(57)【要約】【課題】より確実にセルフクリーニングを行うことができる基板処理装置を提供する、【解決手段】Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２またはＴａ２Ｏ５等の高誘電率膜を成膜する装置におけるセルフクリーニングを、Ｃｌ２供給ライン２３２ｆよりＣｌ２ガスを処理炉２０２内に供給して行う。【選択図】  図１
2005340281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｌ２を用いてセルフクリーニングを行う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、基板処理装置に関し、特に、Ｓｉ半導体デバイスを製造する際に用いられる、ＡＬＤ（Atomic layer Deposition）法による成膜を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、ＡＬＤ法を用いた成膜処理について、簡単に説明する。
ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料ガスを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。
【０００３】
即ち、例えばＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）膜を形成する場合には、ＡＬＤ法を用いて、ＴＭＡ（Ａｌ（ＣＨ３）３、トリメチルアルミニウム）とＯ３（オゾン）とを交互に供給することにより２５０〜４５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。このように、ＡＬＤ法では、複数種類の反応性ガスを１種類ずつ交互に供給することによって成膜を行う。そして、膜厚制御は、反応性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、成膜処理を２０サイクル行う。
【０００４】
このような、Ａｌ２Ｏ３膜を成膜するＡＬＤ装置としては、例えば、特願２００３−２９３９５３号に、複数枚の基板を積層して処理する縦型バッチ式装置が提案されている。
【特許文献１】特願２００３−２９３９５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、成膜装置においては、処理容器の内壁面に付着したＡｌ２Ｏ３膜を除去するために、ＣｌＦ３ガス等のフッ素を含むガスを反応容器内に流してセルフクリーニングを行う。
【０００６】
しかしながら、ＣｌＦ３ガス等のフッ素を含むガスを用いたセルフクリーニングでは、処理容器の内壁面に付着したＡｌ２Ｏ３膜の膜残りが発生してしまう。
【０００７】
従って、本発明の主な目的は、より確実にセルフクリーニングを行うことができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、Ｃｌ２を用いてセルフクリーニングを行うことを特徴とする基板処理装置が提供される。
【０００９】
また、好ましくは、水素化物ガスを励起して分離した原子状水素を基板処理装置の処理容器内に導入する機構をさらに備える。この機構を備えることによって、基板処理装置の処理容器の内壁面に付着した原子状塩素を脱離させることができる。この機構としては、リモートプラズマ発生機構が好ましく用いられる。水素化物ガスとしては、Ｈ２ガスが好ましく用いられる。水素化物ガスとして、ＮＨ３ガスを用いることも好ましい。
【００１０】
また、好ましくは、希ガスプラズマをＣｌ２に照射して励起する機構をさらに備える。希ガスとしては、Ａｒが好ましく用いられる。Ｈｅを用いることも好ましい。希ガスプラズマをＣｌ２に照射するには、リモートプラズマ機構が好ましく用いられる。
【００１１】
上記基板処理装置は、好ましくは、基板上に成膜する成膜装置である。成膜する膜としては、好ましくは、高誘電率膜が挙げられる。高誘電率膜としては、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２またはＴａ２Ｏ５が好適に挙げられる。
【００１２】
また、本発明によれば、上記基板処理装置を用いたクリーニング方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、上記基板処理装置を用いたデバイスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より確実にセルフクリーニングを行うことができる基板処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、Ｃｌ２を用いてセルフクリーニングを行う。そして、セルフクリーニングの終了時に、水素ガスを励起して分離した原子状水素により、残留塩素を反応容器の石英表面やステンレス鋼表面から除去する。
【００１７】
処理容器の内壁面にＡｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２等の高誘電率膜が付着した装置をフッ素系ガスによりセルフクリーニングを行うと、生成したＡｌのフッ素化合物やＨｆのフッ素化合物は昇華温度または沸点が高く、固体として、処理容器の内壁面に残留する。
【００１８】
これに対し、Ｃｌ２を用いてセルフクリーニングを行う場合に生じるＡｌの塩素化合物やＨｆの塩素化合物の昇華温度は、昇華温度が６００℃以下であるので、ガス状態で排除できる。表１に各化合物の昇華温度を示す。
【００１９】
【表１】
