(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内をクリーニングする方法であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する工程と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行うクリーニング方法。
【請求項２】
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを間欠期間を設けることなく連続的に行う請求項１に記載のクリーニング方法。
【請求項３】
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、同様な温度下で行う請求項１または２に記載のクリーニング方法。
【請求項４】
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、室温下で行う請求項１または２に記載のクリーニング方法。
【請求項５】
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、それぞれ異なる温度下で行う請求項１または２に記載のクリーニング方法。
【請求項６】
前記（ａ）工程直後に、前記（ｂ）工程を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
【請求項７】
前記（ａ）工程後に、前記処理容器内へ外部から水分を供給することなく前記（ｂ）工程を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
【請求項８】
前記（ａ）工程後に、前記処理容器内の不活性ガスによるパージおよび真空引きを行うことなく前記（ｂ）工程を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
【請求項９】
前記（ａ）工程では、前記処理容器内に付着した前記酸素含有膜を含む堆積物を除去する請求項１〜８のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）工程では、前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生した水分を除去する請求項１〜９のいずれか１項に記載のクリーニング方法。
【請求項１１】
処理容器内で基板上に酸素含有膜を形成する処理を行う工程と、
前記酸素含有膜を形成する処理を行った後の前記処理容器内をクリーニングする工程と、
を有し、前記処理容器内をクリーニングする工程では、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する工程と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行う半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記処理容器内をクリーニングする工程後に、前記処理容器内の部材を交換する工程をさらに有する請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記処理容器内の部材を交換する工程は、前記処理容器内へガスを供給するノズルを交換する工程である請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行う処理容器と、
前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給系と、
前記処理容器内へフッ素ガスを供給するフッ素ガス供給系と、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の前記処理容器内をクリーニングする際に、（ａ）前記処理容器内へ前記フッ化水素ガスを供給する処理と、（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へ前記フッ素ガスを供給する処理と、を前記（ａ）処理において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行わせるように、前記フッ化水素ガス供給系および前記フッ素ガス供給系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１５】
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の基板処理装置の処理容器内をクリーニングする手順であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する手順と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する手順と、
を前記（ａ）手順において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行わせる手順をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【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（デバイス）の製造工程の一工程として、処理容器内に収容された基板上に酸素（Ｏ）含有膜を形成する成膜処理が行われることがある。この成膜処理を行うと、処理容器内にＯ含有膜を含む堆積物が付着する。そのため、成膜処理を行った後の処理容器内へクリーニングガスを供給し、処理容器内に付着した堆積物を除去するクリーニング処理が行われることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、Ｏ含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内のクリーニング効率を向上させることが可能な技術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】
【０００４】
本発明の一態様によれば、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内をクリーニングする方法であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する工程と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行うクリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、Ｏ含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内のクリーニング効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
【図２】本発明の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。
【図３】本発明の一実施形態で好適に用いられ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４】本発明の一実施形態の成膜処理におけるガス供給のタイミングを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態のクリーニング処理におけるガス供給のタイミングを示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施形態のクリーニング処理におけるガス供給のタイミングの変形例１を示す図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態のクリーニング処理におけるガス供給のタイミングの変形例２を示す図であり、（ｃ）は本発明の一実施形態のクリーニング処理におけるガス供給のタイミングの変形例３を示す図である。
【図７】（ａ）は、実施例において、処理容器内のクリーニングおよびサイクルパージが完了する迄の経過を示す図であり、（ｂ）は、比較例において、処理容器内のクリーニングおよびサイクルパージが完了する迄の経過を示す図である。
【図８】（ａ）は、実施例において、処理容器内に設けられたノズルの交換が完了する迄の経過を示す図であり、（ｂ）は、比較例において、処理容器内に設けられたノズルの交換が完了する迄の経過を示す図である。
【図９】（ａ）は本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【０００８】
（１）基板処理装置の構成
図１に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、後述するようにガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
【０００９】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３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、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）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（ＳＵＳ）等の金属からなり、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の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３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がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の基板としてのウエハ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配列した状態で収容可能に構成されている。マニホールド２０９の内周には、カバー２０９ａが設けられている。カバー２０９ａは、例えば石英やＳｉＣ等により構成され、マニホールド２０９の内壁に沿ってマニホールド２０９の内壁を覆うように設けられている。
【００１０】
処理室２０１内には、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅが、マニホールド２０９を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ａにはガス供給管２３２ｃが接続されている。ガス供給管２３２ｂにはガス供給管２３２ｄ，２３２ｉが接続されている。ガス供給管２３２ｅにはガス供給管２３２ｊが接続されている。このように、反応容器には、３本のノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅと、７本のガス供給管２３２ａ〜２３２ｅ，２３２ｉ，２３２ｊとが設けられており、処理室２０１内へ複数種類のガスを供給することができるように構成されている。
【００１１】
ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅ，２３２ｉ，２３２ｊには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ａ〜２４１ｅ，２４１ｉ，２４１ｊおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ〜２４３ｅ，２４３ｉ，２４３ｊがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅのバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｅよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４１ｆ〜２４１ｈおよび開閉弁であるバルブ２４３ｆ〜２４３ｈがそれぞれ設けられている。
【００１２】
