クリーニング方法、半導体デバイスの製造方法および基板処理装置
【課題】従来のエッチングガス供給の問題を解決し、均一なエッチング、延いては均一な反応管内のクリーニングを行なうこと。
【解決手段】反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまでクリーニングガスを供給する第１段階と、反応室内の圧力が下がるよう反応室内を排気する第２段階と、を有し、第１段階と第２段階とを１サイクル以上行う。
【解決手段】反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまでクリーニングガスを供給する第１段階と、反応室内の圧力が下がるよう反応室内を排気する第２段階と、を有し、第１段階と第２段階とを１サイクル以上行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉなどの基板上に半導体デバイスを製造する際に用いられる半導体デバイスの製造装置である基板処理装置に関するもので、特に反応室内のクリーニング技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置において、反応室にクリーニングガスを供給、排気してクリーニングを実行することが知られている（特許文献１参照）。図７により従来の半導体デバイスの製造装置を説明する。図７の反応炉の概念を示す断面図である。所望の成膜処理により反応管１の内壁等に付着した反応副生成物の除去を目的とするセルフクリーニング工程においては、クリーニングガスとしてのエッチングガス４を、一定流量に制御して、連続的にガス導入管２からガスノズル７を経て複数の孔８から反応管１内へ供給していた。また、その反応管１内を、ガス排気管３に接続された圧力調整バブル５の開度調整により、所望量のガスの排気を行なうことによって、反応管１内を一定の圧力に保っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のシステム、方法では、不均一なエッチング、エッチング残りが起こるという問題があった。
【０００５】
この原因は、従来においては、排気を行ないながらエッチングガスを供給しているので、次の事象が生じているためと考えられる。
（ａ）反応管１の形状、もしくは、ガスの供給位置と排気位置の位置関係により、ガス導入管２からガス排気管３へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」の上流部分でエッチングガスが多く消費され、下流部分にエッチングガスが届きにくい。
（ｂ）反応管１から見て圧力が低い場所（つまりガス排気管付近）におけるガス拡散の度合いが大きいのに対し、反応管から見て圧力が高い場所（つまり反応管１上端部など）におけるガス拡散の度合いが小さく、反応管１内から見て圧力の高い場所にエッチングガスが届きにくい。即ち、ガス導入管２からガス排気管３へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」に沿っていない部分にエッチングガスが届きにくい。具体的には、図７の矢印で示すように、反応管１のほぼ中間部位置からガス排気管３側には、ガスの流れに沿った強い流れ部分１１が生じる一方、反応管１の上部側は、ガスの流れに逆らった弱い流れ部分１２が生じ、ガス流量、分圧が反応管１内で一定ではなかったのである。なお、この明細書において、「流れ」とは、排気作用から生じる意図的なガスの気流をいい、ガスの拡散によるものを除く。
【０００６】
本発明は、ＮＦ３などのエッチングガスを用いるセルフクリーニングを行なう半導体デバイス製造装置（基板処理装置）において、従来のエッチングガス供給の問題を解決し、均一なエッチング、延いては均一な反応管内のクリーニングを行なうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によると、反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
また、本発明の他の態様によると、反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【０００８】
さらに、本発明の他の態様によると、反応室内で基板を成膜処理する工程と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行う工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
さらに、本発明の他の態様によると、反応室内で基板を成膜処理する工程と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行う工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
【０００９】
さらに、本発明の他の態様によると、流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
さらに、本発明の他の態様によると、クリーニングガスの流量を制御する流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、前記反応室内の圧力を調整する閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明によれば、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、、反応管内をクリーニングガスで充満させるようにしたので、反応管内にクリーニングガスを均一に拡散させることができ、均一な反応管内のクリーニングを行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた反応炉を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置のガスシステムを示すガスシステム図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程の処理フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程のタイムチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程の処理フローを示すフローチャートである。
