(57)【要約】【課題】排出系の詰まりを低減させることができる基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理装置のクリーニング方法を提供する。【解決手段】成膜装置１は、ウェハＷが収容されるチャンバ２と、ＴｉＣｌ４を供給するＴｉＣｌ４供給系２０と、ＮＨ３を供給するＮＨ３供給系３０と、ＴｉＣｌ４及びＮＨ３等のガスを排出する排出系４０を備えている。排出系４０は排出配管４２、ターボ分子ポンプ４４、及びドライポンプ４８が備えている。ドライポンプ４８より上流側の排出配管４２には、微粒子の合成ゼオライト４６ｄが収容された捕捉器４６が介在している。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室から前記処理ガスを排出する、ポンプを備えた排出系と、
前記処理室と前記ポンプとの間に介在し、かつ微粒子が収容された、前記微粒子により前記処理室から排出された少なくとも１種の前記処理ガスを捕捉する捕捉器と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置であって、前記捕捉器に収容された微粒子は、ゼオライトであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板処理装置であって、前記捕捉器は、常温かつ常圧で、液体又は固体になる前記処理ガスを捕捉することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の基板処理装置であって、前記捕捉器により捕捉される前記処理ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｚｒ（Ｏ−ｔ（Ｃ４Ｈ９））４、ＺｒＣｌ４、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、及びＳｉＣｌ４の少なくともいずれかであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室から前記処理ガスを排出する、ポンプを備えた排出系と、
前記処理室と前記ポンプとの間に介在した、化学的な作用により前記処理室から排出された少なくとも１種の前記処理ガスを捕捉する捕捉器と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の基板処理装置であって、前記捕捉器は、前記処理ガスを捕捉する金属酸化物を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の基板処理装置であって、前記金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室から前記処理ガスを排出する、少なくとも１つのポンプを備えた排出系と、
最後段の前記ポンプより下流の前記排出系内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の基板処理装置であって、前記不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、及びＮ２の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
基板を収容する処理室と、
前記処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、
前記処理室から前記処理ガスを排出する、少なくとも１つのポンプを備えた排出系と、
最後段の前記ポンプより下流の前記排出系を加熱する加熱器と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、前記処理ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｚｒ（Ｏ−ｔ（Ｃ４Ｈ９））４、ＺｒＣｌ４、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、及びＳｉＣｌ４の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、交互に前記処理ガスが供給されるように前記供給系を制御する供給制御器をさらに備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
基板が処理室に収容されている状態で、前記処理室内に第１の流量で金属含有ガスを供給する金属含有ガス供給工程と、
排出系を介して前記処理室から前記金属含有ガスを排出する金属含有ガス排出工程と、
前記処理室内に前記第１の流量に対して１０倍以上の第２の流量で窒化剤ガスを供給する窒化剤ガス供給工程と、
前記排出系を介して前記処理室内から前記窒化剤ガスを排出する窒化剤排出工程と、
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の基板処理方法であって、前記窒化剤ガスは、３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給されることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の基板処理方法であって、前記金属含有ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、及びＴａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、前記窒化剤ガスは、ＮＨ３を含んでいることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１７】
金属含有ガスと窒化剤ガスとを供給して基板に処理を施す基板処理装置の排出系内に、前記基板が前記基板処理装置内に収容されていない状態で窒化剤ガスを供給する窒化剤ガス供給工程を備えることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の基板処理装置のクリーニング方法であって、前記窒化剤ガス供給工程で供給される前記窒化剤ガスは、前記処理の際に供給される前記窒化剤ガスの流量より大きい流量で供給されることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８記載の基板処理装置のクリーニング方法であって、前記窒化剤ガス供給工程で供給される前記窒化剤ガスは、３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給されることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
【請求項２０】
請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の基板処理装置のクリーニング方法であって、前記金属含有ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、及びＴａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３の少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
【請求項２１】
請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の基板処理装置のクリーニング方法であって、前記窒化剤ガスは、ＮＨ３を含んでいることを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に処理を施す基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理装置のクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの製造においては、さらなる高速化及び高集積化が要請されている。それに伴い、ホールの径が一段と小さくなってきており、アスペクト比が高くなってきている。
【０００３】