2005340281.tif 000003
【００２０】
また、Ｃｌ２をクリーニングガスとして用いた場合、反応容器のステンレス鋼表面に原子状塩素が残留し、反応容器への大気混入時に、原子状塩素が水分と反応し、ステンレス鋼表面を腐食してしまう。これを防ぐために、クリーニングステップの最終段階で、原子状水素を供給し、ステンレス鋼を構成する各金属元素と塩素との結合エネルギーより大きい結合エネルギーを持つＨＣｌを形成し（表２参照）、ガス状態で残留塩素を排出する。
【００２１】
【表２】
2005340281.tif 000004
【００２２】
次に図面を参照して、さらに詳細に説明する。
図１は、本実施例にかかる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示し、図２は本実施例にかかる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を横断面で示す。図３は、本実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉のノズル２３３を説明するための図であり、図３Ａは概略図であり、図３Ｂは図３ＡのＡ部の部分拡大図である。
【００２３】
加熱手段であるヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する反応容器として反応管２０３が設けられ、この反応管２０３の下端には、例えばステンレス等よりなるマニホールド２０９が係合され、さらにその下端開口は蓋体であるシールキャップ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、このヒータ２０７、反応管２０３、マニホールド２０９、及びシールキャップ２１９により処理炉２０２を形成している。このマニホールド２０９は保持手段（以下ヒータベース２５１）に固定される。
【００２４】
反応管２０３の下端部およびマニホールド２０９の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間には気密部材（以下Ｏリング２２０）が配置され、両者の間は気密にシールされている。
【００２５】
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ボート２１７が立設され、石英キャップ２１８はボート２１７を保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理炉２０２に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ２０７は処理炉２０２に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。
【００２６】
処理炉２０２にガスを供給する供給管としての３本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｅが設けられている。ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｅは、マニホールド２０９の下部を貫通して設けられている。
【００２７】
ガス供給管２３２ｂは、処理炉２０２内でガス供給管２３２ａと合流して、２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが一本の多孔ノズル２３３に連通している。ノズル２３３は、処理炉２０２内に設けられており、ガス供給管２３２ｂから供給されるＴＭＡの分解温度以上の領域にその上部が延在している。しかし、ガス供給管２３２ｂが、処理炉２０２内でガス供給管２３２ａと合流している箇所は、ＴＭＡの分解温度未満の領域であり、ウエハ２００およびウエハ２００付近の温度よりも低い温度の領域である。ここでは、ガス供給管２３２ａからは、流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ａ及び開閉弁であるバルブ２４３ａを介し、更に後述する処理炉２０２内に設置された多孔ノズル２３３を通して、処理炉２０２に反応ガス（Ｏ３）が供給され、ガス供給管２３２ｂからは、流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ｂ、開閉弁であるバルブ２５２、ＴＭＡ容器２６０、及び開閉弁であるバルブ２５０を介し、先に述べた多孔ノズル２３３を介して処理炉２０２に反応ガス（ＴＭＡ）が供給される。ＴＭＡ容器２６０からマニホールド２０９までのガス供給管２３２ｂには、ヒータ３００が設けられ、ガス供給管２３２ｂを５０〜６０℃に保っている。
【００２８】
ガス供給管２３２ｂには、不活性ガスのライン２３２ｃが開閉バルブ２５３を介してバルブ２５０の下流側に接続されている。また、ガス供給管２３２ａには、不活性ガスのライン２３２ｄが開閉バルブ２５４を介してバルブ２４３ａの下流側に接続されている。
【００２９】
ガス供給管２３２ｂには、Ｃｌ２ガスのライン２３２ｆが流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ｆおよび開閉弁であるバルブ２５６を介して、不活性ガスのライン２３２ｃよりも下流側に接続されている。
【００３０】
ノズル２３３が、反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そしてノズル２３３には複数のガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｂが設けられている。