【図７】従来の反応炉を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置２０が示されている。この基板処理装置２０は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体２２を有する。この筺体２２には、ポッドステージ２４が接続されており、このポッドステージ２４にポッド２６が搬送される。ポッド２６は、例えば２５枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ２４にセットされる。
【００１３】
筺体２２内において、ポッドステージ２４に対向する位置には、ポッド搬送装置２８が配置されている。また、このポッド搬送装置２８の近傍には、ポッド棚３０、ポッドオープナ３２及び基板枚数検知器３４が配置されている。ポッド搬送装置２８は、ポッドステージ２４とポッド棚３０とポッドオープナ３２との間でポッド２６を搬送する。ポッドオープナ３２は、ポッド２６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド２６内の基板枚数が基板枚数検知器３４により検知される。
【００１４】
さらに、筺体２２内には、基板移載機３６、ノッチアライナ３８及び基板支持体４０（ボート）が配置されている。基板移載機３６は、例えば５枚の基板を取り出すことができるアーム４２を有し、このアーム４２を動かすことにより、ポッドオープナ３２の位置に置かれたポッド２６、ノッチアライナ３８及び基板支持体４０間で基板を搬送する。ノッチアライナ３８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板を揃えるものである。
【００１５】
図２において、反応炉５０が示されている。この反応炉５０は、反応管５２を有し、この反応管５２内に前述した基板支持体が挿入される。反応管５２の下方は、基板支持体を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ５４（図１にも示す）により密閉されるようにしてある。また、反応管５２の周囲には、ヒータ５６（図３に示す）が配置されている。そして、反応管５２には、反応ガスやクリーニングガスを供給するガス導入管５８と、反応ガスやクリーニングガスを排気するガス排気管６０とが接続されている。ガス導入管５８から供給されたガスは、反応管５２内に形成されたガスノズル６２の多数の孔６４から反応管５２内へ供給される。また、ガス排気管６０には、例えば圧力調整バルブからなる閉塞部材６６が設けられており、この閉塞部材６６は、シャットオフの機能を有する。
【００１６】
次に上述したように構成された基板処理装置２０による基板処理工程について説明する。まず、ポッドステージ２４に複数枚の基板を収容したポッド２６がセットされると、ポッド搬送装置２８によりポッド２６をポッドステージ２４からポッド棚３０へ搬送し、このポッド棚３０にストックする。次に、ポッド搬送装置２８により、このポッド棚３０にストックされたポッド２６をポッドオープナ３２に搬送してセットし、このポッドオープナ３２によりポッド２６の蓋を開き、基板枚数検知器３４によりポッド２６に収容されている基板の枚数を検知する。
【００１７】
次に、基板移載機３６により、ポッドオープナ３２の位置にあるポッド２６から基板を取り出し、ノッチアライナ３８に移載する。このノッチアライナ３８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数の基板を同じ位置に整列させる。次に、基板移載機３６により、ノッチアライナ３８から基板を取り出し、基板支持体４０に移載する。
【００１８】
このようにして、１バッチ分の基板を基板支持体４０に移載すると、所定の温度に設定された反応炉５０内に複数枚の基板を装填した基板支持体４０を装入し、シールキャップ５４により反応管５２内を密閉する。次に、ガス導入管５８から反応ガスを供給する。そして、反応管５２内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、降温プログラムに従って基板処理を実施する。
【００１９】
基板処理が終了すると、所定の温度に降温した後、基板支持体４０を反応炉５０からアンロードし、基板支持体４０に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体４０を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持体４０の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機３６により、基板支持体４０から基板を取り出し、ポッドオープナ３２にセットされている空のポッド２６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置２８により、基板が収容されたポッド２６をポッド棚３０に搬送し、さらにポッドステージ２４に搬送して完了する。
【００２０】
図３において、上記基板処理装置のガスシステムが示されている。パージ用のＮ２ガスが貯蔵された第１の貯蔵タンク６８は、第１の手動バルブ７０、第１の開閉バルブ７２、第１の流量制御バルブ７４、第２の開閉バルブ７６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。クリーニングガスが貯蔵された第２の貯蔵タンク７８は、第２の手動バルブ８０、第３の開閉バルブ８２、第２の流量制御バルブ８４、第４の開閉バルブ８６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。第１の反応ガスが貯蔵された第３の貯蔵タンク８８は、第３の手動バルブ９０、第５の開閉バルブ９２、第３の流量制御バルブ９４、第６の開閉バルブ９６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。第２の反応ガスが貯蔵された第３の貯蔵タンク９８は、第４の手動バルブ１００、第７の開閉バルブ１０２、第４の流量制御バルブ１０４、第８の開閉バルブ１０６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。
【００２１】
