(57)【要約】【課題】作業時間を短縮しつつ金属汚染物質を確実に除去する。【解決手段】熱処理装置１０は、ウエハを処理する処理室２２を形成したプロセスチューブ２３と、処理室２２を排気する排気管２５と、処理室２２に酸素を含む処理ガスを供給する供給管２６と処理室２２にジクロロエチレンを導入するジクロロエチレン導入管２８と、ジクロロエチレン導入管２８に接続されてジクロロエチレン導入管２８等をパージするパージライン３０とを備えている。【効果】処理室にジクロロエチレンをジクロロエチレン導入管から導入することにより、処理室や排気管の金属汚染物質を除去できるので、金属汚染物質を除去するための作業時間を短縮できる。ジクロロエチレン導入管のジクロロエチレンをパージすることにより、ジクロロエチレンによる汚染を防止できる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、この処理室内を排気する排気管と、前記処理室にジクロロエチレンを導入するジクロロエチレン導入管と、このジクロロエチレン導入管に接続されてジクロロエチレン導入管内をパージするパージラインとを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
処理室に基板を搬入するステップと、前記処理室に処理ガスを導入して前記基板を処理するステップと、前記処理室から処理後の前記基板を搬出するステップと、前記処理室にジクロロエチレンをジクロロエチレン導入管から導入するステップと、前記ジクロロエチレン導入管のジクロロエチレンをパージするステップとを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、金属汚染の原因物質（以下、金属汚染物質という。）の除去技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化膜を形成したり、絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を堆積（デポジション）したり、不純物を拡散したり、アニールしたりリフローしたりする熱処理（ｔｈｅｒｍａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　）工程に使用される熱処理装置（ｆｕｒｎａｃｅ　）に利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣの製造方法における各種の熱処理工程には、バッチ式縦形熱処理装置（以下、熱処理装置という。）が広く使用されている。従来のこの種の熱処理装置においては、ナトリウム等のアルカリ金属の金属汚染が処理室において発生した際には、処理室を構成している全ての部品（例えば、プロセスチューブやガス導入管、排気管およびボート）が取り外され、これらの部品がウエット洗浄されることにより、金属汚染物質が除去されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した金属汚染物質除去方法においては、次のような問題点がある。処理室を構成している全ての部品を取り外しウエット洗浄した後に組み付けるという作業が必要であるために、金属汚染が清浄となった部品に再び発生する危険性が懸念される。部品の取り外し作業やウエット洗浄作業および再組付作業には膨大な時間が浪費されるために、熱処理装置の休止時間が長くなり、ＩＣの製造方法の生産性の低下を招来する。
【０００４】
本発明の目的は、前記した従来の金属汚染物質除去技術の問題点を解決し、作業時間を短縮しつつ金属汚染物質を確実に除去することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、この処理室内を排気する排気管と、前記処理室にジクロロエチレンを導入するジクロロエチレン導入管と、このジクロロエチレン導入管に接続されてジクロロエチレン導入管内をパージするパージラインとを備えていることを特徴とする。
【０００６】
前記した手段によれば、処理室にジクロロエチレンをジクロロエチレン導入管から導入することにより、処理室や排気管の金属汚染物質を除去することができるので、金属汚染物質を除去するための作業時間を短縮することができる。また、ジクロロエチレン導入管のジクロロエチレンをパージすることにより、ジクロロエチレンによる汚染を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００８】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているように、熱処理装置（バッチ式縦形熱処理装置）として構成されており、熱処理装置１０は気密室構造に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面の下部にはウエハローディングポート１２が設定されており、ウエハローディングポート１２には複数枚のウエハ１を収納したキャリア２が供給されるようになっている。