(57)【要約】【課題】処理装置のリークによって製品異常が発生することを未然に防止する【解決手段】まず、処理容器１００内の温度を第１温度に維持する（Ｓ１２０）。次いで、処理容器１００内に半導体基板６００を投入する（Ｓ１３０）。次いで、処理容器１００内を密閉した状態で処理容器１００内の圧力を計測し、圧力の上昇に基づいて、当該処理容器１００からのリークの有無を判断する（リークチェック工程：Ｓ１４０）。次いで、リークチェック工程の後に、処理容器１００内で半導体基板６００に所定の処理を行う（処理工程：Ｓ１５０）。ここで、リークチェック工程において、処理容器１００にリークが有ると判断したときに（Ｓ１４２Ｎｏ）処理工程を中止する（Ｓ１６０）。一方で、処理容器１００にリークが無いと判断したときに（Ｓ１４２Ｙｅｓ）処理容器１００内の真空引きを開始し、処理工程を行う（Ｓ１５０）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に不活性ガスを流すとともに、前記処理容器内を加熱して、当該処理容器内の温度を第１温度に維持する工程と、
前記処理容器内に、半導体基板を投入する工程と、
前記処理容器内を密閉した状態で前記処理容器内の圧力を計測し、ヒーター加熱による容器内ガスの膨張による前記圧力の上昇に基づいて、前記処理容器からのリークの有無を判断するリークチェック工程と、
前記リークチェック工程の後に、前記処理容器内で前記半導体基板に所定の処理を行う処理工程と、
を備え、
前記リークチェック工程において、
前記処理容器に前記リークが有ると判断したときに前記処理工程を中止し、前記処理容器に前記リークが無いと判断したときに前記処理工程を行う半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記リークチェック工程において、
前記圧力の上昇量が第１の値以上であるとき、前記処理容器にリークが無いと判断する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理工程において、
前記処理容器を前記第１温度以上の第２温度に加熱する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理工程において、
前記処理容器内の前記圧力は大気圧よりも低い第１圧力である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理容器は、石英からなる半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理工程の後に、フッ素を含むクリーニングガスを用いて、前記処理容器内をクリーニングするクリーニング工程をさらに備える半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理工程において、
前記処理容器内の前記圧力は大気圧よりも低い第１圧力であり、
前記クリーニング工程において、
前記処理容器内の前記圧力は前記第１圧力より高く大気圧未満である半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理装置は、減圧ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置である半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記処理工程において、前記半導体基板にフィールド酸化膜を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
内部で半導体基板に対して所定の処理を行うための処理容器と、
前記処理容器を加熱するヒーターと、
前記処理容器内の圧力を計測する圧力計と、
前記処理容器内に不活性ガスを導入する不活性ガス供給部と、
前記不活性ガスが導入されるとともに第１温度に加熱して維持された前記処理容器内に前記半導体基板を投入した後に、前記処理容器内を密閉した状態で前記圧力計が計測した、前記ヒーターの加熱による容器内ガスの膨張による前記圧力の上昇量に基づいて、前記処理容器からのリークの有無を判断する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記処理容器に前記リークが有ると判断したときに前記所定の処理を中止すると判断し、前記処理容器に前記リークが無いと判断したときに前記所定の処理を行うことが可能であると判断する半導体製造装置。
【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および半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、制御された圧力下において所定の処理を行う半導体製造装置が数多く使用されている。そのような半導体製造装置において、処理容器の様々なリークチェック方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００１―３３０５３４号公報）には、以下のようなリークチェック方法が記載されている。減圧処理装置において、密閉可能な処理容器内に、被処理体を収容する。次いで、この処理容器内を排気系により減圧排気する。次いで、被処理体に所定の処理を施す。ここで、減圧処理装置の排気系には、酸素分圧計が設けられている。処理容器内を排気するとき、排気系により減圧しながら、酸素分圧計により酸素分圧を計測する。この酸素分圧に基づいて、処理容器のリークの有無をチェックする。これにより、処理容器内のリークチェックを、低コストで、容易に、且つ短時間で行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１―３３０５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