前述した閉塞部材６６を有するガス排気管６０は、ドライポンプ１０８に接続され、このドライポンプ１０８の作動により反応管５２内が減圧される。
【００２２】
制御装置（制御部）１１０は、例えばコンピュータから構成され、開閉バルブ７２，７６，８２，８６，９２，９６，１０２，１０６の開閉、流量制御バルブ７４，８４，９４，１０４の流量、ヒータ５６への通電電力、閉塞部材６６の開度、ドライポンプ１０８の駆動等を制御する。
【００２３】
次にクリーニング処理について説明する。前述したように、基板処理を数バッチ繰り返すと、反応空間、例えば反応管５２の内壁に反応生成物が堆積し、時間とともにこの堆積した副生成物が剥れてしまい、パーティクルとなり、これが基板上に付着して歩留まりを低下させてしまうという問題がある。
【００２４】
そこで、定期的に反応空間内のクリーニングを行なう必要があり、この実施形態においては、クリーニングガスとしてエッチングガス（例えばＮＦ３ガス）を供給することで反応空間内のセルフクリーニングを行なっている。なお、クリーニング処理は、図２に示されていないが、基板支持体を反応管５２に挿入した状態で行い、前記基板支持体に堆積した副生成物の除去も行う。
【００２５】
図４において、前述した制御装置１１０のクリーニング工程における制御作動例がフローチャートとして示されている。また、図５において、上記制御作動例におけるタイムチャートが示されている。
【００２６】
まず、ステップＳ１０において、反応管５２内がベース圧力に設定された状態で閉塞部材６６を閉じる。次にステップＳ１２において、第４の開閉バルブ８６を開く。次のステップＳ１４において、第２の流量制御バルブ８４の流量を第１の設定値に設定する。この第１の設定値は、例えば１．５ｓｌｍである。次のステップＳ１６において、第３の開閉バルブ８２を開き、エッチングガスの供給を開始する（図５ｔ０）。これにより反応管５２内の圧力が徐々に上昇する。このままの状態をｔ１時間維持し、この時間ｔ１経過した時点での反応管５２内の圧力はｐ１に達する。ｔ１は例えば２５秒であり、ｐ１は例えば１０Ｔｏｒｒである。時間ｔ１が経過すると、次のステップＳ１８において、第２の流量制御バルブ８４の流量を第２の設定値に設定する。第２の設定値は、例えば０．２５ｓｌｍである。これにより反応管５２内の圧力はｐ１からｐ２へ上昇又はｐ１のまま維持される。この実施形態においては、ｐ２は例えば１０Ｔｏｒｒであり、ｐ１と等しくなっている。このままの状態をｔ２時間維持する。ｔ２は例えば６５秒である。なお、第２の流量制御バルブ８４の流量を第１の設定値（例えば１．５ｓｌｍ）から第２の設定値（例えば０．２５ｓｌｍ）に減少させることにより、次の効果が得られる。
（ａ）第２の設定値より高い第１の設定値で、エッチングガスを供給することで、有効なエッチング速度を得られる圧力まで、早く上げることができる。
（ｂ）第１の設定値より低い第２の設定値でエッチングガスを供給することで、ガスノズル６２の孔６４付近のエッチングガスの濃度を下げ、反応管内のエッチングガスの均一性をより上げることができる。
（ｃ）第１の設定値より低い第２の設定値でエッチングガスを供給することで、エッチングによって消費されたエッチングガスを補充し、エッチングによるエッチングガス分圧の低下を防ぐことができる。
また、反応管５２内の圧力がｐ２になった状態でｔ４時間維持してもよい。ｔ４は例えば４５秒である。
【００２７】
ここまでが第１段階であり、エッチングガスをガス導入管５８から反応管５２の長手方向に延在するガスノズル６２を経て、多数の孔６４から反応管５２内に流しながら、ガス排気管６０の閉塞部材６６を閉じることによって、反応管５２内にガスを充満させて、封じ込める。これにより、エッチングガス１１２のガス排気管６０に向かう偏った流れが緩和され、反応管５２内の全体にエッチングガスが拡散していき、反応管５２内においてエッチングガス１１２の分圧も均一となる。
【００２８】
なお、図２において、符号１１４は、エッチングガス１１２が反応管５２内に供給された後、拡散していく状態を示し、符号１１６は反応管５２内全体にエッチングガス１１２が拡散し、ガスが均一な状態であることを示した仮想領域を示す。
【００２９】
また、エッチングガス１１２の消費、および、エッチングによる生成ガスによる、ガスの上下流におけるエッチングガス分圧の変化に関しても、エッチングガス、および、エッチングガスによる生成ガスの拡散により、エッチングガス分圧は均一となる。
【００３０】
即ち、反応管５２の内壁に堆積している反応生成物の除去は、次のような原理から表せる。反応生成物（固体状）であるＳｉ３Ｎ４とエッチングガスである４ＮＦ３とが反応し、３ＳｉＦ４と４Ｎ２の生成ガスが生成されることにより、反応生成物が除去されるものである。なお、この間、ヒータ５６による反応管５２内の温度は、例えば６３０°Ｃに保たれている。従来のように反応管内にガスの流れがある場合、ガス流れの上流側ではＮＦ３が消費される一方、ＳｉＦ４とＮ２が多く存在する状態になり、エッチングガスの分圧が上流、下流で異なってしまう。しかし、上記本発明の実施形態のようにガスの流れを作らずに封じ込めることで、ＮＦ３、ＳｉＦ４、Ｎ２のそれぞれのガスが拡散し易くなるので、それぞれのガスのガス分圧が等しくなり、反応管５２内に均一なエッチングガスを供給することができる。これにより均一なクリーニングが可能となる。
【００３１】
また、第１段階において、エッチングガスを供給している間、ガスの排気を行なっていないため、反応管５２内の圧力が上昇するが、この圧力上昇により、エッチング速度の上昇も期待できる。
【００３２】
前述したようにステップＳ１８で第２の流量制御バルブ８４を第２の設定値に設定してからｔ２時間経過すると、次のステップＳ２０へ進む。このステップＳ２０において、第３の開閉バルブ８２を閉じ、次のステップＳ２２において、第４の開閉バルブ８６を閉じ、次のステップＳ２４において、閉塞部材６６を開く。これにより反応管５２のエッチングガスはガス排気管６０を介して排気され、反応管５２内の圧力は急激にベース圧力まで下がる。
【００３３】
ここまでが第２段階であり、反応管５２内からエッチングガスと生成ガスとを排気する。
【００３４】