ガス供給管２３２ａ，２３２ｂの先端部には、ノズル２４９ａ，２４９ｂがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、処理室２０１内へ搬入された各ウエハ２００の端部（周縁部）の側方にウエハ２００の表面（平坦面）と垂直にそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、Ｌ字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されており、それらの各水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられており、それらの各垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の中心を向くようにそれぞれ開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが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。
【００１３】
このように、本実施形態では、反応管２０３の側壁の内壁と、反応管２０３内に配列された複数枚のウエハ２００の端部（周縁部）と、で定義される円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル２４９ａ，２４９ｂを経由してガスを搬送している。そして、ノズル２４９ａ，２４９ｂにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ，２５０ｂから、ウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内へガスを噴出させている。そして、反応管２０３内におけるガスの主たる流れを、ウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚均一性を向上させることが可能となる。ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れる。但し、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
【００１４】
ガス供給管２３２ｅの先端部には、ノズル２４９ｅが接続されている。ノズル２４９ｅは、図１に示すように、マニホールド２０９の内壁とカバー２０９ａとの間における円環状の空間（以下、パージ空間ともいう）２０１ａ内へガスを噴出させるように構成されている。ノズル２４９ｅはＬ字型のノズルとして構成されており、その水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられており、その垂直部は上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル２４９ｅの先端部には、ガス供給孔が上方に向かって開口するように設けられている。このガス供給孔はノズル２４９ｅの先端部の側面に設けられていてもよく、この場合、このガス供給孔は水平方向に向かって開口することとなる。
【００１５】
ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含む原料ガスとして、例えば、所定元素としてのＳｉおよびハロゲン元素を含むハロシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
【００１６】
ハロシラン原料ガスとは、気体状態のハロシラン原料、例えば、常温常圧下で液体状態であるハロシラン原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態であるハロシラン原料等のことである。ハロシラン原料とは、ハロゲン基を有するシラン原料のことである。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ハロシラン原料は、ハロゲン化物の一種ともいえる。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。
【００１７】
ハロシラン原料ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロシラン原料ガスを用いることができる。クロロシラン原料ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。ＨＣＤＳのように常温常圧下で液体状態である液体原料を用いる場合は、液体原料を気化器やバブラ等の気化システムにより気化して、原料ガス（ＨＣＤＳガス）として供給することとなる。
【００１８】
ガス供給管２３２ｂからは、反応ガスとして、例えば、酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ含有ガスは、後述する成膜処理において、酸化ガス、すなわち、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。
【００１９】
ガス供給管２３２ｃからは、反応ガスとして、例えば、水素（Ｈ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｈ含有ガスは、それ単体では酸化作用は得られないが、後述する成膜処理において、特定の条件下でＯ含有ガスと反応することで原子状酸素（ａｔｏｍｉｃ  ｏｘｙｇｅｎ、Ｏ）等の酸化種を生成し、酸化処理の効率を向上させるように作用する。そのため、Ｈ含有ガスは、Ｏ含有ガスと同様に酸化ガスに含めて考えることができる。Ｈ含有ガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガスを用いることができる。
【００２０】
ガス供給管２３２ｄからは、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガスが、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄ、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
【００２１】
ガス供給管２３２ｅからは、例えば、ＨＦガスが、ＭＦＣ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、ノズル２４９ｅを介して、カバー２０９ａよりも内側のパージ空間２０１ａ内へ供給される。
【００２２】
ガス供給管２３２ｉからは、例えば、フッ素（Ｆ２）ガスが、ＭＦＣ２４１ｉ、バルブ２４３ｉ、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。
【００２３】
ガス供給管２３２ｊからは、例えば、Ｆ２ガスが、ＭＦＣ２４１ｊ、バルブ２４３ｊ、ガス供給管２３２ｅ、ノズル２４９ｅを介して、カバー２０９ａよりも内側のパージ空間２０１ａ内へ供給される。
【００２４】
ガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｆ〜２４１ｈ、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｅ、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅを介して処理室２０１内へ供給される。
【００２５】
ガス供給管２３２ａから原料ガスを流す場合、主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料ガス供給系が構成される。ノズル２４９ａを原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称することもできる。ガス供給管２３２ａからハロシラン原料ガスを流す場合、原料ガス供給系を、ハロシラン原料ガス供給系、或いは、ハロシラン原料供給系と称することもできる。
【００２６】
ガス供給管２３２ｂからＯ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、Ｏ含有ガス供給系が構成される。ノズル２４９ｂをＯ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。Ｏ含有ガス供給系を、酸化ガス供給系、或いは、酸化剤供給系と称することもできる。
【００２７】
ガス供給管２３２ｃからＨ含有ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、Ｈ含有ガス供給系が構成される。ガス供給管２３２ａにおけるガス供給管２３２ｃとの接続部よりも下流側、ノズル２４９ａをＨ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。Ｈ含有ガス供給系を、上述の酸化ガス供給系（酸化剤供給系）に含めて考えることもできる。
【００２８】
ガス供給管２３２ｄからＨＦガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより、第１のＨＦガス供給系が構成される。ガス供給管２３２ｂにおけるガス供給管２３２ｄとの接続部よりも下流側、ノズル２４９ｂを第１のＨＦガス供給系に含めて考えてもよい。
【００２９】
ガス供給管２３２ｅからＨＦガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｅ、ＭＦＣ２４１ｅ、バルブ２４３ｅにより、第２のＨＦガス供給系が構成される。ノズル２４９ｅを第２のＨＦガス供給系に含めて考えてもよい。
【００３０】
ガス供給管２３２ｉからＦ２ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｉ、ＭＦＣ２４１ｉ、バルブ２４３ｉにより、第１のＦ２ガス供給系が構成される。ガス供給管２３２ｂにおけるガス供給管２３２ｉとの接続部よりも下流側、ノズル２４９ｂを第１のＦ２ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００３１】
ガス供給管２３２ｊからＦ２ガスを供給する場合、主に、ガス供給管２３２ｊ、ＭＦＣ２４１ｊ、バルブ２４３ｊにより、第２のＦ２ガス供給系が構成される。ガス供給管２３２ｅにおけるガス供給管２３２ｅとの接続部よりも下流側、ノズル２４９ｅを第２のＦ２ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００３２】
上述の原料ガス供給系、Ｏ含有ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系のうち、いずれか、或いは、全てのガス供給系を、成膜ガス供給系と称することもできる。また、Ｏ含有ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系のうち、いずれか、或いは、両方のガス供給系を、反応ガス供給系と称することもできる。
【００３３】
上述の第１のＨＦガス供給系、第２のＨＦガス供給系のうち、いずれか、或いは、両方の供給系を、ＨＦガス供給系と称することもできる。また、上述のＨＦガス供給系を、クリーニングガス供給系、エッチングガス供給系と称することもできる。
【００３４】
上述の第１のＦ２ガス供給系、第２のＦ２ガス供給系のうち、いずれか、或いは、両方の供給系を、Ｆ２ガス供給系と称することもできる。Ｆ２ガス供給系を、パージガス供給系と称することもできる。
【００３５】
また、主に、ガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈ、ＭＦＣ２４１ｆ〜２４１ｈ、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈにより、不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給系を、パージガス供給系、希釈ガス供給系、或いは、キャリアガス供給系と称することもできる。
【００３６】