ウエハローディングポート１２の後方の空間には待機室１３が設定されており、待機室１３の前側の空間にはウエハ移載装置１４が設置されている。ウエハ移載装置１４はウエハローディングポート１２とボート１７との間でウエハ１を搬送して、キャリア２およびボート１７に受け渡すように構成されている。待機室１３の後部空間にはボートエレベータ１５が垂直に設置されており、ボートエレベータ１５はボート１７を支持したシールキャップ１６を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、シールキャップ１６の上にはボート１７が垂直に立脚されており、ボート１７は多数枚のウエハ１を中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されている。
【０００９】
待機室１３の上にはプロセスチューブ設置室２０が構築されており、プロセスチューブ設置室２０にはヒータユニット２１と処理室２２を形成するプロセスチューブ２３とが互いに同心円に配されて設置されている。プロセスチューブ２３の外側に設置されたヒータユニット２１は筐体１１に支持されており、ヒータユニット２１は処理室２２を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱するように構成されている。プロセスチューブ２３はマニホールド２４を介して垂直に立脚され待機室１３の上に設置されており、マニホールド２４には処理室２２を真空排気するための排気管２５が接続されている。プロセスチューブ２３の天井壁には処理室２２に原料ガスやパージガス等を供給するためのガス供給源２６Ａに接続されたガス供給管２６の上端が接続されており、ガス供給管２６はプロセスチューブ２３の外周に沿って下端部まで敷設されている。
【００１０】
ガス供給管２６の入口部にはジクロロエチレン（Ｃ２　Ｈ２　Ｃｌ２　）を供給するジクロロエチレン供給源２７に接続されたジクロロエチレン導入管（以下、導入管という。）２８の一端が接続されており、導入管２８は弗素樹脂等の耐腐食性の材料によって構成されている。導入管２８の途中には窒素等のパージガスを供給するパージガス供給源２９に接続されたパージライン３０が接続されている。導入管２８におけるガス供給管２６との接続口とパージライン３０との接続口との間には第一止め弁３１が介設されており、パージライン３０における導入管２８との接続口とパージガス供給源２９との間には第二止め弁３２が介設されている。
【００１１】
以下、前記構成に係る熱処理装置による本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法における酸化処理工程を説明する。
【００１２】
図１に示されているように、ウエハローディングポート１２のキャリア２に収納された複数枚のウエハ１は、ウエハ移載装置１４によってボート１７に移載されて装填（チャージング）される。
【００１３】
指定された枚数のウエハ１がボート１７に装填されると、ボート１７はボートエレベータ１５によって上昇されてプロセスチューブ２３の処理室２２に搬入（ボートローディング）される。ボート１７が上限に達すると、ボート１７を保持したシールキャップ１６の上面の周辺部がプロセスチューブ２３をシール状態に閉塞するため、処理室２２は気密に閉じられた状態になる。
【００１４】
次いで、プロセスチューブ２３の処理室２２が気密に閉じられた状態で、所定の圧力（大気圧〜真空）となるように排気管２５によって排気され、ヒータユニット２１によって所定の温度に加熱され、酸化処理を施すための処理ガスとして酸素（Ｏ２　）を含むガスが供給管２６によって所定の流量だけ供給される。これにより、酸化処理がウエハ１に施される。
【００１５】
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート１７がボートエレベータ１５によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート１７が待機室１３における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。
【００１６】
待機室１３に搬出されたボート１７の処理済みウエハ１は、ボート１７からウエハ移載装置１４によってピックアップされてウエハローディングポート１２に搬送され、ウエハローディングポート１２に移載された空のキャリア２に収納される。以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１が熱処理装置１０によってバッチ処理されて行く。
【００１７】
以上のバッチ処理が繰り返されるうちにナトリウム等のアルカリ金属の金属汚染が処理室２２において発生した場合には、本実施の形態においては、発生した金属汚染物質は次の方法（金属汚染物質除去ステップ）によって除去される。
【００１８】