次のステップＳ２６においては、上記第１段階と第２の段階との処理が所望の回数繰り返したか否かを判定する。このステップＳ２６により所望の回数が繰り返されたと判断されると、次の処理（基板処理）へと進む。一方、このステップＳ２６により所望の回数が繰り返されていないと判定されると、ステップＳ１０に戻り、第１段階と第２段階との処理を繰り返して実行する。ステップＳ２２において閉塞部材６６が開かれてからｔ３時間待って反応管５２内のエッチングガスと生成ガスとの排気を十分行い、次のサイクルにおけるステップＳ１０の閉塞部材６６を閉じる。この時間ｔ３は例えば４秒である。
【００３５】
以上述べたように、反応管５２内のクリーニング工程を第１段階と第２段階に分けて行なうことにより、均一なクリーニングを実施することができるが、よりクリーニング効率を上げたい場合は、これら、第１段階及び第２段階のサイクルを少なくとも１サイクル以上繰り返し行なうことにより、エッチング残りのない、均一なエッチングを行なうことができる。
【００３６】
このように本発明の実施形態により提供されたクリーニング方法によれば、反応管内の均一なクリーニングが可能となる。
【００３７】
また、上述したクリーニング工程にて反応管内をセルフクリーニングした基板処理装置を用いれば、品質の高い半導体デバイスの生産が可能となるものである。
【００３８】
なお、本発明は上述した形態に限らず、種々の変更が可能である。即ち、第１段階においては、ガスの排気は完全に止めなくとも、反応管内に供給されたエッチングガスの流れが不均一にならない、また、ガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量であれば、排気は行ないつつエッチングガスを供給しても良い。
【００３９】
また、第２段階の際、第２段階後、再度第１段階を行なう場合であれば、エッチングガスの供給を完全に止めなくとも、多少供給していても良い。なお、第２段階後、再度第１段階を行なわないのであれば、完全にエッチングガスを止めて排気するのが次の処理の際、残留ガス（エッチングガス）を残さないためにも好ましい。
【００４０】
以上のように、第１段階の際、クリーニングガスが反応管内にわたり均一に拡散する方法であれば、種々の変更は可能である。
【００４１】
図６において、他の実施形態が示されている。この他の実施形態は、前述した実施形態と比較すると、前述した実施形態においては、クリーニングガス供給開始前に閉塞部材を閉じて排気を停止したのに対し、クリーニングガス供給開始後に閉塞部材を閉じて排気を停止するようにした点が異なる。
【００４２】
即ち、この実施形態においては、まずステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６の処理を実行してクリーニングガスを反応管へ供給する。その後、所定時間経過後にステップＳ１０の処理を実行して排気を停止する。ここでの所定時間は、閉塞部材を閉じるのに要する時間と反応管内にクリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに要する時間とが考慮される。例えばガス排気管を閉じるのに要する時間を２秒とし、クリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに５秒かかるとすれば、合計７秒後となり、この７秒以内に排気を停止することが好ましい。５秒のマージンを取る理由は、反応管内にガスの流れが生成された後に排気を停止するので、ガスの供給ポート（例えば第４の開閉バルブ８６の出口）と排気ポート（ガス排気管６０の入口）との間の距離が長く、経路が複雑な場合、クリーニングガスを早く全体に到達させることができるためである。
【００４３】
なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、基板処理装置として、複数の基板を処理するバッチ式のものを用いたが、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。
【００４４】
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）反応管と、この反応管に連通するガス導入管と、前記反応管に連通し、開閉部材を有するガス排気管と、このガス排気管に設けられた排気停止手段と、前記ガス導入菅にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、このクリーニングガス供給手段により前記ガス導入管を介して前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
（２）ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させる基板処理工程を有する半導体デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００４５】
２０ 基板処理装置
５２ 反応管
５８ ガス導入管
６０ ガス排気管
６６ 閉塞部材
１１０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉなどの基板上に半導体デバイスを製造する際に用いられる半導体デバイスの製造装置である基板処理装置に関するもので、特に反応室内のクリーニング技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置において、反応室にクリーニングガスを供給、排気してクリーニングを実行することが知られている（特許文献１参照）。図７により従来の半導体デバイスの製造装置を説明する。図７の反応炉の概念を示す断面図である。所望の成膜処理により反応管１の内壁等に付着した反応副生成物の除去を目的とするセルフクリーニング工程においては、クリーニングガスとしてのエッチングガス４を、一定流量に制御して、連続的にガス導入管２からガスノズル７を経て複数の孔８から反応管１内へ供給していた。また、その反応管１内を、ガス排気管３に接続された圧力調整バブル５の開度調整により、所望量のガスの排気を行なうことによって、反応管１内を一定の圧力に保っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のシステム、方法では、不均一なエッチング、エッチング残りが起こるという問題があった。
【０００５】
この原因は、従来においては、排気を行ないながらエッチングガスを供給しているので、次の事象が生じているためと考えられる。