処理容器が減圧状態であるときにリークをチェックする方法は、上記特許文献１も含め、数多く開示されている。しかし、発明者は、たとえば処理容器を減圧する前の圧力が高い状態で処理容器内にリークが有った場合、当該処理容器内で所定の処理を行った基板の特性に悪影響を及ぼすことを見出した。しかし、特許文献１などの方法では、処理容器内の圧力が高い状態でのリークチェックが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
処理容器内に不活性ガスを流すとともに、当該処理容器内を加熱して、当該処理容器内の温度を第１温度に維持する工程と、
前記処理容器内に、半導体基板を投入する工程と、
前記処理容器内を密閉した状態で前記処理容器内の圧力を計測し、ヒーター加熱による容器内ガスの膨張による当該圧力の上昇に基づいて、当該処理容器からのリークの有無を判断するリークチェック工程と、
前記リークチェック工程の後に、前記処理容器内で前記半導体基板に所定の処理を行う処理工程と、
を備え、
前記リークチェック工程において、
前記処理容器に前記リークが有ると判断したときに前記処理工程を中止し、前記処理容器に前記リークが無いと判断したときに前記処理工程を行う半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明によれば、
内部で半導体基板に対して所定の処理を行うための処理容器と、
前記処理容器を加熱するヒーターと、
前記処理容器内の圧力を計測する圧力計と、
前記処理容器内に不活性ガスを導入する不活性ガス供給部と、
前記不活性ガスが導入されるとともに第１温度に加熱して維持された前記処理容器内に前記半導体基板を投入した後に、前記処理容器内を密閉した状態で前記圧力計が計測した、前記ヒーターの加熱による容器内ガスの膨張による前記圧力の上昇量に基づいて、当該処理容器からのリークの有無を判断する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記処理容器に前記リークが有ると判断したときに前記所定の処理を中止すると判断し、前記処理容器に前記リークが無いと判断したときに前記所定の処理を行うことが可能であると判断する半導体製造装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、処理容器内の温度が第１温度に維持された状態で、処理容器内に半導体基板を投入する。次いで、当該処理容器内を密閉して、処理容器内の圧力を計測する。このとき、処理容器内の温度は、半導体基板の投入によって下降する。処理容器内を第１温度に維持するため、処理容器内を再度加熱する。この再度の加熱によって、処理容器内の圧力は上昇する。そこで、当該圧力の上昇に基づいて、処理容器からのリークの有無を判断する。これにより、半導体基板を投入したとき、処理容器内の圧力が高い状態でリークチェックを行うことができる。したがって、処理装置のリークによって製品異常が発生することを未然に防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理装置のリークによって製品異常が発生することを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る半導体製造装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１の一部を拡大した模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１または図２を用い、第１の実施形態に係る半導体製造装置２０について説明する。処理容器１００は、その内部で半導体基板６００に対して所定の処理を行うためのものである。ヒーター２２０は、処理容器１００を加熱する。圧力計４２０は、処理容器１００内の圧力を計測する。不活性ガス供給部５４０は、処理容器１００内に不活性ガスを導入する。制御部４００は、不活性ガスが導入されるとともに第１温度に加熱して維持された処理容器１００内に半導体基板６００を投入した後に、処理容器１００内を密閉した状態で圧力計４２０が計測した圧力の上昇量に基づいて、当該処理容器１００からのリークの有無を判断する。ここで、制御部４００は、処理容器１００にリークが有ると判断したときに所定の処理を中止すると判断し、処理容器１００にリークが無いと判断したときに所定の処理を行うことが可能であると判断する。以下、詳細を説明する。
【００１３】
図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置の構成を示す模式図である。また、図２は、図１の一部を拡大した模式図である。図１および図２のように、半導体製造装置２０は、処理容器１００、ヒーター２２０、圧力計４２０および制御部４００を備えている。