ところが、アスペクト比が高くなると、ホールに形成されるＴｉＮ膜及びＴｉＳｉＮ膜等のような薄膜のステップカバレージが低下し易くなる。このようなことから、現在、ステップカバレージに優れた薄膜を形成するために処理ガスを交互に供給しながら成膜を行う成膜装置が注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような成膜装置でＴｉＣｌ４とＮＨ３とを使用して、ＴｉＮ膜を形成すると、トラップを設置した場合であっても、トラップより下流の排出配管内壁、具体的には内部の圧力が大気圧に維持されている排出配管内壁に黄色い粉末が多量に付着する。なお、このトラップは反応副生成物であるＮＨ４Ｃｌを捕捉するものである。また、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とＳｉＨ２Ｃｌ２を使用して、ＴｉＳｉＮ膜を形成すると、排出配管内壁に黄色い粉末の他に白い粉末が付着する。これらの粉末は、成膜を繰り返す毎に堆積していくので、排出配管が詰まる原因となる。このため、排出配管を開けて、排出配管内壁に付着した粉末を取り除くメンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題がある。なお、この問題は、同時に処理ガスを供給しながら成膜を行う成膜装置でも起こり得る。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたものである。即ち、排出系の詰まりを低減させることができる基板処理装置及び基板処理方法、基板処理装置のクリーニング方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の基板処理装置は、基板を収容する処理室と、処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、処理室から処理ガスを排出する、ポンプを備えた排出系と、処理室とポンプとの間に介在し、かつ微粒子が収容された、微粒子により処理室から排出された少なくとも１種の処理ガスを捕捉する捕捉器と、を具備することを特徴としている。本発明の基板処理装置によれば、捕捉器で多量の処理ガスを捕捉することができる。その結果、排出系の詰まりを低減させることができる。
【０００７】
上記捕捉器に収容された微粒子は、ゼオライトであることが好ましい。ゼオライトは、合成ゼオライト或いは天然ゼオライトのいずれであってもよい。ゼオライトを使用することにより、ゼオライトに捕捉された処理ガスと他の処理ガスとの反応を抑制することができる。
【０００８】
上記捕捉器は、常温かつ常圧で、液体又は固体になる処理ガスを捕捉することが好ましい。このような処理ガスを捕捉することにより、排気系内で発生する液体又は固体を抑制することができる。
【０００９】
上記捕捉器により捕捉される処理ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４（ＴＥＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４（ＴＤＭＡＴ）、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４（ＴＤＥＡＴ）、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３（ＴＢＴＤＥＴ）、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｚｒ（Ｏ−ｔ（Ｃ４Ｈ９））４、ＺｒＣｌ４、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、及びＳｉＣｌ４の少なくともいずれかであることが好ましい。これらの処理ガスを捕捉することにより、排気系内での粉末の発生を抑制することができる。
【００１０】
本発明の他の基板処理装置は、基板を収容する処理室と、処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、処理室から処理ガスを排出する、ポンプを備えた排出系と、処理室とポンプとの間に介在した、化学的な作用により処理室から排出された少なくとも１種の処理ガスを捕捉する捕捉器と、を具備することを特徴としている。「化学的な作用」とは、化学反応を伴うものである。「化学的な作用」には、化学吸着が含まれる。本発明の基板処理装置によれば、捕捉器で多量の処理ガスを捕捉することができる。その結果、排出系の詰まりを低減させることができる。
【００１１】
上記捕捉器は、処理ガスを捕捉する金属酸化物を備えていることが好ましい。金属酸化物を使用することにより、処理ガスを確実に捕捉することができる。上記金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３を使用することにより、減圧下であっても多量の処理ガスを捕捉することができる。
【００１２】
本発明の他の基板処理装置は、基板を収容する処理室と、処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、処理室から処理ガスを排出する、少なくとも１つのポンプを備えた排出系と、最後段のポンプより下流の排出系内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、を具備することを特徴としている。不活性ガスは、処理ガスに対して不活性なガスである。本発明の基板処理装置によれば、処理ガスの液化を抑制することができる。その結果、排出系の詰まりを低減させることができる。
【００１３】
上記不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、及びＮ２の少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。これらのガスを使用することにより、確実に処理ガスの液化を抑制することができる。
【００１４】
本発明の他の基板処理装置は、基板を収容する処理室と、処理室内に少なくとも２種の処理ガスを供給する供給系と、処理室から処理ガスを排出する、少なくとも１つのポンプを備えた排出系と、最後段のポンプより下流の排出系を加熱する加熱器と、を具備することを特徴としている。本発明の基板処理装置によれば、処理ガスの液化を抑制することができる。その結果、排出系の詰まりを低減させることができる。
【００１５】
上記処理ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｔａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５、Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｚｒ（Ｏ−ｔ（Ｃ４Ｈ９））４、ＺｒＣｌ４、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、及びＳｉＣｌ４の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらのガスは、排出系を詰まらせる原因となり得るガスであるが、本発明の基板処理装置によれば、排出系の詰まりを低減させることができるので、これらのガスを使用することが可能である。
【００１６】
上記基板処理装置は、交互に前記処理ガスが供給されるように前記供給系を制御する供給制御器をさらに備えていることが好ましい。供給制御器を備えることにより、高品質の膜を形成することができる。
【００１７】
本発明の基板処理方法は、基板が処理室に収容されている状態で、処理室内に第１の流量で金属含有ガスを供給する金属含有ガス供給工程と、排出系を介して処理室から金属含有ガスを排出する金属含有ガス排出工程と、処理室内に第１の流量に対して１０倍以上の第２の流量で窒化剤ガスを供給する窒化剤ガス供給工程と、排出系を介して処理室内から窒化剤ガスを排出する窒化剤排出工程と、を具備することを特徴としている。金属含有ガス排出工程は、金属含有ガス供給工程後及び金属含有ガス供給工程中のいずれに行われてもよい。窒化剤ガス供給工程は、金属含有ガス供給工程後及び金属含有ガス供給工程中に行われてもよい。窒化剤排出工程は、窒化剤ガス供給工程後及び窒化剤供給工程中に行われてもよい。本発明の基板処理方法によれば、排出系の詰まりを低減させることができる。
【００１８】
上記窒化剤ガスは、３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給されることが好ましい。このような流量で窒化剤ガスを供給することにより、確実に排出系の詰まりを低減させることができる。
【００１９】
上記金属含有ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、及びＴａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらのガスは、排出系を詰まらせる原因となり得るガスであるが、本発明の基板処理方法によれば、排出系の詰まりを低減させることができるので、これらのガスを使用することが可能である。