（ａ）反応管１の形状、もしくは、ガスの供給位置と排気位置の位置関係により、ガス導入管２からガス排気管３へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」の上流部分でエッチングガスが多く消費され、下流部分にエッチングガスが届きにくい。
（ｂ）反応管１から見て圧力が低い場所（つまりガス排気管付近）におけるガス拡散の度合いが大きいのに対し、反応管から見て圧力が高い場所（つまり反応管１上端部など）におけるガス拡散の度合いが小さく、反応管１内から見て圧力の高い場所にエッチングガスが届きにくい。即ち、ガス導入管２からガス排気管３へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」に沿っていない部分にエッチングガスが届きにくい。具体的には、図７の矢印で示すように、反応管１のほぼ中間部位置からガス排気管３側には、ガスの流れに沿った強い流れ部分１１が生じる一方、反応管１の上部側は、ガスの流れに逆らった弱い流れ部分１２が生じ、ガス流量、分圧が反応管１内で一定ではなかったのである。なお、この明細書において、「流れ」とは、排気作用から生じる意図的なガスの気流をいい、ガスの拡散によるものを除く。
【０００６】
本発明は、ＮＦ３などのエッチングガスを用いるセルフクリーニングを行なう半導体デバイス製造装置（基板処理装置）において、従来のエッチングガス供給の問題を解決し、均一なエッチング、延いては均一な反応管内のクリーニングを行なうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によると、反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
また、本発明の他の態様によると、反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【０００８】
さらに、本発明の他の態様によると、反応室内で基板を成膜処理する工程と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行う工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
さらに、本発明の他の態様によると、反応室内で基板を成膜処理する工程と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行う工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提供される。
【０００９】
さらに、本発明の他の態様によると、流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
さらに、本発明の他の態様によると、クリーニングガスの流量を制御する流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、前記反応室内の圧力を調整する閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明によれば、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、、反応管内をクリーニングガスで充満させるようにしたので、反応管内にクリーニングガスを均一に拡散させることができ、均一な反応管内のクリーニングを行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いた反応炉を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置のガスシステムを示すガスシステム図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程の処理フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程のタイムチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置におけるクリーニング工程の処理フローを示すフローチャートである。
【図７】従来の反応炉を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置２０が示されている。この基板処理装置２０は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体２２を有する。この筺体２２には、ポッドステージ２４が接続されており、このポッドステージ２４にポッド２６が搬送される。ポッド２６は、例えば２５枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ２４にセットされる。
【００１３】
筺体２２内において、ポッドステージ２４に対向する位置には、ポッド搬送装置２８が配置されている。また、このポッド搬送装置２８の近傍には、ポッド棚３０、ポッドオープナ３２及び基板枚数検知器３４が配置されている。ポッド搬送装置２８は、ポッドステージ２４とポッド棚３０とポッドオープナ３２との間でポッド２６を搬送する。ポッドオープナ３２は、ポッド２６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド２６内の基板枚数が基板枚数検知器３４により検知される。
【００１４】
さらに、筺体２２内には、基板移載機３６、ノッチアライナ３８及び基板支持体４０（ボート）が配置されている。基板移載機３６は、例えば５枚の基板を取り出すことができるアーム４２を有し、このアーム４２を動かすことにより、ポッドオープナ３２の位置に置かれたポッド２６、ノッチアライナ３８及び基板支持体４０間で基板を搬送する。ノッチアライナ３８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板を揃えるものである。
【００１５】
図２において、反応炉５０が示されている。この反応炉５０は、反応管５２を有し、この反応管５２内に前述した基板支持体が挿入される。反応管５２の下方は、基板支持体を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ５４（図１にも示す）により密閉されるようにしてある。また、反応管５２の周囲には、ヒータ５６（図３に示す）が配置されている。そして、反応管５２には、反応ガスやクリーニングガスを供給するガス導入管５８と、反応ガスやクリーニングガスを排気するガス排気管６０とが接続されている。ガス導入管５８から供給されたガスは、反応管５２内に形成されたガスノズル６２の多数の孔６４から反応管５２内へ供給される。また、ガス排気管６０には、例えば圧力調整バルブからなる閉塞部材６６が設けられており、この閉塞部材６６は、シャットオフの機能を有する。