反応管２０３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には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および排気バルブ（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４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。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することにより、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気管２３１は、反応管２０３に設ける場合に限らず、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅと同様に、マニホールド２０９に設けてもよい。
【００３７】
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構成されている。シールキャップ２１９は例えばＳＵＳ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２６７が設置されている。回転機構２６７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２６７は、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、反応管２０３の外部に垂直に設置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いる。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７およびボート２１７に支持されるウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
【００３８】
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００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垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。但し、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。
【００３９】
反応管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。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２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａ，２４９ｂと同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
【００４０】
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１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１２２が接続されている。
【００４１】
記憶装置１２１ｃ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１２１ｃ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等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等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。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ１２１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処理における各手順を、コントローラ１２１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。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。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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。
【００４２】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｊ、バルブ２４３ａ〜２４３ｊ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃ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。以下、便宜上、これらのレシピを総称して単に「レシピ」とも称することとする。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｊによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｊの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４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２０７の温度調整動作、回転機構２６７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。
【００４４】
コントローラ１２１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）１２３を用意し、この外部記憶装置１２３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、本実施形態のコントローラ１２１を構成することができる。但し、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１２３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１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３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。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１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００４５】
（２）成膜処理
上述の基板処理装置を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図４を用いて説明する。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１２１により制御される。
【００４６】
図４に示す成膜シーケンスでは、
処理容器内（処理室２０１内）に収容された基板としてのウエハ２００に対して原料ガスとしてＨＣＤＳガスを供給するステップ１と、
加熱された大気圧未満の圧力下にある処理容器内へＯ含有ガスとしてのＯ２ガスとＨ含有ガスとしてのＨ２ガスとを供給するステップ２と、
を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回以上）行うことで、ウエハ２００上に、Ｏ含有膜としてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を形成する。
【００４７】
本明細書では、上述の成膜処理を、便宜上、以下のように示すこともある。なお、以下の変形例や他の実施形態の説明においても同様の表記を用いることとする。
【００４８】
（ＨＣＤＳ→Ｏ２＋Ｈ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【００４９】
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合、すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。
【００５０】
従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（または膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（または膜）を直接形成する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層（または膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
【００５１】
また、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
【００５２】
（ウエハチャージおよびボートロード）
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。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００を支持したボート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内へ搬入（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。
【００５３】
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）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２４４がフィードバック制御される。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が終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内のウエハ２００が所望の温度となるようにヒータ２０７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２０７への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。また、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００５４】
（ＳｉＯ膜の形成処理）
その後、以下のステップ１，２を順次実行する。
【００５５】
［ステップ１］
（ＨＣＤＳガス供給）
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する。
【００５６】
バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内にＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＨＣＤＳガスが供給されることとなる。このとき同時にバルブ２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｆ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｆにより流量調整され、ＨＣＤＳガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００５７】
また、ノズル２４９ｂ内、および、カバー２０９ａよりも内側のパージ空間２０１ａ内へのＨＣＤＳガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｇ，２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管２３２ｂ，２３２ｅ、ノズル２４９ｂ，２４９ｅ、パージ空間２０１ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００５８】
このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、例えば１〜４０００Ｐａ、好ましくは６７〜２６６６Ｐａ、より好ましくは１３３〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。
【００５９】
ＭＦＣ２４１ａで制御するＨＣＤＳガスの供給流量は、例えば１〜２０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｆ〜２４１ｈで制御するＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤＳガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒の範囲内の時間とする。
【００６０】
ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば２５０〜７００℃、好ましくは３００〜６５０℃、より好ましくは３５０〜６００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【００６１】
ウエハ２００の温度が２５０℃未満となると、ウエハ２００上にＨＣＤＳが化学吸着しにくくなり、実用的な成膜速度が得られなくなることがある。ウエハ２００の温度を２５０℃以上とすることで、これを解消することが可能となる。ウエハ２００の温度を３００℃以上、さらには３５０℃以上とすることで、ウエハ２００上にＨＣＤＳをより十分に吸着させることが可能となり、より十分な成膜速度が得られるようになる。
【００６２】
ウエハ２００の温度が７００℃を超えると、ＣＶＤ反応が強くなり過ぎる（過剰な気相反応が生じる）ことで、膜厚均一性が悪化しやすくなり、その制御が困難となってしまう。ウエハ２００の温度を７００℃以下とすることで、適正な気相反応を生じさせることができることにより、膜厚均一性の悪化を抑制でき、その制御が可能となる。特に、ウエハ２００の温度を６５０℃以下、さらには６００℃以下とすることで、気相反応よりも表面反応が優勢になり、膜厚均一性を確保しやすくなり、その制御が容易となる。
【００６３】
よって、ウエハ２００の温度は２５０〜７００℃、好ましくは３００〜６５０℃、より好ましくは３５０〜６００℃の範囲内の温度とするのがよい。
【００６４】
上述の条件下でウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上に、第１の層として、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＣｌを含むＳｉ含有層が形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、Ｃｌを含むＳｉ層であってもよいし、ＨＣＤＳの吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。ＨＣＤＳの吸着層は、ＨＣＤＳの物理吸着層であってもよいし、ＨＣＤＳの化学吸着層であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。
【００６５】
ここで、１原子層未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層のことを意味しており、１原子層の厚さの層とは連続的に形成される原子層のことを意味している。１分子層未満の厚さの層とは不連続に形成される分子層のことを意味しており、１分子層の厚さの層とは連続的に形成される分子層のことを意味している。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、Ｃｌを含むＳｉ層とＨＣＤＳの吸着層との両方を含み得る。但し、上述の通り、Ｃｌを含むＳｉ含有層については「１原子層」、「数原子層」等の表現を用いて表すこととする。
【００６６】
ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）する条件下、すなわち、ＨＣＤＳガスの熱分解反応が生じる条件下では、ウエハ２００上にＳｉが堆積することでＣｌを含むＳｉ層が形成される。ＨＣＤＳガスが自己分解（熱分解）しない条件下、すなわち、ＨＣＤＳガスの熱分解反応が生じない条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤＳが吸着することでＨＣＤＳの吸着層が形成される。ウエハ２００上にＨＣＤＳの吸着層を形成するよりも、ウエハ２００上にＣｌを含むＳｉ層を形成する方が、成膜レートを高くすることができる点では、好ましい。以下、Ｃｌを含むＳｉ含有層を、便宜上、単に、Ｓｉ含有層とも称することとする。
【００６７】
第１の層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ２での改質の作用が第１の層の全体に届かなくなる。また、第１の層の厚さの最小値は１原子層未満である。よって、第１の層の厚さは１原子層未満から数原子層程度とするのが好ましい。第１の層の厚さを１原子層以下、すなわち、１原子層または１原子層未満とすることで、後述するステップ２での改質反応の作用を相対的に高めることができ、ステップ２での改質反応に要する時間を短縮することができる。ステップ１での第１の層の形成に要する時間を短縮することもできる。結果として、１サイクルあたりの処理時間を短縮することができ、トータルでの処理時間を短縮することも可能となる。すなわち、成膜レートを高くすることも可能となる。また、第１の層の厚さを１原子層以下とすることで、膜厚均一性の制御性を高めることも可能となる。
【００６８】
（残留ガス除去）
第１の層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくは第１の層形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１内から排除する。このとき、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈは開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１内に残留するガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
【００６９】
このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップ２において悪影響が生じることはない。処理室２０１内へ供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、ステップ２において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
【００７０】
原料ガスとしては、ＨＣＤＳガスの他、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８、略称：ＴＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）ガス、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）ガス等の無機原料ガスや、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等の有機原料ガスを用いることができる。
【００７１】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。
【００７２】
［ステップ２］
（Ｏ２ガス＋Ｈ２ガス供給）
ステップ１が終了した後、処理室２０１内へＯ２ガスとＨ２ガスとを別々に供給し、これらのガスを処理室２０１内で混合させて反応させる。
【００７３】
このステップでは、バルブ２４３ｂ，２４３ｆ〜２４３ｈの開閉制御を、ステップ１におけるバルブ２４３ａ，２４３ｆ〜２４３ｈの開閉制御と同様の手順で行う。ガス供給管２３２ｂ内を流れたＯ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。このとき、同時にバルブ２４３ｃを開く。ガス供給管２３２ｃ内を流れたＨ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ２ガスとＨ２ガスとは、処理室２０１内で初めて混合して反応し、その後、排気管２３１から排気される。
【００７４】
このとき、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１〜１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。
【００７５】
ＭＦＣ２４１ｂで制御するＯ２ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｃで制御するＨ２ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。Ｏ２ガスおよびＨ２ガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１〜１２０秒の範囲内の時間とする。
【００７６】
その他の処理条件は、ステップ１における処理条件と同様の条件とする。
【００７７】
上述の条件下でＯ２ガスおよびＨ２ガスを処理室２０１内へ供給することで、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで熱的に活性化（励起）されて反応し、それにより原子状酸素（Ｏ）等の酸素を含む水分（Ｈ２Ｏ）非含有の酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、ステップ１でウエハ２００上に形成された第１の層（Ｓｉ含有層）に対して酸化処理が行われる。この酸化種の持つエネルギーは、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ−Ｃｌ、Ｓｉ−Ｈ等の結合エネルギーよりも高いため、この酸化種のエネルギーをＳｉ含有層に与えることで、Ｓｉ含有層中に含まれるＳｉ−Ｃｌ、Ｓｉ−Ｈ結合等は切り離される。Ｓｉとの結合を切り離されたＨ、Ｃｌ等は膜中から除去され、Ｃｌ２、ＨＣｌ等として排出される。また、Ｈ、Ｃｌ等との結合が切られることで余ったＳｉの結合手は、酸化種に含まれるＯと結びつき、Ｓｉ−Ｏ結合が形成される。このようにして、Ｓｉ含有層は、第２の層、すなわち、Ｃｌ等の不純物の含有量が少ないＳｉＯ層へと変化させられる（改質される）。この酸化処理によれば、Ｏ２ガスを単独で供給する場合や水蒸気（Ｈ２Ｏ）を供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下においてＯ２ガスにＨ２ガスを添加することで、Ｏ２ガス単独供給の場合やＨ２Ｏガスを供給する場合に比べ大幅な酸化力向上効果が得られる。
【００７８】
（残留ガス除去）
第１の層（Ｓｉ含有層）を第２の層（ＳｉＯ層）へと変化させた後、バルブ２４３ｂ，２４３ｃを閉じ、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスの供給をそれぞれ停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するＯ２ガスやＨ２ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。このとき、処理室２０１内に残留するガス等を完全に排出しなくてもよい点は、ステップ１と同様である。
【００７９】
Ｏ含有ガスとしては、Ｏ２ガスの他、オゾン（Ｏ３）ガス等を用いることができる。Ｈ含有ガスとしては、Ｈ２ガスの他、重水素（Ｄ２）ガス等を用いることができる。なお、原料ガスとして、４ＤＭＡＳガスや３ＤＭＡＳガス等のアミノシラン原料ガスを用いる場合は、Ｏ含有ガスとしてＯ３ガスを用いるようにすれば、Ｈ含有ガスを用いることなく充分な（同様な）成膜レートで成膜することもできる。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、ステップ１で例示した各種希ガスを用いることができる。
【００８０】
（所定回数実施）