【００１４】
第１の実施形態に係る半導体製造装置２０は、たとえば、処理容器１００内を加熱して、気相反応を伴う所定の処理を行う装置である。具体的には、半導体製造装置２０は、たとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｏｎ）装置である。さらに言えば、半導体製造装置２０は、たとえば減圧ＣＶＤ装置である。このように、処理容器１００内を加熱して減圧下で所定の処理を行う装置において本発明は特に有効である。なお、その他の半導体製造装置２０としては、拡散炉、酸化炉、アニール処理装置、ドライエッチング装置、または各種成膜装置であってもよい。
【００１５】
処理容器１００の下には、たとえばロードロック室１８０が設けられている。たとえば、ロードロック室１８０から処理容器１００に、半導体基板６００が投入される。ロードロック室１８０は、排気系に接続している。これにより、ロードロック室１８０を真空排気することができる。具体的には、ロードロック室１８０は、たとえば、排気系配管（符号不図示）、ＬＬ室バルブ３４０、およびスローバルブ３６２もしくはメインバルブ３６４を介して、減圧ポンプ３８０（Ｐｕｍｐと表記）に接続している。また、ロードロック室１８０は、パージ用のＮ２ラインに接続している。これにより、ロードロック室１８０を真空排気した後に、Ｎ２でパージすることができる。ロードロック室１８０には通常酸素濃度計（不図示）が取り付けられており、入炉前にロードロック室１８０の酸素濃度が数ppm以下であることを確認することができる。したがって、ロードロック室１８０がＮ２で満たされた状態で、処理容器１００に半導体基板６００を投入することができる。
【００１６】
ロードロック室１８０内には、たとえば回転部２４０が設けられている。また、ロードロック室１８０の上には、たとえば昇降部２６０が設けられている。昇降部２６０は、昇降軸（符号不図示）を有している。当該昇降軸は、ロードロック室１８０内で、回転部２４０に接続している。昇降部２６０は昇降軸を回転させることにより、回転部２４０を昇降させることができる。
【００１７】
回転部２４０の回転軸（符号不図示）上には、ゲート弁１８２を介して、ボート１２０が設けられている。回転部２４０は、昇降部２６０によりロードロック室１８０内で昇降する。ボート１２０は、回転部２４０が上昇することにより処理容器１００内に投入される。回転部２４０が上昇したとき、ゲート弁１８２はロードロック室１８０側から処理容器１００を密閉する。また、回転部２４０は、処理工程において、回転軸を中心にボート１２０を回転させる。これにより、ボート１２０に載置された半導体基板６００を均一に加熱することができる。
【００１８】
処理容器１００は、その内部で半導体基板６００に対して所定の処理を行うためのものである。処理容器１００は、Ｏリング（不図示）を介して、ロードロック室１８０上に設けられている。処理容器１００の上部は、たとえばドーム型である。また、処理容器１００の下部は、たとえば円筒状である。処理容器１００の下部には、フランジ（不図示）が設けられている。処理容器１００は、フランジによりロードロック室１８０上に固定されている。
【００１９】
平面視の処理容器１００の断面積は、半導体基板６００よりも大きい。ボート１２０には、複数の半導体基板６００が水平に載置されている。ボート１２０はこの状態で、処理容器１００内に投入される。
【００２０】
処理容器１００には、たとえば、ガス配管５１０を介して、成膜ガス供給部５２０および不活性ガス供給部５４０に接続している。不活性ガスは、たとえばＮ２である。成膜ガス供給部５２０は、配管（符号不図示）、バルブ（符号不図示）、マスフローコントローラー（ＭＦＣと表記）、レギュレーター（不図示）、および成膜ガスボンベ（成膜ガス１または２と表記）を備えている。不活性ガス供給部５４０も、同様にして、たとえばＮ２ボンベ（Ｎ２と表記）を備えている。成膜ガス供給部５２０および不活性ガス供給部５４０は、後述する制御部４００からの信号に基づいて、それぞれ処理容器１００に成膜ガスおよび不活性ガスを供給する。そのほか、処理容器１００には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部（不図示）が接続されていてもよい。
【００２１】
処理容器１００の上部は、たとえばＬ字に屈曲している。処理容器１００の当該屈曲部分は、マニホールド１６０内のＯリング（不図示）を介して、排気系に接続している。これにより、処理容器１００を真空排気することができる。具体的には、処理容器１００は、たとえば、排気系配管（符号不図示）、処理容器バルブ３２０、およびスローバルブ３６２もしくはメインバルブ３６４を介して、減圧ポンプ３８０に接続している。
【００２２】
排気系配管のうち処理容器バルブ３２０より処理容器１００側には、排気ベント配管（符号不図示）が接続している。排気ベント配管には、ベントバルブ３１０が設けられている。このベントバルブ３１０を開くことにより、たとえば処理容器１００が大気圧以上となったときにガスを排気して処理容器１００内の圧力を下げることができる。
【００２３】
