(57)【要約】基板を処理室内に搬入する工程と、形成する薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガス及び前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給し、基板上に薄膜を形成する工程と、薄膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、前記処理室内および前記第１成膜ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室内に供給するクリーニングガスと、前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記供給部内に付着し、第１堆積物と化学組成が異なる第２堆積物を除去する工程とを有する半導体装置の製造方法。
2007116768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理室内に搬入する工程と、
形成する薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガス及び前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給し、基板上に薄膜を形成する工程と、
薄膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理室内および前記第１成膜ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室内に供給するクリーニングガスと、前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記供給部内に付着し、第１堆積物と化学組成が異なる第２堆積物を除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内及び前記供給部内が、少なくとも前記第１成膜ガスが熱分解する温度に加熱される請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１堆積物は、前記複数の元素を主成分とし、前記第２堆積物は、前記少なくとも１つの元素を主成分とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１成膜ガスはシリコン含有ガスであり、
前記第２成膜ガスは、窒素含有ガス、酸素含有ガス、及び炭素含有ガスのうちの少なくともいずれか一つのガスであり、前記薄膜はシリコンと、窒素、酸素、及び炭素のうちの少なくともいずれか一つの元素とを含む薄膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと、窒素、酸素、及び炭素のうちの少なくともいずれか一つの元素とを主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはアンモニアガスであり、
前記薄膜はシリコン窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと窒素を主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスは亜酸化窒素ガス又は酸素ガスであり、
前記薄膜はシリコン酸化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと酸素を主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスは亜酸化窒素ガス及びアンモニアガスであり、
前記薄膜はシリコン酸窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコン、酸素及び窒素を主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはプロピレンガスであり、
前記薄膜は炭化シリコン膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと炭素を主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはプロピレンガス及びアンモニアガスであり、
前記薄膜はシリコン炭窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコン、炭素、及び窒素を主成分とする堆積物が付着する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記供給部は長さの異なる複数のノズルを有し、
前記薄膜を形成する工程では、前記複数のノズルを介して前記処理室内の複数箇所から前記第１成膜ガスを供給する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記堆積物を除去する工程では、前記処理室内のクリーニングと前記供給部内のクリーニングの終点を合わせる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記クリーニングガスは、三フッ化窒素ガス、三フッ化塩素ガス、フッ素ガス、フッ化水素ガス、及び塩素ガスからなる群より選択された少なくともいずれかの一つのガスを含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記クリーニングガスは三フッ化窒素ガス、三フッ化塩素ガス、フッ素ガス、フッ化水素ガス、及び塩素ガスからなる群より選択された少なくともいずれか一つのガスを、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガス、及びヘリウムガスからなる群より選択された少なくともいずれか一つのガスで希釈したガスである請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内に複数枚の基板を略水平姿勢で間隔をもって多段に配列した状態で、それぞれの基板上に薄膜を形成する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内にシラン系ガスとアンモニアガスとを供給して基板上にシリコン窒化膜を形成する工程と、
シリコン窒化膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理室内および前記シラン系ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室に供給するクリーニングガスと前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着したシリコン及び窒素を主成分とする第１堆積物と、前記供給部内に付着したシリコンを主成分とする第２堆積物とを除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
基板上に薄膜を形成する処理を行う処理室と、
前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、
少なくともその一部が前記処理室内の前記加熱部と対向する領域に配置され、基板上に形成される薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガスを、前記処理室内に供給する第１供給部と、
前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給する第２供給部と、
前記処理室内にクリーニングガスを供給する第３供給部と、
前記処理室内を排気する排気部と、
前記第１供給部内および前記第３供給部より前記処理室内へクリーニングガスを供給するとともに、前記第１供給部内に供給するクリーニングガスと前記第３供給部より前記処理室内に供給するクリーニングガスの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記第１供給部内に付着し、前記第１堆積物と化学組成の異なる第２堆積物を除去するように制御するコントローラと、
を有する基板処理装置。
【請求項１７】
前記第２供給部は、前記第３供給部として兼用される請求項１６記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記第１供給部は、長さの異なる複数のノズルを有し、前記処理室内の複数の位置から、前記第１成膜ガスを供給する請求項１６記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置として、ノズルより反応管内にクリーニングガスを供給し、反応管内及びガスノズル内壁をクリーニングするものが公知である（例えば特許文献１及び２）。また、反応管内に設けられた複数の成膜ガスノズルからクリーニングガスを供給するものも公知である（例えば特許文献２）。【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６８２１４号公報
【特許文献２】特開２００５−２８６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明の発明者は、例えば複数の供給部（ガスノズル）を用いて、それぞれの供給部によって異なる種類の成膜ガスを処理室（反応管）に供給する場合等に、処理室内に付着する堆積物と、供給部の例えば内壁に付着する堆積物が、例えば化学組成の主成分が異なる等、種類が異なる場合があることを見出した。また、本発明の発明者は、この場合、堆積物の除去が良好になされなかったり、異なる種類の堆積物を別々に除去することが必要になり、クリーニングに長時間を要することがあったり、また、例えば処理室を構成する部材よりも厚みが薄い部材から供給部が構成される場合等に、供給部への堆積物の付着やクリーニングガスの曝露により供給部の劣化が進行しやすいことがあるとの新規な技術課題を発見した。【０００５】
本発明の目的は、上述の技術課題を解決し、良好に短時間で、反応管内及び供給部内のクリーニングを行うことができ、供給部の劣化の進行を抑制することができる半導体装置の製造方法及び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】
【０００６】
本発明の第１の特徴とするところは、基板を処理室内に搬入する工程と、形成する薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガス及び前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給し、基板上に薄膜を形成する工程と、薄膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、前記処理室内および前記第１成膜ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室内に供給するクリーニングガスと、前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記供給部内に付着し、第１堆積物と化学組成が異なる第２堆積物を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法にある。【０００７】
また、本発明の第２の特徴とするところは、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内にシラン系ガスとアンモニアガスとを供給して基板上にシリコン窒化膜を形成する工程と、シリコン窒化膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、前記処理室内および前記シラン系ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室に供給するクリーニングガスと前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着したシリコン及び窒素を主成分とする第１堆積物と、前記供給部内に付着したシリコンを主成分とする第２堆積物とを除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法にある。【０００８】
また、本発明の第３の特徴とするところは、基板上に薄膜を形成する処理を行う処理室と、前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、少なくともその一部が前記処理室内の前記加熱部と対向する領域に配置され、基板上に形成される薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガスを、前記処理室内に供給する第１供給部と、前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給する第２供給部と、前記処理室内にクリーニングガスを供給する第３供給部と、前記処理室内を排気する排気部と、前記第１供給部内および前記第３供給部より前記処理室内へクリーニングガスを供給するとともに、前記第１供給部内に供給するクリーニングガスと、前記第３供給部より前記処理室内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記第１供給部内に付着し、前記第１堆積物と化学組成の異なる第２堆積物を除去するように制御するコントローラと、を有する基板処理装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理室内に供給するクリーニングガスと、供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせるので、たとえ処理室内と供給部とに異なる種類の堆積物が付着したとしても、良好に短時間で処理室内及び供給部内のクリーニングを行うことができ、供給部の劣化の進行を抑制することができる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置における処理炉の概略構成図を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段の概略構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態の変形例に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段の概略構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段におけるクリーニングガス及び不活性ガス供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置のガス供給手段の概略構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１乃至第４の実施形態に係る基板処理装置に用いられるノズルの第１の変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１乃至第４の実施形態に係る基板処理装置に用いられるノズルの第２の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１００    基板処理装置
