(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーニングするたびに行っていた成膜用ガスノズルの交換の時期を延長させ、基板処理装置のメンテナンス時コストを大幅に低減し、成膜用ガスノズル交換に要していた時間をなくし、反応炉のダウンタイムを短縮する基板処理装置を提供する。【解決手段】ウェハなどの基板を処理する反応容器と、反応容器内に成膜用ガスを供給する成膜用ガスノズル４０（石英ロングノズルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と、反応容器内にクリーニング用ガスを供給するクリーニング用ガスノズル４６とを有し、成膜用ガスノズル４０の内径または／および肉厚をクリーニング用ガスノズル４６よりも大きくする。【選択図】図１
2007088391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する反応容器と、
前記反応容器内に成膜用ガスを供給する成膜用ガスノズルと、
前記反応容器内にクリーニング用ガスを供給するクリーニング用ガスノズルとを有し、
前記成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きい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、半導体装置の製造方法に係り、特に反応容器内のクリーニング技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法を実施する半導体製造装置として、複数の基板を一括処理する縦型ＣＶＤ装置が知られている。この縦型ＣＶＤ装置の反応炉を使用して、複数の基板上に、フラットポリシリコン膜と呼ばれるポリシリコン膜を成膜することが行われている。ここで、フラットとは、炉内の温度勾配をフラット（ゼロ）にすることである。したがって、フラットポリシリコン膜とは、温度勾配をフラットにした炉内に配置された複数の基板上に成膜されるポリシリコン膜をいう。ここで、複数の基板が配置される炉内の領域を基板配列領域という。
【０００３】
このフラットポリシリコン膜の成膜に際しては、基板配列領域全体に適量の成膜ガスを供給するために、ロングノズルと呼ばれる成膜用ガスノズルを使用している。ここでロングノズルとは、炉内の基板配列領域外からではなく、炉内の基板配列領域内から成膜ガスを供給することが可能な成膜用ガスノズルをいう。縦型ＣＶＤ装置の反応炉にあっては、このロングノズルは、通常、炉の下部から挿入されて炉の上部に向けて延在されているため、炉内の下部から挿入されてそこに止まる通常ノズルと比べて長さが長くなっている。上述したフラットポリシリコン膜の成膜には、基板配列領域に沿う、長さの異なる複数本の、例えば４本の石英製のロングノズル（以下、石英ロングノズルという）が使用されている。
【０００４】
ところで、反応炉内で成膜を繰り返していくと、反応炉内に副生成物である生成膜が堆積していく。この堆積膜厚が１０μｍ以上になると、パーティクル発生の要因となるため、一旦、堆積膜の除去が必要となる。この反応炉内の膜除去には、クリーニングガスによるエッチングが採用される。例えばＳｉＨ4を反応炉内に供給してポリシリコン膜を成膜する場合、ＣｌＦ3ガスやＦ2ガスによるエッチングが有効である。ここで、反応炉の内壁等のみならず、フラットポリシリコン膜を成膜するために使用する石英ロングノズルの内壁にも、当然ポリシリコン膜が成膜される。したがって、反応炉の内壁等と石英ロングノズルの内壁との両方の堆積膜をエッチングする必要がある。この場合、成膜用ガスノズル内の堆積膜厚は、反応炉内の堆積膜厚に比べ一般に４倍以上厚く付着している。このため、成膜用ガスノズル内のクリーニングを、反応炉内のクリーニングと別に行う必要がある。
【０００５】
そこで、従来、クリーニング用ガスノズルよりクリーニングガスを反応炉内に導入して、反応炉内をクリーニングするとともに、クリーニングガスを成膜用ガスノズル内にも導入して成膜用ガスノズル内をクリーニングすることが行われている。この場合、成膜用ガスノズルの内壁のクリーニング処理と、反応管の内壁等のクリーニング処理を同時に行うようにする方法の他に、これらのクリーニング処理を別々に行うようにする方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−６８２１４号公報（段落番号００９１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法のように、成膜用ガスノズルの内壁のクリーニング処理と反応管の内壁等のクリーニング処理を同時に行うと、クリーニング時間を反応管の内壁等のクリーニングに要するクリーニング時間に合せる必要があり、成膜用ガスノズルに失透が発生するため好ましくない。
【０００７】
また、成膜用ガスノズルの内壁のクリーニング処理と、反応管の内壁等のクリーニング処理を別々に行うようにする特許文献１の他の方法でも、成膜用ガスノズルの内壁のクリーニングを、反応管の内壁等のクリーニングと同一条件（同一ガス流量等）で行っているので、成膜用ガスノズルのダメージが大きく、再利用が不可能になる場合があった。特にロングノズルの場合には、その形状からダメージが大きく、再利用が不可能であった。そこで、メンテナンス毎に、成膜用ガスノズルのクリーニングを実施する代りに、成膜用ガスノズルは新品に交換し、反応炉内のみのクリーニングを実施しているのが現状であった。
【０００８】
すなわち、成膜用ガスノズル内壁と反応管の内壁等のクリーニング条件を同一にすると、クリーニングガス流量が少い場合には反応管内壁等のクリーニングが不十分となり、また、クリーニングガス流量が多すぎる場合には成膜用ガスノズル内壁のクリーニングが過剰となるという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、クリーニング時の成膜用ガスノズルのダメージを低減して、メンテナンス時のコストと装置のダウンタイムを低減することが可能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、基板を処理する反応容器と、前記反応容器内に成膜用ガスを供給する成膜用ガスノズルと、前記反応容器内にクリーニング用ガスを供給するクリーニング用ガスノズルとを有し、前記成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きいことを特徴とする基板処理装置である。
