(57)【要約】【課題】半導体装置の製造に用いられるガスを含む雰囲気を、反応室から排気する際に、大気側の排気配管からの逆流を防止することによって、半導体装置の劣化を防止し、製品の歩留まりを向上する半導体装置の製造方法を実現する。【解決手段】チェンバ内の雰囲気を大気側へ排気するための大気側排気管に逆止弁を介装し、逆止弁をバイパスし、かつバイパス用弁が介装されたバイパス管を前記大気側排気管に設ける。そして、排気工程において、大気側排気管内の、逆止弁のチェンバ側のチェンバ側圧力が、大気側の大気側圧力よりも高いときに、バイパス用弁が開けられる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを利用してチェンバ内で半導体装置の製造を行い、前記チェンバ内の前記ガスを含む雰囲気を前記チェンバから排気する排気工程を有する半導体装置の製造方法において、
前記チェンバ内の雰囲気を大気側へ排気するための大気側排気管に逆止弁を介装し、
該逆止弁をバイパスし、かつバイパス用弁が介装されたバイパス管を前記大気側排気管に設け、
前記排気工程において、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側のチェンバ側圧力が、前記大気側の大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁が開けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記排気工程は、サイクルパージ工程を含み、
該サイクルパージ工程後において、前記チェンバ側圧力が、前記大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁が開けられることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記チェンバ側圧力が前記大気側圧力よりも高いときは、前記チェンバ側圧力が予め決められた第１の値よりも高く、かつ前記大気側圧力は、予め決められた第２の値よりも低いときであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の値は、前記逆止弁の最大許容流量以上の前記雰囲気が前記大気側排気管に流れたときの圧力値であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記大気側排気管は、前記チェンバ内の前記雰囲気を真空ポンプによって真空吸引するための真空排気管から分岐するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
ガスを利用してチェンバ内で半導体装置の製造を行い、前記チェンバ内の前記ガスを含む雰囲気を前記チェンバから排気する排気工程を実行する半導体装置の製造装置であって、
前記チェンバ内の雰囲気を大気側へ排気するための大気側排気管に介装された逆止弁と、
前記大気側排気管に設けられ、前記逆止弁をバイパスし、かつバイパス用弁が介装されたバイパス管と、
前記排気工程において、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側のチェンバ側圧力が、前記大気側の大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁を開けるようにする制御手段とを有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記逆止弁の前記チェンバ側圧力を計測する第１の圧力センサと、
前記逆止弁の前記大気側圧力を計測する第２の圧力センサとをさらに有し、
前記制御手段は、前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサの出力に基づいて、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側圧力が、前記大気側圧力よりも高いか否かを判定することによって、前記チェンバ側圧力が前記大気側圧力よりも高いか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
さらに、前記チェンバ内の前記雰囲気を真空ポンプによって真空吸引するための真空排気管を有し、
前記大気側排気管は、前記真空排気管から分岐するように設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置は、電気光学物質を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
前記電気光学装置は、液晶装置であることを特徴とする請求項１０に記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法及び製造装置に関し、特に、ガスを利用してチェンバ内で半導体装置の製造が行われたときに、チェンバ内の雰囲気を排気する排気工程を有する半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置の製造工程において、半導体装置の種々の層、膜等を形成するために、種々のガスが用いられている。そして、ガスの中には、腐食性又は危険性のあるものもあり、ある工程の終了後に大気中にそのまま排気させないように、そのガスを窒素ガス等の不活性ガスを用いて希釈しながら、反応室から排気する排気配管を通して、除害装置に送出する。
