JP2005085935A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属汚染物質除去の作業を最適化する。
【解決手段】ウエハを処理する処理室を排気する排気管２５に接続されたサンプリング管２５ａには、金属汚染物質計測装置３０の水晶振動子３２と、水晶振動子３２に接触する物質を冷却する冷却器４０とが設置されている。金属汚染物質計測装置３０は水晶振動子３２に付着した物質の微小重量を計測することにより、金属汚染物質の量を計測するように構成されている。金属汚染物質の量を計測することで、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終点を自動的に評価できるので、その作業を最適に行なえる。サンプリング管および水晶振動子の設置室を冷却器によって冷却することにより、金属汚染物質および塩化物の過飽和状態を創出して、水晶振動子の周辺の温度を安定化できるので、金属汚染物質の計測精度を高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、金属汚染の原因物質（以下、金属汚染物質という。）を除去する技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする工程に使用されるバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。

ＩＣの製造方法においてウエハに絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする工程には、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）が広く使用されている。従来のこの種のＣＶＤ装置においてプロセスチューブの交換や処理室の内部部品の交換等によって発生した金属汚染物質は、次の方法によって除去されている。第一は、塩化水素やジクロロエチレン等の反応性ガスを流すことにより金属汚染物質の塩化物を生成して、これをヒータの加熱によって昇華させて除去する方法、である。第二は、ヒータの加熱状態で不活性ガスを真空パージすることにより、金属汚染物質が無くなるのを待つ方法、である。

従来のＩＣの製造方法においては、これらの金属汚染物質除去方法によって金属汚染物質の低減を図りつつ、適当なタイミングを見計らってウエハを処理室に搬入し、処理室内において一定時間保持後に搬出したウエハの金属汚染物質の量を専用の分析装置によって分析することにより、処理室の汚染量を評価することが実施されている。

しかしながら、金属汚染物質除去方法の実施後に処理室に搬入したウエハを介して処理室の金属汚染量を専用の分析装置により評価する方法においては、次のような問題点がある。専用の分析装置を用意する必要があり、その専用の分析装置による分析結果を得る迄に時間がかかる。ウエハの搬入のタイミングが作業者の恣意に任されるために、金属汚染物質の量の評価に必要な時間が最適ではない。金属汚染物質の量の評価のためのウエハの搬入回数が増加すると、製造コストに悪影響が及ぶ。塩化水素やジクロロエチレン等の反応性ガスは除去に適した一定の温度になってから導入されるために、その分、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの作業時間が余計にかかってしまう。排気管等の周辺部への付着量が急激な反応により増加するために、金属汚染物質の量が少なめに検出されてしまう。

ところで、即時性をもって処理室内の金属汚染の状況を知るための一つの方法としては、処理室自体に分析装置を設置して金属汚染物質の量を計測する方法が、考えられる。しかしながら、この直接計測方法においては、分析装置を高温に耐える構造に構成する必要があり、また、分析装置自体から発生する物質による金属汚染の防止について配慮する必要があるという問題点がある。