成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きいと、反応容器内に、成膜用ガスノズルまたはクリーニング用ガスノズルからクリーニングガスを供給して成膜用ガスノズル内または反応容器内をクリーニングするときに、成膜用ガスノズルのダメージが少なく、その結果、成膜用ガスノズルの再利用が可能となる。また、反応容器内に成膜用ガスノズルからクリーニングガスを供給して行う成膜用ガスノズル内のクリーニングと、反応容器内にクリーニング用ガスノズルからクリーニングガスを供給して行う反応容器内のクリーニングとの２段階連続クリーニングを繰り返して実施することが可能となる。また、成膜時に成膜用ガスノズル内に堆積する膜厚を低減でき、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間を短縮できる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記成膜用ガスノズルの一部は、前記反応容器内を加熱するヒータと対向する領域に設けられることを特徴とする基板処理装置である。ここで、反応容器内を加熱するヒータと対向する領域とは、例えば基板配列領域である。
成膜用ガスノズルの一部が、反応容器内を加熱するヒータと対向する領域に設けられていると、他部よりも膜厚が厚くなる（クリーニングを多く必要とする）その一部に合わせてクリーニングする必要がある。この場合において、成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きいと、成膜用ガスノズル内または反応容器内をクリーニングするときや、２段階連続クリーニングを繰り返して実施するときに、成膜用ガスノズルのダメージが少なく、その結果、成膜用ガスノズルの再利用が可能となる。また、成膜時に成膜用ガスノズル内に堆積する膜厚を低減でき、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間を短縮できるので、特に有用である。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、前記成膜用ガスノズルは、長さの異なる複数のノズルよりなることを特徴とする基板処理装置である。
成膜用ガスノズルが、長さの異なる複数のノズルよりなる場合、長さの異なる複数のノズルのうち、短いノズルよりも長いノズルに合わせてクリーニングする必要がある。この場合において、成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きいと、成膜用ガスノズル内または反応容器内をクリーニングするときや、２段階連続クリーニングを繰り返して実施するときに、長さの短い成膜用ガスノズルであってもダメージが少なく、その結果、成膜用ガスノズルの再利用が可能となる。また、成膜時に成膜用ガスノズル内に堆積する膜厚を低減でき、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間を短縮できるので、特に有用である。
なお、長さの異なる複数の成膜用ガスノズルは、例えば、複数の基板を一括処理する縦型のＣＶＤ装置において、複数の基板が配列される反応炉内の基板配列領域の異なる位置にそれぞれ配設され、複数の基板に適量の成膜ガスを供給するために設けられる。
【００１３】
第４の発明は、基板を反応容器内に搬入する工程と、前記反応容器内に、クリーニング用ガスノズルよりも内径または／および肉厚が大きい成膜用ガスノズルより成膜用ガスを供給して基板上に薄膜を成膜する工程と、成膜後の基板を前記反応容器から搬出する工程と、前記反応容器内に、前記成膜用ガスノズルまたは前記クリーニング用ガスノズルからクリーニングガスを供給して前記成膜用ガスノズル内または前記反応容器内をクリーニングする工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズルよりも大きいと、反応容器内に、成膜用ガスノズルまたはクリーニング用ガスノズルからクリーニングガスを供給して成膜用ガスノズル内または反応容器内をクリーニングするときに、成膜用ガスノズルのダメージが少なく、その結果、成膜用ガスノズルの再利用が可能となる。また、反応容器内に成膜用ガスノズルからクリーニングガスを供給して行う成膜用ガスノズル内のクリーニングと、反応容器内にクリーニング用ガスノズルからクリーニングガスを供給して行う反応容器内のクリーニングとの２段階連続クリーニングを繰り返して実施することが可能となる。また、成膜時に成膜用ガスノズル内に堆積する膜厚を低減でき、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間を短縮できる。
【００１４】
第５の発明は、第１の発明において、前記成膜用ガスノズルの形状に合わせて反応容器の形状を変形させたことを特徴とする基板処理装置である。
成膜用ガスノズル内または反応容器内をクリーニングするときに、成膜用ガスノズルの内径または／および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくすると、成膜用ガスノズルが基板と接触しやすくなるが、本発明によれば、内径または／および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくした成膜用ガスノズルの形状に合わせて反応容器の形状を変形させているので、そのような問題を解決できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、クリーニング時の成膜用ガスノズルのダメージを低減でき、また、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間を短縮でき、メンテナンス時のコストと装置のダウンタイムを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図４は、実施の形態の基板処理装置である半導体製造装置としての縦型ＣＶＤ装置の概略断面図を示すものである。縦型ＣＶＤ装置は、主に基板を処理する反応空間を有する反応炉と、反応炉に対して基板保持部材に保持された基板を搬送する搬送手段とを備え、基板保持部材を反応炉に収容して基板を処理するように構成される。
【００１７】
反応炉３１は、反応管３７と加熱装置としてのヒータユニット３９とを備える。反応管３７は、外管としてのアウタチューブ１１５と内管としてのインナチューブ１１６とから構成されている。アウタチューブ１１５は例えば石英（ＳｉＯ2）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞され、下端に開口を有する円筒状の形態である。インナチューブ１１６は、上端及び下端の両端に開口を有する円筒状の形態を有し、アウタチューブ１１５内に同軸的に配置されている。アウタチューブ１１５とインナチューブ１１６の間の空間は筒状空間１１４を成す。インナチューブ１１６の上部開口から上昇したガスは、筒状空間１１４を通過して排気系としての排気管１１１から排気されるようになっている。なお、反応炉３１の制御系は制御手段１０３で制御される。
【００１８】