【００２０】
上記窒化剤ガスは、ＮＨ３を含んでいることが好ましい。ＮＨ３を含ませることにより、排出系の詰まりをより確実に低減させることができる。
【００２１】
本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、金属含有ガスと窒化剤ガスとを供給して基板に処理を施す基板処理装置の排出系内に、前記基板が前記基板処理装置内に収容されていない状態で窒化剤ガスを供給する窒化剤ガス供給工程を備えることを特徴としている。本発明の基板処理装置のクリーニング方法によれば、排出系の詰まりを低減させることができる。
【００２２】
上記窒化剤ガス供給工程で供給される窒化剤ガスは、処理の際に供給される窒化剤ガスの流量より大きい流量で供給されることが好ましい。このような流量で窒化剤ガスを供給することにより、確実に排出系の詰まりを低減させることができる。
【００２３】
上記窒化剤ガス供給工程で供給される窒化剤ガスは、３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給されることが好ましい。このような流量で窒化剤ガスを供給することにより、排出系の詰まりをより確実に低減させることができる。
【００２４】
上記金属含有ガスは、ＴｉＦ４、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＴｉＩ４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、Ｔｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、ＴａＦ５、ＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、及びＴａ（ＮＣ（ＣＨ３）３）（Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２）３の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらのガスは、排出系を詰まらせる原因となり得るガスであるが、本発明の基板処理装置のクリーニング方法によれば、排出系の詰まりを低減させることができるので、これらのガスを使用することが可能である。
【００２５】
上記窒化剤ガスは、ＮＨ３を含んでいることが好ましい。ＮＨ３を含ませることにより、排出系の詰まりをより確実に低減させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る成膜装置について説明する。図１は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【００２７】
図１に示されるように、成膜装置１は、例えばアルミニウムやステンレス鋼により形成されたチャンバ２を備えている。なお、チャンバ２は、アルマイト処理等の表面処理が施されていてもよい。チャンバ２の側部には開口２ａが形成されており、開口２ａ付近には、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）Ｗをチャンバ２内に搬入或いは搬出するためのゲートバルブ３が取り付けられている。
【００２８】
チャンバ２内には、ウェハＷを載置する略円板状のサセプタ４が配設されている。サセプタ４は、例えばＡｌＮやＡｌ２Ｏ３等のセラミックスから形成されている。サセプタ４内には、サセプタ４を所定の温度に加熱するヒータ５が配設されている。ヒータ５でサセプタ４を所定の温度に加熱することにより、サセプタ４に載置されたウェハＷが所定の温度に加熱される。
【００２９】
サセプタ４の３箇所には、ウェハＷを昇降させるための孔４ａが上下方向に形成されている。孔４ａの下方には、孔４ａに挿入可能なウェハ昇降ピン６がそれぞれ配設されている。ウェハ昇降ピン６は、ウェハ昇降ピン６が立設するようにウェハ昇降ピン支持台７に固定されている。ウェハ昇降ピン支持台７には、エアシリンダ８が固定されている。エアシリンダ８の駆動でエアシリンダ８のロッド８ａが縮退することにより、ウェハ昇降ピン６が下降して、ウェハＷがサセプタ４に載置される。また、エアシリンダ８の駆動でロッド８ａが伸長することにより、ウェハ昇降ピン６が上昇して、ウェハＷがサセプタ４から離れる。チャンバ２内部には、ロッド８ａを覆う伸縮自在なベローズ９が配設されている。ベローズ９でロッド８ａを覆うことにより、チャンバ２内の気密性が保持される。
【００３０】
チャンバ２の上部には、開口が形成されている。開口には、ＴｉＣｌ４及びＮＨ３をサセプタ４に向けて吐出するシャワーヘッド１０が挿入されている。シャワーヘッド１０は、ＴｉＣｌ４を吐出するＴｉＣｌ４吐出部１０ａと、ＮＨ３を吐出するＮＨ３吐出部１０ｂとに分かれた構造になっている。ＴｉＣｌ４吐出部１０ａには、ＴｉＣｌ４を吐出する多数のＴｉＣｌ４吐出孔が形成されている。また、同様にＮＨ３供給部１０ｂには、ＮＨ３を吐出する多数のＮＨ３吐出孔が形成されている。
【００３１】
シャワーヘッド１０のＴｉＣｌ４吐出部１０ａには、ＴｉＣｌ４吐出部１０ａにＴｉＣｌ４を供給するＴｉＣｌ４供給系２０が接続されている。また、ＮＨ３吐出部１０ｂには、ＮＨ３吐出部１０ｂにＮＨ３を供給するＮＨ３供給系３０が接続されている。
【００３２】
ＴｉＣｌ４供給系２０は、ＴｉＣｌ４を収容したＴｉＣｌ４供給源２１を備えている。ＴｉＣｌ４供給源２１には、一端がＴｉＣｌ４吐出部１０ａに接続されたＴｉＣｌ４供給配管２２が接続されている。ＴｉＣｌ４供給配管２２には、バルブ２３及びＴｉＣｌ４の流量を調節するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４が介在している。マスフローコントローラ２４が調節された状態で、バルブ２３が開かれることにより、ＴｉＣｌ４供給源２１から所定の流量でＴｉＣｌ４がＴｉＣｌ４吐出部１０ａに供給される。
【００３３】
ＮＨ３供給系３０は、ＮＨ３を収容したＮＨ３供給源３１を備えている。ＮＨ３供給源３１には、一端がＮＨ３吐出部１０ｂに接続されたＮＨ３供給配管３２が接続されている。ＮＨ３供給配管３２には、バルブ３３及びＮＨ３の流量を調節するマスフローコントローラ３４が介在している。マスフローコントローラ３４が調節された状態で、バルブ３３が開かれることにより、ＮＨ３供給源３１から所定の流量でＮＨ３がシャワーヘッド１０に供給される。
【００３４】
バルブ２３、３３には、バルブ２３、３３が交互に開かれるようにバルブ２３、３３を制御するバルブ制御器３５が電気的に接続されている。バルブ制御器３５でこのようなバルブ２３、３３の制御を行うことにより、ウェハＷにステップカバレージに優れたＴｉＮ膜が形成される。
【００３５】
チャンバ２の底部には、ＴｉＣｌ４及びＮＨ３等のガスを排出する排出系４０が接続されている。排出系４０は、チャンバ２内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ（ＡＰＣ）４１を備えている。オートプレッシャコントローラ４１でコンダクタンスを調節することにより、チャンバ２内の圧力が所定の圧力に制御される。
【００３６】
オートプレッシャコントローラ４１には、排出配管４２が接続されている。排出配管４２の他端は、大気に開放されている。排出配管４２には、上流側から下流にかけて、メインバルブ４３、ターボ分子ポンプ４４、トラップ４５、捕捉器４６、バルブ４７、ドライポンプ４８、及び捕捉器４９がこの順番で介在している。
【００３７】
ターボ分子ポンプ４４は、精密引きを行うものである。ターボ分子ポンプ４４で精密引きを行うことにより、チャンバ２内の圧力が所定の圧力に維持される。また、チャンバ２内から余分なＴｉＣｌ４、ＮＨ３、ＴｉＮ、及びＮＨ４Ｃｌ等を排出するためのものである。
【００３８】
トラップ４５は、排ガスに含まれているＮＨ４Ｃｌを捕捉して、排ガスからＮＨ４Ｃｌを取り除くためのものである。トラップ４５は、排ガスが流入する流入口及び排ガスが流出する流出口が形成されたハウジング４５ａを備えている。ハウジング４５ａ内には、板体４５ｂが配設されており、板体４５ｂは図示しない冷却器により冷却される。冷却された板体４５ｂにＮＨ４Ｃｌの粉体が接触すると、ＮＨ４Ｃｌの粉体が物理吸着により板体４５ｂに吸着されて、排ガスからＮＨ４Ｃｌが取り除かれる。
【００３９】
ドライポンプ４８は、ターボ分子ポンプ４４を補助するためのものである。また、チャンバ２内の粗引きを行うものである。ドライポンプ４８でターボ分子ポンプ４４の後段の圧力を小さくすることにより、ターボ分子ポンプ４４の排気速度を大きくすることができる。