本発明の目的は、前記した従来の金属汚染物質除去技術の問題点を解決し、金属汚染物質除去の作業を最適に行なうことができる基板処理装置を提供することにある。

本願が開示する発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、この処理室を排気する排気管と、この排気管内を流れる物質に接触する振動子と、この振動子の上流側に設けられこの振動子に向かって流れる物質を冷却する冷却部とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
（２）前記振動子は水晶振動子（quartz crystal microbalance ) またはＳＡＷ（surface acoustic wave ) 素子（表面弾性波フィルタ）であることを特徴とする（１）に記載の基板処理装置。
（３）前記冷却部は前記振動子の上流側に隣接されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の基板処理装置。
（４）前記振動子が前記排気管から分岐されたサンプリング管に配置されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の基板処理装置。
（５）前記振動子の周波数の変化量を検出する検出器と、この検出器が検出した振動子の周波数の変化量を基に処理室のクリーニング終了のタイミングを判断するコントローラとを備えていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の基板処理装置。
（６）前記振動子の周波数の変化量を検出する検出器と、この検出器が検出した振動子の周波数の変化量を基に処理室のクリーニングガスの流量を調整する（微少量から増加させる）ように制御するコントローラとを備えていることを特徴とする（５）に記載の基板処理装置。
（７）前記振動子の周波数の変化量を検出する検出器と、この検出器が検出した振動子の周波数の変化量を基に処理室内を（クリーニング温度よりも低い温度から）昇温するように制御するコントローラとを備えていることを特徴とする（５）に記載の基板処理装置。
（８）前記振動子の周波数の変化量を検出する検出器と、この検出器が検出した振動子の周波数の変化量を基に処理室のクリーニングガスの流量を調整するとともに、処理室内を昇温するように制御するコントローラとを備えていることを特徴とする（５）に記載の基板処理装置。
（９）基板を処理する処理室内にガスを供給するステップと、処理室内のガスを排気するステップと、排気したガスを冷却するステップと、冷却したガスを振動子に晒すステップと、前記振動子の周波数の変化量を検出することにより処理室内の汚染物質量を計測するステップと、を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（10）処理室に基板を搬入するステップと、前記処理室内で基板を処理するステップと、前記処理室から基板を搬出するステップと、前記処理室内をクリーニングするステップとを備えており、
前記クリーニングステップは、基板を処理する処理室内にクリーニングガスを供給するステップと、処理室内のクリーニングガスを排気するステップと、排気したクリーニングガスを冷却するステップと、冷却したクリーニングガスを振動子に晒すステップと、前記振動子の周波数の変化量を検出することにより処理室内の汚染物質量を計測するステップと、を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（11）前記クリーニングステップにおいては、前記振動子の周波数の変化量をモニタリングするとともに、この周波数の変化量に基づいて前記処理室のクリーニングガスの流量を調整することを特徴とする（10）に記載の半導体装置の製造方法。
（12）前記クリーニングステップにおいては、前記振動子の周波数の変化量をモニタリングするとともに、この周波数の変化量に基づいて前記処理室を昇温させることを特徴とする（10）に記載の半導体装置の製造方法。
（13）前記クリーニングステップにおいては、前記振動子の周波数の変化量をモニタリングするとともに、この周波数の変化量に基づいて前記処理室のクリーニングガスの流量を調整し、前記処理室を昇温させることを特徴とする（10）に記載の半導体装置の製造方法。
（14）前記クリーニングステップにおいては、前記振動子の周波数の変化量が一定時間、予め設定された値を下回ったときに終了することを特徴とする（10）〜（13）に記載の半導体装置の製造方法。
（15）（９）に記載の半導体装置の製造方法を反応管交換後に行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（16）前記クリーニングガスとは、ＨＣｌであることを特徴とする（１）〜（15）に記載の半導体装置の製造方法。

前記（１）の基板処理装置によれば、処理室内を排気する排気管に設置された振動子によって例えば金属汚染物質の量を計測することにより、金属汚染物質除去の終点を自動的に評価することができるので、その作業を最適に行なうことができる。また、特定物質の量を計測する振動子を排気管に設置することにより、振動子を比較的に低温雰囲気に置くことができ、かつまた、振動子自体からの処理室の汚染も回避することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。

本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているように、ＣＶＤ装置（バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置）として構成されており、ＣＶＤ装置１０は気密室構造に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面の下部にはウエハローディングポート１２が設定されており、ウエハローディングポート１２には複数枚のウエハ１を収納したキャリア２が供給されるようになっている。ウエハローディングポート１２の後方の空間には待機室１３が設定されており、待機室１３の前側の空間にはウエハ移載装置１４が設置されている。ウエハ移載装置１４はウエハローディングポート１２とボート１７との間でウエハ１を搬送してキャリア２およびボート１７に受け渡すように構成されている。待機室１３の後部空間にはボートエレベータ１５が垂直に設置されており、ボートエレベータ１５はボート１７を支持したシールキャップ１６を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、シールキャップ１６の上にはボート１７が垂直に立脚されており、ボート１７は多数枚のウエハ１を中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されている。

待機室１３の上にはプロセスチューブ設置室２０が構築されており、プロセスチューブ設置室２０には処理室２１を形成するプロセスチューブ２２がマニホールド２３を介して垂直に立脚され待機室１３の上に設置されている。マニホールド２３には処理室２１に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管２４と、処理室２１を真空排気するための排気管２５とが接続されている。プロセスチューブ２２の外側にはヒータユニット２６が同心円に配されて筐体１１に支持されており、ヒータユニット２６は処理室２１を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱するように構成されている。

図１に示されているように、排気管２５の途中にはサンプリング管２５ａの上流側端が接続されており、サンプリング管２５ａの下流側端は排気管２５の下流側に接続されている。サンプリング管２５ａには金属汚染物質の量を計測する金属汚染物質量計測装置（以下、計測装置という。）３０が設置されており、この計測装置３０は水晶振動子（quartz crystal microbalance ）を利用した微小重量計によって構成されている。すなわち、計測装置３０は水晶振動子３２の表面に物質が付着してその表面に重量変化が生じた場合に振動周波数が当該重量に応じて変化する現象を利用して、金属汚染物質量を計測するようになっている。図２に示されているように、計測装置３０はセラミック等の絶縁材料が使用されて形成された支持台３１を備えており、支持台３１はサンプリング管２５ａの途中に形成された設置室３８に設置されている。支持台３１には水晶振動子３２が支持されており、水晶振動子３２には安定化電源３７が接続された発振回路３３がサンプリング管２５ａを貫通して接続されている。発振回路３３には振動数検出器３４が接続されており、振動数検出器３４の出力側には金属汚染物質量演算器（以下、演算器という。）３５が接続されている。演算器３５の出力側にはブザーやランプおよびプリンタ等の出力装置３６が接続されている。なお、振動数検出器３４は周波数検出器であってもよい。

図２に示されているように、設置室３８の上流側には水晶振動子３２に流れる物質を冷却する冷却部としての冷却器４０が設置室３８と隣接して設置されている。冷却器４０はサンプリング管２５ａの外周を包囲するように隣接して形成された冷却液溜め４１を備えており、冷却液溜め４１には冷却液供給管４２と冷却液排出管４３とが冷却液４４を冷却液溜め４１に流通させるように接続されている。冷却器４０はサンプリング管２５ａを冷却することによって、サンプリング管２５ａを流れる排気ガスの過飽和状態を作り出すように構成されている。

以下、前記構成に係るＣＶＤ装置による本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法における成膜工程を説明する。

図１に示されているように、ウエハローディングポート１２のキャリア２に収納された複数枚のウエハ１は、ウエハ移載装置１４によってボート１７に移載されて装填（チャージング）される。

指定された枚数のウエハ１がボート１７に装填されると、ボート１７はボートエレベータ１５によって上昇されてプロセスチューブ２２の処理室２１に搬入（ボートローディング）される。ボート１７が上限に達すると、ボート１７を保持したシールキャップ１６の上面の周辺部がプロセスチューブ２２をシール状態に閉塞するため、処理室２１は気密に閉じられた状態になる。

次いで、プロセスチューブ２２の処理室２１が気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管２５によって真空排気され、ヒータユニット２６によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管２４によって所定の流量だけ供給される。これにより、所定のＣＶＤ膜がウエハ１に形成される。

そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート１７がボートエレベータ１５によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート１７が待機室１３における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。

待機室１３に搬出されたボート１７の処理済みウエハ１は、ボート１７からウエハ移載装置１４によってピックアップされてウエハローディングポート１２に搬送され、ウエハローディングポート１２に移載された空のキャリア２に収納される。以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１がＣＶＤ装置１０によってバッチ処理されて行く。

以上の成膜処理において、原料ガスは流れて行く間にウエハ１だけでなく、処理室２１やボート１７および排気管２５等の表面に接触するために、これらの表面にも成膜や反応副生成物が堆積することになる。これらの堆積物（以下、堆積膜という。）は成膜工程が繰り返されることにより累積して行くので、当該累積した堆積膜の厚さは成膜のバッチ処理の回数が増えるに従って増加して行くことになる。そして、この累積した堆積膜は厚さがある値に達すると、剥離し易くなるためにパーティクルの発生が急激に増加する。そこで、ＩＣの製造方法における成膜工程においては、累積した堆積膜の厚さがある値に達すると、プロセスチューブ２２およびボート１７のクリーニング作業が実施される。一般に、このプロセスチューブ２２およびボート１７のクリーニング作業はエッチングによって実施されるために、プロセスチューブ２２およびボート１７は消耗して行き、更新が必要になる。