【０００３】
例えば、原料ガス及び不活性ガスを用いて、減圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相法）によって、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等を形成する成膜工程において、原料ガスとして、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が用いられる。これらガスを用いた成膜終了後の排気工程において、パージを行なうことによって、ガスを含む雰囲気は、排気配管を通して、反応室から排気される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１８１１１２号公報（実施例１、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなサイクルパージを長時間に亘って行っても、完全に原料ガスが排気配管から除去できず、反応室の蓋を開けたときに、反応室内の圧力と大気圧との圧力差によって、原料ガスが排気配管から逆流し、その逆流した原料ガスの成分が次の工程における半導体装置の基板表面に蓄積してしまうことによって、半導体装置を劣化させる異物発生の要因となることがあった。また、逆流した原料ガスが腐食性のガスであると、反応室内の金属部品、あるいは蓋等の金属部品と反応し、錆を発生させたりすることもあった。発生した錆は、粉塵となって大気中に飛散することによって、製造ライン中の他の製造装置、又は製品である半導体装置を汚染し、結果として、製品の歩留まりを低下させる原因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、半導体装置の製造に用いられるガスを含む雰囲気を、反応室から排気する際に、大気側の排気配管からの逆流を防止することによって、半導体装置の劣化を防止し、製品の歩留まりを向上する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、ガスを利用してチェンバ内で半導体装置の製造を行い、前記チェンバ内の前記ガスを含む雰囲気を前記チェンバから排気する排気工程を有する半導体装置の製造方法において、前記チェンバ内の雰囲気を大気側へ排気するための大気側排気管に逆止弁を介装し、該逆止弁をバイパスし、かつバイパス用弁が介装されたバイパス管を前記大気側排気管に設け、前記排気工程において、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側のチェンバ側圧力が、前記大気側の大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁が開けられる。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造装置は、ガスを利用してチェンバ内で半導体装置の製造を行い、前記チェンバ内の前記ガスを含む雰囲気を前記チェンバから排気する排気工程を実行する半導体装置の製造装置であって、前記チェンバ内の雰囲気を大気側へ排気するための大気側排気管に介装された逆止弁と、前記大気側排気管に設けられ、前記逆止弁をバイパスし、かつバイパス用弁が介装されたバイパス管と、前記排気工程において、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側のチェンバ側圧力が、前記大気側の大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁を開けるようにする制御手段とを有する。
【０００９】
このような構成によれば、半導体装置の製造に用いられるガスを含む雰囲気を、反応室から排気する際に、大気側の排気配管からの逆流を防止することによって、半導体装置の劣化を防止し、製品の歩留まりを向上する半導体装置の製造方法及び製造装置を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記排気工程は、サイクルパージ工程を含み、該サイクルパージ工程後において、前記チェンバ側圧力が、前記大気側圧力よりも高いときに、前記バイパス用弁が開けられることが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、サイクルパージによって雰囲気中の残存ガスを十分に低減させた後に、バイパス用弁が開けられるので、より確実に残存ガスによる影響を排除することができる。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記チェンバ側圧力が前記大気側圧力よりも高いときは、前記チェンバ側圧力が予め決められた第１の値よりも高く、かつ前記大気側圧力は、予め決められた第２の値よりも低いときであることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の製造装置において、前記逆止弁の前記チェンバ側圧力を計測する第１の圧力センサと、前記逆止弁の前記大気側圧力を計測する第２の圧力センサとをさらに有し、前記制御手段は、前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサの出力に基づいて、前記大気側排気管内の、前記逆止弁の前記チェンバ側圧力が、前記大気側圧力よりも高いか否かを判定することによって、前記チェンバ側圧力が前記大気側圧力よりも高いか否かを判定することが望ましい。