上述したステップ１，２を非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うことにより、ウエハ２００上に、所定膜厚のＳｉＯ膜を形成することができる。上述のサイクルは複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、上述のサイクルを１回行う際に形成される第２の層（ＳｉＯ層）の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第２の層（ＳｉＯ層）を積層することで形成されるＳｉＯ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
【００８１】
（パージおよび大気圧復帰）
ＳｉＯ膜の形成が完了した後、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈのそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００８２】
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
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、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出される（ボートアンロード）。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）。
【００８３】
（３）クリーニング処理
上述の成膜処理を行うと、反応管２０３の内壁、ノズル２４９ａ，２４９ｂの表面、カバー２０９ａの表面、ボート２１７の表面、シールキャップ２１９の上面等に、ＳｉＯ膜等の薄膜を含む堆積物が累積する。すなわち、Ｏを含む堆積物が、加熱された処理室２０１内の部材の表面等に付着して累積する。また、成膜処理中にパージ空間２０１ａ内をＮ２ガスでパージしていたとしても、パージ空間２０１ａ内にＨＣＤＳガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスが微量に侵入する場合もある。そのため、パージ空間２０１ａ内の部材の表面、例えば、マニホールド２０９の内壁やカバー２０９ａの内側の表面等にも、Ｏを含む堆積物が累積する場合もある。そこで、これらの堆積物の量（堆積物の厚さ）、すなわち、累積膜厚が、堆積物に剥離や落下が生じる前の所定の量（厚さ）に達する前に、クリーニング処理が行われる。
【００８４】
図５に示すクリーニング処理では、
処理容器（処理室２０１）内へ少なくともＨＦガスを供給するＨＦエッチングステップと、
処理室２０１内へのＨＦガスの供給を停止した状態で、処理室２０１内へＦ２ガスを供給するＦ２パージステップと、
をＨＦエッチングステップにおいて処理室２０１内で発生する水分が単独で存在した場合にこの水分が処理室２０１内に残留する程度の温度下で行う。
【００８５】
以下、本実施形態におけるクリーニング処理の一例を、図５を参照しながら説明する。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１２１により制御される。
【００８６】
（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。
【００８７】
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内が後述する所定のエッチング圧力となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気される。真空ポンプ２４６は、少なくともＦ２パージステップが終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内が後述する所定のエッチング温度となるように、必要に応じてヒータ２０７によって加熱される。なお、ＨＦエッチングステップおよびＦ２パージステップは、後述するように、室温、或いは、それ未満の温度で行われる場合もある。そのため、ヒータ２０７への通電を行わない場合もある。また、回転機構２６７によるボート２１７の回転を開始する。ボート２１７の回転は、少なくともＦ２パージステップが完了するまでの間は、継続して行われる。但し、ボート２１７は回転させなくてもよい。
【００８８】
（ＨＦエッチングステップ）
このステップでは、ウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する処理を行った後の処理室２０１内、すなわち、Ｏ含有膜を含む堆積物が付着した処理室２０１内へ、少なくともＨＦガスを供給する。
【００８９】
バルブ２４３ｄ，２４３ｅを開き、ガス供給管２３２ｄ，２３２ｅ内へＨＦガスをそれぞれ流す。ＨＦガスは、ＭＦＣ２４１ｄ，２４１ｅにより流量調整され、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂ，２４９ｅ、パージ空間２０１ａを介して処理室２０１内へ供給される。またこのとき、ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈからＮ２ガスを流し、ＨＦガスをガス供給管２３２ｂ，２３２ｅ内でそれぞれ希釈するようにしてもよい。Ｎ２ガスの供給流量を制御することで、処理室２０１内へ供給するＨＦガスの濃度を制御することができる。また、ノズル２４９ａ内へのＨＦガスの侵入を防止するため、バルブ２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｆ内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管２３２ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００９０】
処理室２０１内へ供給されたＨＦガスは、処理室２０１内を通過して排気管２３１から排気される際に、処理室２０１内の部材の表面、例えば、反応管２０３の内壁、ノズル２４９ａ，２４９ｂの表面、ボート２１７の表面、カバー２０９ａの外側および内側の表面、マニホールド２０９の内壁、シールキャップ２１９の上面等に接触する。このとき、熱化学反応により、処理室２０１内の部材に付着していたＯ含有膜を含む堆積物が除去されることとなる。すなわち、ＨＦ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こととなる。なお、エッチング反応が進行する際には、堆積物（ＳｉＯ）に含まれるＯと、ＨＦに含まれるＨと、が結合することで、処理室２０１内に水分（Ｈ２Ｏ）が発生することとなる。また、堆積物に含まれるＳｉと、ＨＦに含まれるＦと、が結合することで、処理室２０１内にＳｉＦ４等が発生することとなる。このように、Ｏ含有膜を含む堆積物が付着した処理室２０１内へＨＦガスを供給することで、ノンプラズマの雰囲気下において、上述の堆積物のエッチング反応を進行させることが可能となる。
【００９１】
ＨＦエッチングステップでは、ＭＦＣ２４１ｄ，２４１ｅで制御するＨＦガスの供給流量を、それぞれ、例えば１０００〜８０００ｓｃｃｍ、好ましくは２０００〜８０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【００９２】
また、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、例えば１３３〜５３３２９Ｐａ（１〜４００Ｔｏｒｒ）、好ましくは６６７〜３９９９７Ｐａ（５〜３００Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力（エッチング圧力）とする。
【００９３】
また、ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が、例えば０〜１００℃、好ましくは室温（２５℃）〜５０℃、より好ましくは３０〜５０℃の範囲内の温度（エッチング温度）となるような温度に設定する。
【００９４】
処理室２０１内の温度を０℃未満とするには、処理室２０１内をこの温度に冷却するための大がかりな冷却機構を設ける必要が生じ、基板処理装置の製造コストの上昇や、温度制御の複雑化等を招いてしまう場合がある。処理室２０１内の温度を０℃以上とすることで、これを解決することが可能となる。処理室２０１内の温度を室温以上、好ましくは３０℃以上とすることで、処理室２０１内を冷却するために、例えば送風機等の簡素な冷却機構すら設ける必要がなくなり、基板処理装置の製造コストを低減させ、温度制御を簡素化させることが可能となる。
【００９５】
処理室２０１内の温度が１００℃を超えると、処理室２０１内の部材の表面にＨＦが吸着し難くなり、堆積物のエッチングをすることが困難となる場合がある。処理室２０１内の温度を１００℃以下とすることで、これを解決することが可能となる。処理室２０１内の温度を５０℃以下とすることで、ＨＦによるエッチング反応を確実に進行させることが可能となる。
【００９６】
このように、ＨＦエッチングステップは、処理室２０１内で発生する水分（Ｈ２Ｏ）が処理室２０１内に単独で存在した場合に、この水分が処理室２０１内に残留する程度の条件、例えば、この水分の沸点より低い温度、この水分が沸騰しない圧力下で行うこととする。
【００９７】
ＨＦエッチングステップにおいては、処理室２０１内へ、ＨＦガスのようなＨを含むフッ素系ガスを供給するのが好ましい。というのも、発明者等は、ＨＦエッチングステップにおいて、処理室２０１内へＨＦガスの代わりにフッ素（Ｆ２）ガスやフッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスを供給した場合、上述したエッチング反応を進行させることが困難となることを確認している。これは、ＳｉＯを主成分とする堆積物、すなわち、Ｏ含有膜を含む堆積物をエッチングするには、ＨＦガスのようなＨを含むフッ素系ガスを用いることが必要であるのに対し、Ｆ２ガスやＣｌＦ３ガスはＨを含まないフッ素系ガスであることが要因であると考えられる。
【００９８】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、例えば、上述の成膜処理で例示した各種希ガスを用いることができる。
【００９９】
（Ｆ２パージステップ）
ＨＦエッチングステップを行うと、上述したように、処理室２０１内において、水分やＳｉＦ４等が発生する。処理室２０１内で発生した水分は、処理室２０１内に残留するＨＦガスと共存することで、処理室２０１内の金属部材を腐食させたり、これによりパーティクルを発生させたりする要因となる。そのため、本実施形態では、ＨＦエッチングステップが完了した後、処理室２０１内へのＨＦガスの供給を停止した状態で、処理室２０１内へＦ２ガスを供給するＦ２パージステップを行う。
【０１００】
このステップでは、ＡＰＣバルブ２４４を開いた状態としたまま、すなわち、処理室２０１内の排気を継続したまま、バルブ２４３ｄ，２４３ｅを閉じ、処理室２０１内へのＨＦガスの供給を停止する。また、ＨＦガスの供給を停止すると同時に、処理室２０１内へのＦ２ガスの供給を開始する。すなわち、バルブ２４３ｄ，２４３ｅを閉じると同時に、バルブ２４３ｉ，２４３ｊを開くようにする。
【０１０１】
ＨＦエッチングステップを行った後、処理室２０１内を排気する際、処理室２０１内へＦ２ガスを供給しないと、処理室２０１内の温度を上述のエッチング温度（０〜１００℃）に維持したままでは、処理室２０１内から水分（Ｈ２Ｏ）を充分かつ効率的に除去することは困難である。というのも、上述のエッチング温度は、水の沸点（１００℃）よりも低い温度であり、水分が処理室２０１内に単独で存在した場合に、この水分が処理室２０１内に液相の状態で残留しやすい温度、すなわち、この水分が処理室２０１内に残留する程度の温度であるからである。この温度下では、水分は単独では蒸発し難く、その一部が蒸発したとしても処理室２０１内に液体状態のまま残留しやすくなる。また水分は、低温部に残留しやすい性質がある。この状態で処理室２０１内を真空引きしても、Ｎ２ガス等の不活性ガスでパージしても、これらを繰り返しても、水分を除去するのは難しい。これに対し、処理室２０１内を排気する際、処理室２０１内へＦ２ガスを供給することで、処理室２０１内の温度を上述のエッチング温度に維持したとしても、処理室２０１内から水分を効率的に除去することが可能となる。これは、処理室２０１内へＦ２ガスを供給することで、処理室２０１内に残留している水分とＦ２とを反応させることができ、これにより、処理室２０１内に残留している水分を、ＨＦやＯ２等の処理室２０１内からの除去が容易な物質に変換することが可能となるためである。この反応を利用することにより、処理室２０１内の温度を上述のエッチング温度に維持したとしても、処理室２０１内から水分を効率的に除去することが可能となる。すなわち、処理室２０１内を、上述のエッチング温度よりも高い温度、例えば、処理室２０１内で発生する水分が単独で存在した場合にこの水分が処理室２０１内に残留しない程度の温度（例えば、この水分の沸点を超える温度）とするように加熱することなく、処理室２０１内から水分を効率的に除去することが可能となる。