【００１６】
次に上述したように構成された基板処理装置２０による基板処理工程について説明する。まず、ポッドステージ２４に複数枚の基板を収容したポッド２６がセットされると、ポッド搬送装置２８によりポッド２６をポッドステージ２４からポッド棚３０へ搬送し、このポッド棚３０にストックする。次に、ポッド搬送装置２８により、このポッド棚３０にストックされたポッド２６をポッドオープナ３２に搬送してセットし、このポッドオープナ３２によりポッド２６の蓋を開き、基板枚数検知器３４によりポッド２６に収容されている基板の枚数を検知する。
【００１７】
次に、基板移載機３６により、ポッドオープナ３２の位置にあるポッド２６から基板を取り出し、ノッチアライナ３８に移載する。このノッチアライナ３８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数の基板を同じ位置に整列させる。次に、基板移載機３６により、ノッチアライナ３８から基板を取り出し、基板支持体４０に移載する。
【００１８】
このようにして、１バッチ分の基板を基板支持体４０に移載すると、所定の温度に設定された反応炉５０内に複数枚の基板を装填した基板支持体４０を装入し、シールキャップ５４により反応管５２内を密閉する。次に、ガス導入管５８から反応ガスを供給する。そして、反応管５２内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、降温プログラムに従って基板処理を実施する。
【００１９】
基板処理が終了すると、所定の温度に降温した後、基板支持体４０を反応炉５０からアンロードし、基板支持体４０に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体４０を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持体４０の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機３６により、基板支持体４０から基板を取り出し、ポッドオープナ３２にセットされている空のポッド２６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置２８により、基板が収容されたポッド２６をポッド棚３０に搬送し、さらにポッドステージ２４に搬送して完了する。
【００２０】
図３において、上記基板処理装置のガスシステムが示されている。パージ用のＮ２ガスが貯蔵された第１の貯蔵タンク６８は、第１の手動バルブ７０、第１の開閉バルブ７２、第１の流量制御バルブ７４、第２の開閉バルブ７６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。クリーニングガスが貯蔵された第２の貯蔵タンク７８は、第２の手動バルブ８０、第３の開閉バルブ８２、第２の流量制御バルブ８４、第４の開閉バルブ８６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。第１の反応ガスが貯蔵された第３の貯蔵タンク８８は、第３の手動バルブ９０、第５の開閉バルブ９２、第３の流量制御バルブ９４、第６の開閉バルブ９６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。第２の反応ガスが貯蔵された第３の貯蔵タンク９８は、第４の手動バルブ１００、第７の開閉バルブ１０２、第４の流量制御バルブ１０４、第８の開閉バルブ１０６及び前述したガス導入管５８を介して反応管５２に接続されている。
【００２１】
前述した閉塞部材６６を有するガス排気管６０は、ドライポンプ１０８に接続され、このドライポンプ１０８の作動により反応管５２内が減圧される。
【００２２】
制御装置（制御部）１１０は、例えばコンピュータから構成され、開閉バルブ７２，７６，８２，８６，９２，９６，１０２，１０６の開閉、流量制御バルブ７４，８４，９４，１０４の流量、ヒータ５６への通電電力、閉塞部材６６の開度、ドライポンプ１０８の駆動等を制御する。
【００２３】
次にクリーニング処理について説明する。前述したように、基板処理を数バッチ繰り返すと、反応空間、例えば反応管５２の内壁に反応生成物が堆積し、時間とともにこの堆積した副生成物が剥れてしまい、パーティクルとなり、これが基板上に付着して歩留まりを低下させてしまうという問題がある。
【００２４】
そこで、定期的に反応空間内のクリーニングを行なう必要があり、この実施形態においては、クリーニングガスとしてエッチングガス（例えばＮＦ３ガス）を供給することで反応空間内のセルフクリーニングを行なっている。なお、クリーニング処理は、図２に示されていないが、基板支持体を反応管５２に挿入した状態で行い、前記基板支持体に堆積した副生成物の除去も行う。
【００２５】
図４において、前述した制御装置１１０のクリーニング工程における制御作動例がフローチャートとして示されている。また、図５において、上記制御作動例におけるタイムチャートが示されている。
【００２６】
まず、ステップＳ１０において、反応管５２内がベース圧力に設定された状態で閉塞部材６６を閉じる。次にステップＳ１２において、第４の開閉バルブ８６を開く。次のステップＳ１４において、第２の流量制御バルブ８４の流量を第１の設定値に設定する。この第１の設定値は、例えば１．５ｓｌｍである。次のステップＳ１６において、第３の開閉バルブ８２を開き、エッチングガスの供給を開始する（図５ｔ０）。これにより反応管５２内の圧力が徐々に上昇する。このままの状態をｔ１時間維持し、この時間ｔ１経過した時点での反応管５２内の圧力はｐ１に達する。ｔ１は例えば２５秒であり、ｐ１は例えば１０Ｔｏｒｒである。時間ｔ１が経過すると、次のステップＳ１８において、第２の流量制御バルブ８４の流量を第２の設定値に設定する。第２の設定値は、例えば０．２５ｓｌｍである。これにより反応管５２内の圧力はｐ１からｐ２へ上昇又はｐ１のまま維持される。この実施形態においては、ｐ２は例えば１０Ｔｏｒｒであり、ｐ１と等しくなっている。このままの状態をｔ２時間維持する。ｔ２は例えば６５秒である。なお、第２の流量制御バルブ８４の流量を第１の設定値（例えば１．５ｓｌｍ）から第２の設定値（例えば０．２５ｓｌｍ）に減少させることにより、次の効果が得られる。