【００１４】
このような構成によれば、バイパス用弁は所定の条件になったときに開いても、大気側排気管に係る事故等があったときには、バイパス用弁からチェンバへ雰囲気が逆流しないように、バイパス用弁は所定の条件になったときに閉塞させることができる。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記第１の値は、前記逆止弁の最大許容流量以上の前記雰囲気が前記大気側排気管に流れたときの圧力値であることが望ましい。
【００１６】
このような構成によれば、逆止弁の上流側すなわちチェンバ側の圧力が上昇したときに、バイパス用弁を開くようにすることができる。
【００１７】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記大気側排気管は、前記チェンバ内の前記雰囲気を真空ポンプによって真空吸引するための真空排気管から分岐するように設けられていることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の半導体装置の製造装置において、さらに、前記チェンバ内の前記雰囲気を真空ポンプによって真空吸引するための真空排気管を有し、前記大気側排気管は、前記真空排気管から分岐するように設けられていることが望ましい。
【００１９】
このような構成によれば、真空吸引された後に、大気開放をすることができる。
【００２０】
また、本発明の半導体装置、電気光学装置あるいは液晶装置は、本発明の半導体装置の製造方法によって製造された装置である。
【００２１】
このような構成によれば、ガス、サビ等によって劣化あるいは汚染されていない半導体装置、電気光学装置あるいは液晶装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態では、半導体装置として、電気光学装置の１つである液晶装置に、本発明を適用した場合で説明する。発光物質を用いたエレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子により構成されたＥＬ表示装置にも、本発明は同様に適用できる。本発明は、電気光学物質として液晶または前記発光物質を具備した電気光学装置に適用できるものである。
先ず、本発明の実施の形態に係る液晶装置の画素部における構成について、図１から図３を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係わる製造方法によって製造される液晶装置の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。図２は、素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図１のＨ−Ｈ’線の位置で切断した液晶装置の断面図である。図３は、一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。
【００２４】
液晶装置は、図１から図３に示すように、透明な素子基板１０と透明な対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなり、対向基板２０は、例えばガラス基板や石英基板からなる。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。
【００２５】
画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応して薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）が設けられ、このＴＦＴに画素電極９ａが接続される。
【００２６】
画像信号が供給されるデータ線（ソース線）６ａは列方向の全ＴＦＴのソースに共通接続される。データ線６ａに書き込む画像信号は、線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００２７】
また、行方向の全ＴＦＴのゲートに走査線３ａが接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号を、線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、対応する位置のＴＦＴのドレインに接続されている。
【００２８】
ＴＦＴは走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量が設けられており、蓄積容量によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００２９】
液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光を出射する。
【００３０】
ガラスや石英等の素子基板１０には、格子状に溝１１が形成されている。この溝１１上に下側遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３（但し、第１層間絶縁膜１３が２層の場合もある）を介してＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造をなすＴＦＴが形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００３１】