２００    ウエハ
２０１    処理室
２０６    ヒータ
２２５    ガス供給手段
２３０    ノズル
２３１    排気ライン
２７０    成膜ガスノズル
２７２    ガスノズル
２７４    成膜ガス供給ライン
２７６ａ  第１クリーニングガス供給ライン
２７６ｂ  第２クリーニングガス供給ライン
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔第１の実施形態〕
以下に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置１００の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。【００１４】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱機構（加熱部）としての後述する処理室２０１内を加熱するヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。【００１５】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ２）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、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整列した状態で収容可能に構成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。【００１６】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端及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は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。尚、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５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２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。【００１７】
ガス供給手段２２５は、その一部が処理室内２０１内に配置され、マニホールド２０９を貫通するようにマニホールド２０９に接続された複数のノズル２３０と、該複数のノズル２３０に接続されたガス供給管２３２とを有する。ガス供給管２３２のノズル２３０との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して成膜ガス供給源や不活性ガス供給源（図２を用いて後述）が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。【００１８】
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気ライン２３１が設けられている。排気ライン２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気ライン２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５及び圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２及び圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。【００１９】
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なっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、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が設けられる。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、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、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備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おり、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。【００２０】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。尚ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。【００２１】
プロセスチューブ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。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、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２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。【００２２】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。【００２３】
次に、上記構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、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２４０により制御される。【００２４】
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート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に搬入（ボートローディング）される（ウエハ搬入工程）。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。【００２５】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。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に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６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２０６への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。【００２６】
次いで、成膜ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御された成膜ガスは、ガス供給管２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入（供給）される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気ライン２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が形成（堆積）される（薄膜形成工程）。【００２７】
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。【００２８】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、薄膜成形後のウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端から処理室２０１内より搬出（ボートアンローディング）される（ウエハ搬出工程）。その後、処理済ウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。また必要に応じて、後述するように処理室２０１内にノズル２３０よりクリーニングガスを供給してノズル２３０内壁及び処理室２０１内をクリーニングする（クリーニング工程）。【００２９】
尚、一例まで、本実施の形態の処理炉にてウエハを処理する際の処理条件としては、例えば、Ｓｉ３Ｎ４膜（シリコン窒化膜）の成膜においては、処理温度：４００〜８００℃、処理圧力：１〜５０Ｔｏｒｒ（１３３〜６６６５Ｐａ）、第１成膜ガス：ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス、第２成膜ガス：ＮＨ３ガス、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給流量：０．０２〜０．３０ｓｌｍ、ＮＨ３ガス供給流量：０．１〜２．０ｓｌｍが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウエハ２００に処理がなされる。なお、この場合、例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスは、ウエハ配列領域よりも上流側に設けられた１つのノズルと、ウエハ配列領域まで立ち上がった長さの異なる複数のノズルから供給され、ＮＨ３ガスは、ウエハ配列領域よりも上流側に設けられた他の１つのノズルから供給される。【００３０】
図２に本発明の基板処理装置１００におけるガス供給手段２２５の詳細が示されている。上述したようにガス供給手段２２５は、ノズル２３０と該ノズル２３０に接続されたガス供給管２３２とを有する。ノズル２３０は、処理室２０１内に薄膜を形成するための成膜ガスを導入するための成膜ガスノズル２７０と該成膜ガスノズル２７０とは異なるガスノズル２７２とから構成されている。成膜ガスノズル２７０は、略Ｌ字状に形成された（Ｌ字型ノズルである）例えば３本の第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃと、略Ｉ字状に形成された（ストレートノズルである）例えば１本の第１成膜ガスノズル２７０ｄと、例えば１本の第２成膜ガスノズル２７０ｅとから構成されている。ガスノズル２７２は、略Ｉ字状に形成され（ストレートノズルであり）例えば１本で構成されている。【００３１】
第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのガス噴出口２７１ａ、２７１ｂ及び２７１ｃは、ウエハ２００が水平姿勢で間隔をもって多段に配列されるウエハ配列領域内に鉛直方向にずれるように上向きに配置されている。また、第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０ｅ、及びガスノズル２７２のガス噴出口２７１ｄ、２７１ｅ、及び２７３は、ウエハ２００の配列領域外であって、ウエハ配列領域よりも上流側の処理室２０１の底部近傍に横向きに配置されている。これらのノズルは、ノズルの長さから、２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃをロングノズル、２７０ｄ、２７０ｅ、２７２をショートノズルともいう。【００３２】
このように、この実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０ｅのガス噴出口２７１ｄ、２７１eが、処理室２０１の底部近傍に配置されているとともに、それよりも下流側に第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのガス噴出口２７１ａ、２７１ｂ、２７１ｃが鉛直方向にずれるように配置されているため、例えば、処理室２０１の底部近傍だけに設けられたガス噴出孔から成膜ガスを供給する構成を用いる場合等と比較して、処理室２０１内に成膜ガスを均一に供給することができ、ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚を均一にすることができる。【００３３】
例えば、処理室２０１の底部近傍だけに設けられたガス噴出孔から成膜ガスを供給する構成を用いる場合は、成膜ガスが上流側である底部近傍から下流側である処理室２０１内における上方に向かう過程において、成膜ガスの分解や副生成ガスの発生が生じるため、成膜ガスの濃度が下流に向かうにしたがって低下してしまう。そして、成膜ガスの濃度が下流に向かうにしがって低下することで、ウエハ２００が配置される位置に応じて、すなわち、上流側である下部領域と、下流側である上部領域とでウエハ２００に形成される薄膜の膜厚に差異が生じてしまう。【００３４】
これに対して、この実施形態では、上述のように第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０ｅのガス噴出口２７１ｄ、２７１ｅを、処理室２０１の底部近傍に配置するとともに、それよりも下流側に第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのガス噴出口２７１ａ、２７１ｂ及び２７１ｃを、上下方向にずれるように配置することで、成膜ガスの濃度を上下方向で均一とすることができ、それぞれのウエハ２００に形成される薄膜の膜厚に差異が生じにくくすることができる。【００３５】
この点、処理室２０１の底部近傍だけに設けられたガス噴出孔から成膜ガスを供給する構成であっても、処理室２０１内に温度勾配を設けて、成膜ガスの濃度の低下を、温度、すなわち成膜ガスの分解率の調整によって補うこともできる。すなわち、第１成膜ガスの濃度が、上流側である下方から下流側である上方に向かって低くなることに応じて、処理室内２０１内の温度を下方から上方に向かって高くすることで、ウエハ２００に形成される膜の膜厚を、上下方向において均一にすることができる。このように、処理室２０１内に温度勾配を設けることで膜厚を調整するのが、Ｓｉ３Ｎ４膜等の成膜における従来の一般的な膜厚調整方法だった。【００３６】
しかしながら、処理室２０１内の温度分布を調整することで、複数のウエハ２００間での膜厚の均一性を向上させることはできるものの、処理室２０１内の上下方向における位置で加熱温度が異なることから、上下方向におけるウエハ２００が配置された位置に応じて薄膜の膜質が変わり、薄膜の物性、例えば薄膜の屈折率やエッチングレートに差異が生じてしまう。この現象は、従来はそれほど問題とはならなかったものの、微細化が進むにつれて問題となるようになってきた。【００３７】