圧力計４２０は、たとえば排気ベント配管に接続している。圧力計４２０は、処理容器１００内の圧力を計測する。圧力計４２０は、配線（符号不図示）を介して、制御部４００に接続している。圧力計４２０は、処理容器１００の圧力の信号を制御部４００に送信する。
【００２４】
処理容器１００の周囲には、ヒーター２２０が設けられている。ヒーター２２０は、処理容器１００内を加熱する。ヒーター２２０は、たとえば３００℃以上８５０℃以下に加熱することができる。これにより、処理容器１００内の雰囲気、または処理容器１００内のボート１２０に載置された半導体基板６００を加熱することができる。
【００２５】
処理容器１００は、所定の処理を一定の雰囲気下で行うために気密性のある材料により形成されている。また、処理容器１００は、耐熱性および耐食性を有していることが好ましい。具体的には、処理容器１００は、たとえば石英からなる。処理容器１００が石英からなる場合、処理容器１００がステンレス製などである場合と比較して、処理容器１００を強固に密閉することは難しい。上記のように、たとえば、処理容器１００は、マニホールド１６０内のＯリングを介して排気配管に接続している。このＯリングは、特にクリーニングガスを使用した際に劣化しやすい。したがって、処理容器１００が石英からなる場合、第１の実施形態のリークチェック工程を行うことにより、当該Ｏリングからのリークを早期に発見することができる。
【００２６】
制御部４００は、半導体製造装置２０の各種構成部を制御する。制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、回転部２４０および昇降部５４０に接続している。制御部４００は、回転部２４０に信号を送信し、回転部２４０の回転動作を制御する。また、制御部４００は、昇降部２６０に信号を送信し、昇降部２６０の昇降動作を制御する。これにより、制御部４００は、ロードロック室１８０から処理容器１００へ半導体基板６００を投入するための制御を行う。
【００２７】
制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、ヒーター２２０に接続している。制御部４００は、ヒーター２２０に信号を送信し、ヒーター２２０の出力を制御する。これにより、制御部４００は、処理容器１００内の温度を制御することができる。ここで、制御部４００は、処理容器１００内に半導体基板６００を投入した後、ヒーター２２０を制御して、当該処理容器内を第１温度に加熱して維持する。当該工程については、詳細を後述する。
【００２８】
制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、成膜ガス供給部５２０および不活性ガス供給部５４０に接続している。具体的には、制御部４００は、それぞれのバルブおよびマスフローコントローラーに接続している。制御部４００は、成膜ガス供給部５２０および不活性ガス供給部５４０に信号を送信し、成膜ガス供給部５２０および不活性ガス供給部５４０のガス供給動作を制御する。たとえば、制御部４００は、処理容器１００内に半導体基板６００を投入した後、当該処理容器内に不活性ガスを流すように不活性ガス供給部５４０を制御する。
【００２９】
制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、排気系等のバルブに接続している。また、制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、減圧ポンプ３８０に接続している。制御部４００は、各バルブおよび減圧ポンプ３８０に信号を送信し、排気系による処理容器１００またはロードロック室１８０の排気を制御する。そのほか、制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、ベントバルブ３１０に接続している。制御部４００は、ベントバルブ３１０に信号を送信し、ベントバルブ３１０の開閉を制御する。これにより、制御部４００は処理容器１００の圧力を調整する。
【００３０】
制御部４００は、配線（符号不図示）を介して、圧力計４２０に接続している。上述のように、圧力計４２０は、処理容器１００の圧力の信号を制御部４００に送信する。制御部４００は、圧力計４２０が計測した圧力に基づいて、下記のようにリークの有無を判断する。
【００３１】
制御部４００は、不活性ガスが導入されるとともに第１温度に加熱して維持された処理容器１００内に半導体基板６００を投入した後に、処理容器１００内を密閉した状態で圧力計４２０が計測した圧力の上昇量に基づいて、当該処理容器１００からのリークの有無を判断する。ここで、制御部４００は、処理容器１００にリークが有ると判断したときに所定の処理を中止すると判断し、処理容器１００にリークが無いと判断したときに所定の処理を行うことが可能であると判断する。このリークチェック工程については、詳細を後述する。
【００３２】
また、制御部４００は、記憶部（不図示）を備えていてもよい。記憶部には、各種制御信号、設定値等が記録されている。たとえば、記憶部には、後述する処理容器１００の第１の値等が記録されている。
【００３３】
なお、制御部４００は、半導体製造装置２０の各々の構成部に個別に設けられていてもよい。また制御部４００の機能は、すべてが一つのハードウェアに搭載されていなくても良い。例えば、リークの有無を判断する機能は、半導体製造装置２０とは別の場所に設けられたハードウェアに搭載され、ガスの流れを制御する機能は、半導体製造装置２０が有する制御部が有していても良い。リークの有無を別制御部において判断する場合、リークを検知したとしてもその後の処理工程を停めることができないこともあるが、その際は装置異常を発報し次の処理が実施できない状態とさせる。