ＴＦＴは、チャネル領域１ａ′、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層１ａにゲート絶縁膜をなす絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。走査線３ａは、ゲート電極となる部分において幅広に形成されており、チャネル領域１ａ′は、半導体層１ａと走査線３ａとが対向する領域に構成される。
【００３２】
素子基板１０上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極９ａが設けられており、画素電極９ａの縦横の境界に各々沿って後述するデータ線６ａ及び走査線３ａが設けられている。そして、下側遮光膜１２は、これらのデータ線６ａ及び走査線３ａに沿って、各画素に対応して格子状に設けられている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴのチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００３３】
下側遮光膜１２は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｂ等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
【００３４】
ＴＦＴ上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には走査線３ａおよびデータ線６ａ方向に延びる島状の第１中間導電層１５が形成されている。第１中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、第１中間導電層１５上に重なるようにデータ線６ａ方向に延びる延出部と、走査線３ａに沿って延びる本線からなる。
【００３５】
第１中間導電層１５は、ＴＦＴの高濃度ドレイン領域１ｅ及び画素電極９ａに接続された画素電位側容量電極（下部容量電極）として作用し、容量線１８の一部は固定電位側容量電極（上部容量電極）として作用する。
【００３６】
容量線１８は、上部容量電極と遮光層の多層構造であり、誘電体膜１７を介して第１中間導電層１５と対向配置されることで蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００３７】
容量線１８は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる上部容量電極と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる遮光層とが積層された多層構造である。例えば、容量線１８は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタルのいずれかのシリサイドからなる遮光層とＮ型ポリシリコンによる上部容量電極とのポリサイドによって構成される。これにより、容量線１８は、内蔵遮光膜を構成すると共に固定電位側容量電極としても機能する。
【００３８】
第１中間導電層１５は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。第１中間導電層１５は、画素電位側容量電極としての機能の他、内蔵遮光膜としての容量線１８とＴＦＴとの間に配置される光吸収層としての機能を持ち、更に、画素電極９ａとＴＦＴの高濃度ドレイン領域１ｅとを中継接続する機能を持つ。なお、第１中間導電層１５も、容量線１８と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成してもよい。
【００３９】
下部容量電極としての第１中間導電層１５と上部容量電極１８ａを構成する容量線１８との間に配置される誘電体膜１７は、例えば膜厚５〜２００ｎｍ程度の比較的薄いＨＴＯ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）膜、ＬＴＯ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｉｄｅ）膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。蓄積容量を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜１７は薄い程よい。
【００４０】
また容量線１８は、画素電極９ａが配置された画像表示領域からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、ＴＦＴを駆動するための走査信号を走査線３ａに供給するための後述の走査線駆動回路６３や画像信号をデータ線６ａに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路６１に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板２０の対向電極２１に供給される定電位でも構わない。更に、下側遮光膜１２についても、その電位変動がＴＦＴに対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線１８と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
【００４１】