【００３１】
ガス供給管２３２ｅからは流量制御手段であるマスフローコントローラ２４１ｅ及び開閉弁であるバルブ２５５を介し、更に後述する反応管２０３内に形成されたバッファ室２３７を介して処理炉２０２に水素またはＡｒが供給される。
【００３２】
反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間には、反応管２０３の下部より上部の内壁にウエハ２００の積載方向に沿って、ガス分散空間であるバッファ室２３７が設けられており、そのバッファ室２３７のウエハ２００と隣接する内側の壁の端部近傍にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ａが設けられている。このガス供給孔２４８ａは反応管２０３の中心へ向けて開口している。
【００３３】
そしてバッファ室２３７のガス供給孔２４８ａが設けられた端部と反対側の端部近傍には、ノズル２３４が、やはり反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そしてノズル２３４にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｂが複数設けられている。
ガス供給孔２４８ｂから噴出するガスをバッファ室２３７に噴出させて一旦導入し、ガスの流速差の均一化を行うことができる。
【００３４】
すなわち、バッファ室２３７において、各ガス供給孔２４８ｂより噴出したガスはバッファ室２３７で各ガスの粒子速度が緩和された後、ガス供給孔２４８ａより処理室２０１に噴出する。この間に、各ガス供給孔２４８ｂより噴出したガスは、各ガス供給孔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る。
【００３５】
さらに、バッファ室２３７に、細長い構造を有する棒状電極２６９及び棒状電極２７０が上部より下部にわた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、この棒状電極２６９又は棒状電極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。この結果、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。
【００３６】
この電極保護管２７５は、棒状電極２６９及び棒状電極２７０のそれぞれをバッファ室２３７の雰囲気と隔離した状態でバッファ室２３７に挿入できる構造となっている。ここで、電極保護管２７５の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管２７５にそれぞれ挿入された棒状電極２６９及び棒状電極２７０はヒータ２０７の加熱で酸化されてしまう。そこで、電極保護管２７５の内部は窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて棒状電極２６９又は棒状電極２７０の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられる。
【００３７】
処理炉２０２はガスを排気する排気管であるガス排気管２３１によりバルブ２４３ｄを介して排気手段である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気されるようになっている。尚、このバルブ２４３ｄは弁を開閉して処理炉２０２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。
【００３８】
反応管２０３内の中央部には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７は図中省略のボートエレベータ機構により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転手段であるボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより、石英キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
【００３９】
制御手段であるコントローラ１２１は、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｅ、バルブ２４３ａ、２５２、２５０、２４３ｄ、２５３、２５４、２５５、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図中省略のボート昇降機構に接続されており、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂの流量調整、バルブ２４３ａ、２５２、２５０、２５３、２５４、２５５の開閉動作、バルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作等の制御が行われる。
【００４０】
次にＡＬＤ法による成膜例として、ＴＭＡ及びＯ３ガスを用いてＡｌ２Ｏ３膜を成膜する場合を説明する。
まず成膜しようとする半導体シリコンウエハ２００をボート２１７に装填し、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。
【００４１】
［ステップ１］