【００３４】
次に、図３を用い、第１の実施形態に係る半導体製造装置２０によって製造される半導体装置１０について説明する。図３は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００３５】
図３のように、半導体基板６００には、開口部（符号不図示）を有するフィールド酸化膜６８０が形成されている。たとえば、ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法により、ＳｉＯ２からなるフィールド酸化膜６８０が形成されている。または、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法により、フィールド酸化膜６８０が形成されていてもよい。なお、「フィールド酸化膜６８０」は素子分離領域ともいう。
【００３６】
半導体基板６００のうち所定の位置に、ゲート絶縁層７００およびゲート電極８２０が設けられている。ゲート絶縁層７００およびゲート電極８２０をマスクとして、半導体基板６００に不純物を注入することにより、エクステンション領域６４０が形成されている。ゲート絶縁層７００およびゲート電極８２０の側壁には、側壁絶縁膜７８０が形成されている。側壁絶縁膜７８０は一般的にシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の積層構造が用いられる。
【００３７】
また、ゲート電極８２０および側壁絶縁膜７８０をマスクとして、半導体基板６００に不純物を注入することにより、ソース領域６１０およびドレイン領域６２０が形成されている。
【００３８】
半導体基板６００上、ゲート電極８２０上およびフィールド酸化膜６８０上には、層間絶縁層９００が設けられている。層間絶縁層９００には、ソース領域６１０およびドレイン領域６２０と接するビア８４０が設けられている。ビア８４０上には、配線８６０が設けられている。さらに、複数の層間絶縁層９００が積層されている。これにより、多層配線層が形成されている。
【００３９】
以上の構成を有する半導体装置１０のうち、たとえば半導体基板６００上のゲート絶縁膜層７００及びゲート電極８２０の側壁に側壁絶縁膜７８０の少なくとも一部の膜を形成するために、第１の実施形態の半導体製造装置２０が用いられる。ここで、発明者は、たとえば当該処理工程前の圧力が高い状態で処理容器１００内にリークが有った場合、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすことを見出した。具体的には、処理容器１００内にリークが有る場合、処理容器１００内に大気中の酸素が混入する。このため、処理工程において側壁絶縁膜７８０となる膜、例えばシリコン窒化膜を形成する際、その半導体基板６００とゲート電極８２０の界面が異常に拡張する。詳細には、以下の通りである。通常、シリコンダミーウェハ及び実際の製品となる半導体基板６００それぞれには、水分が吸着している。この水分により、若干ではあるが、半導体基板６００とゲート電極８２０の界面が酸化される。これに対してリークがある場合、半導体基板６００及びゲート電極８２０表面が混入した大気により、半導体基板６００とゲート電極８２０の界面の酸化量が多くなる。このため、半導体基板６００とゲート電極８２０の界面が所望の範囲を超えて拡張する。第１の実施形態では、半導体基板６００を投入する工程の後で、処理工程前の圧力が高い状態でリークチェック工程を行う。これにより、処理容器１００のリークによって、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００４０】
次に、図４〜図６を用い、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法は、以下の工程を備えている。まず、処理容器１００内に不活性ガスを流すとともに、当該処理容器１００内を加熱して、当該処理容器１００内の温度を第１温度に維持する（Ｓ１２０）。次いで、処理容器１００内に半導体基板６００を投入する（Ｓ１３０）。次いで、処理容器１００内を密閉した状態で処理容器１００内の圧力を計測し、当該圧力の上昇に基づいて、当該処理容器１００からのリークの有無を判断する（リークチェック工程：Ｓ１４０）。次いで、リークチェック工程の後に、処理容器１００内で半導体基板６００に所定の処理を行う（処理工程：Ｓ１５０）。ここで、リークチェック工程において、処理容器１００にリークが有ると判断したときに（Ｓ１４２Ｎｏ）処理工程を中止する（Ｓ１６０）。一方で、処理容器１００にリークが無いと判断したときに（Ｓ１４２Ｙｅｓ）処理工程を行う（Ｓ１５０）。以下、詳細を説明する。
【００４１】
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００４２】
まず、半導体基板６００を準備する。たとえば、開口部（不図示）を有するフィールド酸化膜６８０、ゲート絶縁膜７００、ゲート電極８２０、ソース領域６１０、ドレイン領域６２０が形成された半導体基板６００を準備する。