アウタチューブ１１５およびインナチューブ１１６の下端には、例えばステンレス等よりなるマニホールド１１７が係合され、このマニホールド１１７にアウタチューブ１１５およびインナチューブ１１６が保持されている。アウタチューブ１１５の下端部およびマニホールド１１７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が気密にシールされている。
【００１９】
マニホールド１１７の下端開口部には、例えばステンレス等よりなる円盤状の蓋体としてのシールキャップ３８が気密シール可能に着脱自在に取付けられている。シールキャップ３８には、回転手段としての回転軸３６および回転機構３６ａが連結されており、回転軸３６および回転機構３６ａにより、基板保持部材としてのボート２１及びボート２１上に保持されている複数のウェハ２００を回転させる。又、シールキャップ３８は基板搬送手段である昇降手段としてのボートエレベータ３５に連結されていて、ボート２１を昇降させる。ボートエレベータ３５は、ボート２１に保持された複数のウェハ２００を反応空間３４に対して搬送する。回転軸３６、回転機構３６ａ、及びボートエレベータ３５は、ボート２１の回転スピード、昇降スピードを所定のスピードにするように、制御手段１０３により制御される。
【００２０】
アウタチューブ１１５の外周にはヒータユニット３９が同軸的に配置されている。ヒータユニット３９は、アウタチューブ１１５内の温度を所定の処理温度にするよう制御手段１０３により制御される。
前述した反応管３７とマニホールド１１７とで反応容器３２が構成される。また、インナチューブ１１６、アウタチューブ１１５と、マニホールド１１７とで、ボート２１に支持されたウェハ２００を収納して処理するための反応空間３４が構成される。
【００２１】
マニホールド１１７から反応管３７にわたって、それらの一側には、石英製の成膜用ガスノズル４０が複数本設けられている。これらの成膜用ガスノズル４０により、成膜ガスがインナチューブ１１６内に供給されるようになっている。成膜用ガスノズル４０は、複数本、例えば長さの異なる４本の石英ロングノズルＡ〜Ｄ（長さはＡ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの関係にある）から構成される。ここで、成膜用ガスノズル４０を、長さの異なる４本の石英ロングノズルから構成したのは、反応炉内の温度勾配をゼロとしたうえで、複数のウェハ２００の膜厚均一性を確保するためには、基板配列領域としてのウェハ配列領域２２を４ゾーンに分割して、分割した各ゾーンに対応するように、反応炉内に複数本のロングノズルを延在させ、これらから成膜ガスを供給することが必要となるからである。
【００２２】
石英ロングノズルＡ〜Ｄの先端部は、反応空間３４内のウェハ配列領域２２に位置決めされている。この場合、石英ロングノズルＡ〜Ｄの出口となる先端部は、ウェハ配列領域２２に沿って、上下方向にずれるように位置決めされ、ウェハ配列領域２２の途中箇所から複数のウェハ２００に適量の成膜ガスを供給するようになっている。これらの石英ロングノズルＡ〜Ｄの入口となる基端部は、マニホールド１１７の一側に形成されたノズル通し穴を介して反応管３７の外部に取り出されている。
【００２３】
また、マニホールド１１７の他側には、クリーニングガス供給口を形成する石英製のクリーニング用ガスノズル４６（以下、ＣｌＦ3ノズルともいう）が設けられている。このＣｌＦ3ノズル４６により、クリーニングガスがインナチューブ１１６内に供給されるようになっている。ＣｌＦ3ノズル４６の先端部は、ウェハ配列領域２２の下方に位置決めされている。
このＣｌＦ3ノズル４６の基端部は、マニホールド１１７に形成されたノズル通し穴を介して反応管３７の外部に取り出されている。ここで、ＣｌＦ3ノズル４６も石英ロングノズルＡ〜Ｄと同じ材料の石英から形成されているが、ＣｌＦ3ノズル４６は、その長さが石英ロングノズルＡ〜Ｄの長さと比べると短く、比較的低温である領域に配置されていることもあり、石英ロングノズルＡ〜Ｄのようなクリーニング時のダメージ問題はあまり生じない。
【００２４】
また、マニホールド１１７の他側には、真空ポンプ等の排気装置（図示せず）に連結されたガスの排気管１１１が接続されており、アウタチューブ１１５とインナチューブ１１６との間の筒状空間１１４を流れるガスを排出し、アウタチューブ１１５内を所定の圧力の減圧雰囲気にするよう制御手段１０３により制御される。
【００２５】
上述した石英ロングノズルＡ〜Ｄ、ＣｌＦ3ノズル４６は、図示しない成膜ガス源、不活性ガス源、クリーニングガス源に配管系を介して連結されている。
【００２６】
石英ロングノズルＡ〜Ｄは、反応管３７の外部に取り出されているそれらの基端部が、それぞれエアバルブ７９〜８２、２方向バルブ５１〜５４、エアバルブ７５〜７８、流量制御手段としてのＭＦＣ９１〜９４、及びエアバルブ７１〜７４を介在した配管で、図示しない成膜ガス源としてのＳｉＨ4ガス源に連結されている。上記２方向バルブ５１〜５４は、石英ロングノズルＡ〜Ｄ側配管を、ＳｉＨ4ガス源側又は非成膜ガス源側配管に切替えるバルブである。ここで非成膜ガス源側とは、不活性ガス源側（以下、Ｎ2ガス源）又はクリーニングガス源（ＣｌＦ3ガス源）側のことである。
【００２７】
また、ＣｌＦ3ノズル４６は、エアバルブ８９、２方向バルブ５５、エアバルブ８４、ＭＦＣ９５、及びエアバルブ８３を介在した配管で、図示しないＣｌＦ3またはＦ2ガス源（クリーニングガス源）に連結されている。ここで２方向バルブ５５は、ＣｌＦ3ガス源側配管をＣｌＦ3ノズル４６側又は石英ロングノズルＡ〜Ｄ側配管に切替えるバルブである。
【００２８】
また、ＣｌＦ3ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５とエアバルブ８４との間の配管には、エアバルブ８６、ＭＦＣ９６、エアバルブ８５を介在した配管が連結されており、その配管は、図示しないＮ2ガス源（不活性ガス源）に連結されている。また、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された４つの２方向バルブ５１〜５４とＣｌＦ3ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５とを共通接続した配管には、エアバルブ８８、ＭＦＣ９７、エアバルブ８７を介在した配管が連結されており、その配管は上述したＮ2ガス源に連結されている。
【００２９】
制御手段１０３は、縦型ＣＶＤ装置を構成する各部の動作を制御する。例えば、ボート２１に保持した複数のウェハ２００を反応空間３４に対してボートエレベータ３５で搬送する搬送ステップ、石英ロングノズルＡ〜Ｄから反応空間３４に成膜ガスを供給しつつ排気管１１１から排気して、ウェハ２００上に薄膜を成膜する成膜ステップ、及び成膜ステップで反応管３７内に堆積した生成膜を除去するクリーニングステップを実行するように制御する。また、例えば制御手段１０３は、成膜ステップとクリーニングステップとにおいて、石英ロングノズルＡ〜Ｄ及びＣｌＦ3ノズル４６へのガスの導入をつぎのように制御する。