そこで、本実施形態では、処理室２０１内の上下方向に温度勾配を設けずに成膜を行うことで、複数のウエハ２００間での膜質を均一にするとともに、先述のように、ガス噴出口２７１ｄ、２７１ｅを処理室２０１底部近傍に配置するとともに、それより下流側にガス噴出口２７１ａ、２７１ｂ及び２７１ｃを、上下方向にずらして配置して、成膜ガスの濃度の上下方向での均一性を保つことで、複数のウエハ２００間での薄膜の膜厚を均一にするようにしている。【００３８】
以上のように、第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０ｅのガス噴出口２７１ｄ、２７１ｅを処理室２０１の底部近傍に配置することに加えて、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのガス噴出口２７１ａ、２７１ｂ及び２７１ｃを、ウエハ配列領域内の上下方向にずらして配置することで、ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚及び膜質は均一となるものの、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃをヒータ２０６に対向する位置に配置する必要が生じる。そのため、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃがヒータ２０６により反応管２０３と同様に加熱され、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内で第１成膜ガスの一部が熱分解し、熱ＣＶＤ反応により、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に堆積物が付着してしまうことがある。【００３９】
そして、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に、この堆積物が堆積して付着することで、付着した堆積物にひび割れが生じたり、さらには剥離が生じたりすることで、成膜中のウエハ２００に異物が吹き付けられる等の弊害を引き起こすことが危惧される。【００４０】
ここで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着する堆積物について説明する。例えば、非晶質（アモルファス）或いは多結晶構造のシリコン（Ｓｉ）薄膜を形成するために、第１成膜ガスとしてＳｉＨ４を用いた場合、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内でＳｉＨ４が加熱されて、熱分解し、熱ＣＶＤ反応によって第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＳｉ薄膜が堆積物として付着する。このＳｉ薄膜からなる堆積物は、処理室２０１内に付着する堆積物と同じ化学組成となる。このため、堆積物を除去する工程においては、処理室２０１内と、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内とに共通して付着する一種類の堆積物の除去を考慮すれば良い。【００４１】
これに対して、Ｓｉ３Ｎ４（窒化シリコン）の薄膜を形成しようとした場合、処理室２０１内に付着する堆積物は、処理室２０１内に第１成膜ガスとしてのＳｉＣｌ２Ｈ２と、第２成膜ガスとしてのＮＨ３とを混合したガスが流れることから、これらのガスの熱ＣＶＤ反応により生成されるＳｉ３Ｎ４薄膜が主である。一方、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着する堆積物は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に、第１成膜ガスとしてのＳｉＣｌ２Ｈ２が単独で流れることから、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内においてＳｉＣｌ２Ｈ２の熱ＣＶＤ反応に伴いＳｉ薄膜が堆積物として付着する。このように、処理室２０１内と、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内とに、それぞれ異なる種類、すなわち、異なる化学組成の堆積物が付着する。このため、堆積物を除去するためには、これらの２種類の異なる化学組成からなる堆積物の除去を考慮する必要がある。【００４２】
また、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着した堆積物を除去するために、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にクリーニングガスを供給する場合、例えば、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃが反応管２０３と同じ石英部材だとしても、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃは、反応管２０３と比較して厚さが薄いため、クリーニングガスに曝されることにより腐食ダメージを受け、劣化が生じやすい。このため、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着した堆積物をクリーニングガスを用いてクリーニングしようとする場合、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃが破損しやすいとの問題が生じてしまう。【００４３】
そこで、この実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内と処理室２０１内とに付着する堆積物の種類、すなわち、化学組成が異なる場合であっても、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内及び処理室２０１内に付着する付着物の除去を良好に行うことができるとともに、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの破損が生じにくくすることがきるように、ガス供給手段２２５（ガス供給管２３２）の構成に独自の工夫を施すとともに、このガス供給手段２２５（ガス供給管２３２）を用いてクリーニングガスを供給することによってなされる第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ及び処理室２０１内のクリーニング方法に独自の工夫を施している。以下、ガス供給手段２２５のうち、ガス供給管２３２の具体的な構成と、ガス供給管２３２を用いた具体的なクリーニング方法について説明する。【００４４】
以下で具体的な構成を示すガス供給管２３２と、ガス供給管２３２を用いたクリーニング方法においては、除去しようとする堆積物の種類に応じて、クリーニング条件の設定がなされる。具体的には、クリーニングガスの供給流量、クリーニングガスの濃度、クリーニングガスの種類等が堆積物の種類に応じて定められる。例えば、堆積物との反応性の相性を考慮してクリーニングガスの種類の選択がなされる。また、例えば、２種類の堆積物のエッチング速度の差異を考慮して、必要に応じてクリーニングガスが不活性ガスで希釈される。以下、具体的に説明する。【００４５】
図２に示すように、ガス供給管２３２は、成膜ガス供給ライン２７４、クリーニングガス供給ライン２７６及び不活性ガス供給ライン２８０から構成されている。成膜ガス供給ライン２７４は、上流側が成膜ガスの供給源に接続され、下流側がマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１及び複数のエアバルブ２７８を介して複数の成膜ガスノズル２７０に接続されている。【００４６】
より具体的には、第１成膜ガス供給ライン２７４ａは、上流側が第１成膜ガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２）の供給源に接続され、下流側がＭＦＣ２４１ａ、エアバルブ２７８ａ及びエアバルブ２７８ｂを介して第１成膜ガスノズル２７０ａに接続されている。
また、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂは、上流側が第１成膜ガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２）の供給源に接続され、下流側がＭＦＣ２４１ｂ、エアバルブ２７８ｃ及びエアバルブ２７８ｄを介して第１成膜ガスノズル２７０ｂに接続されている。
また、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃは、上流側が第１成膜ガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２）の供給源に接続され、下流側がＭＦＣ２４１ｃ、エアバルブ２７８ｅ及びエアバルブ２７８ｆを介して第１成膜ガスノズル２７０ｃに接続されている。
さらに、第１成膜ガス供給ライン２７４ｄは、上流側が第１成膜ガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２）の供給源に接続され、下流側がＭＦＣ２４１ｄ、エアバルブ２７８ｇ及びエアバルブ２７８ｈを介して第１成膜ガスノズル２７０ｄに接続されている。【００４７】
また、第２成膜ガス供給ライン２７４ｅは、上流側が第２成膜ガス（例えば、ＮＨ３）の供給源に接続され、下流側が、ＭＦＣ２４１ｋ、エアバルブ２７８ｚ１、及びエアバルブ２７８ｚ２を介して第２成膜ガスノズル２７０ｅに接続されている。このように、成膜ガス供給ライン２７４は、複数の第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ及び２７０ｄより処理室２０１内に第１成膜ガス（例えばＳｉＨ２Ｃｌ２）を供給するようになっており、１つの第２成膜ガスノズル２７０ｅより処理室２０１内に第２成膜ガス（例えば、ＮＨ３）を供給するようになっている。【００４８】
クリーニングガス供給ライン２７６は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａと第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂとからなり、上流側がクリーニングガスの供給源に接続され、下流側がマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１及び複数のエアバルブ２７８を介してノズル２３０等に接続されている。【００４９】
より具体的には、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａは、上流側が第１クリーニングガスとしての例えばＮＦ３の供給源に接続され、一方の下流側がエアバルブ２７８ｉ、２７８ｊ及びＭＦＣ２４１ｅを介して第１成膜ガスノズル２７０ｄに接続されている。また、他方の下流側がエアバルブ２７８ｋ、２７８ｌ、２７８ｍ、２７８ｎ及びＭＦＣ２４１ｊを介して第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃに接続されている。
また、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂは、上流側が第２クリーニングガスとしての例えばＦ２の供給源に接続され、一方の下流側がエアバルブ２７８ｏ、２７８ｐ及びＭＦＣ２４１ｆを介してガスノズル２７２に接続され、他方の下流側がエアバルブ２７８ｑ、２７８ｒ及びＭＦＣ２４１ｉを介して第１成膜ガス供給ライン２７４ａ又は第１成膜ガスノズル２７０ａに接続されている。【００５０】
尚、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂの他方の下流側は、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂ又は第１成膜ガスノズル２７０ｂに接続されるようにしても良いし、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃ又は第１成膜ガスノズル２７０ｃに接続されるようにしてもよい。また、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂの他方の下流側は、３つの第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、及び２７４ｃの全て、又は３つの第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、及び２７０ｃの全てに接続されるようにしても良い。【００５１】
クリーニングガスとして、三フッ化窒素（ＮＦ３）、フッ素（Ｆ２）に替えて、例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、フッ素（Ｆ２）とフッ化水素（ＨＦ）との混合ガス（Ｆ２＋ＨＦ）、及びこれら４種のガスと窒素（Ｎ２）との混合ガスなどを用いても良い。【００５２】
不活性ガス供給ライン２８０は、上流側が不活性ガス（例えばＮ２）の供給源に接続され、一方の下流側がエアバルブ２７８ｓ、２７８ｔ、２７８ｕ２、２７８ｕ、及びＭＦＣ２４１ｇを介して、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂ、第２成膜ガス供給ライン２７４ｅ、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに接続され、他方の下流側がエアバルブ２７８ｖ、２７８ｗ、２７８ｘ、２７８ｙ及びＭＦＣ２４１ｈを介して複数の第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ及び２７４ｃに接続されている。【００５３】
次に上述したクリーニング工程におけるクリーニングガスの供給方法の一例を図２及び３に基づいて説明する。
上述した薄膜成形工程により、成膜ガスノズル２７０内壁と処理室２０１内とには、それぞれ異なる物質が堆積する。例えば成膜ガスノズル２７０内壁には、Ｓｉ膜が堆積し、処理室２０１内には、Ｓｉ３Ｎ４膜が堆積する。
具体的には、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、２７０ｄより第１成膜ガスとして、ＳｉＨ２Ｃｌ２を、第２成膜ガスノズル２７０ｅより第２成膜ガスとしてＮＨ３を供給した場合、成膜ガスノズル２７０のうち、ヒータ２０６と対向する領域に配置された第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＳｉ膜が堆積し、処理室２０１内にＳｉ３Ｎ４膜が堆積する。尚、第１成膜ガスノズル２７０ｄからもＳｉＨ２Ｃｌ２を供給するが、第１成膜ガスノズル２７０ｄはヒータ２０６と対向する位置にないため、第１成膜ガスノズル２７０ｄ内ではＳｉＨ２Ｃｌ２は分解せず、第１成膜ガスノズル２７０ｄ内にＳｉ膜は堆積しない。
また、第２成膜ガスノズル２７０ｅからは、ＮＨ３を供給しており、第２成膜ガスノズル２７０ｅ内に、ＳｉＨ２Ｃｌ２が入ることはなく、仮に侵入したとしても、第２成膜ガスノズル２７０ｅはヒータ２０６と対向する位置にないため、第２成膜ガスノズル２７０ｅ内に膜が堆積することはない。【００５４】