このような更新に際してのプロセスチューブ２２およびボート１７の交換等によって金属汚染物質が発生する。本実施の形態においては、発生した金属汚染物質は次の方法（金属汚染物質除去のためのクリーニングステップ）によって除去される。

新規のプロセスチューブ２２およびボート１７がＣＶＤ装置１０に設置されると、ウエハ１が装填されない状態で、ボート１７が処理室２１に搬入され、処理室２１がシールキャップ１６によって気密封止される。次いで、処理室２１が除去する金属汚染物質の蒸気圧に対応する所定の圧力に排気管２５によって排気されながら、金属汚染物質を除去するためのクリーニングガスがガス導入管２４によって所定の流量だけ供給されるとともに、ヒータユニット２６によって所定の温度に加熱される。例えば、鉄や銅およびニッケル等の高蒸気圧の金属汚染物質を除去する場合には、塩化水素やジクロロエチレン等がクリーニングガスとして供給される。この場合には、金属汚染物質の塩化物が生成されることになる。

新規のプロセスチューブ２２およびボート１７から発生した金属汚染物質は、供給されたクリーニングガスと共に排気管２５から排気されるが、その一部は排気管２５から分岐されたサンプリング管２５ａの設置室３８を流通する。鉄や銅およびニッケル等の金属汚染物質は、塩化水素やジクロロエチレン等のクリーニングガスに接触すると反応して塩化物になる。この塩化物は設置室３８を通過する際に、水晶振動子３２に付着する。この際、サンプリング管２５ａおよび設置室３８を冷却器４０によって冷却することにより、金属汚染物質および塩化物の過飽和状態を創出するとともに、水晶振動子３２の周辺の温度を安定化させる。設置室３８を流通する排気ガス中の金属汚染物質の量の変化は、後述する計測装置３０の作用によって計測される。そして、排気ガス中の金属汚染物質の量が予め設定された値を一定時間下回った時、つまり、詳細は後述するが、水晶振動子３２の周波数の変化量が一定時間予め設定された値を下回った時に金属汚染物質除去作業のためのクリーニングステップが完了とされ、クリーニングガスの供給やヒータユニット２６の加熱および排気管２５の排気が停止される。

その後に、ボート１７がボートエレベータ１５によって下降されることにより、ボート１７が待機室１３における元の待機位置に搬出される。なお、新規のボート１７に装填したウエハ１について専用の分析装置による評価を念のために実施することが望ましい。

次に、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップにおける計測装置３０の作用および効果を説明する。
水晶振動子３２の振動数変化量は、次式（G.Sauerbrey の式）（１）によって与えられる。（１）式中、Δｆは振動数変化量、ｆは基本周波数、Ｖは音波速度、Ｓは電極面積、ρｑは水晶の密度、Δｍは重量変化量である。
Δｆ＝−（２×ｆ² ／Ｖ×Ｓ×ρｑ）×Δｍ・・・（１）
重量変化量Δｍは排気ガス中の金属汚染物質が水晶振動子３２の表面に付着することで変化するため、金属汚染物質の重量変化量はΔｍを演算することにより求めることができる。また、金属汚染物質が計測装置３０の水晶振動子３２に付着すると、基本周波数ｆは減少する。そして、金属汚染物質の濃度が高いほど水晶振動子３２の表面に付着する金属汚染物質の付着レートが高いため、低濃度の金属汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは小さいが、高濃度の金属汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは大きくなる。したがって、振動数変化量Δｆの値を演算することにより、金属汚染物質の量を求めることができる。