ステップ１では、Ｏ３ガスを流す。まずガス供給管２３２ａに設けたバルブ２４３ａ、及びガス排気管２３１に設けたバルブ２４３ｄを共に開けて、ガス供給管２３２ａからマスフローコントローラ２４３ａにより流量調整されたＯ３ガスをノズル２３３のガス供給孔２４８ｂから処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。Ｏ３ガスを流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調節して処理炉２０２内圧力を１０〜１００Ｐａとする。マスフローコントローラ２４１ａで制御するＯ３の供給流量は１０００〜１００００ｓｃｃｍである。Ｏ３にウエハ２００を晒す時間は２〜１２０秒間である。このときのヒータ２０７温度はウエハの温度が２５０〜４５０℃になるよう設定してある。
【００４２】
同時にガス供給管２３２ｂの途中につながっている不活性ガスのライン２３２ｃから開閉バルブ２５３を開けて不活性ガスを流すとＴＭＡ側にＯ３ガスが回り込むことを防ぐことができる。
【００４３】
このとき、処理炉２０２に内に流しているガスは、Ｏ３とＮ２、Ａｒ等の不活性ガスのみであり、ＴＭＡは存在しない。したがって、Ｏ３は気相反応を起こすことはなく、ウエハ２００上の下地膜と表面反応する。
【００４４】
［ステップ２］
ステップ２では、ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａを閉めて、Ｏ３の供給を止める。また、ガス排気管２３１のバルブ２４３ｄは開いたままにし真空ポンプ２４６により、処理炉２０２を２０Ｐａ以下に排気し、残留Ｏ３を処理炉２０２から排除する。また、この時には、Ｎ２等の不活性ガスを、Ｏ３供給ラインであるガス供給管２３２ａおよびＴＭＡ供給ラインであるガス供給管２３２ｂからそれぞれ処理炉２０２に供給すると、残留Ｏ３を排除する効果が更に高まる。
【００４５】
［ステップ３］
ステップ３では、ＴＭＡガスを流す。ＴＭＡは常温で液体であり、処理炉２０２に供給するには、加熱して気化させてから供給する方法、キャリアガスと呼ばれる窒素や希ガスなどの不活性ガスをＴＭＡ容器２６０の中に通し、気化している分をそのキャリアガスと共に処理炉へと供給する方法などがあるが、例として後者のケースで説明する。まずキャリアガス供給管２３２ｂに設けたバルブ２５２、ＴＭＡ容器２６０と処理炉２０２の間に設けられたバルブ２５０、及びガス排気管２３１に設けたバルブ２４３ｄを共に開けて、キャリアガス供給管２３２ｂからマスフローコントローラ２４１ｂにより流量調節されたキャリアガスがＴＭＡ容器２６０の中を通り、ＴＭＡとキャリアガスの混合ガスとして、ノズル２３３のガス供給孔２４８ｂから処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。ＴＭＡガスを流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理炉２０２内圧力を１０〜９００Ｐａとする。マスフローコントローラ２４１ａで制御するキャリアガスの供給流量は１００００ｓｃｃｍ以下である。ＴＭＡを供給するための時間は１〜４秒設定する。その後さらに吸着させるため上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を０〜４秒に設定しても良い。このときのウエハ温度はＯ３の供給時と同じく、２５０〜４５０℃である。ＴＭＡの供給により、下地膜上のＯ３とＴＭＡとが表面反応して、ウエハ２００上にＡｌ２Ｏ３膜が成膜される。
【００４６】
同時にガス供給管２３２ａの途中につながっている不活性ガスのライン２３２ｄから開閉バルブ２５４を開けて不活性ガスを流すとＯ３側にＴＭＡガスが回り込むことを防ぐことができる。
【００４７】
成膜後、バルブ２５０を閉じ、バルブ２４３ｄを開けて処理炉２０２を真空排気し、残留するＴＭＡの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはＮ２等の不活性ガスを、Ｏ３供給ラインであるガス供給管２３２ａおよびＴＭＡ供給ラインであるガス供給管２３２ｂからそれぞれ処理炉２０２に供給すると、さらに残留するＴＭＡの成膜に寄与した後のガスを処理炉２０２から排除する効果が高まる。
【００４８】
上記ステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウエハ２００上に所定膜厚のＡｌ２Ｏ３膜を成膜する。
【００４９】
処理炉２０２内を排気してＯ３ガスを除去しているからＴＭＡを流すので、両者はウエハ２００に向かう途中で反応しない。供給されたＴＭＡは、ウエハ２００に吸着しているＯ３とのみ有効に反応させることができる。
【００５０】
また、Ｏ３供給ラインであるガス供給管２３２ａおよびＴＭＡ供給ラインであるガス供給管２３２ｂを処理炉２０２内で合流させることにより、ＴＭＡとＯ３をノズル２３３内でも交互に吸着、反応させて堆積膜をＡｌ２Ｏ３とすることができ、ＴＭＡとＯ３を別々のノズルで供給する場合にＴＭＡノズル内で異物発生源になる可能性があるＡｌ膜が生成するという問題をなくすることができる。Ａｌ２Ｏ３膜は、Ａｌ膜よりも密着性が良く、剥がれにくいので、異物発生源になりにくい。
【００５１】
このようにして、ＡＬＤ法によるＡｌ２Ｏ３膜の成膜を所定回数行う毎に、処理容器である石英製の反応管２０３の内壁面およびステンレス鋼製のマニーホールド２０９内壁面に堆積したＡｌ２Ｏ３膜のセルフクリーニングを行う。
【００５２】