【００３０】
成膜ステップのときは、制御手段１０３によって、ＳｉＨ4ガス源が石英ロングノズルＡ〜Ｄに連通するように、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された２方向バルブ５１〜５４を石英ロングノズルＡ〜Ｄ側に切替えて、ＭＦＣ９１〜９４で流量に制御された成膜ガスを、石英ロングノズルＡ〜Ｄから反応空間３４に供給するようになっている。
【００３１】
また、クリーニングステップのときは、クリーニングステップを第１のクリーニングステップと、第２のクリーニングステップとに分け、第１のクリーニングステップでは、制御手段１０３によって、反応炉３１内を第１の条件に保持するとともに、ＣｌＦ3ガス源が石英ロングノズルＡ〜Ｄ側配管に連通するように、成膜用ガスノズル４０側の配管に介設された２方向バルブ５１〜５４、及びＣｌＦ3ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５を、いずれも成膜用ガスノズル４０側配管に、所定のタイミングで切替えることによって、ＭＦＣ９５で流量制御されたクリーニングガス（ＣｌＦ3ガス）を、石英ロングノズルＡ〜Ｄから第１の条件に保持した反応空間３４に供給するようになっている。
【００３２】
また、第２のクリーニングステップでは、制御手段１０３によって、反応炉３１内を第１の条件とは異なる第２の条件に保持するとともに、ＣｌＦ3ガス源がＣｌＦ3ノズル４６側に連通するように、ＣｌＦ3ノズル４６側の配管に介設された２方向バルブ５５をＣｌＦ3ノズル４６側に、所定のタイミングで切替えることによって、ＭＦＣ９５で流量制御されたＣｌＦ3ガスを、ＣｌＦ3ノズル４６から、第１の条件とは異なる第２の条件に保持した反応空間３４に供給するようになっている。
【００３３】
また、第１のクリーニングステップ及び第２のクリーニングステップにおいて、制御手段１０３によって、Ｎ2ガス源側の配管に介設されたエアバルブ８６、８８等を、所定のタイミングで開閉制御することによって、石英ロングノズルＡ〜Ｄ又はＣｌＦ3ノズル４６から、ＭＦＣ９６〜９７で流量制御された不活性ガスを反応空間３４に供給するようになっている。
【００３４】
つぎに、上述した反応炉３１による半導体装置の製造方法の一例を説明する。
（１）成膜ステップ及び成膜ステップに関連する動作
まず、ボートエレベータ３５によりボート２１を下降させる。ボート２１に複数枚のウェハ２００を装填して保持する。次いで、ヒータユニット３９により反応空間３４内を加熱しながら、反応空間３４内の温度を所定の処理温度にする。
ＭＦＣ９７により流量制御された不活性ガスを石英ロングノズルＡ〜Ｄより反応空間３４内に供給して、予め反応空間３４内を不活性ガスで充填しておく。ボートエレベータ３５により、ボート２１を上昇させて反応空間３４内に移し、シールキャップ３８により炉口を気密に閉塞する。反応空間３４の内部温度を所定の処理温度に維持する。このときヒータユニット３９の制御手段１０３による加熱制御によって形成される反応空間３４内の温度勾配は、フラットすなわちゼロとする。温度勾配をゼロとするのは、温度に対して影響のあるウェハの膜質や膜厚を均一にするためである。
【００３５】
反応空間３４内を所定の真空状態まで排気した後、回転軸３６、回転機構３６ａにより、ボート２１及びボート２１上に保持されている複数のウェハ２００を回転させる。同時に石英ロングノズルＡ〜Ｄから、ＭＦＣ９１〜９４によって流量制御された成膜ガスを反応空間３４内に供給する。供給されたガスは、反応空間３４内を上昇し、ウェハ配列領域２２に配置された複数のウェハ２００に対して供給される。減圧ＣＶＤ処理中の反応空間３４内は、排気管１１１を介して排気され、所定の真空になるよう自動圧力制御器（図示せず）により圧力が制御され、所定時間減圧ＣＶＤ処理、すなわち成膜ステップを実行する。
【００３６】
このようにして成膜ステップが終了すると、次のウェハ２００の減圧ＣＶＤ処理に移るべく、反応空間３４内のガスを不活性ガスで置換するとともに、圧力を常圧にし、その後、ボートエレベータ３５によりボート２１を下降させて、ボート２１及び処理済のウェハ２００を反応空間３４から取り出す。反応空間３４から取り出されたボート２１上の処理済のウェハ２００は、未処理のウェハ２００と交換され、再度前述同様にして反応空間３４内に上昇され、減圧ＣＶＤ処理が成される。
【００３７】
ところで、反応管３７の内壁の堆積膜厚が、例えば、１０μｍ以上になると、パーティクル発生の要因となるため、反応管３７の内壁等をクリーニングするクリーニングステップを実行する必要が生じる。
【００３８】
このクリーニングステップは、炉内温度を常温に落とすことなく、２段階に分けて行う。第１段階（第１のクリーニングステップ）は、主に成膜用ガスノズル４０（石英ロングノズルＡ〜Ｄ）の内壁をクリーニングする。第２段階（第２のクリーニングステップ）は、主に反応管３７の内壁等をクリーニングする。以下、図５を用いて具体的に説明する。
【００３９】
（２）第１のクリーニングステップ
石英ロングノズルＡ〜Ｄの内壁をクリーニングする場合の動作を説明する。本実施の形態では、この第１のクリーニングステップは、石英ロングノズルＡ〜Ｄが失透するのを防止するために、反応管３７の内壁等の第２のクリーニングステップに先立って行われる。
この場合、反応炉３１内を第１の条件に保持する。この第１の条件とは、第１のクリーニングステップで石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＣｌＦ3ガスの総流量が、第２のクリーニングステップでＣｌＦ3ノズル４６から流す総流量よりも小さい条件のことである。
【００４０】
成膜処理用の石英ロングノズルＡ〜Ｄのその入口から、ＭＦＣ９５により流量制御されたＣｌＦ3ガスが導入されて、その出口から反応管３７内に供給される。これにより、石英ロングノズルＡ〜Ｄの内壁に堆積している生成膜がＣｌＦ3ガスによってエッチングされる。エッチングされた生成膜は、石英ロングノズルＡ〜Ｄの出口から反応空間３４に排出される。このとき、真空排気処理が実行される。これにより、エッチングされて反応空間３４に出力された生成膜は、排気管１１１を介して排出される。
【００４１】
図５に示すように、クリーニング処理は、小流量のＣｌＦ3とＮ2の混合ガスを流すことにより行うが（黒塗り部）、４本の石英ロングノズルＡ〜Ｄについて、ここでは同時に行う。この場合、４本の石英ロングノズルＡ〜Ｄは、ノズルの長さがそれぞれ異なるために、クリーニング処理が、より短い石英ロングノズルＤから、より長い石英ロングノズルＡへかけて順次終了していくように、制御手段１０３によって各石英ロングノズルＡ〜ＤにＣｌＦ3とＮ2の混合ガスを流す時間を制御する。この場合、クリーニングが終了しても、クリーニングが終了した石英ロングノズルＡ〜Ｄには引続きＮ2ガスを流して（白抜き部）、反応空間３４内に不活性ガスが供給されるようにする。これにより、エッチングが終了した石英ロングノズルＡ〜Ｄのオーバーエッチングが防止される。