また、データ線６ａとソース領域１ｄを電気的に接続するために、第１中間導電層１５と同一層で形成される第２中間導電層１５ｂが形成されている。第２中間導電層１５ｂは第２層間絶縁膜１４及び絶縁膜２を貫通するコンタクトホール２４ａを介してソース領域１ｄに電気的に接続されている。
【００４２】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３層間絶縁膜１９及び誘電体膜１７を貫通するコンタクトホール２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。
【００４３】
データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４層間絶縁膜２５，第３層間絶縁膜１９，誘電体膜１７を貫通するコンタクトホール２６ｂにより第１中間導電層１５に電気的に接続される。そして、第１中間導電層１５は第２層間絶縁膜１４及び絶縁膜２を貫通するコンタクトホール２６ａを介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４４】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａ′が導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００４５】
一方、対向基板２０には、素子基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴの形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴのチャネル領域１ａ′、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【００４６】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴは所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００４７】
図１及び図２に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００４８】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００４９】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５０】
以上説明した液晶装置は、以下に説明する半導体装置の製造方法を用いて製造される。特に、画素電極に接続されたＴＦＴ基板上のトランジスタ、蓄積容量等における層間絶縁膜、ＨＴＯ膜等における酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等は、減圧ＣＶＤによって製造される。
【００５１】
図４は、本実施の形態に係る配管系統の例を示す配管系統図である。
【００５２】
図４において、１００は、チェンバである縦型の反応炉である。この反応炉１００の内部で、液晶装置用の半導体基板の表面上に膜の形成等のための種々の処理が行われる。反応炉１００の内部は、種々の処理の内容に応じて、温度と圧力が所望の値になるように制御され、各処理に係る工程が終了すると、反応炉１００の下部に設けられた蓋体であるキャップ１０２が取り外され、成膜等された半導体装置、例えば、ウエハが取り出される。反応炉１００は、内部にインナーチューブ（内側管）１０３が設けられ、その周囲にアウターチューブ（外側管）１０４が設けられている。インナーチューブ１０３とアウターチューブ１０４は、石英等の耐腐食性の材料からなる。なお、ここでは図示していないが、アウターチューブ１０４の周囲には、加熱手段としてのヒータが設けられ、ヒータの温度を制御することによって、反応炉１００内の温度が所望の温度に制御される。
【００５３】
半導体ウエハ等の半導体基板が多数、載置台であるボートに搭載され、さらにそのボートがキャップ１０２に載置された状態で、反応炉１００の下部の炉口１０５から搬入（ロード）され、反応炉１００内に収納される。キャップ１０２は、反応炉１００の炉口１０５を気密に閉塞するので、反応炉１００内で圧力及び温度の制御が的確に行うことができる。そして、成膜処理等が行われた後、半導体基板が搬出（アンロード）される。従って、反応炉１００内は、キャップ１０２によって閉塞されることによって、内部に、１つの閉じられた基板処理空間が形成され、キャップ１０２を開けることによって、大気に開放される。
【００５４】
反応炉１００には、反応炉１００の内部に原料ガス又は不活性ガスを供給するための複数のガス供給管１１１、１１２、１１３、１１４が接続されている。各ガス供給管は、原料ガス又は不活性ガスのガス源に接続されたガス管１１５、１１６、１１７及び１１８から、途中、種々の弁１２０を介して、所定の制御の下で、所定のガスを反応炉１００内へ供給する。なお、図４において、１２１は、マスフローコントローラであり、１２２は、圧力センサである。因みに、ガス管１１５は窒素ガスを、ガス管１１６はジクロロシランのガスを、ガス管１１７は亜酸化窒素のガスを、ガス管１１８はアンモニアのガスを供給する。
【００５５】
従って、所望の成膜処理等を行うために、上述したヒータによって所定の温度制御されながら、反応炉１００の内部に、所定の原料ガスと不活性ガスが所定のシーケンスで、かつ所定の圧力で供給される。
【００５６】