【００４０】
バルブ４７とドライポンプ４８との間の排出配管４２には、ドライポンプ４８で粗引きするための粗引き配管５０が接続されている。粗引き配管５０の他端は、オートプレッシャコントローラ４１とメインバルブ４３との間の排出配管４２に接続されている。粗引き配管５０には、バルブ５１が介在している。
【００４１】
捕捉器４６、４９は、排ガスに含まれているＴｉＣｌ４を捕捉して、排ガスからＴｉＣｌ４を取り除くためのものである。以下、捕捉器４６について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る捕捉器４６の模式的な垂直断面図である。
【００４２】
図２に示されるように、捕捉器４６は、排ガスが流入する流入口４６ａ及び排ガスが流出する流出口４６ｂが形成されたハウジング４６ｃを備えている。ハウジング４６ｃ内には、微粒子の合成ゼオライト４６ｄが収容されている。合成ゼオライト４６ｄに排ガスに含まれているＴｉＣｌ４が接触すると、物理吸着により合成ゼオライト４６ｄにＴｉＣｌ４が吸着されて、排ガスからＴｉＣｌ４が取り除かれる。
【００４３】
以下、成膜装置１で行われる処理のフローについて図３〜図５に沿って説明する。図３は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図４（ａ）〜図５（ｂ）は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理を模式的に示した図である。
【００４４】
まず、メインバルブ４３及びバルブ４７が閉られ、かつバルブ５１が開かれた状態で、ドライポンプ４８が作動して、チャンバ２内の粗引きが行われる。その後、チャンバ２内がある程度減圧になったところで、バルブ５１が閉じられるとともにメインバルブ４３及びバルブ４７が開かれ、ドライポンプ４８の粗引きからターボ分子ポンプ４４の精密引きに切り換えられる（ステップ１ａ）。なお、切り換えられた後もドライポンプ４８は作動している。
【００４５】
チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、ゲートバルブ３が開かれ、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ２ａ）。
【００４６】
その後、搬送アームが縮退して、ウェハＷがウェハ昇降ピン６に載置される。ウェハＷがウェハ昇降ピン６に載置された後、エアシリンダ８の駆動で、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷが約３００〜４５０℃に加熱されたサセプタ４に載置される（ステップ３ａ）。
【００４７】
ウェハＷが昇温した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、図４（ａ）に示されるようにＴｉＣｌ４吐出部１０ａからウェハＷに向けてＴｉＣｌ４が約３０ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ４ａ）。吐出されたＴｉＣｌ４がウェハＷに接触すると、ウェハＷ表面にＴｉＣｌ４が吸着される。
【００４８】
所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、図４（ｂ）に示されるようにＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ａ）。なお、排出の際、チャンバ２内の圧力は、６．６７×１０−２Ｐａ以下になる。
【００４９】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、図５（ａ）に示されるようにＮＨ３吐出部１０ｂからウェハＷに向けてＮＨ３が約１００ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ６ａ）。吐出されたＮＨ３がウェハＷに吸着されたＴｉＣｌ４に接触すると、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが反応して、ＴｉＮ膜がウェハＷ上に形成される。
【００５０】
所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、図５（ｂ）に示されるようにＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ａ）。なお、排出の際、チャンバ２内の圧力は、６．６７×１０−２Ｐａ以下になる。
【００５１】
所定時間経過後、ステップ４ａ〜ステップ７ａの工程を１サイクルとして、図示しない中央制御器により処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ８ａ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ａ〜ステップ７ａの工程が再び行われる。
【００５２】
処理が２００サイクル行われたと判断されると、エアシリンダ８の駆動で、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ９ａ）。なお、処理が２００サイクル行われると、ウェハＷ上には、約１０ｎｍのＴｉＮ膜が形成される。
【００５３】
その後、ゲートバルブ３が開かれた後、図示しない搬送アームが伸長して、搬送アームにウェハＷが保持される。最後に、搬送アームが縮退して、ウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１０ａ）。
【００５４】
本実施の形態では、チャンバ２とドライポンプ４８との間に微粒子を収容した捕捉器４６を設置しているので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。即ち、排出配管内壁に付着する黄色い粉末は、チャンバ内から排出されたＴｉＣｌ４とＮＨ３とが反応して、発生するものである。具体的には、黄色い粉末は、ＴｉＣｌ４・ｎＮＨ３（ｎ＝２，４）であり、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが約１５０℃以下で反応することにより発生するものである。また、黄色い粉末が大気圧に維持されている排出配管内壁に多量に付着するのは、ＴｉＣｌ４の液化或いはＴｉＣｌ４の排出配管内壁への多量の吸着によるものと考えられる。具体的には、ＴｉＣｌ４の液化に関しては、ＴｉＣｌ４が液化すると、液化したＴｉＣｌ４は移動し難くなる。そこに、ＮＨ３が流れ込んでくると、次々とＴｉＣｌ４とＮＨ３とが反応してしまう。このことにより、大気圧に維持されている排出配管内壁に黄色い粉末が多量に付着してしまうものと考えられる。また、ＴｉＣｌ４の排出配管内壁への多量の吸着に関しては、大気圧下では、減圧下に比べてＴｉＣｌ４が排出配管内壁に吸着され易いとともに吸着されたＴｉＣｌ４が離脱し難い。従って、排出配管内壁に対するＴｉＣｌ４の吸着量が増える。そこに、ＮＨ３が流れ込んでくると、次々とＴｉＣｌ４とＮＨ３とが反応してしまう。このことにより、大気圧に維持されている排出配管４２内壁に黄色い粉末が多量に付着してしまうものと考えられる。これらのことから、減圧下でＴｉＣｌ４を捕捉すれば、黄色い粉末の発生が抑制され、大気圧に維持されている排出配管内壁への黄色い粉末の付着が抑制される。ここで、従来の成膜装置に備えられたトラップは、減圧下に設置されているので、このトラップでもＴｉＣｌ４が捕捉されていると考えることができるが、トラップは表面積が小さい。このため、トラップで捕捉されるＴｉＣｌ４は非常に少なく、黄色い粉末の発生を有効に抑制することができないものであったと考えられる。これに対し、本実施の形態では、微粒子によりＴｉＣｌ４を捕捉するので、表面積が大きく、多量のＴｉＣｌ４を捕捉することができる。よって、排出配管４２内壁に付着する黄色い粉末を大幅に低減させることができ、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。その結果、メンテナンスを行う頻度を低下させることができる。
【００５５】
本実施の形態では、合成ゼオライト４６ｄが使用されているので、合成ゼオライト４６ｄに吸着されたＴｉＣｌ４とその後に流入するＮＨ３とが反応し難い。その結果、確実に黄色い粉末の発生を抑制することができる。
【００５６】
ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが交互に供給される場合であっても、確実に黄色い粉末の発生を抑制することができる。即ち、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが交互に供給される場合と、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが同時に供給される場合を比べると、チャンバ２から排出されるＴｉＣｌ４の量は、交互に供給される場合の方が多い。このことから、交互に供給される場合の方が、同時に供給される場合に比べて、黄色い粉末の発生量が多くなる。本実施の形態では、ＴｉＣｌ４を確実に捕捉できるので、ＴｉＣｌ４とＮＨ３とが交互に供給される場合であっても、確実に黄色い粉末の発生を抑制することができる。
【００５７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下本実施の形態以降の実施の形態のうち先行する実施の形態と重複する内容については説明を省略することもある。本実施の形態では、捕捉器に合成ゼオライトの他、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を収容した例について説明する。
【００５８】
図６は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。図６に示されるように、成膜装置１は、ＳｉＨ２Ｃｌ２供給系６０を備えている。ＳｉＨ２Ｃｌ２供給系６０は、ＳｉＨ２Ｃｌ２を収容したＳｉＨ２Ｃｌ２供給源６１を備えている。ＳｉＨ２Ｃｌ２供給源６１には、一端がＴｉＣｌ４供給管２２に接続されたＳｉＨ２Ｃｌ２供給配管６２が接続されている。ＳｉＨ２Ｃｌ２供給配管６２には、バルブ６３及びＳｉＨ２Ｃｌ２の流量を調節するマスフローコントローラ６４が介在している。バルブ２３が閉じられ、かつマスフローコントローラ６４が調節された状態で、バルブ６３が開かれることにより、ＳｉＨ２Ｃｌ２供給源６１から所定の流量でＳｉＨ２Ｃｌ２がＴｉＣｌ４吐出部１０ａに供給される。
【００５９】
バルブ６３には、バルブ２３、３３、６３が交互に開かれるようにバルブ２３、３３、６３を制御するバルブ制御器３５が電気的に接続されている。バルブ制御器３５でこのようなバルブ２３、３３、６３の制御を行うことにより、ウェハＷ上にステップカバレージに優れたＴｉＳｉＮ膜が形成される。
【００６０】
次に、本実施の形態の捕捉器４６について説明する。図７は本実施の形態に係る捕捉器４６の模式的な垂直断面図である。図７に示されるように、捕捉器４６内には、微粒子の合成ゼオライト４５ｄと微粒子の酸化アルミニウム４６ｅとが層状に交互に収容されている。排ガスに含まれているＳｉＨ２Ｃｌ２が酸化アルミニウム４６ｅに接触すると、化学吸着によりＳｉＨ２Ｃｌ２が酸化アルミニウム４６ｅに吸着されて、排ガスからＳｉＨ２Ｃｌ２が取り除かれる。
【００６１】
以下、成膜装置１で行われる処理のフローについて図８及び図９に沿って説明する。図８は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図９（ａ）及び図９（ｂ）は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理を模式的に示した図である。
【００６２】
ドライポンプ４８が作動して、チャンバ２内の粗引きが行われる。その後、ドライポンプ４８の粗引きからターボ分子ポンプ４４の精密引きに切り換えられる（ステップ１ｂ）。
【００６３】
チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ２ｂ）。その後、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷがサセプタ４に載置される（ステップ３ｂ）。
【００６４】
ウェハＷが昇温した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、ＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＴｉＣｌ４が吐出される（ステップ４ｂ）。所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、ＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ｂ）。
【００６５】
所定時間経過後、バルブ６３が開かれて、図９（ａ）に示されるようにＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＳｉＨ２Ｃｌ２が約３０ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ６ｂ）。吐出されたＳｉＨ２Ｃｌ２がウェハＷに吸着されたＴｉＣｌ４に接触すると、ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とが反応して、ＴｉとＳｉが結合した膜がウェハＷ上に形成される。所定時間経過後、バルブ６１が閉じられて、図９（ｂ）に示されるようにＳｉＨ２Ｃｌ２の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＳｉＨ２Ｃｌ２等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ｂ）。
【００６６】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、ＮＨ３吐出部１０ｂからＮＨ３が吐出される（ステップ８ｂ）。吐出されたＮＨ３がウェハＷ上のＴｉとＳｉが結合した膜に接触すると、ＴｉとＳｉが結合した膜とＮＨ３が反応して、ＴｉＳｉＮ膜がウェハＷ上に形成される。所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ９ｂ）。
【００６７】
所定時間経過後、ステップ４ｂ〜ステップ９ｂの工程を１サイクルとして、処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ１０ｂ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ｂ〜ステップ９ｂの工程が再び行われる。
【００６８】
処理が２００サイクル行われたと判断されると、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ１１ｂ）。最後に、図示しない搬送アームによりウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１２ｂ）。
【００６９】
本実施の形態では、チャンバ２とドライポンプ４８との間に酸化アルミニウム４６ｅを収容した捕捉器４６を設置しているので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。即ち、排出配管内壁面に付着する白い粉末は、チャンバ内から排出されたＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが反応して、発生するものである。具体的には、白い粉末は、ＮＨ４Ｃｌである。また、白い粉末が大気圧に維持されている排出配管内壁に多量に付着するのは、ＳｉＨ２Ｃｌ２の排出配管内壁面への多量の吸着量によるものと考えられる。具体的には、上述したように大気圧下では、減圧下に比べてＳｉＨ２Ｃｌ２が排出配管内壁に吸着され易いとともに吸着されたＳｉＨ２Ｃｌ２が離脱し難い。従って、排出配管内壁に対するＳｉＨ２Ｃｌ２の吸着量が増える。そこに、ＮＨ３が流れ込んでくると、次々とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが反応してしまう。このことより、大気圧に維持されている排出配管内壁に白い粉末が多量に付着するものと考えられる。ここで、従来の成膜装置に備えられたトラップでもＮＨ４Ｃｌが捕捉されているが、このトラップで捕捉できるＮＨ４Ｃｌは、主にチャンバ内で発生したＮＨ４Ｃｌであり、大気圧下で発生するＮＨ４Ｃｌは捕捉できない。そのため、白い粉末の発生を有効に抑制することができないものであったと考えられる。これに対し、本実施の形態では、ＮＨ４Ｃｌの発生源であるＳｉＨ２Ｃｌ２を予め減圧下で捕捉するので、排出配管４２内壁に付着する白い粉末を大幅に低減させることができ、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。その結果、メンテナンスを行う頻度を低下させることができる。
【００７０】