【００４２】
すなわち、クリーニング処理が終了した石英ロングノズルＡ〜Ｄの内部には、通常、ＣｌＦ3ガスが残存する。したがって、これをそのまま放置すると、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内壁全体がオーバーエッチングされる。しかしながら、本実施の形態では、クリーニング処理の終了した石英ロングノズルＡ〜Ｄに不活性ガスＮ2が引続き供給される（白抜き部）。これにより、この石英ロングノズルＡ〜Ｄの内部に残存するＣｌＦ3ガスが追い出される。また、クリーニングが終了していない石英ロングノズルＡ〜Ｄから反応空間３４内に排出されるＣｌＦ3ガスが、クリーニング終了後の石英ロングノズルＡ〜Ｄに流入するのを阻止する。その結果、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内のＣｌＦ3ガスの残存及び流入によるオーバーエッチングが防止される。
【００４３】
また、第１のクリーニングステップでは、ＣｌＦ3ノズル４６よりＮ2ガスを反応空間３４内に供給する。ＣｌＦ3ノズル４６より不活性ガスを供給すると、成膜用ガスノズル４０から反応空間３４内に供給されるＣｌＦ3ガスの濃度を調整することができる。また、成膜用ガスノズル４０から反応空間３４内に供給されるＣｌＦ3ガスが、ＣｌＦ3ノズル４６内に侵入しないので、ＣｌＦ3ノズルの余分な失透を防ぐことができる。
【００４４】
（３）第２のクリーニングステップ
次に、反応管３７の内壁等をクリーニングする場合の動作を説明する。本実施の形態では、反応管３７の内壁等のクリーニングを行う第２のクリーニングステップは、図５に示すように、石英ロングノズルＡ〜Ｄのうち、最長の石英ロングノズルＡのエッチングが終了した後、連続してＣｌＦ3ノズルに大流量のＣｌＦ3とＮ2の混合ガスを流すことにより行われる（黒塗り部分）。ここでは、第２のクリーニングステップにより、石英ロングノズルＡ〜Ｄの外壁も、反応炉用のＣｌＦ3ガスにさらされて、反応管３７の内壁と同様にクリーニングされることになる。ここでは、反応炉３１内を第２の条件に保持する。この第２の条件とは、第２のクリーニングステップでＣｌＦ3ノズル４６から流す総流量が、第１のクリーニングステップで石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＣｌＦ3ガスの総流量よりも大きい条件のことである。
【００４５】
クリーニング処理用のＣｌＦ3ノズル４６の入口から大流量のＣｌＦ3とＮ2の混合ガスが導入されて、その出口から反応空間３４内に供給される。これにより、反応管３７の内壁や石英ロングノズルＡ〜Ｄ及びＣｌＦ3ノズル４６の外壁等に堆積した生成膜がエッチングされる。また、このとき、真空排気処理が実行される。これにより、エッチングされた生成膜が排気管１１１を介して排出される。
【００４６】
また、この場合、図５に示すように、クリーニング処理が終了した全ての石英ロングノズルＡ〜Ｄから反応空間３４内に小流量の不活性ガスＮ2が継続して供給される（白塗り部）。これは、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内へのＣｌＦ3ガスの侵入を防止するためである。すなわち、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内の生成膜除去後、反応炉内の生成膜除去を、第２の条件で実施する際、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に大流量のＣｌＦ3ガスが入り込んでしまい、次の成膜時に悪影響を与えてしまうことが懸念される。このため、反応炉の内壁等の生成膜除去の際は、石英ロングノズルＡ〜Ｄに小流量のＮ2ガスを流すことで、ＣｌＦ3ガスの流入を防いでいる。
【００４７】
上述した成膜ステップ、及びクリーニングステップの条件を、具体的に例示すれば以下のようになる。ここでの膜種はポリシリコン膜（すなわち、フラットポリシリコン膜）、成膜ガスはＳｉＨ4、クリーニングガスはＣｌＦ3ガスとＮ2との混合ガス（以下、ＣｌＦ3＋Ｎ2という）である。なお、Ｎ2はクリーニングガスを希釈する不活性ガスである。
［成膜ステップ条件］
反応炉容量：３００〜５００Ｌ
成膜温度：６００〜７００℃
反応炉内圧力：１０〜１００Ｐａ
ウェハ径：３０ｃｍ
反応炉に挿入するウェハ枚数：１００枚
ウェハ配列領域の高さ：１〜１．２ｍ
全石英ロングノズルＡ〜Ｄに流す（ＳｉＨ4）総流量：０．０４〜１．２ＳＬＭ
各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流す（ＳｉＨ4）流量：０．０１〜０．３ＳＬＭ
【００４８】
［第１のクリーニングステップにおける第１の条件］
全石英ロングノズルＡ〜Ｄに流す（ＣｌＦ3＋Ｎ2）総流量：０．０２〜６ＳＬＭ
全石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＣｌＦ3総流量：０．０１〜２ＳＬＭ
全石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＮ2総流量：０．０１〜４ＳＬＭ
各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流す（ＣｌＦ3＋Ｎ2）流量：０．００５〜１．５ＳＬＭ
各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＣｌＦ3流量：０．００２５〜０．５ＳＬＭ
各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＮ2総流量：０．００２５〜１ＳＬＭ
ＣｌＦ3ノズルに流すＮ2流量：０．１〜１ＳＬＭ
クリーニング終了後の各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＮ2流量：０．０１〜１ＳＬＭ
クリーニング時間：５ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ
【００４９】
なお、各石英ロングノズルＡ〜Ｄのクリーニングの終了と、その後にＮ2ガスを流すタイミングは、ポリシリコン膜の厚さによるが、ノズルの長さが、ノズルＡ＞ノズルＢ＞ノズルＣ＞ノズルＤなので、ノズルＤ→ノズルＣ→ノズルＢ→ノズルＡの順にクリーニングを終了してＮ2ガスを流すことになる。
【００５０】
［第２のクリーニングステップにおける第２の条件］
ＣｌＦ3ノズルに流す（ＣｌＦ3＋Ｎ2）総流量：１．１〜１１ＳＬＭ
ＣｌＦ3ノズルに流す（ＣｌＦ3＋Ｎ2）総流量のうちのＣｌＦ3流量：０．１〜１ＳＬＭ
ＣｌＦ3ノズルに流す（ＣｌＦ3＋Ｎ2）総流量のうちのＮ2流量：１〜１０ＳＬＭ
クリーニング時間：１〜３Ｈｒ（時間）