【０１０２】
Ｆ２パージステップは、ＨＦエッチングステップとの間に、間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。例えば、ＨＦエッチングステップを行った後、処理室２０１内の不活性ガスによるパージおよび真空引きを行うことなく、また、外部から水分等を処理室２０１内へ供給することなく、Ｆ２パージステップを行うのが好ましい。すなわち、Ｆ２パージステップを、ＨＦエッチングステップの直後に、つまり、ＨＦエッチングステップの終了とほぼ同時に開始するようにするのが好ましい。また、このとき、処理室２０１内を、処理室２０１内で発生する水分が単独で存在した場合にこの水分が処理室２０１内に残留しない程度の温度とするよう加熱することなく、Ｆ２パージステップを行うのが好ましい。このようにすることで、クリーニング処理の手順を簡素化することができる。また、ＨＦエッチングステップを行った後、処理室２０１内からの水分除去が完了するまでの時間を短縮することができる。結果として、クリーニング処理全体の所要時間を短縮することが容易となる。また、後述するように、処理室２０１内におけるエッチング反応の終点を、精密に制御することが可能となる。
【０１０３】
Ｆ２パージステップでは、ＡＰＣバルブ２４４を適正に調整し、処理室２０１内の圧力を、例えば６７〜５３３２９Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ〜４００Ｔｏｒｒ）、好ましくは６７〜２６６６４Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ〜２００Ｔｏｒｒ）の範囲内の圧力とする。
【０１０４】
また、ＭＦＣ２４１ｉ，２４１ｊで制御するＦ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば５００〜１００００ｓｃｃｍ、好ましくは１０００〜５０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【０１０５】
その他の処理条件は、ＨＦエッチングステップの処理条件と同様とする。
【０１０６】
このように、Ｆ２パージステップは、ＨＦエッチングステップと同様に、処理室２０１内に水分が単独で存在した場合に、この水分が処理室２０１内に残留する程度の条件、例えば、この水分の沸点より低い温度、この水分が沸騰しない圧力下で行うこととする。
【０１０７】
（パージおよび大気圧復帰）
処理室２０１内から水分等を除去したら、バルブ２４３ｉ，２４３ｊを閉じ、処理室２０１内へのＦ２ガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈを開き、ガス供給管２３２ｆ〜２３２ｈのそれぞれから処理室２０１内へＮ２ガスを流し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされる。このとき、バルブ２４３ｆ〜２４３ｈの開閉動作を繰り返すことで、処理室２０１内のパージを間欠的に行うようにしてもよい（サイクルパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気がＮ２ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【０１０８】
（ボートアンロード）
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、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、空のボート２１７が、マニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部へ搬出される（ボートアンロード）。また、ノズル２４９ａ，２４９ｂの内壁等に付着している堆積物の量が多い場合は、必要に応じてノズル２４９ａ，２４９ｂを交換する。これら一連の工程が終了すると、上述の成膜処理が再開されることとなる。
【０１０９】
（４）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果が得られる。
【０１１０】
（ａ）ウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する成膜処理を行った後、処理室２０１内へ少なくともＨＦガスを供給するＨＦエッチングステップを行うことで、処理室２０１内の部材の表面に付着した堆積物を除去することが可能となる。これにより、その後に行われる成膜処理の品質を向上させることが可能となる。
【０１１１】
（ｂ）堆積物のエッチングを、ノンプラズマの環境下で行えることから、基板処理装置の構成を簡素化することができ、その製造コストやメンテナンスコストを低減させることが可能となる。また、処理室２０１内の部材に対するプラズマダメージを回避することも可能となる。
【０１１２】
（ｃ）ＨＦエッチングステップを行った後、Ｆ２パージステップを行うことで、処理室２０１内から水分を除去することが可能となる。これにより、残留水分による処理室２０１内の金属部材の腐食を抑制することができ、腐食によって処理室２０１内にパーティクルが発生することを回避できるようになる。
【０１１３】
（ｄ）Ｆ２パージステップにおいて、処理室２０１内へＦ２ガスを供給することで、処理室２０１内からの水分の除去効率を高めることが可能となる。これにより、Ｆ２パージステップ、すなわち、クリーニング処理全体の所要時間を短縮させることができ、基板処理装置のダウンタイムを短くすることが可能となる。
【０１１４】
（ｅ）ＨＦエッチングステップおよびＦ２パージステップにおいて、すなわち、処理室２０１内にＨＦガスや水分が残留している状態において、処理室２０１内の温度を上述の低温帯（０〜１００℃）の範囲内に保持していることから、処理室２０１内の金属部材の腐食をより確実に抑制することが可能となる。これに対し、ＨＦエッチングステップの実施中や実施後に、すなわち、処理室２０１内にＨＦガスや水分が残留している状態において、処理室２０１内が例えば８００℃程度の温度となるように処理室２０１内を加熱した場合、処理室２０１内に残留しているＨＦガスと水分との反応が促進され、処理室２０１内の金属部材が腐食してしまう可能性がある。
【０１１５】
（ｆ）ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、これらの間に間欠期間を設けることなく連続的に行うことで、ＨＦエッチングステップの終了後、処理室２０１内におけるエッチング反応を精度よく停止させることが可能となる。というのも、ＨＦガスによる堆積物のエッチング反応を進行させるには、処理室２０１内に水分（Ｈ２Ｏ）が存在している必要がある。本実施形態のように、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、これらの間に間欠期間を設けることなく連続的に行うことで、処理室２０１内に残留している水分を、ＨＦやＯ２に変換させて処理室２０１内から速やかに除去することが可能となる。結果として、処理室２０１内におけるエッチング反応を速やかに停止させることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、エッチング反応の終点を精密に制御することが可能となり、これにより、処理室２０１内の部材のオーバーエッチング等を回避することが容易となる。
【０１１６】
（ｇ）ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、これらの間に間欠期間を設けることなく連続的に行うことで、クリーニング処理の手順を簡素化することができる。また、ＨＦエッチングステップを行った後、処理２０１内からの水分除去が完了するまでの時間を短縮することができる。結果として、クリーニング処理全体の所要時間を短縮することが容易となる。
【０１１７】
（ｈ）クリーニング処理を上述の温度帯で行うことで、クリーニング処理の後に行うノズル交換等の作業を、処理室２０１内の温度を変更（例えば降温）するステップを行うことなく迅速に開始することが可能となる。結果として、基板処理装置のダウンタイムを短くすることが可能となる。
【０１１８】
（ｉ）上述の効果は、原料ガスとしてＨＣＤＳガス以外のガスを用いる場合や、Ｏ含有ガスとしてＯ２ガス以外のガスを用いる場合や、Ｈ含有ガスとしてＨ２ガス以外のガスを用いる場合においても、同様に得ることができる。
【０１１９】
（５）クリーニング処理の変形例
本実施形態におけるクリーニング処理は、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。
【０１２０】
（変形例１）
図６（ａ）に示すクリーニングシーケンスのように、Ｆ２パージステップでは、処理室２０１内へのＦ２ガスの供給を間欠的に行うようにしてもよい。本変形例においても、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。本変形例においても、図５に示すクリーニングシーケンスと同様の効果が得られる。また、Ｆ２ガスの使用量を適正に抑制することができ、クリーニング処理のコストを低減することが可能となる。
【０１２１】
（変形例２）
図６（ｂ）に示すクリーニングシーケンスのように、ＨＦエッチングステップでは、処理室２０１内へのＨＦガスの供給を間欠的に行うようにしてもよい。本変形例においても、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。本変形例においても、図５に示すクリーニングシーケンスと同様の効果が得られる。また、ＨＦガスの供給を間欠的に行うことで、処理室２０１内における水分やＳｉＦ４の量を適正に制御することができ、エッチング反応が進行しやすい環境を整えることが可能となる。また、ＨＦガスの供給を間欠的に行うことで、処理室２０１内に圧力変動を生じさせ、堆積物に対して圧力の変動に伴う衝撃を与えることができる。これにより、堆積物にクラックや剥離等を生じさせ、堆積物のエッチングを効率的に進めることが可能となる。また、ＨＦガスの供給を間欠的に行うことで、ＨＦガスの使用量を適正に抑制することができ、クリーニング処理のコストを低減することが可能となる。
【０１２２】
（変形例３）
図６（ｃ）に示すクリーニングシーケンスのように、ＨＦエッチングステップでは、処理室２０１内へのＨＦガスの供給を間欠的に行い、Ｆ２パージステップでは、処理室２０１内へのＦ２ガスの供給を間欠的に行うようにしてもよい。本変形例においても、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。本変形例においても、図５に示すクリーニングシーケンスや上述の変形例と同様の効果が得られる。
【０１２３】
＜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。しかしながら、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。
【０１２４】
