端部が該処理管の外壁から外側に突出する少なくとも１つの細管と、該細管の少なくとも１つを介して処理ガスを該処理管内に供給する処理ガス供給系と、前記処理管に設けられた排気口を介して前記処理管内を排気する排気系とを具備し、前記細管の内径は８ｍｍ以上であることを特徴とする基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明が実施される基板処理装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る縦型の基板処理炉の概略構成図である。
【図３】同前本実施の形態に係る縦型の基板処理炉の概略横断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す反応管の立断面図である。
【図５】該反応管の平断面図である。
【図６】従来の基板処理装置に於ける反応管の立断面図である。
【図７】同前平断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
２００          ウェーハ
２０２          処理炉
２０３          反応管
２０７          ヒータ
２３０          処理ガス供給系
２３１          ガス排気管
２３２ａ        第１のガス供給管
２３２ｂ        第２のガス供給管
２３３          ノズル
２３７          バッファ室
２４０          排気系
２７５          電極保護管
【図１】
2006295032.tif 000003
【図２】
2006295032.tif 000004
【図３】
2006295032.tif 000005
【図４】
2006295032.tif 000006
【図５】
2006295032.tif 000007
【図６】
2006295032.tif 000008
【図７】
2006295032.tif 000009