各石英ロングノズルＡ〜Ｄに流すＮ2流量：０．０１〜０．１ＳＬＭ
（第１の条件と第２の条件の共通条件）
温度：３００〜５００℃
反応炉内圧力：１０〜２００Ｐａ
ＣｌＦ3濃度：１０〜５０％
【００５１】
上述したように、第１の実施の形態によれば、第１のクリーニングステップのＣｌＦ3とＮ2との混合ガス流量を、第２のクリーニングステップの混合ガス流量よりも少なく（１／５０〜１／２程度と）したので、第１のクリーニングステップで石英ロングノズルＡ〜Ｄへのダメージを低減できる。したがって、従来、反応管３７内をクリーニングするたびに行っていた石英ロングノズル交換の時期を延長することができる。その結果、ＣＶＤ装置のメンテナンス時のコストを大幅に低減することができる。また、石英ロングノズル交換に要していた時間を低減することができ、反応炉のダウンタイムを短縮することができる。
【００５２】
また、第１のクリーニングステップでは、ＣｌＦ3ノズル４６よりも長さの長い石英ロングノズルＡ〜Ｄより、第２のクリーニングステップと比べて小流量のＣｌＦ3とＮ2との混合ガスを供給するので、石英ロングノズルＡ〜Ｄにダメージを与えることなく、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に堆積したポリシリコン膜を有効に除去できる。このとき、クリーニングの終了した石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に不活性ガスＮ2が供給されて、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内部に残存するＣｌＦ3ガスが追い出されるので、ＣｌＦ3ガス残存によるオーバエッチングが防止できる。また、クリーニングが終了していない石英ロングノズルＡ〜Ｄより反応空間３４に排出されたＣｌＦ3ガスが、クリーニング終了後の石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に侵入するのが阻止されるので、ＣｌＦ3ガスの侵入による石英ロングノズルＡ〜Ｄ内壁の先端部でのオーバエッチングが防止できる。
【００５３】
また、第１のクリーニングステップでは、長さの異なる複数の石英ロングノズルＡ〜Ｄの長さに応じて、クリーニングガスを供給する時間を変えているので、複数の石英ロングノズルＡ〜Ｄにオーバエッチ等のダメージを与えることなく、適切なエッチングを行うことができる。
特に、実施の形態では、反応炉内の温度勾配をゼロにして長さの異なる複数の石英ロングノズルＡ〜Ｄより反応炉内に成膜ガスを供給することによって、フラットポリシリコン膜を成膜するようにしているが、本発明は、このようなフラットポリシリコン膜を成膜するときに使用される長さの異なる石英ロングノズルＡ〜Ｄの内壁に堆積する生成膜をエッチングする場合に、その形状から石英ロングノズルＡ〜Ｄがダメージを受けやすいので、特に有用である。
【００５４】
また、第２のクリーニングステップでは、ＣｌＦ3ノズル４６より、第１のクリーニングステップと比べて大流量のＣｌＦ3とＮ2との混合ガスを反応管３７内に供給するので、反応管３７内壁等に堆積したポリシリコン膜を有効に除去できる。また、反応管３７内をクリーニングするときのクリーニング用ガスノズルとして、成膜用ガスノズル４０とは異なるＣｌＦ3ノズル４６を用いており、石英ロングノズルＡ〜ＤからはＮ2ガスを供給することができるため、第２のクリーニングステップにおいて、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内へのＣｌＦ3ガスの侵入を阻止できる。したがって、ＣｌＦ3ガスの侵入による石英ロングノズルＡ〜Ｄ内のオーバエッチングが防止できる。
【００５５】
なお、第１の実施の形態では、ノズルクリーニングを先に、反応管クリーニングを後にしているが、これとは逆に、反応管クリーニングを先に実行することも考えられる。しかし、ノズルクリーニングを後にすると、ノズルクリーニングステップではクリーニングガス量を少なくしているので、ノズル内壁からエッチングされた生成膜が、反応管から有効に排出できずに、反応管底部に溜り、パーティクルの発生の懸念がある。したがって、そのような懸念のない実施の形態の順序でクリーニングを行う方が好ましい。
【００５６】
また、第１の実施の形態では、ポリシリコン膜をクリーニング処理する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の膜種をクリーニング処理する場合についても適用可能である。また、第１の実施の形態では、成膜用ガスノズルを４本使用する場合について説明したが、成膜用ガスノズルの本数は４本に限定されない。
【００５７】
また、第１の実施の形態では、ＳｉＨ4を用いて基板上にポリシリコン膜を成膜させ、その成膜処理過程で反応管内やノズル内に堆積したポリシリコン膜をクリーニングする場合において、クリーニングガスとしてポリシリコン膜のエッチングに最も有効なＣｌＦ3を用いたので、成膜用ガスノズル内壁及び反応管内壁等に堆積したポリシリコン膜を有効に除去できる。なお、本発明のクリーニングガスはＣｌＦ3に限定されるものではなく、例えばＮＦ3、Ｆ2など他のクリーニングガスも使用可能である。
【００５８】
また、第１の実施の形態では、複数本の成膜用ガスノズルを同時にクリーニング処理する場合について説明したが、複数本の成膜用ガスノズルを予め定めた順序に従って順次１本ずつ選択することにより、１本ずつ行うようにしてもよい。
【００５９】
また、第１の実施の形態では、第１、第２の条件として、クリーニングガスの総流量をパラメータとしたが、本発明はこれに限定されない。例えばクリーニングガス濃度をパラメータとしてもよい。この場合、第１のクリーニングステップの方が、第２のクリーニングステップよりもクリーニングガス（ＣｌＦ3等）濃度が小さくなるようにするのが好ましい。こうすることにより、石英ロングノズルＡ〜Ｄにダメージを与えることなく、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に堆積したポリシリコン膜を有効に除去できる。なお、ガス濃度は、希釈ガスのＮ2の流量又はＣｌＦ3の流量を変えることによって行う。また、この場合、ガス濃度とガス流量の両方をパラメータとすることも、ガス濃度のみをパラメータとすることも可能である。
【００６０】
また、第１の実施の形態では、第１のクリーニングステップ（ノズルクリーニング）後に、第２のクリーニングステップ（反応管クリーニング）を行う場合について説明したが、第１のクリニーングステップと第２のクリーニングステップとを同時に行うことも可能である。その場合、成膜用ガスノズルより、第１の条件に設定したクリーニングガスを供給しつつ、ＣｌＦ3ノズルより、第１の条件とは異なる第２の条件に設定したクリーニングガスを供給することとなる。なお、第１の条件、第２の条件、クリーニング終了後の成膜用ガスノズルへのＮ2の供給などは実施の形態と同様である。