セルフクリーニングは、ボート２１７を処理炉２０２から搬出した後、シールキャップ２１９によりマニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞した状態で、バルブ２４３ａ、２５０、２５３、２５４、２５５を閉じ、バルブ２５６、３４２ｄを開けて、Ｃｌ２ガスライン２３２ｆからマスフローコントローラ２４１ｆにより流量調節されたＣｌ２ガスをノズル２３３のガス供給孔２４８ｂから処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気して行う。Ｃｌ２ガスを流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理炉２０２内圧力を３０〜１０，０００Ｐａとする。このときのウエハ温度は２００〜５００℃である。Ｃｌ２ガスは１〜３００分間流す。このようにして、処理容器である石英製の反応管２０３の内壁面およびステンレス鋼製のマニーホールド２０９内壁面に堆積したＡｌ２Ｏ３膜のセルフクリーニングを行うと、Ａｌは塩素化合物を形成して、ガス状態で処理炉２０２から排除される。
【００５３】
その後、バルブ２５６を閉じ、処理炉２０２内をガス排気管２３１を介して排気する。
【００５４】
次に、バルブ２５５およびバルブ２４３ｄを共に開けた状態で、ガス供給管２３２ｅからマスフローコントローラ２４３ｅにより流量調整されたＨ２ガスをノズル２３４のガス供給孔２４８ｂからバッファ室２３７へ噴出し、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してＨ２をプラズマ励起し、活性種であるリモートプラズマとして処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。Ｈ２ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理室２０１内圧力を１０〜２００Ｐａとする。このときのヒータ２０７の温度は処理炉２０２内が２００〜６００℃になるように設定する。プラズマ励起したＨ２ガスを流す時間は１〜３００分間である。
【００５５】
Ｃｌ２をクリーニングガスとして用いた場合、マニホールド２０９のステンレス鋼表面に原子状塩素が残留し、シールキャップ２１９を下降してマニホールド２０９の下端開口を開放する際の大気混入時に、原子状塩素が水分と反応し、ステンレス鋼表面を腐食してしまうが、このように、クリーニングステップの最終段階で、原子状水素を供給することにより、ステンレス鋼を構成する各金属元素と塩素との結合エネルギーより大きい結合エネルギーを持つＨＣｌを形成することができ、ガス状態で残留塩素を排出することができる。
【００５６】
なお、上記では、セルフクリーニングは、Ｃｌ２ガスライン２３２ｆからＣｌ２ガスを処理炉２０２に供給することにより行ったが、このＣｌ２ガスライン２３２ｆからＣｌ２ガスを処理炉２０２に供給すると共に、バルブ２５５も開けて、ガス供給管２３２ｅからマスフローコントローラ２４３ｅにより流量調整されたＡｒガスをノズル２３４のガス供給孔２４８ｂからバッファ室２３７へ噴出し、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してＡｒをプラズマ励起し、活性種であるリモートプラズマとして処理炉２０２に供給してもよい。このようにすれば、ＡｒのプラズマがＣｌ２に照射されることにより、Ｃｌ２が励起され、さらに効率よくセルフクリーニングを行うことができるようになる。
【００５７】
この場合には、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理室２０１内圧力を１０〜２００Ｐａとする。このときのヒータ２０７の温度は処理炉２０２内が２００〜５００℃になるように設定する。Ｃｌ２ガスおよびプラズマ励起したＡｒガスを流す時間は１〜１００分間である。
【００５８】
その後、バルブ２５５、２５６を閉じ、処理炉２０２内をガス排気管２３１を介して排気する。
【００５９】
次に、バルブ２５５およびバルブ２４３ｄを共に開けた状態で、ガス供給管２３２ｅからマスフローコントローラ２４３ｅにより流量調整されたＨ２ガスをノズル２３４のガス供給孔２４８ｂからバッファ室２３７へ噴出し、棒状電極２６９及び棒状電極２７０間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加してＨ２をプラズマ励起し、活性種であるリモートプラズマとして処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。Ｈ２ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、バルブ２４３ｄを適正に調整して処理室２０１内圧力を１０〜２００Ｐａとする。このときのヒータ２０７の温度は処理炉２０２内が２００〜６００℃になるように設定する。プラズマ励起したＨ２ガスを流す時間は１〜３０分間である。
【００６０】
上記実施例では、Ｃｌ２をクリーニングガスとして用いているので、フッ素含有物をクリーニングガスとして用いる場合に比べて、より確実にセルフクリーニングを行うことができる。その結果、スループットが向上し、メンテナンス性も向上する。
【００６１】
なお、上記では、Ａｌ２Ｏ３膜の成膜を例にとって説明したが、ＨｆＯ２膜の成膜やＴａ２Ｏ５膜の成膜の場合にも、同様に本発明は好適に適用できる。
【００６２】
次に、図４を参照して、本発明が好適に適用される基板処理装置の一例である半導体製造装置についての概略を説明する。
【００６３】