また、処理室２０１内壁の面積の方が、成膜ガスノズル２７０内壁の面積よりも大きいため、処理室２０１内壁に付着する堆積物の量の方が、ガスノズル２７０内壁に付着する堆積物の量よりも多い。また、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内壁に付着する堆積物の量は、ノズルが長いほど多いことから、第１成膜ガスノズル２７０ａで最も多く、第２成膜ガスノズル２７０ｂで次に多く、第３成膜ガスノズル２７０ｃで最も少なくなっている。また、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの内壁においては、ノズルの上流側ほど、付着する堆積物の量が多くなっている。以下、このように、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＳｉ膜が、処理室２０１内にＳｉ３Ｎ４膜が堆積した場合におけるクリーニングガスの供給方法の一例を、図２、図３を参照しつつ説明する。【００５５】
まず初めに（図３の時間軸ｔ０において）、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ａ及びガスノズル２７２より第２クリーニングガスの処理室２０１内への供給を開始する。【００５６】
より具体的には、一方においてコントローラ２４０は、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｑ及びエアバルブ２７８ｒを開放し、ＭＦＣ２４１ｉにおいて第２クリーニングガスの供給流量が例えば２ｓｌｍ程度となるよう流量調整する。すなわち、コントローラ２４０は、所定の流量に調整した第２クリーニングガスとしてのＦ２を第１成膜ガスノズル２７０ａを介して処理室２０１内に供給する。これにより、第１成膜ガスノズル２７０ａ内壁に堆積したＳｉ膜がＦ２により除去される。
尚、不活性ガス供給ライン２８０のエアバルブ２７８ｖ及びエアバルブ２７８ｗを開放し、所定の流量に調整した第２クリーニングガスとしてのＦ２とＮ２との混合ガス（Ｆ２＋Ｎ２）を成膜ガスノズル２７０ａを介して処理室２０１内に供給するようにしてもよい。【００５７】
他方においてコントローラ２４０は、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｏ及び２７８ｐを開放し、ＭＦＣ２４１ｆにおいて第２クリーニングガスの供給流量が例えば２ｓｌｍ程度となるよう流量調整するとともに、不活性ガス供給ライン２８０のエアバルブ２７８ｓ及びエアバルブ２７８ｔを開放し、ＭＦＣ２４１ｇにおいて例えば不活性ガスの供給流量が２ｓｌｍ程度となるよう流量調整する。すなわち、コントローラ２４０は、第２クリーニングガスとして所定の流量に調整したＦ２とＮ２との混合ガス（Ｆ２＋Ｎ２）をガスノズル２７２を介して処理室２０１内に供給する。これにより、処理室２０１内に堆積したＳｉ３Ｎ４膜が混合ガス（Ｆ２＋Ｎ２）により除去される。
このとき、コントローラ２４０は、エアバルブ２７８ｖ、エアバルブ２７８ｘ、及び２７８ｙを開放し、第１成膜ガスノズル２７０ｂ、２７０ｃ内にＮ２を供給する。【００５８】
尚、コントローラ２４０は、エアバルブ２７８ｓ、２７８ｕ、２７８ｕ２を開放して、成膜ガスノズル２７０ｄ、２７０ｅ内に、Ｎ２をクリーニング中の常時、供給する。これにより、ガスノズル２７０ｄ、２７０ｅ内に第１及び第２クリーニングガスが侵入することを防止している。なお、上述のように、成膜ガスノズル２７０ｄ、２７０ｅ内には堆積物が付着しない。このため、成膜ガスノズル２７０ｄ、２７０ｅ内には、クリーニングガスを流す必要がない。【００５９】
次に、所定時間経過後（図３の時間軸ｔ１において）、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ｂより第１クリーニングガスの処理室２０１内への供給を開始する。より具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｋ及び２７８ｍと第１成膜ガス供給ライン２７４ｂに設けられたエアバルブ２７８ｄとを開放し、ＭＦＣ２４１ｊにおいて第１クリーニングガスの供給流量が例えば０．５ｓｌｍとなるよう流量調整する。すなわち、コントローラ２４０は、所定の流量に調整した第１クリーニングガスとしてのＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ｂを介して処理室２０１内に供給する。これにより、第１成膜ガスノズル２７０ｂ内壁に堆積したＳｉ膜がＮＦ３により除去される。尚、このとき、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ｂへのＮ２の供給を停止する一方で、第１成膜ガスノズル２７０ｃへのＮ２の供給を維持する。【００６０】
さらに所定時間経過後（図３の時間軸ｔ２において）、コントローラ２４０は、第１成膜ノズル２７０ｃより第１クリーニングガスの処理室２０１内への供給を開始する。より具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｎと第１成膜ガス供給ライン２７４ｃに設けられたエアバルブ２７８ｆとを開放し、所定の流量に調整した第１クリーニングガスとしてのＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ｃを介して処理室２０１内に供給する。これにより、第１成膜ガスノズル２７０ｃ内壁に堆積したＳｉ膜がＮＦ３により除去される。【００６１】
さらに所定時間経過後（図３の時間軸ｔ３において）、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃより不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。より具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｋを遮断するとともに不活性ガス供給ライン２８０に設けられたエアバルブ２７８ｘ及びエアバルブ２７８ｙを開放し、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｑを遮断するとともに、不活性ガス供給ライン２８０に設けられたエアバルブ２７８ｗを開放する。すなわち、コントローラ２４０は、所定の流量に調整したＮ２のみを第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃを介して処理室２０１内に供給する。これにより、Ｆ２及びＮＦ３ガス残存による第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃのオーバーエッチングを防止することができる。【００６２】
さらに所定時間経過後（図３の時間軸ｔ４において）、コントローラ２４０は、ガスノズル２７２より不活性ガスの処理室２０１内への供給を開始する。より具体的には、コントローラ２４０は、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｏを遮断し、所定の流量に調整したＮ２のみをガスノズル２７２を介して処理室２０１内に供給する。【００６３】
以上のように、この実施形態においては、ガス供給手段２２５は、複数の成膜ガスノズル２７０から複数のクリーニングガスを供給するようになっている。例えば、第１クリーニングガスとしてのＮＦ３を供給することが可能な第１成膜ガスノズル２７０ａ〜２７０ｄのうち少なくも１つの第１成膜ガスノズルからは、第２クリーニングガスとしてのＦ２をも供給することができるように構成されている。【００６４】
また、以上のように、この実施形態においては、ガス供給手段２２５は、付着する堆積物の量が多い処理室２０１内にガスノズル２７２を介して供給するクリーニングガスと、付着する堆積物の量が少ない第１成膜ガスノズル２７０ｂ、２７０ｃ内に供給するクリーニングガスの種類を変えることで、処理室２０１内および第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内の堆積物を良好に除去しつつ、第１成膜ガスノズル２７０ｂ、２７０ｃにオーバーエッチングによる劣化が生じにくいようにしている。【００６５】
また、以上のように、この実施形態においては、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのうち、付着する堆積物の量が最も多い第１成膜ガスノズル２７０ａ内に供給するクリーニングガスと、他の成膜ガスノズル２７０ｂ、２７０ｃ内に供給するクリーニングガスの種類を変えることで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの内壁に付着した堆積物の除去を良好に行いつつ、第１成膜ガスノズル２７０ｂ、２７０ｃにオーバーエッチングによる劣化が生じにくいようにしている。【００６６】
また、上述したように、この実施形態においては、ガス供給手段２２５は、複数の成膜ガスノズル２７０にクリーニングガスを供給する時間を、それぞれの成膜ガスノズル２７０に堆積した堆積物の量に応じて定めている。すなわち、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの中で、最も堆積物の堆積する量が多い第１成膜ガスノズル２７０ａ内にクリーニングガスを供給する時間を最も長くし、堆積する堆積物の量が次に多い第１成膜ガスノズル２７０ｂ内にクリーニングガスを供給する時間を次に長く、堆積する堆積物の量が最も少ない第１成膜ガスノズル２７０ｃ内にクリーニングガスを供給する時間を最も短くしている。このため、それぞれの第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの内壁に付着した堆積物の除去を良好に行いつつ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにオーバーエッチングによる劣化が生じにくいようにしている。【００６７】
また、上述したように、この実施形態では、ガス供給手段２２５は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにクリーニングガスを供給する時間を、クリーニングガスの供給を終了するタイミングを第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃで同じとする一方で、クリーニングガスの供給を開始するタイミングを変えることで調整している。なお、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのそれぞれのクリーニングの終点は合わせているが、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのクリーニングの終点と、処理室２０１内のクリーニングの終点とは合わせていない。【００６８】
尚、成膜ガスノズル２７０内壁に堆積した堆積物及び処理室２０１内に堆積した堆積物の種類、堆積量等に応じて、第１成膜ガスノズル２７０ａ〜２７０ｄに、Ｆ２、ＣｌＦ３、Ｆ２とＨＦとの混合ガス（Ｆ２＋ＨＦ）及びこれらのガスとＮ２との混合ガスを供給し、ガスノズル２７２にＮ２を供給するようにしてもよい。また、第１成膜ガスノズル２７０ａ〜２７０ｄ及びガスノズル２７２に同一のクリーニングガス種を供給し、それぞれのノズルに供給するクリーニングガスの希釈率（Ｎ２の混合率）をノズル毎に独立に調整するようにしてもよい。このように、それぞれの堆積物の種類及び堆積量に応じて、最適な条件でそれぞれ異なるクリーニングガスを独立して供給することができる。【００６９】
以上のように、本実施形態に係る基板処理装置１００によれば、成膜ガスノズル２７０内と処理室２０１内とにそれぞれ異なるクリーニングガスを独立して供給することができる。したがって、成膜ガスノズル２７０内壁と処理室２０１内とで堆積物の種類が異なる場合においても、それぞれの堆積物の種類に適した条件でクリーニングガスを供給することができ、オーバーエッチングを防止しつつ良好な堆積物の除去がなされ、また、それぞれの堆積物の除去が加速され、クリーニング工程にかかる時間を短縮することができる。【００７０】
また、複数の成膜ガスノズル２７０において各成膜ガスノズル２７０内壁の堆積物の堆積量が異なる場合においても、それぞれの堆積物の堆積量に適した条件で独立してクリーニングガスを供給することができるので、成膜ガスノズル２７０内における最適なクリーニングを行うことができる。具体的には、各成膜ガスノズル２７０に供給するクリーニングガスのガス種（ＮＦ３、Ｆ２、ＣｌＦ３、Ｆ２とＨＦとの混合ガス（Ｆ２＋ＨＦ）及びこれら４種のガスとＮ２との混合ガスなど）やクリーニングガスの供給時間（例えば図３のガス供給開始時間ｔ０、ｔ１、ｔ２及びｔ３）を成膜ガスノズル２７０毎に設定することで、それぞれの堆積物の除去が加速され、クリーニング工程にかかる時間を短縮することができる。【００７１】
また、本実施形態に係る基板処理装置１００によれば、成膜ガスノズル２７０を取り外したり、交換したりすることなく自動でクリーニングを行うことができる。よって装置の稼働率を向上させることができる。【００７２】
図４には、本発明の第１の実施形態の変形例におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。先述の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａにＦ２の供給がなされ、第１成膜ガスノズル２７０ｂ及び２７０ｃにＮＦ３の供給がなされ、ガスノズル２７２にＦ２とＮ２との混合ガス（Ｆ２＋Ｎ２）の供給がなされた。これに対して、この変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃにＮＦ３の供給がなされ、ガスノズル２７２にＦ２の供給がなされる。【００７３】
また、先述の第１の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにクリーニングガスを供給する時間を、クリーニングガスの供給を終了するタイミングを第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃで同じとする一方で、クリーニングガスの供給を開始するタイミングを変えることで調整していた。これに対して、この変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにクリーニングガスを供給する時間を、クリーニングガスの供給を開始するタイミングを同じとする一方で、クリーニングガスの供給を終了するタイミングを変えることで調整している。なお、この変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのそれぞれのクリーニングの終点は合わせておらず、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのクリーニングの終点と、処理室２０１内のクリーニングの終点とも合わせていない。【００７４】