本実施の形態では、酸化アルミニウム４６ｅは、ＳｉＨ２Ｃｌ２を化学吸着により捕捉する。ここで、化学吸着は化学反応により吸着させるものであるので、ガスであっても確実に吸着させることができる。従って、物理吸着でＳｉＨ２Ｃｌ２を捕捉するよりも多量のＳｉＨ２Ｃｌ２を捕捉することができる。
【００７１】
本実施の形態では、酸化アルミニウム４６ｅが微粒子状で収容されているので、表面積が大きい。従って、より多量のＳｉＨ２Ｃｌ２を捕捉することができる。
【００７２】
ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが交互に供給される場合であっても、確実に白い粉末の発生を抑制することができる。即ち、ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが交互に供給される場合と、ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが同時に供給される場合を比べると、チャンバ２から排出されるＳｉＨ２Ｃｌ２の量は、交互に供給される場合の方が多い。このことから、交互に供給される場合の方が、同時に供給される場合に比べて、白い粉末の発生量が多くなる。本実施の形態では、ＳｉＨ２Ｃｌ２を確実に捕捉できるので、ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３とが交互に供給される場合であっても、確実に白い粉末の発生を抑制することができる。なお、捕捉器４６ｅには、合成ゼオライト４６ｄも収容されているので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ドライポンプより下流の排出配管内にＮ２を供給するＮ２供給系を備えた例について説明する。
【００７４】
図１０は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。図１０に示されるように、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２には、排出配管４２内にＮ２を供給するＮ２供給系７０が接続されている。Ｎ２供給系７０は、Ｎ２を収容したＮ２供給源７１を備えている。Ｎ２供給源７１には、一端がドライポンプ４８より下流の排出配管４２に接続されたＮ２供給配管７２が接続されている。Ｎ２供給配管７２には、バルブ７３及びＮ２の流量を調節するマスフローコントローラ７４が介在している。マスフローコントローラ７４が調節された状態で、バルブ７３が開かれることにより、Ｎ２供給源７１から所定の流量でＮ２が排出配管４２内に供給される。
【００７５】
以下、成膜装置１で行われる処理のフローについて図１１及び図１２に沿って説明する。図１１は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図１２は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理を模式的に示した図である。
【００７６】
ドライポンプ４８が作動して、チャンバ２内の粗引きが行われる。その後、ドライポンプ４８の粗引きからターボ分子ポンプ４４の精密引きに切り換えられる（ステップ１ｃ）。
【００７７】
チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ２ｃ）。その後、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷがサセプタ４に載置される（ステップ３ｃ）。
【００７８】
ウェハＷが昇温した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、ＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＴｉＣｌ４が吐出される。また、このとき、図１２に示されるようにＮ２が約１〜５０Ｌ／ｍｉｎの流量で排出配管４２内に供給される（ステップ４ｃ）。所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、ＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ｃ）。
【００７９】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、ＮＨ３吐出部１０ｂからＮＨ３が吐出される（ステップ６ｃ）。所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ｃ）。
【００８０】
所定時間経過後、処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ８ｃ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ｃ〜ステップ７ｃの工程が再び行われる。
【００８１】
処理が２００サイクル行われたと判断されると、バルブ７３が閉じられて、排出配管４２へのＮ２の供給が停止される（ステップ９ｃ）。その後、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ１０ｃ）。最後に、図示しない搬送アームによりウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１１ｃ）。
【００８２】
本実施の形態では、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２内にＮ２を供給するＮ２供給系が配設されているので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。即ち、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２内は、大気圧に維持されている。従って、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２内にＮ２を供給すると、ＴｉＣｌ４の圧力が低下し、液体のＴｉＣｌ４が低減する。また、Ｎ２の供給により、ＴｉＣｌ４が押し出されるので、ＴｉＣｌ４が排出配管４２内壁に吸着され難くなるとともに排出配管４２内壁に吸着されたＴｉＣｌ４が離脱し易くなる。よって、排出配管４２内壁に付着する黄色い粉末を大幅に低減させることができ、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。その結果、メンテナンスを行う頻度を低下させることができる。
【００８３】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ドライポンプより下流の排出配管を加熱するテープヒータを備えた例について説明する。
【００８４】
図１３は本実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。図１３に示されるように、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２外壁には、排出配管４２を加熱するテープヒータ８０が巻回されている。テープヒータ８０には、テープヒータ８０に流す電流を調節することによりテープヒータ８０の加熱温度を制御するテープヒータ制御器８１が電気的に接続されている。
【００８５】
以下、成膜装置１で行われる処理のフローについて図１４及び図１５に沿って説明する。図１４は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、図１５は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理を模式的に示した図である。
【００８６】
ドライポンプ４８が作動して、チャンバ２内の粗引きが行われる。その後、ドライポンプ４８の粗引きからターボ分子ポンプ４４の精密引きに切り換えられる（ステップ１ｄ）。
【００８７】
チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ２ｄ）。その後、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷがサセプタ４に載置される。また、テープヒータ８０により排出配管４２が約６０〜１００℃に加熱される（ステップ３ｄ）。
【００８８】