【００４３】
次いで、処理容器１００内に不活性ガスを流すとともに、当該処理容器１００内を加熱して、当該処理容器１００内の温度を第１温度に維持する（Ｓ１２０）。制御部４００は、処理容器１００に不活性ガスを流すように不活性ガス供給部５４０を制御する。同時に、制御部４００は、ベントバルブ３１０を開けるように制御する。また、制御部４００は、処理容器１００内を第１温度に加熱して維持するようにヒーター２２０を制御する。
【００４４】
ここで、「第１温度」とは、処理工程前に処理容器１００内を予備加熱する温度のことである。なお、「第１温度」は、処理工程の第２温度と等しくてもよい。また、「処理容器１００内を加熱して維持する」とは、制御部４００が処理容器１００内の温度が一定となるようにヒーター２２０を制御することをいう。具体的には、たとえば処理容器１００内の温度が一時的に下がった場合、制御部４００はヒーター２２０の出力を上げるように制御する。なお、制御部４００は、少なくとも処理工程までは処理容器１００内の温度を第１温度となるように制御する。
【００４５】
次いで、処理容器１００内に半導体基板６００を投入する（Ｓ１３０）。具体的には、たとえば不活性ガスの雰囲気の状態であるロードロック室１８０から、処理容器１００へ半導体基板６００を投入する。このとき、制御部４００は、処理容器１００内を第１温度に維持するようにヒーター２２０を制御し続けている。
【００４６】
なお、処理容器１００内に半導体基板６００を投入した後、所定の時間、処理容器１００内に不活性ガスを流してもよい。
【００４７】
次いで、リークチェック工程を行う（Ｓ１４０）。処理容器１００内を密閉した状態で処理容器１００内の圧力を計測し、当該圧力の上昇に基づいて、当該処理容器１００からのリークの有無を判断する。
【００４８】
ここで、図５および図６を用い、リークチェック工程について説明する。図５および図６は、第１の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するための図である。図５（ａ）は、Ｓ１３０直後から圧力計４２０が計測した処理容器１００内の圧力を示している。図５（ｂ）は、Ｓ１３０直後からの処理容器１００内の温度を示している。また、図中のＡは、処理容器１００にリークがない場合を示している。一方、Ｂは、処理容器１００にリークがある場合を示している。
【００４９】
まず、図５を用いて説明する。時刻ｔ１より前のとき、処理容器１００内の温度は、上記のように第１温度（Ｔ１）に維持されている。時刻ｔ１のときは、処理容器１００内に半導体基板６００を投入したときである。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、たとえばベントバルブ３１０を開き、処理容器１００内に不活性ガスを少し流す。これにより、処理容器１００内のガスの流れが安定する。
【００５０】
このとき、半導体基板６００の温度は、まだ第１温度Ｔ１より低い。したがって、低温の半導体基板６００が処理容器１００内に投入されたことにより、処理容器１００内の温度は第１温度Ｔ１から下降する。制御部４００は、処理容器１００内の温度を維持するために、ヒーター２２０の出力を上げる。これにより、処理容器１００内の温度は徐々に上昇していく。なお、後述するリークの有無にかかわらず、処理容器１００内の温度は上昇する。
【００５１】
時刻ｔ２のとき、制御部４００は、ベントバルブ３１０を閉じるように制御する。同時に、制御部４００は、不活性ガスの供給を停止するように不活性ガス供給部５４０を制御する。この間、制御部４００は、処理容器１００内の温度を維持するために、ヒーター２２０の出力を上げ続けている。これによって、半導体基板６００周辺の冷えた雰囲気は、加熱され、膨張する。したがって、時刻ｔ２から処理容器１００内の圧力は上昇し始める。
【００５２】
ここで、処理容器１００にリークがない場合（図中Ａの場合）、処理容器１００内の圧力は、たとえば圧力Ｐａｔｍから圧力ＰＡに上昇する。一方、処理容器１００にリークがある場合（図中Ｂの場合）、リークによって、たとえば圧力ＰＡよりも低い圧力ＰＢまでしか上昇しない。このＢの場合、上述のように、処理容器１００内に大気が混入することによって、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼす。
【００５３】
このとき、制御部４００は、当該リークチェック工程（Ｓ１４０）において、処理容器１００にリークが有ると判断したときに処理工程を中止する。一方、制御部４００は、処理容器１００にリークが無いと判断したときに処理工程を行う。
【００５４】
具体的には、たとえば、制御部４００は、リークチェック工程（Ｓ１４０）において、処理容器１００内の圧力の上昇量が第１の値（ΔＰ）以上であるかを判断する（Ｓ１４２）。圧力の上昇量が第１の値（ΔＰ）以上であるとき（Ｓ１４２Ｙｅｓ）、処理容器１００にリークが無いと判断して処理工程を行う（Ｓ１５０）。一方、圧力の上昇量が第１の値（ΔＰ）以上であるとき（Ｓ１４２Ｎｏ）、処理工程を中止する（Ｓ１６０）。このように、処理容器１００内の圧力の上昇量に基づいて、リークの有無を判断することができる。
【００５５】
なお、制御部４００は、圧力上昇率によってリークの有無を判断してもよい。具体的には、処理容器１００内の圧力が所定の圧力に到達するまでの時間によって、リークの有無を判断してもよい。