このように、クリーニングガスの供給方法は、上述した実施形態で例として示した供給方法に限ることなく定めることができる。第１の実施形態のクリーニングガス供給方法、又は図４に示す変形例のクリーニングガスの供給方法に替えて、例えば、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃに不活性ガスで希釈したＦ２、すなわちＦ２とＮ２との混合ガス（例えば１０％のＦ２＋９０％のＮ２）を供給し、ガスノズル２７２にＮＦ３（例えば１００％ＮＦ３）を供給するようにしてもよい。【００７５】
〔第２の実施形態〕
以下に本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態で好適に用いられる基板処理装置１００におけるガス供給手段２２５を示す模式図である。尚、第２の実施形態で好適に用いられる処理炉２０２の構成は、先述の第１の実施形態で好適に用いられる処理炉２０２の構成と同じであるので、図示及び説明を省略する。【００７６】
先述の第１の実施形態で用いられるガス供給手段２２５では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０Ｃと、ガス供給ノズル２７２とで、クリーニングガス流量と濃度を別々に調整することはできたが、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎にクリーニングガスの流量、濃度を調整することはできなかった。これに対して、この第２の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎にクリーニングガスの流量、濃度を調整することができるようになっている。
また、先述の第１の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、ＮＦ３と、Ｆ２との複数の種類のクリーニングガスが用いられていたのに対して、この第２の実施形態で用いられるガス供給手段２２５では、１種類のクリーニングガスであるＮＦ３だけが用いられる。【００７７】
先述の第１の実施形態では、クリーニングガス供給ライン２７６は、第１クリーニングガスであるＮＦ３の供給に用いられる第１クリーニングガス供給ライン２７６ａと、第２クリーニングガスであるＦ２の供給に用いられる第２クリーニングガス供給ライン  ２７６ｂとを有していた。これに対して、この第２の実施形態のクリーニングガス供給ライン２７６は、図５に示されるように、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂを有しておらず、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａだけを有し、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａを用いて第１クリーニングガスであるＮＦ３の供給がなされる。【００７８】
また、先述の第１の実施形態では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａは、上流側が第１クリーニングガスとしての例えばＮＦ３の供給源に接続され、一方の下流側がエアバルブ２７８ｉ、２７８ｊ及びＭＦＣ２４１ｅを介して第１成膜ガスノズル２７０ｄに接続されていた。また、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側がエアバルブ２７８ｋを介してＭＦＣ２４１ｊに接続され、ＭＦＣ２４１ｊの下流側が３つのライン２７６ｃ、２７６ｄ、２７６ｅに分岐して、分岐した３つのライン２７６ｃ、２７６ｄ、２７６ｅが、それぞれエアバルブ２７８ｌ、２７８ｍ、２７８ｎを介して、それぞれ第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ及、２７４ｃに接続されていた。すなわち、先述の第１の実施形態では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側は、１つのマスフローコントローラであるＭＦＣ２４１ｊの下流側において３つのラインに分岐していた。【００７９】
これに対して、この第２の実施形態で用いられる第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側は、マスフローコントーラよりも上流側で３つに分岐し、分岐した先に、それぞれ１つずつマスフローコントローラが設けられている。
具体的には、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側の３つに分岐したラインうちの一つのライン２７６ｃには、エアバルブ２７８ｌ２が接続され、エアバルブ２７８ｌ２の下流側にＭＦＣ２４１ｊ１が接続され、ＭＦＣ２４１ｊ１の下流側がエアバルブ２７８ｌを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ａに接続されている。
また、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側の３つに分岐したラインうちの他のライン２７６ｄには、エアバルブ２７８ｍ２が接続され、エアバルブ２７８ｍ２の下流側にＭＦＣ２４１ｊ２が接続され、ＭＦＣ２４１ｊ２の下流側がエアバルブ２７８ｍを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂに接続されている。
また、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの他方の下流側の３つに分岐したラインうちのさらに他のライン２７６ｅには、エアバルブ２７８ｎ２が接続され、エアバルブ２７８ｎ２の下流側にＭＦＣ２４１ｊ３が接続され、ＭＦＣ２４１ｊ３の下流側がエアバルブ２７８ｎを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃに接続されている。【００８０】
以上のように、この第２の実施形態においては、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａから分岐した３つのライン２７６ｃ、２７６ｄ、２７６ｅより、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃを介して、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給するクリーニングガスの流量を調整するＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３が設けられているため、コントローラ２４０を用いてＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３を、それぞれ独立に制御することで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給するクリーニングガスの流量をぞれぞれ独立して調整することができ、又、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給するクリーニングガスの濃度をそれぞれ独立して調整することができる。尚、第１の実施形態と同一部分については、図５に同一番号を付して説明を省略する。【００８１】
図６には、第２の実施形態におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。
初めに（図６の時間軸ｔ０において）、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２よりクリーニングガスの処理室２０１内への供給を開始する。【００８２】
具体的には、時間軸ｔ０において、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｉ及び２７８ｊを開放し、ＭＦＣ２４１ｅにて流量を調整しながら、１００％の濃度のＮＦ３を、クリーニングガスとしてガスノズル２７２を介して処理室２０１内に供給する。【００８３】
また、時間軸ｔ０において、コントローラ２４０は、不活性ガス供給ライン２８０に設けられたエアバルブ２７８ｖ、２７８ｗ、２７８ｘ、２７８ｙを開放して、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃを介して、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にガスＮ２を供給するとともに、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａより分岐したライン２７６ｃ、２７６ｄ、２７６ｅに設けられたエアバルブ２７８ｌ、２７８ｌ２、２７８ｍ、２７８ｍ２、２７８ｌｎ、及び２７８ｎ２を開放し、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃを介して、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＮＦ３を供給する。すなわち、コントローラ２４０は、クリーニングガスとしてガスＮ２で希釈されたＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給する。【００８４】
Ｎ２で希釈されたＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給する際に、コントーラ２４０は、ＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３を制御することで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給されるＮＦ３の流量を調整し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給されるＮＦ３ガスの濃度を、それぞれ８０％、６０％、４０％になるように制御する。【００８５】
そして、所定時間経過後（図６の時間軸ｔ１において）、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａから、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内へのＮＦ３の供給を停止させ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃへＮ２だけが供給されるように、ガス供給手段２２５を制御する。具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａから分岐したライン２７６ｃ、２７６ｄ、２７６ｅに設けられたエアバルブ２７８ｌ、２７８ｌ２、２７８ｍ、２７８ｍ２、２７８ｌｎ、及び２７８ｎ２を遮断する。【００８６】
また、図６の時間軸ｔ１において、コントローラ２４０は、ガスノズル２７２へのＮＦ３の供給を停止するとともに、ガスノズル２７２へのＮ２の供給を開始する。具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｉ、２７８ｊを遮断するとともに、不活性ガス供給ライン２８０に設けられたエアバルブ２７８ｓ、２７８ｔを開放する。【００８７】
上述したように、この第２の実施形態に用いられるガス供給手段２２５は、付着する堆積物の量が第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内よりも多い処理室２０１内へガスノズル２７２を介して供給されるクリーニングガスの濃度を、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内へ供給するクリーニングガスの濃度より高くすることで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのオーバーエッチングを防止しつつ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内、及び処理室２０１内での堆積物の除去が良好になされるようにしている。【００８８】
また、この第２の実施形態に用いられるガス供給手段２２５は、複数の成膜ガスノズル２７０内に供給するクリーニングガスの濃度を、それぞれの成膜ガスノズル２７０内に堆積した堆積物の量に応じて定めている。すなわち、成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの中で、最も堆積物の堆積する量が多い成膜ガスノズル２７０ａ内に供給するクリーニングガスの濃度を最も高くし、堆積する堆積物の量が次に多い成膜ガスノズル２７０ｂ内に供給するクリーニングガスの濃度を次に高くしている。そして、堆積する堆積物の量が最も少ない成膜ガスノズル２７０ｃ内に供給するクリーニングガスの濃度を最も低くしている。そして、これにより第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのオーバーエッチングを防止しつつ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内からの堆積物の除去が良好になされるようにしている。なお、第２実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内の、それぞれのクリーニング終点を合わせるとともに、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内のクリーニング終点と、処理室２０１内のクリーニング終点とを合わせている。【００８９】
図７には、本発明の第２の実施形態の第１の変形例におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。先述の第２の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるクリーニングガスとしてのＮＦ３の濃度が、それぞれ異なるようにＮＦ３の供給がなされた。これに対して、この第１の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＮＦ３の流量が、それぞれ異なり、第１成膜ガスノズル２７０ａには、０．２ｓｌｍのＮＦ３が、第１成膜ガスノズル２７０ｂには、０．１ｓｌｍのＮＦ３が、第１成膜ガスノズル２７０ｃには、０．０５ｓｌｍのＮＦ３が、そして、ガスノズル２７２には、０．５ｓｌｍのクリーニングガスＮＦ３が供給される。
第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＮＦ３の流量の調整は、コントローラ２４０が、ＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３、及びＭＦＣ２４１ｅを制御することによってなされる。第１の変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られる。【００９０】