一方、反応炉１００には、反応炉１００内のガスを排気するためのメイン排気管１３１が接続されている。メイン排気管１３１は、メイン排気管１３１の内部の気体である雰囲気を、真空ポンプによって真空吸引する真空排気管である。メイン排気管１３１は、その途中に、大気への通じるための大気側排気管１３２と、スロー排気のためのスロー排気管１３３が分岐するように設けられている。  メイン排気管１３１は、メイン用弁１４１、圧力制御装置１４２及びトラップ１４３が介装されている。メイン排気管１３１の先には真空ポンプ（図示せず）が設けられ、反応炉１００内の雰囲気をその真空ポンプによって吸引して、メイン排気管１３１を介して排気する。メイン用弁１４１は、圧力制御装置１４２によって開閉制御される。トラップ１４３は、排気される雰囲気中の副生成物を取り除くための装置である。
【００５７】
大気側排気管１３２には、大気側用弁１４４、逆止弁１４５及びトラップ１４６が介装されている。さらに、大気側排気管１３２には、逆止弁１４５への雰囲気の流れをバイパスするためのバイパス用管１４７が、逆止弁１４５をバイパスするように設けられている。バイパス用管１４７には、バイパス用弁１４８が介装されている。言い換えると、バイパス用管１４７は、メイン排気管１３１において、メイン用弁１４１の上流側すなわち反応炉１００側と、大気側とを接続するように設けられる。
【００５８】
スロー排気管１３３は、メイン排気管１３１の雰囲気の流れをバイパスするために、メイン用弁１４１をバイパスするように、設けられている。言い換えると、スロー排気管１３３は、メイン排気管１３１において、メイン用弁１４１の上流側、すなわち反応炉１００側と、メイン用弁１４１の下流側、すなわち真空ポンプ側とを接続するように、設けられる。なお、本実施の形態では、図４に示すように、メイン用弁１４１の上流側においてメイン排気管１３１に接続されたスロー排気管１３３は、途中で２つの管に分かれており、それぞれの管にはスロー排気用弁１４９が介装されている。２つの管は、１つの管となって、再びメイン用弁１４１の下流側においてメイン排気管１３１に接続される。
【００５９】
メイン用弁１４１の上流側、すなわち反応炉１００側のメイン排気管１３１には、炉内圧力計として圧力センサ１５１が、センサ用弁１５２を介して設けられている。さらに、大気側排気管１３２において、バイパス用弁１４８及び逆止弁１４５の下流側、すなわち大気側と、トラップ１４６の間には、排気側圧力計として圧力センサ１５３が設けられている。なお、大気側排気管１３２には図示しない除害装置が設けられている。
【００６０】
さらに、１６１は、制御装置であり、各ガス供給管を介して反応炉１００の内部に各種ガスを供給するための、種々の弁１２０の開閉制御、反応炉１００の内部の温度制御のためのヒータ制御、反応炉１００内の雰囲気を排気するための、メイン用弁１４１、大気側用弁１４４及びバイパス用弁１４８の開閉制御、等を各種制御を行う。制御装置１６１には、製造装置のオペレータからの指示信号、各種センサからの計測信号が入力され、それらの信号に基づいて、各種制御を行う。図４では、制御装置１６１との信号の接続関係は、本実施の形態に係るセンサと弁との接続のみが、点線で示されている。
【００６１】
このように構成された半導体装置の製造装置を用いて、成膜等の工程を行う場合の処理の流れを、図５を用いて説明する。図５は、１つの成膜工程における詳細な処理内容を説明するための図である。
【００６２】
図５において、下部には、工程における処理内容が示され、上部には、反応炉１００内の温度変化の様子が示されている。初めに、工程が開始すると、まず、半導体装置である半導体ウエハが載置されたボードを反応炉１００から搬出（アンロード）する（Ｓ１）。搬出したボートに載置する半導体ウエハを、製造場所の雰囲気の温度まで冷やす（Ｓ２）。冷えた半導体装置をボートに載置する（Ｓ３）。炉口のキャップ１０２を開き、ボートをロードする（Ｓ４）。
【００６３】
次に、炉口キャップ１０２を閉めた後、反応炉１００内の雰囲気を真空吸引する（Ｓ５）。真空吸引を開始すると同時に、ヒータにより反応炉１００の内部の加熱も開始される。所定の圧力になった時点で、漏れチェックを行う（Ｓ６）。漏れがないときは、さらに、反応炉１００内の雰囲気を真空吸引する（Ｓ７）。
反応炉１００内の温度が成膜処理を行うための成膜温度に、かつ反応炉１００内の圧力が成膜処理を行うための成膜圧力に安定するまで待つ安定化処理を行い（Ｓ８）、その後、ジクロロシラン等の原料ガスを用いて、減圧ＣＶＤによって絶縁膜等の成膜処理が行われる（Ｓ９）。なお、反応炉１００内の温度ｔは、成膜処理後は、ヒータによって過熱されないので、温度ｔは低下していく。なお、減圧ＣＶＤの場合は、成膜処理を行っているときは、反応炉１００内は大気圧よりも低い。
【００６４】
成膜後、排気処理が開始し、まず置換ガスとして窒素ガス等の不活性ガスを反応炉１００内に供給することによって内部の残存ガスを排気する窒素パージを行い（Ｓ１０）、次に、反応炉内を真空にしては置換ガスとして不活性ガスを送り込むことにより、反応炉内あるいは配管内を置換ガスに置換する処理と、反応炉内あるいは配管内の排気処理とを繰り返す、いわゆるサイクルパージを数回行い（Ｓ１１）、その後、アフターパージとしての窒素パージを行う（Ｓ１２）。サイクルパージを行うのは、サイクルパージによって雰囲気中の残存ガスを十分に低減させた後に、後述するように、バイパス用弁１４８を開けることによって、より確実に残存ガスによる影響を排除するためである。
【００６５】