【００５６】
ここで、図６は、各バッチ毎のリークチェック工程における圧力上昇の値の例を示している。図６の左から右に向かって順に製造工程が行われたことを示している。製造工程を繰り返すことにより、処理容器１００にリークが生じることがある。たとえば、上述のＯリングなどがクリーニングガスによって劣化する可能性がある。その場合、製造工程を繰り返すことにより、処理容器１００にリークがない状態（Ａ）から、処理容器１００にリークがある状態（Ｂ）に変化する。処理容器１００のリーク箇所を修理すれば、再度、処理容器１００にリークがない状態（Ａ）に復帰する。
【００５７】
また、上記した第１の値（ΔＰ）をたとえば１０００Ｐａとすることにより、リークの有無を判断することができる。ここで、処理容器１００の圧力上昇の量は、ばらつくことが予想される。このため、「第１の値（ΔＰ）」は、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすことがなく、且つ、スループットを悪化させない範囲で設定されることが好ましい。具体的には、「第１の値（ΔＰ）」は、処理容器１００にリークがない場合（Ａ）のうち、最も圧力上昇の量が小さいときの圧力上昇の値よりも低い。一方、「第１の値（ΔＰ）」は、処理容器１００にリークがある場合（Ｂ）のうち、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすときの圧力上昇の値よりも高い。これにより、半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすことがなく、且つ、スループットを悪化させることがない。
【００５８】
次いで、圧力の上昇量が第１の値（ΔＰ）以上であるとき（Ｓ１４２Ｙｅｓ）、処理容器１００を真空引きする。これにより、処理容器１００の圧力は、圧力ＰＡから下降する。
【００５９】
次いで、リークチェック工程の後に、処理容器１００内で半導体基板６００に所定の処理を行う（処理工程：Ｓ１５０）。「所定の処理」とは、たとえば、所定の温度および所定の雰囲気下で加熱する処理や、成膜ガスを流して半導体基板６００に成膜する処理などのことをいう。具体的には、「所定の処理」とは、ゲート電極８２０の横に側壁絶縁膜７８０（例えば窒化シリコン膜）を形成する処理である。「所定の処理」は、ゲート絶縁膜７００上にゲート電極８２０であるポリシリコン膜を成長させる処理であってもよい。
【００６０】
処理工程（Ｓ１５０）において、たとえば、処理容器１００を第１温度（Ｔ１）以上の第２温度に加熱する。ここで、「第１温度」は、リークチェック工程に適した温度であればよい。具体的には、「第１温度」は、リークチェック工程において処理容器１００内の圧力を第１の値（ΔＰ）以上にするための温度である。一方、「第２温度」は、処理工程に適した温度である。処理容器１００の温度が高い状態から温度が低い状態にするためには時間がかかる。したがって、上記のように、「第２温度」は、第１温度以上であることが好ましい。これにより、製造工程にかかる時間を短くすることができる。ここでは、たとえば、第１温度（Ｔ１）は第２温度と等しい。
【００６１】
処理工程（Ｓ１５０）において、たとえば、処理容器１００内の圧力は大気圧よりも低い第１圧力である。ここで、たとえばＯリングの劣化などによって処理容器１００にリークがある場合について考える。この場合、Ｓ１３０などのように処理容器１００内の圧力が大気圧付近である工程において、大気が混入する。一方、処理容器１００を減圧した処理工程では、Ｏリングが押し付けられることによって、処理容器１００のリークは抑制されている可能性がある。したがって、大気混入を発見できないまま、処理工程を行ってしまう。すなわち、歩留まりが悪化する。このように、処理工程（Ｓ１５０）において、たとえば、処理容器１００内の圧力は大気圧よりも低い第１圧力である場合、第１の実施形態のリークチェック工程を行うことにより不良品の流出を防ぐことができる。
【００６２】
以上の処理工程を終えたとき、製造工程を終了する（Ｓ１６０）
【００６３】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。
【００６４】
ここで、第１の比較例として、減圧下でリークチェックを行う場合について考える。たとえば、処理容器１００内を真空引きして、その後、すべてのバルブを閉じる。次いで、処理容器１００内の圧力上昇を判断する。具体的には、当該圧力上昇が速いとき、リークがあると判断する。この場合、たとえばリーク源であるＯリングが押し付けられることによって、処理容器１００のリークは抑制され、リークが検出できない可能性がある。
【００６５】
第２の比較例として、大気圧付近でリークチェックを行う場合について考える。たとえば、減圧状態の処理容器１００の圧力が大気圧に戻るときの時間によって判断する。または、出炉中、ロードロック室１８０に接続している酸素濃度計を用いて大気の混入を検出する。いずれの場合においても、大きなリークは検出可能であるが、検出感度は低い。
【００６６】
ここで、発明者は、たとえば処理容器１００を減圧する前の圧力が高い状態で処理容器１００内にリークが有った場合、当該処理容器１００内で所定の処理を行った半導体装置１０の特性に悪影響を及ぼすことを見出した。