図８には、本発明の第２の実施形態の第２の変形例におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。先述の第２実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２にクリーニングガスとしてＮＦ３が供給された。これに対して、この第２の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２にクリーニングガスとしてＦ２の供給がなされる。すなわち、先述の第２の実施形態では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの上流側がＮＦ３の供給源に接続されていたのに対して、この第２の変形例では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの上流側がＦ２）の供給源に接続されている。【００９１】
また、先述の第２の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＮＦ３の濃度が、それぞれ異なるようにＮＦ３の供給がなされた。これに対して、この第２の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給されるＦ２の濃度が全て５％と同じであり、ガスノズル２７２を介して処理室２０１に供給されるＦ２の濃度が２５％となるようにＦ２の供給がなされる。【００９２】
第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＦ２の濃度の調整は、先述の第２の実施形態と同様に、コントローラ２４０が、ＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３、及びＭＦＣ２４１ｅを制御することによってなされる。
第２の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に流すＦ２の濃度を全体的に小さくすることで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのオーバーエッチングを防止しつつ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、および処理室２０１内での堆積物の除去が良好になされるようにしている。【００９３】
図９には、本発明の第２の実施形態の第３の変形例におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。先述の第２実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２にクリーニングガスとしてＮＦ３が供給された。これに対して、この第３の変形例では、第２の変形例と同様に第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２にクリーニングガスとしてＦ２の供給がなされる。すなわち、先述の第２の実施形態では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの上流側がＮＦ３の供給源に接続されていたのに対して、この第３の変形例では、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの上流側がＦ２の供給源に接続されている。【００９４】
また、先述の第２の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＮＦ３の濃度が、それぞれ異なるようにＮＦ３の供給がなされた。これに対して、この第３の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給されるＦ２の流量が全て０．０５ｓｌｍと同じであり、ガスノズル２７２を介して処理室２０１に供給されるＦ２の流量が２．５ｓｌｍとなるようにＦ２の供給がなされる。【００９５】
第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、及びガスノズル２７２に供給されるＦ２の流量の調整は、コントローラ２４０が、ＭＦＣ２４１ｊ１、ＭＦＣ２４１ｊ２、ＭＦＣ２４１ｊ３、及びＭＦＣ２４１ｅを制御することによってなされる。
第３の変形例では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に流すＦ２の流量を全体的に小さくすることで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのオーバーエッチングを防止しつつ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内、および処理室２０１内での堆積物の除去が良好になされるようにしている。【００９６】
〔第３の実施形態〕
以下に本発明の第３の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態で好適に用いられる基板処理装置１００のガス供給手段２２５を示す模式図である。尚、第３の実施形態で好適に用いられる処理炉２０２の構成は、前述の第１及び第２の実施形態で用いられる処理炉２０２と同じであるので、図示及び説明を省略する。【００９７】
先述の第１の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎にクリーニングガスを希釈する希釈ガスの流量、希釈率を調整することはできなかった。これに対して、この第３の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎に供給される希釈ガスの流量、希釈率を調整することができるようになっている。
また、先述の第１の実施形態に用いられるガス供給手段２２５は、第２クリーニングガスとして用いられるＦ２を、第１成膜ガス供給ライン２７４a及びガスノズル２７２を介し処理室２０１内に供給することができるように構成されていたが、この第３の実施形態のガス供給手段２２５は、第２クリーニングガスとして用いられるＦ２をガスノズル２７２だけを介し処理室２０１内に供給することができるように構成されている。【００９８】
具体的には、先述の第１の実施形態では、第２クリーニングガスであるＦ２の供給に用いられる第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂは、エアバルブ２７８ｏ、２７８ｐ、及びＭＦＣ２４１ｆを介してガスノズル２７２に接続されるとともに、エアバルブ２７８ｑ、２７８ｒ、及びＭＦＣ２４１ｉを介して第１成膜ガス供給ライン２７４ａに接続されていたのに対して、図１０に示すように、この第３の実施形態では、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂは第１成膜ガス供給ライン２７４ａには接続されておらず、ガスノズル２７２だけに接続されている。【００９９】
また、先述の第１の実施形態では、不活性ガス供給ライン２８０は、上流側がＮ２の供給源に接続され、分岐した下流側のライン一つがエアバルブ２７８ｖを介してＭＦＣ２４１ｈに接続され、ＭＦＣ２４１ｈの下流側が３つのライン２８０ｃ、２８０ｄ、２８０ｅに分岐して、分岐した３つのライン２８０ｃ、２８０ｄ、２８０ｅそれぞれエアバルブ２７８ｗ、２７８ｘ、２７８ｙを介して、それぞれ第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ及、２７４ｃに接続されていた。すなわち、先述の第１の実施形態では、不活性ガス供給ライン２８０の下流側のラインの１つは、１つのマスフローコントローラであるＭＦＣ２４１ｈの下流側において３つのラインに分岐していた。【０１００】
これに対して、この第３の実施形態で用いられる不活性ガス供給ライン２８０の下流側のラインの１つは、３つのラインに分岐した先に、それぞれ１つずつのマスフローコントローラが設けられている。具体的には、図１０に示すように、不活性ガス供給ライン２８０の下流側の３つに分岐したラインの１つのライン２８０ｃには、エアバルブ２７８ｗ２を介してＭＦＣ２４１ｈ１が接続され、ＭＦＣ２４１ｈ１の下流側がエアバルブ２７８ｗを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ａに接続されている。【０１０１】
また、不活性ガス供給ライン２８０の下流側の３つに分岐したラインの他のライン２８０ｄには、エアバルブ２７８ｘ２を介してＭＦＣ２４１ｈ２が接続され、ＭＦＣ２４１ｈ２の下流側がエアバルブ２７８ｘを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂに接続されている。
また、不活性ガス供給ライン２８０の下流側の３つに分岐したラインのさらに他のライン２８０ｅには、エアバルブ２７８ｙ２を介してＭＦＣ２４１ｈ３が接続され、ＭＦＣ２４１ｈ３の下流側がエアバルブ２７８ｙを介して、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃに接続されている。【０１０２】
以上のように、この第３の実施形態においては、不活性ガス供給ライン２８０から分岐した３つのライン２８０ｃ、２８０ｄ、２８０ｅより、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４を介して第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃそれぞれ供給するＮ２の流量を調整するＭＦＣ２４１ｈ１、ＭＦＣ２４１ｈ２、ＭＦＣ２４１ｈ３が設けられているため、コントローラ２４０を用いてＭＦＣ２４１ｈ１、ＭＦＣ２４１ｈ２、ＭＦＣ２４１ｈ３を、それぞれ独立に制御することで、第１成膜ガス供給ノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給する不活性ガス等の希釈ガスの流量やクリーニングガスの希釈率、すなわちクリーニングガスの濃度を独立して調整することができる。尚、第１の実施形態と同一部分については、図１０に同一番号を付して説明を省略する。【０１０３】
図１１には、第３の実施形態におけるクリーニングガスの供給方法が示されている。
初めに（図１１の時間軸ｔ０において）、コントローラ２４０は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内への第１クリーニングガスとしてのＮＦ３の供給を開始し、ガスノズル２７２を介して第２クリーニングガスとしてのＦ２の処理室２０１内への供給を開始する。【０１０４】
具体的には、時間軸ｔ０において、コントローラ２４０は、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｏ及び２７８ｐを開放し、ＭＦＣ２４１ｆにて流量を調整しながら、Ｆ２をガスノズル２７２を介して処理室２０１内に供給する。【０１０５】
また、時間軸ｔ０において、コントローラ２４０は、不活性ガス供給ライン２８０、および、その下流側で分岐した３つのライン２８０ｃ、２８０ｄ、２８０eに設けられたエアバルブ２７８ｖ、２７８ｗ２、２７８ｗ、２７８ｘ２、２７８ｘ、２７８ｙ２、２７８ｙを開放して、ＭＦＣ２４１ｈ１、ＭＦＣ２４１ｈ２、ＭＦＣ２４１ｈ３で流量を調整しながら第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＮ２を供給する。また、時間軸ｔ０において、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｋ、２７８ｌ、２７８ｍ、２７８ｎを開放し、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃを介して、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内にＮＦ３を供給する。すなわち、コントーラ２４０は、Ｎ２で希釈されたＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに供給する。【０１０６】
Ｎ２で希釈されたＮＦ３を第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給する際に、コントローラ２４０は、ＭＦＣ２４１ｈ１、ＭＦＣ２４１ｈ２、ＭＦＣ２４１ｈ３を制御し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給されるＮ２の流量を調整することで、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給されるＮＦ３の濃度を、それぞれ６０％、４０％、２０％になるように制御する。【０１０７】
そして、所定時間経過後（図１１の時間軸ｔ１において）、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａから、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内へのＮＦ３の供給を停止させ、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内へＮ２だけが供給されるように、ガス供給手段２２５を制御する。具体的には、コントローラ２４０は、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａに設けられたエアバルブ２７８ｌ、２７８ｍ、２７８ｎ、及び２７８ｋを遮断する。【０１０８】
また、所定時間経過後（図１１の時間軸ｔ１において）、コントローラ２４０は、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂからガスノズル２７２へのＦ２の供給を停止させ、不活性ガス供給ライン２８０からガスノズル２７２へのＮ２の供給を開始させる。具体的には、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂに設けられたエアバルブ２７８ｏ、２７８ｐを遮断し、不活性ガス供給ライン２８０に設けられた２７８ｓ、２７８ｔを開放する。【０１０９】
以上のように、この実施形態においては、ガス供給手段２２５は、付着する堆積物の量が多い処理室２０１内にガスノズル２７２を介して供給するクリーニングガスと、付着する堆積物の量が少ない第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給するクリーニングガスの種類とを変えることで、処理室２０１、および第１成膜ガス供給ノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内の堆積物を良好に除去しつつ、成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにオーバーエッチングによる劣化が生じにくいようにしている。なお、希釈ガスとしては、Ｎ２のほか、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスや、Ｏ２を用いるようにしても良い。【０１１０】