ウェハＷが昇温し、かつ排出配管４２の温度が６０〜１００℃に安定した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、図１５に示されるようにＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＴｉＣｌ４が吐出される。（ステップ４ｄ）。所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、ＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ｄ）。
【００８９】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、ＮＨ３吐出部１０ｂからＮＨ３が吐出される（ステップ６ｄ）。所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ｄ）。
【００９０】
所定時間経過後、処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ８ｄ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ｄ〜ステップ７ｄの工程が再び行われる。
【００９１】
処理が２００サイクル行われたと判断されると、テープヒータ８０による排出配管４２の加熱が停止される（ステップ９ｄ）。その後、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ１０ｄ）。最後に、図示しない搬送アームによりウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１１ｄ）。
【００９２】
本実施の形態では、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２を加熱するテープヒータ８０が配設されているので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。即ち、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２を加熱すると、ＴｉＣｌ４が液化し難くなるとともに液体のＴｉＣｌ４が再びガスになり易くなる。従って、液体のＴｉＣｌ４が低減する。また、ドライポンプ４８より下流の排出配管４２を加熱すると、排出配管４２内壁に吸着されているＴｉＣｌ４は、排出配管４２内壁から離脱し易くなる。従って、排出配管４２内壁に対するＴｉＣｌ４の吸着量が減少する。よって、排出配管４２内壁に付着する黄色い粉末を大幅に低減させることができ、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。その結果、メンテナンスを行う頻度を低下させることができる。
【００９３】
（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ＮＨ３をＴｉＣｌ４流量の約１０倍以上の流量で供給する例について説明する。
【００９４】
図１６は本実施の形態に係る成膜装置１で行われる処理のフローを示したフローチャートである。なお、本実施の形態の成膜装置は、第１の実施の形態の成膜装置と同様のものであるが、捕捉器４６は設置されていない。
【００９５】
ドライポンプ４８が作動して、チャンバ２内の粗引きが行われる。その後、ドライポンプ４８の粗引きからターボ分子ポンプ４４の精密引きに切り換えられる（ステップ１ｅ）。
【００９６】
チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、ウェハＷを保持した図示しない搬送アームが伸長して、チャンバ２内にウェハＷが搬入される（ステップ２ｅ）。その後、ウェハ昇降ピン６が下降し、ウェハＷがサセプタ４に載置される（ステップ３ｅ）。
【００９７】
ウェハＷが昇温した後、チャンバ２内の圧力が約５０〜４００Ｐａに維持された状態で、バルブ２３が開かれて、ＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＴｉＣｌ４が約３０ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ４ｅ）。所定時間経過後、バルブ２３が閉じられて、ＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ｅ）。
【００９８】
所定時間経過後、バルブ３３が開かれて、ＮＨ３吐出部１０ｂからＮＨ３が約３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ６ｅ）。所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ｅ）。
【００９９】
所定時間経過後、処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ８ｅ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ｅ〜ステップ７ｅの工程が再び行われる。
【０１００】
処理が２００サイクル行われたと判断されると、ウェハ昇降ピン６が上昇し、ウェハＷがサセプタ４から離れる（ステップ９ｅ）。最後に、図示しない搬送アームによりウェハＷがチャンバ２から搬出される（ステップ１０ｅ）。
【０１０１】
本実施の形態では、ＮＨ３をＴｉＣｌ４流量の約１０倍以上の流量で供給するので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。その結果、メンテナンスを行う頻度を低下させることができる。
【０１０２】
（実施例）
以下、実施例について説明する。本実施例では、第５の実施の形態に係る成膜装置を使用して、排出配管の詰まり具合を観察した。
【０１０３】
測定条件について説明する。本実施例では、第５の形態に係る成膜装置を使用してウェハ上にＴｉＮ膜に形成した。なお、ウェハ１枚に対して約１０ｎｍのＴｉＮ膜を形成した。また、ＴｉＣｌ４を約３０ｓｃｃｍの流量で供給し、ＮＨ３を約８００ｓｃｃｍの流量で供給した。さらに、本実施例と比較するためにＴｉＣｌ４を約３０ｓｃｃｍの流量で供給し、ＮＨ３を約１００ｓｃｃｍの流量で供給した場合についても、排出配管４２の詰まり具合を観察した。
【０１０４】
測定結果について述べる。ＴｉＣｌ４を約３０ｓｃｃｍの流量で供給し、ＮＨ３を約１００ｓｃｃｍの流量で供給した場合には、３０枚のウェハにＴｉＮ膜を形成したところで、排出配管が詰まってしまい、メンテナンスを行わなければならない状況であった。これに対し、ＴｉＣｌ４を約３０ｓｃｃｍの流量で供給し、ＮＨ３を約８００ｓｃｃｍの流量で供給した場合には、１００枚のウェハにＴｉＮ膜を形成した場合でも、排出配管は詰まらず、メンテナンスを行わなくてもよい状況であった。この結果から、ＮＨ３をＴｉＣｌ４流量の約１０倍以上の流量で供給すると、排出配管の詰まりが低減し、メンテナンスの行う頻度が低下することが確認された。
【０１０５】
（第６の実施の形態）
以下、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態では、ウェハが成膜装置に搬入されていない状態で、定期的にＮＨ３を排出配管内に供給する例について説明する。
【０１０６】
図１７は本実施の形態に係る成膜装置で行われる全体の処理のフローを示したフローチャートであり、図１８は本実施の形態に係る成膜装置で行われるウェハ１枚についての処理のフローを示したフローチャートであり、図１９は本実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。なお、本実施の形態の成膜装置は、第１の実施の形態の成膜装置と同様のものであるが、捕捉器４６は設置されていない。
【０１０７】
まず、１枚目のウェハＷにＴｉＮ膜を形成する（ステップ１Ｆ）。具体的には、まず、ターボ分子ポンプ４４により精密引きが行われる（ステップ１ｆ）。チャンバ２内の圧力が例えば１．３３×１０−２Ｐａ以下まで低下した後、１枚目のウェハＷがチャンバ２内に搬入され、その後、サセプタ４に載置される（ステップ２ｆ、ステップ３ｆ）。ウェハＷが昇温した後、ＴｉＣｌ４吐出部１０ａからＴｉＣｌ４が約３０ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ４ｆ）。その後、ＴｉＣｌ４の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＴｉＣｌ４がチャンバ２内から排出される（ステップ５ｆ）。所定時間経過後、ＮＨ３が約１００ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ６ｆ）。その後、ＮＨ３の供給が停止されるとともに、チャンバ２内に残留しているＮＨ３等がチャンバ２内から排出される（ステップ７ｆ）。所定時間経過後、処理が２００サイクル行われたか否かが判断される（ステップ８ｆ）。処理が２００サイクル行われていないと判断されると、ステップ４ｆ〜ステップ７ｆの工程が再び行われる。処理が２００サイクル行われたと判断されると、ウェハＷがサセプタ４から離れ、その後、図示しない搬送アームにより１枚目のウェハＷチャンバ２から搬出される（ステップ９ｆ、ステップ１０ｆ）。