例えば、上述の実施形態では、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行う例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとの間に間欠期間を設けるようにしても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。但し、クリーニング処理の手順を簡素化し、所要時間を短縮させるという観点からは、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。また、エッチング反応の終点を精密に制御するという観点からも、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを間欠期間を設けることなく連続的に行うのが好ましい。
【０１２５】
また例えば、上述の実施形態では、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、同様な温度下（例えば室温下）で行う例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、それぞれ異なる温度下で行うようにしてもよい。
【０１２６】
例えば、ＨＦエッチングステップを室温下で行い、Ｆ２パージステップを室温よりも高い温度（例えば３０〜５０℃）下で行うようにしてもよい。この場合、Ｆ２パージステップにおける処理室２０１内からの水分除去の効率を、さらに高めることが可能となる点で、好ましい。但し、ＨＦエッチングステップとＦ２パージステップとを、同様な温度下（例えば室温下）で行う方が、これらのステップの間に、処理室２０１内の温度を変更（例えば昇温）するステップを行う必要がない点で、好ましい。すなわち、クリーニング処理の手順を簡素化することができ、その所要時間を短縮することが容易となる点で、好ましい。
【０１２７】
また、上述の実施形態では、ＨＦガスを、ＨＣＤＳガスを供給するノズル２４９ａとは異なるノズル２４９ｂを用いて供給する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。ＨＦガスの供給を、ノズル２４９ａを用いて行う場合であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。但し、以下に述べる理由から、ＨＦガスの供給は、ノズル２４９ａとは異なるノズルを用いて行う方が好ましい。
【０１２８】
というのも、成膜処理を行うと、処理室２０１内の部材の表面にはＳｉＯを主成分とする堆積物が付着するのに対し、ノズル２４９ａ内にはＳｉを主成分とする堆積物が付着することとなる。これは、ノズル２４９ａ内へはＨＣＤＳガス、Ｈ２ガスが流れるものの、Ｏ２ガスは流れないためである。Ｓｉを主成分とする堆積物は、ＳｉＯを主成分とする堆積物よりも、ＨＦによって除去することが困難な特性がある。よって、ＨＦエッチングステップにおいてノズル２４９ａを用いてＨＦガスを流したとしても、ノズル２４９ａの内壁に付着した堆積物を除去することは困難である。
【０１２９】
また、ＨＦエッチングステップにおいてノズル２４９ａを用いてＨＦガスを流すと、ノズル２４９ａの内壁に付着した堆積物とノズル２４９ａの内壁との間にＨＦが入り込むことがあり、堆積物と内壁との結合状態が不安定となる（脆くなる）ことがある。この状態で再び成膜処理を行うと、ノズル２４９ａ内へＨＣＤＳガス等を流した際に、ノズル２４９ａの内壁に付着していた堆積物が部分的に剥がれることでパーティクルとなることがある。
【０１３０】
これらのことから、上述の実施形態では、ＨＦガスの供給を、ＨＣＤＳガスを供給するノズル２４９ａとは異なるノズル２４９ｂを用いて行うようにしている。また、これらのことから、上述の実施形態では、ＨＦエッチングステップにおいて、ノズル２４９ａ内へＮ２ガスを供給することで、ノズル２４９ａ内へのＨＦガスの侵入を防止するようにしている。
【０１３１】
なお、ノズル２４９ａ内のクリーニング、すなわち、ノズル２４９ａの内壁に付着したＳｉを主成分とする堆積物の除去は行う必要はない。堆積物の累積膜厚が、堆積物に剥離が生じてパーティクルが発生し始める前の所定の厚さ、例えば、４〜５μｍの厚さに達した時点で、ノズル２４９ａを交換すればよい。また、成膜処理においては、ノズル２４９ｂ内へはＯ２ガスが流れるだけなので、ノズル２４９ｂの内壁には堆積物が付着しないか、付着したとしてもノズル２４９ｂ内へ僅かに侵入したＨＣＤＳガスによるものである。そのため、その付着量も僅かとなる。従って、ノズル２４９ｂについてはノズル交換の必要性も高くない。但し、ノズル２４９ａを交換する際に、ノズル２４９ｂも併せて交換するようにしてもよい。
【０１３２】
上述の実施形態では、ＨＣＤＳガス、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスを用いて高温条件下でウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、本発明は、例えば３ＤＭＡＳガスやＢＴＢＡＳガス等のアミノシラン原料ガスを用いて中温条件下でウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する場合や、ピジリン（Ｃ５Ｈ５Ｎ）等のアミン系触媒を用いて低温条件下でウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する場合等においても、好適に適用可能である。また例えば、本発明は、ＢＴＢＡＳガス等のアミノシラン原料ガスとプラズマ励起したＯ２ガスとを用いて低温条件下でウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する場合等においても、好適に適用可能である。すなわち、本発明は、例えば以下に示す成膜シーケンスによりウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する処理を行った処理容器内をクリーニングする場合においても、好適に適用可能である。
【０１３３】
（３ＤＭＡＳ→Ｏ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【０１３４】
（ＨＣＤＳ＋ピリジン→Ｈ２Ｏ＋ピジリン）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【０１３５】
（ＢＴＢＡＳ→Ｏ２ ｐｌａｓｍａ）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
【０１３６】
また例えば、本発明は、ウエハ２００上にＳｉＯ膜を形成する場合に限らず、ウエハ２００上に、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等のＳｉ系酸化膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、本発明は、ウエハ２００上にＳｉＯ膜以外のＳｉ系酸化膜を形成する処理を行った処理容器内をクリーニングする場合においても、好適に適用可能である。
【０１３７】
また例えば、本発明は、ウエハ２００上にＳｉ系酸化膜を形成する場合に限らず、ウエハ２００上に、例えば、金属元素を含む酸化膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、本発明は、ウエハ２００上に金属系酸化膜を形成する処理を行った処理容器内をクリーニングする場合においても、好適に適用可能である。
【０１３８】
以上述べたように、本発明は、Ｓｉ系酸化膜等の半導体系酸化膜や金属系酸化膜を含む堆積物を除去することで処理室内をクリーニングする場合にも、好適に適用可能である。これらの場合においても、クリーニング処理の処理手順、処理条件は、上述の実施形態と同様の処理手順、処理条件とすることができる。これらの場合においても、上述の実施形態や各変形例と同様の効果が得られる。
【０１３９】
これらの各種薄膜の成膜処理に用いられるプロセスレシピ（成膜処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）や、これらの各種薄膜を含む堆積物の除去に用いられるクリーニングレシピ（クリーニング処理の処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、成膜処理やクリーニング処理の内容（形成、或いは、除去する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意する）ことが好ましい。そして、各種処理を開始する際、処理内容に応じて、複数のレシピの中から、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、処理内容に応じて個別に用意された複数のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、成膜処理やクリーニング処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成したり除去したりできるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各種処理を迅速に開始できるようになる。
【０１４０】
上述のプロセスレシピやクリーニングレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
【０１４１】
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を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、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を用いて膜を形成する場合にも、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を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理手順、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理手順、処理条件とすることができる。
【０１４２】
例えば、図９（ａ）に示す処理炉３０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉３０２は、処理室３０１を形成する処理容器３０３と、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するガス供給部としてのシャワーヘッド３０３ｓと、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台３１７と、支持台３１７を下方から支持する回転軸３５５と、支持台３１７に設けられたヒータ３０７と、を備えている。シャワーヘッド３０３ｓのインレット（ガス導入口）には、ガス供給ポート３３２ａ，３３２ｂが接続されている。ガス供給ポート３３２ａには、上述の実施形態の原料ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート３３２ｂには、上述の実施形態のＯ含有ガス供給系、ＨＦガス供給系、Ｆ２ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。シャワーヘッド３０３ｓのアウトレット（ガス排出口）には、処理室３０１内へガスをシャワー状に供給するガス分散板が設けられている。シャワーヘッド３０３ｓは、処理室３０１内に搬入されたウエハ２００の表面と対向（対面）する位置に設けられている。処理容器３０３には、処理室３０１内を排気する排気ポート３３１が設けられている。排気ポート３３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
【０１４３】