また、この第３の実施形態に用いられるガス供給手段２２５は、複数の成膜ガスノズル２７０内に供給するクリーニングガスの濃度を、それぞれの成膜ガスノズル２７０内に堆積した堆積物の量に応じて定めている。すなわち、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃの中で、最も堆積物の堆積する量が多い第１成膜ガスノズル２７０ａ内に供給するクリーニングガスの濃度を最も高くし、堆積する堆積物の量が次に多い第１成膜ガスノズル２７０ｂ内に供給するクリーニングガスの濃度を次に高くしている。そして、堆積する堆積物の量が最も少ない第１成膜ガスノズル２７０ｃ内に供給するクリーニングガスの濃度を最も低くしている。また、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給されるクリーニングガス濃度の調整は、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に供給される不活性ガスの流量を調整することによって調整される。【０１１１】
〔第４の実施形態〕
以下に本発明の第４の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１２は、本発明の第４の実施形態に好適に用いられる基板処理装置１００のガス供給手段２２５を示す模式図である。尚、第４の実施形態好適に用いられる処理炉２０２の構成は、前述の第１乃至第３の実施形態で用いられる処理炉２０２と同じであるので、図示及び説明を省略する。【０１１２】
先述の第１の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎に、供給される第１クリーニングガスとしてのＮＦ３の流量及び濃度を調整することはできなかった。これに対して、この第４の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ毎に独立して、供給される第１クリーニングガスとしてのＮＦ３の流量及び濃度を調整することができるようになっている。具体的には、第１クリーニングガス供給ライン２７６ａの第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃと接続される位置の上流側に、それぞれニードルバルブ２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃが設けられていて、ニードルバルブ２９０ａを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ内に供給されるＮＦ３の流量及び濃度を調整することができ、ニードルバルブ２９０ｂを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂ内に供給されるＮＦ３の流量及び濃度を調整することができ、ニードルバルブ２９０ｃを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃに供給されるＮＦ３の流量及び濃度を調整することができるようになっている。【０１１３】
また、先述の第１の実施形態に用いられるガス供給手段２２５では、第２クリーニングガスとしてのＦ２は、ガスノズル２７２より処理室２０１内に供給することができるほか、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃのうち、第１成膜ガスノズル２７０ａ内にも供給することができるようになっていた。これに対して、この第４の実施形態では、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に、流量及び濃度をノズルごとに独立して調整しつつ、第２クリーニングガスとしてのＦ２を供給することができるようになっている。具体的には、第２クリーニングガス供給ライン２７６ｂのＭＦＣ２４１ｉの下流側が３つのライン２７６ｆ、２７６ｇ、２７６ｈに分岐していて、分岐した３つのライン２７６ｆ、２７６ｇ、２７６ｈのそれぞれがニードルバルブ２９０ｄ、２９０ｅ、２９０ｆを介してそれぞれ第１成膜ガス供給ライン２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃに接続されている。このため、ニードルバルブ２９０ｄを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ａ内に供給されるＦ２の流量及び濃度を調整することができ、ニードルバルブ２９０ｅを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ｂ内に供給されるＦ２の流量及び濃度を調整することができ、ニードルバルブ２９０ｆを操作することで、第１成膜ガス供給ライン２７４ｃ内に供給されるＦ２の流量及び濃度を調整することができるようになっている。【０１１４】
流量及び濃度を調整するために、ニードルバルブ２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０ｄ、２９０ｅ、２９０ｆを設けることに替えて、これらのニードルバルブが設けられる位置にＭＦＣ（マスフローコントローラ）をそれぞれ設け、これらのＭＦＣをコントローラ２４０で制御するようにしても良い。【０１１５】
以上で第１乃至第４の実施形態を用いて説明したように、本発明では、化学組成が異なる複数種類の堆積物が装置内に付着する場合に、堆積物の種類に応じて堆積物除去の条件（クリーニング条件）を設定している。そして、クリーニング条件を設定するには、堆積物とクリーニングガスとのエッチングの反応性を考慮し、クリーニングガスとの反応性が大きい堆積物に対しては、エッチング速度が低くなるような条件として、クリーニングガスを低濃度、低圧、または、低流量としている。また、クリーニングガスとの反応性が小さい堆積物に対しては、エッチング速度が高くなるような条件として、クリーニングガスを高濃度、高圧、高流量としている。【０１１６】
そして、本発明では、堆積物のエッチング反応性を考慮してクリーニング条件を定め、できるかぎり装置内の異なる場所のクリーニング処理が同じタイミングで終了するようにすることで、オーバーエッチングによる装置構成部材の劣化が生じにくいようにしている。【０１１７】
また、以上で第１乃至第４の実施形態を用いて説明したように、本発明では、同じ種類（同じ化学組成）の堆積物の堆積する量（堆積膜厚）が異なる場合に、堆積量の多い部分に対しては、エッチング速度が高くなるような条件として、クリーニングガスを高濃度、高圧、または高流量としている。また、堆積物の堆積量が少ない部分に対しては、エッチングの速度が低くなるような条件として、クリーニングガスを低濃度、低圧、または低流量としている。【０１１８】
そして、本発明では、堆積物の量（堆積膜厚）を考慮してクリーニング条件を定め、堆積物の膜厚が異なる部分のクリーニング処理が同じタイミングで終了するようにすることで、オーバーエッチングによる装置構成部材の劣化が生じにくいようにしている。【０１１９】
尚、以上で説明した各実施形態においては、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内と処理室２０１内とをクリーニングガスの種類、流量、濃度等を異らせてクリーニングするクリーニングガスの供給方法について説明したが、各実施形態に係る基板処理装置１００を用いて、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内と処理室２０１内とをクリーニングガスの種類、流量、濃度を同じにして、クリーニングガスを用いてクリーニングすることもできる。但し、この場合、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に対するダメージを抑制するため、共通して用いるクリーニングガスの濃度及び流量を小さくする必要がある。そして、クリーニングガスの濃度及び流量を小さくすると、エッチングレートが低くなることから、処理室２０１内のクリーニングに要する時間、ひいてはクリーニングにトータルで要する時間が長くなることが考えられる。【０１２０】
但し、たとえエッチングレートを低くした状態であっても、条件の設定により効率的にクリーニングを行えることも考えられる。この場合、用いるクリーニングガスは一種類でよく、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内と処理室２０１内とでクリーニング条件を変更する必要がなくなる等の利点がある。【０１２１】
図１３には、先述の第１乃至第４の実施形態に係る基板処理装置に用いられるノズルの第１の変形例が示されている。先述の第１乃至第４の実施形態では、処理室２０１内に第１成膜ガスを供給する供給部の一部に、複数のロングノズルからなる第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ（いわゆるマルチノズル）が用いられていた。これに対して、この第１の変形例では、図１３に示すように一つのロングノズルからなる成膜ガスノズル２７０ａに複数の成膜ガスの噴出孔２７１ａが形成された、いわゆる多孔ノズルが用いられている。【０１２２】
この第１の変形例は、先述の第１の実施形態と同様に、第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０e、及びガスノズル２７２を有している。そして、例えば、先述の第１の実施形態と同様に、成膜時には、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｄに第１成膜ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２が、第２成膜ガスノズル２７０ｅには第２成膜ガスとしてＮＨ３が、ノズル２７２からＮ２が供給される。そして、クリーニング時には、第１成膜ガスノズル２７０ａに第１クリーニングガスとしてＮＦ３が、ガスノズル２７２に第２クリーニングガスとしてＦ２が、第１成膜ガスノズル２７０ｄ及び第２成膜ガスノズル２７０ｅにＮ２が供給される。【０１２３】
図１４には、先述の第１乃至第４の実施形態に係る基板処理装置に用いられるノズルの第２の変形例が示されている。先述の第１乃至第４の実施形態では、第２成膜ガスとしてのＮＨ３は、１つの第２成膜ガスノズル２７０ｅから処理室２０１内へと供給されていた。これに対して、この第２の変形例では、第２成膜ガスとしてのＮＨ３は、４本の第２成膜ガスノズル２７０ｅ、２７０ｆ、２７０ｇ、２７０ｈから処理室内に供給される。【０１２４】
この第２の変形例は、先述の第１の実施形態と同様に、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、２７０ｄ、及びガスノズル２７２を有している。そして、例えば、成膜時には、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ、２７０ｄに第１成膜ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２が、第２成膜ガスノズル２７０ｅ、２７０ｆ、２７０ｇ、２７０ｈには第２成膜ガスとしてＮＨ３が、ノズル２７２からＮ２が供給される。そして、クリーニング時には、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃに第１クリーニングガスとしてＮＦ３が供給され、ガスノズル２７２に第２クリーニングガスとしてＦ２が供給され、第１成膜ガスノズル２７０ｄ、第２成膜ガスノズル２７０ｅ、２７０ｆ、２７０ｇ、２７０ｈに、Ｎ２が供給される。【０１２５】
以上で説明した各実施形態及びその変形例においては、主として、第１成膜ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２（ジクロロシラン、以下、ＤＣＳと称す）を用い、第２成膜ガスとしてＮＨ３を用いた場合に本発明を適用する例を示したが、第１及び第２成膜ガスは上述の例に限らず、例えば、Ｓｉ３Ｎ４の成膜においては、第１成膜ガスとして、ＳｉＨ２Ｃｌ２に替えて、他のＳｉ原子を含むガス（シラン系ガス）を用い、第２成膜ガスとして、第１乃至第４の実施形態と同様にＮ原子を含むガスであるＮＨ３を用いる場合にも本発明を適用することできる。シラン系ガスとしては、例えば、ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２（ビスターシャリーブチルアミノシラン、以下、ＢＴＢＡＳと称す）、Ｓｉ２Ｃｌ６（ヘキサクロロジシラン、以下、ＨＣＤと称す）、ＳｉＣｌ４（テトラクロロシラン、以下、ＴＣＳと称す）、ＳｉＨ４等を用いることができる。【０１２６】
これらの場合、処理室２０１内に第１堆積物としてＳｉ３Ｎ４が付着し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に第２堆積物としてＳｉが付着する。【０１２７】
また、例えばＳｉＯ２の成膜においては、第１成膜ガスとしてＳｉ元素を含むガス（シラン系ガス）を用い、第２成膜ガスとしてＯ原子を含むガスを用いる場合に本発明を適用することができる。具体的には、例えば、第１成膜ガスとしてＳｉＨ４を用い、第２成膜ガスとしてＮ２Ｏを用いる場合に本発明を適用することができる。
また、例えば、第１成膜ガスとしてＳｉＨ４を用い、第２成膜ガスとしてＯ２を用いる場合に本発明を適用することができる。
また、例えば、第１成膜ガスとしてＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４（テトラエトキシシラン、以下、ＴＥＯＳと称す）を用い、第２成膜ガスとしてＯ２を用いる場合に本発明を適用することができる。尚、この場合、第２成膜ガスであるＯ２を必ずしも用いる必要はない。
また、第１成膜ガスとしてＢＴＢＡＳを用い、第２成膜ガスとしてＯ２を用いる場合に本発明を適用することができる。
また、第１成膜ガスとしてＤＣＳを用い、第２成膜ガスとしてＮ２Ｏを用いる場合に本発明を適用することができる。【０１２８】
これらの場合、処理室２０１内に第１堆積物としてＳｉＯ２が付着し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に第２堆積物としてＳｉが付着する。【０１２９】
また、例えばＳｉＯＮ膜の成膜においては、第１成膜ガスとしてＳｉ原子を含むガス（シラン系ガス）であるＤＣＳを用い、第２成膜ガスとして、Ｏ原子、Ｎ原子を含むガスであるＮ２Ｏ、ＮＨ３を用いる場合に、本発明を適用することができる。この場合、処理室２０１内に第１堆積物としてＳｉＯＮが付着し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に第２堆積物としてＳｉが付着する。【０１３０】