（ａ）第２の設定値より高い第１の設定値で、エッチングガスを供給することで、有効なエッチング速度を得られる圧力まで、早く上げることができる。
（ｂ）第１の設定値より低い第２の設定値でエッチングガスを供給することで、ガスノズル６２の孔６４付近のエッチングガスの濃度を下げ、反応管内のエッチングガスの均一性をより上げることができる。
（ｃ）第１の設定値より低い第２の設定値でエッチングガスを供給することで、エッチングによって消費されたエッチングガスを補充し、エッチングによるエッチングガス分圧の低下を防ぐことができる。
また、反応管５２内の圧力がｐ２になった状態でｔ４時間維持してもよい。ｔ４は例えば４５秒である。
【００２７】
ここまでが第１段階であり、エッチングガスをガス導入管５８から反応管５２の長手方向に延在するガスノズル６２を経て、多数の孔６４から反応管５２内に流しながら、ガス排気管６０の閉塞部材６６を閉じることによって、反応管５２内にガスを充満させて、封じ込める。これにより、エッチングガス１１２のガス排気管６０に向かう偏った流れが緩和され、反応管５２内の全体にエッチングガスが拡散していき、反応管５２内においてエッチングガス１１２の分圧も均一となる。
【００２８】
なお、図２において、符号１１４は、エッチングガス１１２が反応管５２内に供給された後、拡散していく状態を示し、符号１１６は反応管５２内全体にエッチングガス１１２が拡散し、ガスが均一な状態であることを示した仮想領域を示す。
【００２９】
また、エッチングガス１１２の消費、および、エッチングによる生成ガスによる、ガスの上下流におけるエッチングガス分圧の変化に関しても、エッチングガス、および、エッチングガスによる生成ガスの拡散により、エッチングガス分圧は均一となる。
【００３０】
即ち、反応管５２の内壁に堆積している反応生成物の除去は、次のような原理から表せる。反応生成物（固体状）であるＳｉ３Ｎ４とエッチングガスである４ＮＦ３とが反応し、３ＳｉＦ４と４Ｎ２の生成ガスが生成されることにより、反応生成物が除去されるものである。なお、この間、ヒータ５６による反応管５２内の温度は、例えば６３０°Ｃに保たれている。従来のように反応管内にガスの流れがある場合、ガス流れの上流側ではＮＦ３が消費される一方、ＳｉＦ４とＮ２が多く存在する状態になり、エッチングガスの分圧が上流、下流で異なってしまう。しかし、上記本発明の実施形態のようにガスの流れを作らずに封じ込めることで、ＮＦ３、ＳｉＦ４、Ｎ２のそれぞれのガスが拡散し易くなるので、それぞれのガスのガス分圧が等しくなり、反応管５２内に均一なエッチングガスを供給することができる。これにより均一なクリーニングが可能となる。
【００３１】
また、第１段階において、エッチングガスを供給している間、ガスの排気を行なっていないため、反応管５２内の圧力が上昇するが、この圧力上昇により、エッチング速度の上昇も期待できる。
【００３２】
前述したようにステップＳ１８で第２の流量制御バルブ８４を第２の設定値に設定してからｔ２時間経過すると、次のステップＳ２０へ進む。このステップＳ２０において、第３の開閉バルブ８２を閉じ、次のステップＳ２２において、第４の開閉バルブ８６を閉じ、次のステップＳ２４において、閉塞部材６６を開く。これにより反応管５２のエッチングガスはガス排気管６０を介して排気され、反応管５２内の圧力は急激にベース圧力まで下がる。
【００３３】
ここまでが第２段階であり、反応管５２内からエッチングガスと生成ガスとを排気する。
【００３４】
次のステップＳ２６においては、上記第１段階と第２の段階との処理が所望の回数繰り返したか否かを判定する。このステップＳ２６により所望の回数が繰り返されたと判断されると、次の処理（基板処理）へと進む。一方、このステップＳ２６により所望の回数が繰り返されていないと判定されると、ステップＳ１０に戻り、第１段階と第２段階との処理を繰り返して実行する。ステップＳ２２において閉塞部材６６が開かれてからｔ３時間待って反応管５２内のエッチングガスと生成ガスとの排気を十分行い、次のサイクルにおけるステップＳ１０の閉塞部材６６を閉じる。この時間ｔ３は例えば４秒である。
【００３５】
以上述べたように、反応管５２内のクリーニング工程を第１段階と第２段階に分けて行なうことにより、均一なクリーニングを実施することができるが、よりクリーニング効率を上げたい場合は、これら、第１段階及び第２段階のサイクルを少なくとも１サイクル以上繰り返し行なうことにより、エッチング残りのない、均一なエッチングを行なうことができる。
【００３６】
このように本発明の実施形態により提供されたクリーニング方法によれば、反応管内の均一なクリーニングが可能となる。
【００３７】
また、上述したクリーニング工程にて反応管内をセルフクリーニングした基板処理装置を用いれば、品質の高い半導体デバイスの生産が可能となるものである。
【００３８】
なお、本発明は上述した形態に限らず、種々の変更が可能である。即ち、第１段階においては、ガスの排気は完全に止めなくとも、反応管内に供給されたエッチングガスの流れが不均一にならない、また、ガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量であれば、排気は行ないつつエッチングガスを供給しても良い。
【００３９】
また、第２段階の際、第２段階後、再度第１段階を行なう場合であれば、エッチングガスの供給を完全に止めなくとも、多少供給していても良い。なお、第２段階後、再度第１段階を行なわないのであれば、完全にエッチングガスを止めて排気するのが次の処理の際、残留ガス（エッチングガス）を残さないためにも好ましい。
【００４０】
以上のように、第１段階の際、クリーニングガスが反応管内にわたり均一に拡散する方法であれば、種々の変更は可能である。
【００４１】
図６において、他の実施形態が示されている。この他の実施形態は、前述した実施形態と比較すると、前述した実施形態においては、クリーニングガス供給開始前に閉塞部材を閉じて排気を停止したのに対し、クリーニングガス供給開始後に閉塞部材を閉じて排気を停止するようにした点が異なる。
【００４２】