また例えば、図９（ｂ）に示す処理炉４０２を備えた基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用できる。処理炉４０２は、処理室４０１を形成する処理容器４０３と、１枚または数枚のウエハ２００を水平姿勢で支持する支持台４１７と、支持台４１７を下方から支持する回転軸４５５と、処理容器４０３内のウエハ２００に向けて光照射を行うランプヒータ４０７と、ランプヒータ４０７の光を透過させる石英窓４０３ｗと、を備えている。処理容器４０３には、ガス供給ポート４３２ａ，４３２ｂが接続されている。ガス供給ポート４３２ａには、上述の実施形態の原料ガス供給系、Ｈ含有ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ｂには、上述の実施形態のＯ含有ガス供給系、ＨＦガス供給系、Ｆ２ガス供給系と同様のガス供給系が接続されている。ガス供給ポート４３２ａ，４３２ｂは、処理室４０１内に搬入されたウエハ２００の端部の側方、すなわち、処理室４０１内に搬入されたウエハ２００の表面と対向しない位置にそれぞれ設けられている。処理容器４０３には、処理室４０１内を排気する排気ポート４３１が設けられている。排気ポート４３１には、上述の実施形態の排気系と同様の排気系が接続されている。
【０１４４】
これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜処理やクリーニング処理を行うことができ、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
【０１４５】
また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
【実施例】
【０１４６】
以下、上述の実施形態や変形例で得られる効果を裏付ける実験結果について説明する。
【０１４７】
実施例として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上にＳｉＯ膜を形成する成膜処理を行った。原料ガスとしてはＨＣＤＳガスを、Ｏ含有ガスとしてはＯ２ガスを、Ｈ含有ガスとしてはＨ２ガスを用いた。成膜処理の処理条件は、上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の条件とした。その後、図５に示すクリーニングシーケンスにより、処理容器内の部材の表面に付着した堆積物を除去するＨＦエッチングステップ（ＨＦ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）とＦ２パージステップ（Ｆ２  ＰＲＧ）とを行った。クリーニング温度は室温（Ｒ．Ｔ．）とした。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条件とした。その後、処理容器内をサイクルパージ（Ｎ２ＰＲＧ／ＶＡＣ／Ｎ２ＰＲＧ／ＶＡＣ）し、その後、処理容器内に設けられたノズルの交換作業（Ｎｏｚｚｌｅ  ｃｈａｎｇｅ）を行った。
【０１４８】
比較例として、上述の実施形態における基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスにより、複数枚のウエハ上にＳｉＯ膜を形成する成膜処理を行った。処理手順や処理条件は実施例の処理手順、処理条件と同様とした。その後、実施例と同様の処理手順、処理条件により、ＨＦエッチングステップ（ＨＦ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行った。そして、Ｆ２パージステップを行わずに、処理容器内を排気しながら８００℃まで昇温（Ｈｅａｔｉｎｇ）させ、処理容器内をサイクルパージ（Ｎ２ＰＲＧ／ＶＡＣ／Ｎ２ＰＲＧ／ＶＡＣ）することで処理容器内から水分を除去した。そして、処理容器内を常温にまで降温（Ｃｏｏｌｉｎｇ）させた後、処理容器内に設けられたノズルの交換作業（Ｎｏｚｚｌｅ  ｃｈａｎｇｅ）を行った。
【０１４９】
図７（ａ）は、実施例において、処理容器内のクリーニングおよびサイクルパージが完了する迄の経過を示す図であり、図７（ｂ）は、比較例において、処理容器内のクリーニングおよびサイクルパージが完了する迄の経過を示す図である。また、図８（ａ）は、実施例において、処理容器内に設けられたノズルの交換が完了する迄の経過を示す図であり、図８（ｂ）は、比較例において、処理容器内に設けられたノズルの交換が完了する迄の経過を示す図である。いずれの図も、横軸は経過時間を、縦軸は処理容器内の温度を示している。また、いずれの図も、成膜処理については図示を省略している。
【０１５０】
図７（ａ）、図７（ｂ）によれば、比較例よりも実施例の方が、処理容器内からの水分除去を迅速に完了させることができ、結果として、ＨＦエッチングステップ開始からサイクルパージ完了までの所要時間を短縮できることが分かる。また、図８（ａ）、図８（ｂ）によれば、比較例よりも実施例の方が、ノズル交換を迅速に開始することができ、結果として、ＨＦエッチングステップ開始からノズル交換完了までの所要時間を短縮できることが分かる。すなわち、実施例の方が、比較例よりも、基板処理装置のダウンタイムを短くできることが分かる。
【０１５１】
＜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。
【０１５２】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内をクリーニングする方法であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する工程と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行うクリーニング方法が提供される。
【０１５３】
（付記２）
付記１に記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを間欠期間を設けることなく連続的に行う。
【０１５４】
（付記３）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、同様な温度下で行う。
【０１５５】
（付記４）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、室温下で行う。
【０１５６】
（付記５）
付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを、それぞれ異なる温度下で行う。
【０１５７】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程直後に、前記（ｂ）工程を行う。
【０１５８】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程後に、前記処理容器内へ外部から水分（Ｈ２Ｏ）を供給することなく前記（ｂ）工程を行う。
【０１５９】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程後に、前記処理容器内の不活性ガスによるパージおよび真空引きを行うことなく前記（ｂ）工程を行う。
【０１６０】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記（ａ）工程では、前記処理容器内に付着した前記酸素含有膜を含む堆積物を（エッチング反応により）除去する。
【０１６１】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
前記（ｂ）工程では、前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生した水分を除去する。すなわち、前記（ｂ）工程では、前記処理容器内を前記フッ素ガスでパージすることで前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生した水分を除去する。
【０１６２】
（付記１１）
本発明の他の態様によれば、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内をクリーニングする方法であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給し、前記処理容器内に付着した前記酸素含有膜を含む堆積物を（エッチング反応により）除去する工程と、
（ｂ）前記堆積物を除去した後の前記処理容器内へフッ素ガスを供給し、前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生した水分を除去する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行うクリーニング方法が提供される。
【０１６３】
（付記１２）
本発明のさらに他の態様によれば、
処理容器内で基板上に酸素含有膜を形成する処理を行う工程と、
前記酸素含有膜を形成する処理を行った後の前記処理容器内をクリーニングする工程と、
を有し、前記処理容器内をクリーニングする工程では、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する工程と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する工程と、
を前記（ａ）工程において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０１６４】
（付記１３）
付記１２に記載の方法であって、好ましくは、
前記クリーニング工程後に、前記処理容器内の部材を交換する工程をさらに有する。例えば、前記処理容器内へガスを供給するノズルを交換する工程をさらに有する。
【０１６５】
（付記１４）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行う処理容器と、
前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給系と、
前記処理容器内へフッ素ガスを供給するフッ素ガス供給系と、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の前記処理容器内をクリーニングする際に、（ａ）前記処理容器内へ前記フッ化水素ガスを供給する処理と、（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へ前記フッ素ガスを供給する処理と、を前記（ａ）処理において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行わせるように、前記フッ化水素ガス供給系および前記フッ素ガス供給系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。
【０１６６】
（付記１５）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板上に酸素含有膜を形成する処理を行った後の処理容器内をクリーニングする手順であって、
（ａ）前記処理容器内へフッ化水素ガスを供給する手順と、
（ｂ）前記処理容器内への前記フッ化水素ガスの供給を停止した状態で、前記処理容器内へフッ素ガスを供給する手順と、
を前記（ａ）手順において前記処理容器内で発生する水分が単独で存在した場合に該水分が前記処理容器内に残留する程度の温度下で行わせる手順をコンピュータに実行させるプログラム、または、該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】
【０１６７】
２００      ウエハ（基板）
２０１      処理室
２０３      反応管
２０６      ヒータ
２０９      マニホールド
２３２ａ〜２３２ｊ    ガス供給管
２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｅ    ノズル
１２１      コントローラ
【図１】
0006453637.tif 000002
【図２】
0006453637.tif 000003
【図３】
0006453637.tif 000004
【図４】
0006453637.tif 000005
【図５】
0006453637.tif 000006
【図６】
0006453637.tif 000007
【図７】
0006453637.tif 000008
【図８】
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【図９】
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