【００６７】
第１の実施形態によれば、処理容器１００内の温度が第１温度に維持された状態で、処理容器１００内に半導体基板６００を投入する。次いで、当該処理容器１００内を密閉して、処理容器１００内の圧力を計測する。このとき、処理容器１００内の温度は、半導体基板６００の投入によって下降する。処理容器１００内を第１温度に維持するため、処理容器１００内を再度加熱する。この再度の加熱によって、処理容器１００内の圧力は上昇する。そこで、当該圧力の上昇に基づいて、処理容器１００からのリークの有無を判断する。これにより、半導体基板６００を投入したとき、処理容器１００内の圧力が高い状態、たとえば処理容器１００内の圧力が大気圧付近の状態でリークチェックを行うことができる。具体的には、劣化したＯリングなどの微小なリークを、処理工程を行う前に検出することができる。
【００６８】
以上のように、第１の実施形態によれば、処理装置１００のリークによって製品異常が発生することを未然に防止することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る半導体装置１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。第２の実施形態は、クリーニング工程を行う点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【００７０】
図７のように、第２の実施形態では、処理工程（１５０）の後に、処理工程の積算条件を満たすかを判断する（Ｓ２１０）。ここで、「積算条件」とは、処理工程を行った積算回数である。または、「積算条件」とは、処理工程において成膜した膜の積算膜厚である。
【００７１】
処理工程の積算条件を満たすとき（Ｓ２１０Ｙｅｓ）、クリーニング工程を行う（Ｓ２２０）。一方、処理工程の積算条件を満たさないとき（Ｓ２１０Ｎｏ）、製造工程を終了するかを判断する（Ｓ２３０）。
【００７２】
処理工程の積算条件を満たすとき（Ｓ２１０Ｙｅｓ）、フッ素を含むクリーニングガスを用いて、処理容器１００内をクリーニングする（クリーニング工程：Ｓ２２０）。このクリーニング工程（Ｓ２２０）により、処理容器１００内に付着した堆積物を除去することができる。また、フッ素を含むクリーニングガスを用いてクリーニング工程を行う場合、特にＯリングが劣化しやすい。このため、減圧下では検出できないリークが発生する可能性が高い。したがって、第２の実施形態を適用することにより、半導体装置１０の不良が発生することを未然に防止することができる。
【００７３】
ここで、処理工程（Ｓ１５０）において、たとえば、処理容器１００内の圧力は大気圧よりも低い第１圧力である。一方で、クリーニング工程（Ｓ２２０）において、たとえば、処理容器１００内の圧力は第１圧力より高く大気圧未満である。このようにクリーニング工程における圧力が処理工程における圧力よりも高い場合、処理容器１００において処理工程では進入しない領域までクリーニングガスが侵入する可能性がある。このため、処理工程のような減圧下では検出できない微細なリークが発生する可能性がある。したがって、第２の実施形態を適用することにより、半導体装置１０の不良が発生することを未然に防止することができる。
【００７４】
次いで、クリーニング工程（Ｓ２２０）の後、製造工程を終了するかを判断する（Ｓ２３０）。製造工程を終了しない場合（Ｓ２３０Ｎｏ）、Ｓ１２０に戻る。
【００７５】
以上のようにして、第２の実施形態の製造工程を行う。その他の工程は、第１の実施形態と同様である。
【００７６】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第２の実施形態によれば、フッ素を含むクリーニングガスを用いて、クリーニング工程を行う。この場合、処理容器１００に微細なリークが発生する可能性が高い。したがって、第２の実施形態を適用することにより、半導体装置１０の不良が発生することを未然に防止することができる。
【００７７】
以上の実施形態において、半導体製造装置２０がロードロック室１８０を備えている場合について説明したが、ロードロック室１８０は無くてもよい。
【００７８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  半導体装置
２０  半導体製造装置
１００  処理容器
１２０  ボート
１８０  ロードロック室
１８２  ゲート弁
２２０  ヒーター
２４０  回転部
２６０  昇降部
３１０  ベントバルブ
３２０  処理容器バルブ
３４０  ＬＬ室バルブ
３６２  スローバルブ
３６４  メインバルブ
３８０  減圧ポンプ
４００  制御部
５１０  ガス配管
５２０  不活性ガス供給部
５４０  成膜ガス供給部
６００  半導体基板
６１０  ソース領域
６２０  ドレイン領域
６４０  エクステンション領域
６８０  フィールド酸化膜
７００  ゲート絶縁層
７８０  側壁絶縁膜
８２０  ゲート電極
８４０  ビア
８６０  配線
９００  層間絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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