【０１０８】
その後、２枚目、３枚目、……、２５枚目のウェハＷについても、ステップ１ｆ〜ステップ１０ｆの工程がそれぞれ行われる（ステップ２Ｆ〜ステップ２５Ｆ）。
【０１０９】
２５枚目のウェハＷがチャンバ２から搬出された後に、ターボ分子ポンプ４４及びドライポンプ４８が作動している状態で、バルブ３３が開かれて、図１９に示されるようにＮＨ３吐出部１０ｂからＮＨ３が約３００〜１０００ｓｃｃｍの流量で吐出される（ステップ２６Ｆ）。吐出されたＮＨ３は、チャンバ２を介してドライポンプ４８の下流の排出配管４２内に供給される。ウェハＷが成膜装置１に搬入されていない状態でのＮＨ３の供給は、定期的に行われる。具体的には、例えば１ロッド（ウェハ２５枚）毎に行われる。所定時間経過後、バルブ３３が閉じられて、ＮＨ３の供給が停止される（ステップ２７Ｆ）。
【０１１０】
本実施の形態では、ウェハＷが成膜装置１に搬入されていない状態で、ＮＨ３を排出配管４２内に供給するので、排出配管４２の詰まりを低減させることができる。従って、排出配管４２を開けて黄色い粉末を取り除く頻度を低下させることができる。
【０１１１】
なお、本発明は、上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。表１は、膜種及びこれらの膜を形成する処理ガスを例示したものである。第１、第３〜第６の実施の形態では、ＴｉＣｌ４とＮＨ３を使用しており、第２の実施の形態では、ＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３を使用しているが、表１に示されるような処理ガスも使用することが可能である。
【表１】
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【０１１２】
上記第１、第３〜第６の実施の形態では、ＴｉＣｌ４とＮＨ３をＴｉＣｌ４、ＮＨ３の順序で供給しており、第２の実施の形態では、ＴｉＣｌ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＮＨ３をＴｉＣｌ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＮＨ３の順序で供給しているが、このような順序で供給しなくてもよい。また、上記表１に示されている処理ガスについても同様である。
【０１１３】
第３の実施の形態では、捕捉器４６が設置されているが、捕捉器４６を設置しなくともよい。また、第４の実施の形態のようにテープヒータ８０を巻回してもよい。また、排出配管４２内にＮ２を供給しているが、その他の不活性ガスを供給してもよい。さらに、ＴｉＣｌ４の供給時に排出配管４２内にＮ２を供給しているが、ＴｉＣｌ４の供給前から排出配管４２内にＮ２を供給することも可能である。
【０１１４】
第４の実施の形態では、排出配管４２を６０℃〜１００℃に加熱しているが、加熱温度は金属含有ガスが気化する温度であれば、特に限定されない。例えば、金属含有ガスが、ＴａＦ５、或いはＴａＣｌ５である場合には、排出配管４２を８０〜２００℃に加熱する。金属含有ガスが、Ａｌ（ＣＨ３）３、Ｚｒ（Ｏ−ｔ（Ｃ４Ｈ９））４、或いはＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５である場合には、排出配管４２を８０〜１５０℃に加熱する。また、ウェハＷの搬入後に排出配管４２を加熱しているが、ウェハＷの搬送前から、或いはウェハＷの搬送中から排出配管４２を加熱することも可能である。
【０１１５】
第４の実施の形態では、捕捉器４６が設置されているが、捕捉器４６を設置しなくともよい。また、排出配管４２にテープヒータ８０を巻回しているが、加熱することができるものであれば、その他のものも使用可能である。
【０１１６】
第５〜第６の実施の形態では、捕捉器４６、Ｎ２供給系７０、及びテープヒータ８０が配設されていないが、これらのうち少なくとも１つを配設することも可能である。これらの場合には、より多量のＴｉＣｌ４を捕捉することができる。
【０１１７】
第１〜第６の実施の形態では、ウェハＷを使用しているが、ガラス基板であってもよい。また、ＴｉＣｌ４とＮＨ３を交互に供給して、或いはＴｉＣｌ４とＳｉＨ２Ｃｌ２とＮＨ３を交互に供給して成膜を行う成膜装置１について説明しているが、これらのガスを同時に供給して成膜を行う成膜装置に適用することも可能である。
【０１１８】
第１〜第６の実施の形態では、チャンバ２内から排気してＴｉＣｌ４等を排出しているが、排気の際にＮ２のようなパージガスをチャンバ２内に供給することも可能である。また、パージガスの供給と真空引きとを繰り返すことも可能である。さらに、成膜装置に限らず、エッチング装置にも適用することが可能である。この場合、少なくとも２種のエッチングガスを、交互に供給しても、或いは同時に供給してもよい。
【０１１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の基板処理装置、基板処理方法、及び基板処理装置のクリーニング方法によれば、排出系の詰まりを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る捕捉器の模式的な垂直断面図である。
【図３】図３は第１の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は第１の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は第１の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【図６】図６は第２の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図７】図７は第２の実施の形態に係る捕捉器の模式的な垂直断面図である。
【図８】図８は第２の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図９】図９（ａ）及び図８（ｂ）は第２の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【図１０】図１０は第３の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図１１】図１１は第３の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図１２】図１２は第３の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【図１３】図１３は第４の実施の形態に係る成膜装置の模式的な構成図である。
【図１４】図１４は第４の本実施の形態に係る成膜装置で行われる処理のフローを示したフローチャートであり、
【図１５】図１５は第４の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は第５の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理のフローを示したフローチャートである。
【図１７】図１７は第６の実施の形態に係る成膜装置で行われる全体の処理のフローを示したフローチャートであり、
【図１８】図１８は第６の実施の形態に係る成膜装置で行われるウェハ１枚についての処理のフローを示したフローチャートである。
【図１９】図１９は第６の実施の形態に係る成膜装置で行われる処理を模式的に示した図である。
【符号の説明】
Ｗ…ウェハ
１…成膜装置
２…チャンバ
２０…ＴｉＣｌ４供給系
３０…ＮＨ３供給系
４０…排出系
４２…排出配管
４６、４９…捕捉器
４６ｄ…合成ゼオライト
４６ｅ…酸化アルミニウム
４８…ドライポンプ
６０…ＳｉＨ２Ｃｌ２供給系
７０…Ｎ２供給系
８０…テープヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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