このように、第１クリーニングステップと第２クリーニングステップとを同時に行うようにすると、トータルでクリーニング時間を短縮することができる。
【００６１】
また、第１の実施の形態では、特に効果が大きい多系統ノズルの場合について説明したが、１系統ノズルの場合にも本発明は適用可能である。また、長さが異なる成膜用ガスノズルの場合について説明したが、長さが同一の成膜用ガスノズルを有する場合についても適用可能である。
【実施例】
【００６２】
図４に示す縦型ＣＶＤ装置を使用して、フラットポリシリコン膜を成膜した後、ＣｌＦ3ガスによるクリーニングを行った。第１のクリーニングステップにおいて、第１の条件として、炉内温度４００℃の状態で、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内に、ＣｌＦ3ガスを２８．６％の濃度になるように希釈用のＮ2ガスを混合させて流し、混合ガス総流量０．７ＳＬＭ（ＣｌＦ3：０．２ＳＬＭ、Ｎ2：０．５ＳＬＭ）でクリーニングを実施した。この総流量は、後述する第２の条件の約１／３である。これにより石英ロングノズルＡ〜Ｄ内のダメージを極力抑えてクリーニングできることを確認した。
なお、この条件、すなわち、ＣｌＦ3濃度２８．６％、混合ガス総流量０．７ＳＬＭ（ＣｌＦ3：０．２ＳＬＭ、Ｎ2：０．５ＳＬＭ）でのエッチングレートは、同濃度で混合ガス総流量０．０７ＳＬＭ（ＣｌＦ3：０．０２ＳＬＭ、Ｎ2：０．０５ＳＬＭ）とした場合のエッチングレートの４．７倍となることが確認されている。
【００６３】
また、続けて第２のクリーニングステップとして、第２の条件として、炉内温度を４００℃の状態で、ＣｌＦ3ノズル４６内に、ＣｌＦ3ガスを２８．６％の濃度になるように希釈用のＮ2ガスを混合させて流し、混合ガス総流量約２．５ＳＬＭでクリーニングを実施した。このようにＣｌＦ3ガスクリーニングを行うことで、反応炉内壁等を有効にクリーニングできるとともに、石英ロングノズルＡ〜Ｄ内のダメージを抑えることができることを確認した。
【００６４】
また、第１のクリーニングステップでクリーニング終了後の石英ロングノズルとＣｌＦ3ノズルに流すＮ2ガスの流量、及び第２のクリーニングステップで各石英ロングノズルに流すＮ2ガスの流量を、ともに０．０２ＳＬＭとした。これにより、次のフラットポリシリコン膜の成膜時に悪影響を与えたり、ノズルにオーバエッチ等のダメージを与えたり、ノズルが失透したりしないことを確認した。
【００６５】
上述したように、炉内温度４００℃の状態で石英ロングノズル内にＣｌＦ3ガスを２８．６％の濃度、但し総流量は上述条件の約１／３の０．７ＳＬＭを流すことで石英ロングノズル内のダメージを極力抑えてクリーニングできることが確認された。
【００６６】
ところで、上述した第１の実施の形態により、成膜用ガスノズル内のダメージを極力抑えてクリーニングすることで、成膜用ガスノズルを再利用できるようにしても、成膜と成膜用ガスノズル内のクリーニングを繰り返し実施することで、再利用した成膜用ガスノズルにマイクロクラックが次第に発生し、成膜用ガスノズルが劣化するおそれがある。この劣化を回避するためには、成膜用ガスノズルが、マイクロクラックが発生し難い構造になっていることが必要となる。
そこで、次に成膜用ガスノズルが、そのようなマイクロクラックが発生し難い構造になっている第２の実施の形態を説明する。マイクロクラックが発生し難い構造とするには、成膜用ガスノズル４０の内径または／および肉厚がクリーニング用ガスノズル４６よりも大きいことである。
【００６７】
［第２の実施の形態］
以下に第２の実施の形態を詳述する。
図３はノズルとインナチューブ１１６の内壁とウェハ２００（ボート２１）との位置関係を示し、（ａ）は成膜用ガスノズル４０の場合、（ｂ）はクリーニング用ガスノズル４６の場合をそれぞれ示す。なお、（ｂ）に示すクリーニング用ガスノズル４６の内径および肉厚は、従来の成膜用ガスノズルと同等と考えてよい。
【００６８】
図示例では、成膜用ガスノズル４０の内径ｇおよび肉厚ｆをクリーニング用ガスノズル４６の内径および肉厚よりも大きくしてある。
【００６９】
このように成膜用ガスノズル４０の内径ｇや肉厚ｆをクリーニング用ガスノズル４６よりも大きく設定する場合、図３（ｂ）に示すように、クリーニング用ガスノズル４６の大きさは従来と同様で変更を加えないので、クリーニング用ガスノズル４６については、クリーニング用ガスノズル４６と対向するインナチューブ１１６の内壁部の位置１１６ａが従来と同様（そのままの断面形状）でも、ボート２１又はウェハ２００と接触するおそれはない。
しかし、成膜用ガスノズル４０については、ノズル自体が大きくなるので、成膜用ガスノズル４０と対向するインナチューブ１１６の内壁部が従来と同様な位置にあり、そのままの断面形状では、成膜用ガスノズル４０を反応容器３２内に収めることが困難になり、ボート２１又はウェハ２００と接触してしまうおそれがある。そこで、図３（ａ）に示すように、内径と肉厚を大きくした成膜用ガスノズル４０の断面形状に合わせて、インナチューブ１１６の成膜用ガスノズル４０に対向する内壁部のみを、破線位置１１６ａから実線位置１１６ｂまで膨らむように変形させ、後述する膨出部としている。
【００７０】
このインナチューブ１１６の変形の様子を、図１および図２に具体的に示す。
図１はインナチューブ１１６、成膜用ガスノズル４０（４本の石英ロングノズルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）及びクリーニング用ガスノズル４６を斜視図で示し、ヒータユニット３９、アウタチューブ１１５を縦断面図で示した概略説明図である。
図２は、第２の実施の形態におけるヒータユニット３９（断熱材３９ａとヒータ素線３９ｂとから構成される）、アウタチューブ１１５、変形させたインナチューブ１１６、内径と肉厚を大きくした成膜用ガスノズル４０（４本の石英ロングノズルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）、クリーニング用ガスノズル４６、及びボート２１（ウェハ２００）の位置関係を表わす横断面図である。反応炉３１の断面構造は、外側から内側に順に向かって、ヒータユニット３９、アウタチューブ１１５、変形したインナチューブ１１６、成膜用ガスノズル４０およびクリーニング用ガスノズル４６、およびボート２１（ウェハ２００）の配置になる。
【００７１】
これらの図から、成膜用ガスノズル４０（４本の石英ロングノズルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対向するインナチューブ１１６の対向部の横断面形状を、内径と肉厚を大きくした成膜用ガスノズル４０の断面形状に合わせ、径方向外方に半円状に膨らませて、インナチューブ１１６に膨出部１２０が形成されていることがわかる。
【００７２】