また、例えばＳｉＣ膜の成膜おいては、第１成膜ガスとしてＳｉ原子を含むガス（シラン系ガス）である、ＤＣＳを用い、第２成膜ガスとして、Ｃ原子を含むガスであるＣ３Ｈ６を用いる場合に、本発明を適用することができる。この場合、処理室２０１内に第１堆積物としてＳｉＣが付着し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に第２堆積物としてＳｉが付着する。【０１３１】
また、例えばＳｉＣＮ膜の成膜においては、第１成膜ガスとしてＳｉ原子を含むガス（シラン系ガス）であるＤＣＳを用い、第２成膜ガスとして、Ｃ原子、Ｎ原子を含むガスであるＣ３Ｈ６、ＮＨ３を用いる場合に、本発明を適用することができる。この場合、処理室２０１内に第１堆積物としてＳｉＣＮが付着し、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に第２堆積物としてＳｉが付着する。
すなわち、本発明は、第１成膜ガスとして成形する薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることができるガスを用い、第２成膜ガスとして、前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできないガスを用いる場合、全般に適用することができる。【０１３２】
また、以上で説明した各実施形態及びその変形例においては、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着する第２堆積物がＳｉであり、処理室２０１内に付着する第１堆積物がＳｉ３Ｎ４である場合に、これらの堆積物をそれぞれ第１クリーニングガスであるＮＦ３と、第２クリーニングガスであるＦ２とを用いて除去する例を主として説明したが、第２堆積物としてのＳｉと、第１堆積物としてのＳｉ３Ｎ４とを除去するために用いられるクリーニングガスの組合せは、これに限らず、例えば、第２堆積物としてのＳｉを除去する第１クリーニングガスとして高濃度のＮＦ３を用い、第１堆積物としてのＳｉ３Ｎ４を除去する第２クリーニングガスとして低濃度のＮＦ３を用いる場合にも、本発明を適用することができる。【０１３３】
また、例えば、第１クリーニングガスとして高濃度のＦ２を用い、第２クリーニングガスとして低濃度のＦ２を用いる場合にも本発明を適用することができる。
また、例えば、第１クリーニングガスとして高濃度のＣｌＦ３を用い、第２クリーニングガスとして低濃度のＣｌＦ３を用いる場合にも本発明を適用することができる。
また、例えば、第１クリーニングガスとしてＦ２を用い、第２クリーニングガスとしてＦ２とＨＦとの混合ガスを用いる場合にも本発明を適用することができる。
また、例えば、第１クリーニングガスとしてＣｌ２を用い、第２クリーニングガスとしてＦ２を用いる場合にも本発明を適用することができる。【０１３４】
また、以上で説明した各実施形態及びその変形例においては、第１成膜ガスノズル２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ内に付着する第２堆積物がＳｉであり、処理室２０１内に付着する第１堆積物がＳｉ３Ｎ４である場合について主として説明したが、本発明を適用することができる第２及び第１堆積物は、上述の例に限らず、例えば、第２堆積物がＳｉであり、第１堆積物がＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮのいずれかである場合にも、本発明を適用することができる。【０１３５】
そして、これらの第２及び第１堆積物の組合せ、すなわち、第２堆積物がＳｉであって、第１堆積物が、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮのいずれかである場合、クリーニングガスとしては、例えば、第２堆積物としてのＳｉを除去する第１クリーニングガスとして高濃度のＮＦ３を用い、第１堆積物であるＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮを除去する第２クリーニングガスとして低濃度のＮＦ３を用いることができ、この場合も本発明を適用することができる。
また、例えば、第１クリーニングガスとして高濃度のＦ２を用い、第２クリーニングガスとして低濃度のＦ２を用いることができ、この場合にも本発明を適用することができる。
また、例えば、第１クリーニングガスとして高濃度のＣｌＦ３を用い、第２クリーニングガスとして低濃度のＣｌＦ３を用いることができ、この場合にも、本発明を適用することができる。【０１３６】
また、特に、第２堆積物がＳｉであり、第１堆積物がＳｉＯ２である場合には、第２堆積物としてのＳｉを除去する第１クリーニングガスとしてＦ２を用い、第１堆積物としてのＳｉＯ２を除去する第２クリーニングガスとしてＨＦを用いることができ、この場合にも、本発明を適用することができる。【０１３７】
なお、ＨＦガスは、ＳｉＯ２に対して反応しやすいが、ＳｉやＳｉ３Ｎ４に対しては反応しない。また、Ｃｌ２ガスは、Ｓｉに対しては反応し易いが、ＳｉＯ２に対しては反応し難い。クリーニングガスを選択する際には、このような堆積物とクリーニングガスとの反応性を考慮する必要がある。【０１３８】
尚、上記各実施の形態の説明においては、一度に複数枚の基板を熱処理するバッチ式の基板処理装置を用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。【０１３９】
（付記１）
基板を処理室内に搬入する工程と、
形成する薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガス及び前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給し、基板上に薄膜を形成する工程と、
薄膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理室内および前記第１成膜ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室内に供給するクリーニングガスと、前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記供給部内に付着し、第１堆積物と化学組成が異なる第２堆積物を除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。【０１４０】
（付記２）
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内及び前記供給部内が、少なくとも前記第１成膜ガスが熱分解する温度に加熱される付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４１】
（付記３）
前記第１堆積物は、前記複数の元素を主成分とし、前記第２堆積物は、前記少なくとも１つの元素を主成分とする付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４２】
(付記４)
前記第１成膜ガスはシリコン含有ガスであり、
前記第２成膜ガスは、窒素含有ガス、酸素含有ガス、及び炭素含有ガスのうちの少なくともいずれか一つのガスであり、前記薄膜はシリコンと、窒素、酸素、及び炭素のうちの少なくともいずれか一つの元素とを含む薄膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと、窒素、酸素、及び炭素のうちの少なくともいずれか一つの元素とを主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４３】
（付記５）
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはアンモニアガスであり、
前記薄膜はシリコン窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと窒素を主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４４】
（付記６）
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスは亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス又は酸素（Ｏ２）ガスであり、
前記薄膜はシリコン酸化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと酸素を主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４５】
（付記７）
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスは亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスであり、
前記薄膜はシリコン酸窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコン、酸素及び窒素を主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４６】
（付記８）
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはプロピレン（Ｃ３Ｈ６）ガスであり、
前記薄膜は炭化シリコン膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコンと炭素を主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４７】
（付記９）
前記第１成膜ガスはシラン系ガスであり、
前記第２成膜ガスはプロピレン（Ｃ３Ｈ６）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスであり、
前記薄膜はシリコン炭窒化膜であり、
前記薄膜を形成する工程では、前記供給部内にシリコンを主成分とする堆積物が付着し、前記処理室内にシリコン、炭素、及び窒素を主成分とする堆積物が付着する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４８】
（付記１０）
前記供給部は長さの異なる複数のノズルを有し、
前記薄膜を形成する工程では、前記複数のノズルを介して前記処理室内の複数箇所から前記第１成膜ガスを供給する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１４９】
（付記１１）
前記堆積物を除去する工程では、前記処理室内のクリーニングと前記供給部内のクリーニングの終点を合わせる付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１５０】
（付記１２）
前記クリーニングガスは、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス、及び塩素（Ｃｌ２）ガスからなる群より選択された少なくともいずれか一つのガスを含む付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１５１】
（付記１３）
前記クリーニングガスは三フッ化窒素（ＮＦ３）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス、及び塩素（Ｃｌ２）ガスからなる群より選択された少なくともいずれか一つのガスを、窒素（Ｎ２）ガス、酸素（Ｏ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、及びヘリウム（Ｈｅ）ガスからなる群より選択された少なくともいずれか一つのガスで希釈したガスである付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１５２】
（付記１４）
前記薄膜を形成する工程では、前記処理室内に複数枚の基板を略水平姿勢で間隔をもって多段に配列した状態で、それぞれの基板上に薄膜を形成する付記１記載の半導体装置の製造方法。【０１５３】
（付記１５）
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内にシラン系ガスとアンモニアガスとを供給して基板上にシリコン窒化膜を形成する工程と、
シリコン窒化膜形成後の基板を前記処理室内より搬出する工程と、
前記処理室内および前記シラン系ガスを供給する供給部内にクリーニングガスを供給するとともに、前記処理室に供給するクリーニングガスと前記供給部内に供給するクリーニングガスとの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着したシリコン及び窒素を主成分とする第１堆積物と、前記供給部内に付着したシリコンを主成分とする第２堆積物とを除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。【０１５４】
（付記１６）
基板上に薄膜を形成する処理を行う処理室と、
前記処理室の外部に設けられ、前記処理室内を加熱する加熱部と、
少なくともその一部が前記処理室内の前記加熱部と対向する領域に配置され、基板上に形成される薄膜を構成する複数の元素のうちの少なくとも１つの元素を含み、それ単独で膜を堆積させることのできる第１成膜ガスを、前記処理室内に供給する第１供給部と、
前記複数の元素のうちの他の少なくとも１つの元素を含み、それ単独では膜を堆積させることのできない第２成膜ガスを前記処理室内に供給する第２供給部と、
前記処理室内にクリーニングガスを供給する第３供給部と、
前記処理室内を排気する排気部と、前記第１供給部内および前記第３供給部より前記処理室内へクリーニングガスを供給するとともに、前記第１供給部内に供給するクリーニングガスとを前記第３供給部より前記処理室内に供給するクリーニングガスの供給流量、濃度、及び種類の少なくともいずれか一つを異ならせて、前記処理室内に付着した第１堆積物、及び前記第１供給部内に付着し、前記第１堆積物と化学組成の異なる第２堆積物を除去するように制御するコントローラと、
を有する基板処理装置。【０１５５】
（付記１７）
前記第２供給部は、前記第３供給部として兼用される付記１６記載の基板処理装置。【０１５６】
（付記１８）
前記第１供給部は、異なる長さの複数のノズルを有し、前記処理室内の複数の位置から、前記第１成膜ガスを供給する付記１６記載の基板処理装置。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための半導体装置の製造方法及び基板処理装置において、成膜ガスノズル内及び処理室内をクリーニングする必要があるものに利用することができる。
【図１】
2007116768.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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