即ち、この実施形態においては、まずステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６の処理を実行してクリーニングガスを反応管へ供給する。その後、所定時間経過後にステップＳ１０の処理を実行して排気を停止する。ここでの所定時間は、閉塞部材を閉じるのに要する時間と反応管内にクリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに要する時間とが考慮される。例えばガス排気管を閉じるのに要する時間を２秒とし、クリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに５秒かかるとすれば、合計７秒後となり、この７秒以内に排気を停止することが好ましい。５秒のマージンを取る理由は、反応管内にガスの流れが生成された後に排気を停止するので、ガスの供給ポート（例えば第４の開閉バルブ８６の出口）と排気ポート（ガス排気管６０の入口）との間の距離が長く、経路が複雑な場合、クリーニングガスを早く全体に到達させることができるためである。
【００４３】
なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、基板処理装置として、複数の基板を処理するバッチ式のものを用いたが、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。
【００４４】
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
（１）反応管と、この反応管に連通するガス導入管と、前記反応管に連通し、開閉部材を有するガス排気管と、このガス排気管に設けられた排気停止手段と、前記ガス導入菅にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、このクリーニングガス供給手段により前記ガス導入管を介して前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
（２）ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させる基板処理工程を有する半導体デバイスの製造方法。
【符号の説明】
【００４５】
２０ 基板処理装置
５２ 反応管
５８ ガス導入管
６０ ガス排気管
６６ 閉塞部材
１１０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
反応室内で基板を成膜処理する工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行う工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
反応室内で基板を成膜処理する工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行う工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、
閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
クリーニングガスの流量を制御する流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、
前記反応室内の圧力を調整する閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
反応室内で基板を成膜処理する工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行う工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
反応室内で基板を成膜処理する工程と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行う工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、
閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを１サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
クリーニングガスの流量を制御する流量制御バルブを有し、反応室内にクリーニングガスを供給するガス導入管と、
前記反応室内の圧力を調整する閉塞部材を有し、前記反応室内を排気するガス排気管と、
前記反応室内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応室内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、完全に排気を停止もしくはクリーニングガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量で排気させ、前記反応室内の圧力が１０Ｔｏｒｒ以上となるまで前記クリーニングガスを供給する第１段階と、前記反応室内の圧力が下がるよう前記反応室内を排気する第２段階と、
を有し、前記第１段階と前記第２段階とを２サイクル以上行うように少なくとも前記流量制御バルブ及び前記閉塞部材を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３４０２０（Ｐ２０１３−３４０２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４７４２３（Ｐ２０１２−２４７４２３）
【出願日】平成２４年１１月９日（２０１２．１１．９）
【分割の表示】特願２０１０−２５７０４８（Ｐ２０１０−２５７０４８）の分割
【原出願日】平成１４年１２月１８日（２００２．１２．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月９日（２０１２．１１．９）
【分割の表示】特願２０１０−２５７０４８（Ｐ２０１０−２５７０４８）の分割
【原出願日】平成１４年１２月１８日（２００２．１２．１８）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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