図１に示すように、成膜用ガスノズル４０（４本の石英ロングノズルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の全体形状は略Ｌ字形をしており、水平部４７がガス入力側となり、垂直部４８がガス出力側となる。このガス出力側となる垂直部４８が、反応容器内を加熱するヒータユニット３９と対向するウェハ配列領域２２に設けられる成膜用ガスノズル４０の一部となる。なお、クリーニング用ガスノズル４６の全体形状も成膜用ガスノズル４０と同様に略Ｌ字形をしている。
成膜用ガスノズル４０の寸法はガス入力側とガス出力側とで異ならせるが、クリーニング用ガスノズル４６の寸法は、ガス入力側とガス出力側とで同じにする。そして、上述したように成膜用ガスノズル４０の内径および肉厚は、クリーニング用ガスノズル４６よりも大きくする。この場合、成膜用ガスノズル４０のガス出力側の内径は、クリーニング用ガスノズル４６より約２倍大きくし肉厚も約２倍にするのが好ましく、より好ましくは成膜用ガスノズル４０のガス出力側の内径はクリーニング用ガスノズル４６より約３倍大きくし肉厚も約３倍にするのがよい。
これは、成膜用ガスノズル４０の内径および肉厚をクリーニング用ガスノズル４６の約２倍以上とすると、再利用した成膜用ガスノズルにマイクロクラックがより発生し難いからである。ただし、約４倍を超えるとインナチューブ１１６の膨出部１２０がアウタチューブ１１５に接触してしまうという不具合が生じるので約４倍未満とするのがよい。
例えば成膜用ガスノズル４０の寸法は、ガス入力側の内径は約４〜５ｍｍ（外径がφ６〜７ｍｍ）、肉厚が１ｍｍ、ガス出力側の内径は８〜１５ｍｍ（外径がφ１４〜２１ｍｍ）、肉厚は３ｍｍとする。また、クリーニング用ガスノズル４６の寸法は、例えば内径は約４〜５ｍｍ（外径はφ６〜７ｍｍ）、肉厚は１ｍｍとする。
【００７３】
上述したように、第２の実施の形態によれば、成膜用ガスノズルのガス出力側の内径および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくしたので、成膜用ガスノズルの強度が増し、反応容器３２内のクリーニングと同条件で成膜用ガスノズルをクリーニングしても、成膜用ガスノズルのダメージが少なく、成膜用ガスノズルの再利用が可能となる。また、成膜用ガスノズル内のクリーニングと反応容器３２内のクリーニングの２段階連続クリーニングを繰り返して実施することが可能となる。したがって、従来、反応管３７内をクリーニングするたびに行っていた石英ロングノズル交換の時期を延長することができる。その結果、ＣＶＤ装置のメンテナンス時のコストを大幅に低減することができる。また、石英ロングノズル交換に要していた時間を低減することができ、反応炉のダウンタイムを短縮することができる。
また、成膜用ガスノズルのガス出力側の内径が大きくなったことで、成膜時の成膜用ガスノズル内の圧力が低下することにより、成膜用ガスノズル内に堆積する膜厚が低減する。したがって、成膜用ガスノズル内のクリーニング時間が短縮され、スループットが向上する。特に、ＣｌＦ3ガスまたはＦ2ガスによるFlat Poly Si（フラットポリシリコン）成膜用縦型ＣＶＤ装置の石英ロングノズル内のクリーニング時間が短縮される。また、石英ロングノズル内のクリーニング、炉内クリーニングの２段階連続クリーニングを繰り返し実施可能となることで、スループットが向上し、装置のダウンタイムを大幅に短縮することができる。
【００７４】
また、成膜用ガスノズル４０の一部が、反応容器３２内を加熱するヒータユニット３９と対向する領域（ウェハ配列領域２２）に設けられていて、副生成物である生成膜が堆積が生じやすくなっていても、第２の実施の形態によれば、成膜用ガスノズルをクリーニングしたとき、成膜用ガスノズルのダメージが少なく、成膜用ガスノズルの再利用が可能となり、成膜用ガスノズル内のクリーニングと反応容器内のクリーニングの２段階連続クリーニングを繰り返して実施することが可能となるので、有効にクリーニングできる。
【００７５】
また、成膜用ガスノズルは、長さの異なる複数のノズルより構成されていて、成膜用ガスノズルの長さが長くなるほどダメージの受ける量が多くなったとしても、本実施の形態によれば、長短にかかわらず成膜ガス用ノズルのダメージが少ないため、そのような問題を解決できる。
【００７６】
また、成膜用ガスノズルの内径および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくすると、成膜用ガスノズル４０がボート２１（ウェハ２００）と接触しやすくなるが、第２の実施の形態によれば、内径および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくした成膜用ガスノズルの形状に合わせて反応容器の横断面形状を変形させているので、そのような問題を解決できる。
【００７７】
また、第２の実施の形態によれば、成膜用ガスノズルの内径および肉厚をクリーニング用ガスノズルよりも大きくする場合であっても、インナチューブの形状を変更するだけでよく、ヒータやアウタチューブの形状、大きさを成膜用ガスノズルの大きさに合わせて変更する必要がないので装置の大型化を避けることができる。
【００７８】
また、上記実施の形態では、成膜用ガスノズルの内径および肉厚の両方をクリーニング用ガスノズルよりも大きくする場合について説明したが、成膜用ガスノズルの内径および肉厚のうち、いずれか一方を大きくするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第２の実施の形態におけるヒータユニット、反応管及びノズル群のうち、インナチューブ、成膜用ガスノズル及びクリーニング用ガスノズルを斜視図で示し、残りを縦断面図で示した概略説明図である。
【図２】第２の実施の形態におけるヒータユニット、アウタチューブ、変形させたインナチューブ、内径と肉厚を大きくした成膜用ガスノズル、クリーニング用ガスノズル、及びボート（ウェハ）の位置関係を表わす横断面図である。
【図３】第２の実施の形態におけるノズルとインナチューブの内壁とウェハとの位置関係を示し、（ａ）は成膜用ガスノズルの場合、（ｂ）はクリーニング用ガスノズルの場合をそれぞれ示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態における縦型ＣＶＤ装置の概略断面図である。
【図５】第１の実施の形態における炉内２段階クリーニングシーケンスの説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
４０    成膜用ガスノズル
４６    ＣｌＦ3ノズル（クリーニング用ガスノズル）
Ａ〜Ｄ  石英ロングノズル（成膜用ガスノズル）
【図１】
2007088391.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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