その後、反応炉１００内を大気圧に戻すために大気開放処理を行い（Ｓ１３）、反応炉１００の内部圧が大気圧に戻った後、炉口１０５のキャップ１０２を開き、ボートをアンロードし（Ｓ１４）、所定の工程が終了する。
【００６６】
大気開放処理Ｓ１３では、反応炉１００内の圧力を大気圧に戻すためにメイン排気管１３１のメイン用弁１４１を閉じ、大気側排気管１３２の大気側用弁１４４を開け、逆止弁１４５を介して、大気への開放を行う。このとき、圧力センサ１５１の計測した圧力が予め決められた値、例えば０．５ＫＰａ（キロパスカル）以上であって、スロー排気用弁１４９及びメイン用弁１４１が閉じると、大気側用弁１４４が開く。
【００６７】
上述したように、大気側用弁１４４が開くことによって、逆止弁１４５を介して、メイン排気管１３１は大気開放されるが、逆止弁１４５の上流側、すなわち反応炉１００側のメイン排気管１３１内の圧力が、逆止弁１４５の持つ抵抗によって、上昇しているときに、炉口１０５のキャップ１０２を開けてしまうと、反応炉１００の内部へ、メイン排気管１３１内の雰囲気が逆流してしまう。
【００６８】
そこで、そのような逆流を防止するために、大気側排気管１３２内の、逆止弁１４５の反応炉１００側の圧力（チェンバ側圧力）が、大気側の大気側圧力よりも高いときに、バイパス用弁１４８が開くように制御される。
具体的には、メイン用弁１４１の上流側、すなわち反応炉１００側のメイン排気管１３１に設けられた圧力センサ１５１が、センサ用弁１５２を開いている状態で、圧力センサ１５１が計測した、反応炉１００側のメイン排気管１３１内の圧力と、逆止弁１４５の下流側、すなわち大気側とトラップ１４６の間に設けられた圧力センサ１５３が計測した、大気側排気管１３２内の圧力とを比較し、圧力センサ１５１が計測した圧力が、圧力センサ１５３が計測した圧力よりも高いときに、制御装置１６１が、バイパス用弁１４８を開くように制御する。
【００６９】
大気側用弁１４４が開くと、逆止弁１４５を介してメイン排気管１３１内の雰囲気は、大気側排気管１３２へ流れ込むが、逆止弁１４５の抵抗により、流れ込む気体の量が逆止弁１４５の最大許容流量を超えると、逆止弁１４５の上流側、すなわち反応炉１００側の圧力が上昇する。一方、逆止弁１４５の下流側、すなわち大気側は、トラップ１４６を介して大気に開放しているので、大気圧に近い。従って、メイン用弁１４１とスロー排気用弁１４９が閉じているときに、圧力センサ１５１が計測した圧力が、予め決められた値以上、例えば、０．５ＫＰａ以上のときに、制御装置１６１は、バイパス用弁１４８を開くように制御信号を出力する。
【００７０】
また、バイパス用弁１４８が開いている状態で、大気側排気管１３２の末端、すなわちバイパス用弁１４８から見てトラップ１４６よりも先において、何らかの事故等によって圧力が上昇すると、パイパス用弁１４８を介して大気側排気管１３２とメイン排気管１３１内の雰囲気が反応炉１００に向かって逆流する虞がある。
そこで、圧力センサ１５３が計測した圧力が、予め決められた値、例えば、−０．３ＫＰａ以上になると、制御装置１６１は、バイパス用弁１４８を強制的に閉じるように制御信号を出力する。
【００７１】
従って、バイパス用弁１４８は、圧力センサ１５３が計測した圧力が予め決められた値、例えば−０．３ＫＰａ以上であって、大気側用弁１４４が開いた場合に開くが、バイパス用弁１４８は、圧力センサ１５３が計測した圧力が予め決められた値、例えば−０．３ＫＰａ以上であって、大気側用弁１４４が開いた後、予め決められた時間経過後に開くようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、本実施の形態によれば、反応炉１００へメイン排気管１３１内の雰囲気が逆流しないように、バイパス用弁１４８は所定の条件になったときに開き、かつ、大気側排気管１３２に係る事故等があったときには、バイパス用弁１４８から反応炉１００へ雰囲気が逆流しないように、バイパス用弁１４８は所定の条件になったときに閉塞する。
【００７３】
従って、本実施の形態によれば、半導体装置の製造に用いられるガスを含む雰囲気を、反応室から排気する際に、大気側の排気配管からの逆流を防止することによって、半導体装置の劣化を防止し、製品の歩留まりを向上する半導体装置の製造方法を実現することができる。
【００７４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる液晶装置の対向基板側から見た平面図。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線の位置で切断した液晶装置の断面図。
【図３】一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図。
【図４】本実施の形態に係る製造方法の配管系統の例を示す配管系統図。
【図５】成膜工程における詳細な処理内容の例を説明するための図。
【符号の説明】
１００  反応炉（チェンバ）、１０２  キャップ、１０３  インナーチューブ、１０４  アウターチューブ、１０５  炉口、１３１  メイン排気管、１３２  大気排気管、１４１  メイン用弁、１４４  大気側用弁、１４５  逆止弁、１４７バイパス管、１４８  バイパス用弁
【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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