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、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、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が取り付けられている。また、カセットエレベータ１１５の後側には、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。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筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。
【００６４】
筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、処理炉２０２の下方には基板としてのウエハ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、ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取りつけられボート２１７を垂直に支持している。ボートエレベータ１２１とカセット棚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、移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウエハ移載機１１２が取りつけられている。又、ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち処理炉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。
【００６５】
ウエハ２００が装填されたカセット１００は、図示しない外部搬送装置からカセットステージ１０５にウエハ２００が上向き姿勢で搬入され、ウエハ２００が水平姿勢となるようカセットステージ１０５で９０℃回転させられる。更に、カセット１００は、カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及びカセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働によりカセットステージ１０５からカセット棚１０９又は予備カセット棚１１０に搬送される。
【００６６】
カセット棚１０９にはウエハ移載機１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３があり、ウエハ２００が移載に供されるカセット１００はカセットエレベータ１１５、カセット移載機１１４により移載棚１２３に移載される。
【００６７】
カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により移載棚１２３から降下状態のボート２１７にウエハ２００を移載する。
【００６８】
ボート２１７に所定枚数のウエハ２００が移載されるとボートエレベータ１２１によりボート２１７が処理炉２０２に挿入され、シールキャップ２１９により処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉２０２内ではウエハ２００が加熱されると共に処理ガスが処理炉２０２内に供給され、ウエハ２００に処理がなされる。
【００６９】
ウエハ２００への処理が完了すると、ウエハ２００は上記した作動の逆の手順により、ボート２１７から移載棚１２３のカセット１００に移載され、カセット１００はカセット移載機１１４により移載棚１２３からカセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により筐体１０１の外部に搬出される。尚、炉口シャッタ１１６は、ボート２１７が降下状態の際に処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。
前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉の概略縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉の概略横断面図である。
【図３】本発明の一実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉のノズル２３３を説明するための図であり、図３Ａは概略図であり、図３Ｂは図３ＡのＡ部の部分拡大図である。
【図４】本発明の一実施の形態の基板処理装置を説明するための概略斜示図である。
【符号の説明】
【００７１】
１２１…コントローラ
２００…ウエハ
２０２…処理炉
２０３…反応管
２０７…ヒータ
２０９…マニホールド
２１７…ボート
２１８…石英キャップ
２１９…シールキャップ
２２０…Ｏリング
２３１…ガス排気管
２３２ａ…ガス供給管
２３２ｂ…ガス供給管
２３２ｃ…不活性ガスライン
２３２ｄ…不活性ガスライン
２３２ｅ…ガス供給管
２３２ｆ…Ｃｌ２ガスライン
２３３…ノズル
２４１ａ…マスフローコントローラ
２４１ｂ…マスフローコントローラ
２４１ｅ…マスフローコントローラ
２４１ｆ…マスフローコントローラ
２４３ａ…バルブ
２４３ｄ…バルブ
２４６…真空ポンプ
２４８ｂ…ガス供給孔
２５０…バルブ
２５１…ヒータベース
２５２…バルブ
２５３…バルブ
２５４…バルブ
２５５…バルブ
２５６…バルブ
２６０…ＴＭＡ容器
２６７…ボート回転機構
３００…ヒータ
【図１】
2005340281.tif 000005
【図２】
2005340281.tif 000006
【図３】
2005340281.tif 000007
【図４】
2005340281.tif 000008