図２に示されているように、ウエハ１が装填されない状態でボート１７が処理室２２に挿入され、処理室２２がシールキャップ１６によって気密封止される。次いで、処理室２２がヒータユニット２１によって所定の温度に加熱され、かつ、処理室２２が排気管２５によって排気されながら、第一止め弁３１が開かれることによりジクロロエチレンが所定の流量だけ導入管２８から処理室２２に所定の流量だけ供給されるとともに、酸素が供給管２６から処理室２２に所定の流量だけ供給される。
【００１９】
加熱された酸素雰囲気中の処理室２２において、ジクロロエチレンは次の反応によって塩酸（ＨＣｌ）を生成する。
Ｃ２　Ｈ２　Ｃｌ２　＋２Ｏ２　＝２ＨＣｌ＋２ＣＯ２
塩酸はナトリウム等の金属汚染物質のゲッタリング効果を備えているので、処理室２２に残留している金属汚染物質は生成された塩酸によって除去されることになる。すなわち、塩酸にゲッタリングされた重金属は供給されたガスと共に排気管２５から排気ガスとなって排気される。そして、金属汚染物質除去ステップについて予め設定された作業時間が経過すると、ジクロロエチレンおよび酸素の供給が停止される。
【００２０】
次いで、第二止め弁３２が開かれることにより、窒素ガス等のパージガスがパージライン３０から処理室２２に導入管２８および供給管２６を経由して流され、導入管２８、供給管２６、処理室２２および排気管２５がパージされる。このパージステップにより、導入管２８、供給管２６、処理室２２および排気管２６におけるジクロロエチレンや酸素、塩酸および反応生成物が排気される。
【００２１】
その後に、ボート１７がボートエレベータ１５によって下降されることにより、ボート１７が待機室１３における元の待機位置に抜き出される。なお、金属汚染物質除去ステップおよびパージステップ実施後の処理室２２やボート１７の金属汚染状況については、ボート１７に装填したウエハ１に対して金属汚染物質分析を使用した評価によって確認することが望ましい。
【００２２】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００２３】
１）　ジクロロエチレンと酸素とを処理室に供給することにより、金属汚染物質のゲッタリング効果を有する塩酸を生成することができるため、処理室やボート、供給管および排気管に残留している金属汚染物質を除去することができる。
【００２４】
２）　処理室を構成するプロセスチューブや排気管、供給管およびボートを取り外さずに金属汚染物質を除去することができるので、金属汚染物質除去ステップの作業時間を短縮することができる。
【００２５】
３）　処理室を構成するプロセスチューブや排気管、供給管およびボートを取り外したり再組み付けたりする作業を省略することにより、それに浪費される手間を低減することができるので、酸化処理工程ひいてはＩＣの製造方法のコストを低減することができる。また、金属汚染物質除去ステップ後の再組立作業に伴う金属汚染物質による処理室等の再金属汚染も防止することができる。
【００２６】
４）　ジクロロエチレンと酸素とを処理室に供給することにより、金属汚染物質のゲッタリング効果を有する塩酸を合成することができるため、容易かつ安全に塩酸を処理室に供給することができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施の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に変更が可能であることはいうまでもない。
【００２８】
例えば、バッチ式縦形熱処理装置に限らず、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置や枚葉式拡散・ＣＶＤ装置、アニール装置、その他の熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、作業時間を短縮しつつ金属汚染物質を確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である熱処理装置を示す側面断面図である。
【図２】その金属汚染物質除去ステップを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…ウエハ（基板）、２…ウエハキャリア、１０…熱処理装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…ウエハローディングポート、１３…待機室、１４…ウエハ移載装置、１５…ボートエレベータ、１６…シールキャップ、１７…ボート、２０…プロセスチューブ設置室、２１…ヒータユニット、２２…処理室、２３…プロセスチューブ、２４…マニホールド、２５…排気管、２６…供給管、２６Ａ…ガス供給源、２７…ジクロロエチレン供給源、２８…ジクロロエチレン導入管、２９…パージガス供給源、３０…パージライン、３１…第一止め弁、３２…第二止め弁。
【図１】
2004104029.tif 000003
【図２】
2004104029.tif 000004