ところで、ｆ＝３０ＭＨｚ、Ｖ＝３３２０ｍ／ｓ、Ｓ＝１×１０^-4ｍ² 、ρｑ＝２．２×１０⁶ ｇ／ｍ³ 、であると、１Ｈｚ当たりの重量変化量（Δｍ／Δｆ）は、４０８ｐｇ／Ｈｚ、となる。金属汚染物質として鉄を計測する場合には塩化鉄として計測する。蒸気圧の高いＦｅＣｌ₃ （分子数は１６２．２）について考えると、最小感度（１Ｈｚ当たりの感度）として与えられるのは、
４０８×１０^-12 ( ｇ）÷１６２．２＝２．５×１０^-12 （ｍｏｌ）＝１．５×１０¹²ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ
である。これは、ＦｅＣｌ₃分子が１．５×１０¹²個以上で検出可能になることを示している。
ＦｅＣｌ₃ の密度は２．８ｇ／ｃｃであることから、
２．８÷１６２．２＝１．７３×１０^-2（ｍｏｌ／ｃｃ）
１．７３×１０^-2×６．０２×１０²³＝１．０４×１０²²（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｃ）
となる。検出限界値は１．５×１０¹²ｍｏｌｅｃｕｌｅｓであるから、実質感度は、
１．５×１０¹²÷１．０４×１０²²＝１．４４×１０^-10
となる。したがって、０．１４ｐｐｂ、が計測限界になる。
ＦｅＣｌ₃ の蒸気圧は、３１９℃で７６０ｍｍＨｇ、２００℃では１．８６ｍｍＨｇである。したがって、２００℃で計測する場合には、０．２４％の濃度となるので、充分な感度を有することになる。また、１ｐｐｍの濃度となる６０℃前後でも感度的には問題なく使用することができる。

ちなみに、各金属の蒸気圧（ｍｍＨｇ）と温度（℃）との関係が図３に示されているようにそれぞれ異なるため、処理室２１に供給するクリーニングガスの種類やヒータユニット２６の設定温度を適宜に設定することによって、サンプリング管２５ａを流れる排気ガス中の金属の種類を計測装置３０の計測データを利用して同定（特定）することも可能である。なお、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの処理条件は、ＣＶＤ装置１０のプロセスチューブ２２の容積やボート１７の大きさおよびクリーニングガスの種類等の対象条件によって異なるので、各対象条件毎に実験やコンピュータによる模擬実験等による経験的手法によって適宜に設定することが望ましい。特に、処理時間は汚染の状況に依存するために一定しない。そして、この一定しない処理時間の終了時点（終点）の目安を与えるのが、本発明の目的の一つである。実験によって求めたクリーニング処理条件の一例を挙げると、次の通りである。塩化水素（ＨＣｌ）ガスを使用する場合には、窒素（Ｎ₂ ）ガスによって約十分の一に希釈し、流量はＨＣｌ／Ｎ₂ ＝０．５／４．５ＳＬＭ（スタンダードリットル毎分）、温度は８５０℃、である。ジクロロエチレン（ＤＣＥ）を使用する場合には、酸素（Ｏ₂ ）ガスによって４〜５％程度に希釈し、流量はＤＣＥ／Ｏ₂ ＝０．２５／５ＳＬＭ、温度はＤＣＥの分解が始まる７５０℃以上、である。なお、水晶振動子３２付近の温度は２５℃程度、である。そして、クリーニング終了の判定は、水晶振動子３２の振動周波数が１０分間以上±１Ｈｚのときとしている。

前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。

1) 金属汚染物質量を計測する計測装置を設置することにより、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終了のタイミングを決定することができるので、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの作業時間を最適値に制御することができ、その作業時間を短縮することができる。

2) 金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終了を適正に決定することにより、その確認（評価）するために使用するウエハの枚数を低減することができる。金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終了を確認するためのウエハの分析の回数を低減させることにより、それに浪費される手間を低減することができるので、ＩＣの製造方法のコストを低減することができる。

3) 金属汚染物質量を計測する計測装置を排気管に接続することにより、計測装置を低温雰囲気に置くことができるので、計測装置を高温に耐える構造に構成しなくても済む。また、計測装置は処理室の下流側に位置することになるので、計測装置自体から発生する金属汚染物質による処理室の金属汚染も防止することができる。

4) 計測装置を水晶振動子を利用した微小重量計を使用して構成することにより、計測装置のコストを低減することができるので、ＣＶＤ装置のイニシャルコストおよびランニングコストの増加を抑制することができる。また、大気圧プロセスにおいても簡単に使用することができるので、この計測装置による金属汚染物質除去方法（クリーニングステップ）の適用範囲を拡大することができる。

5) 金属汚染物質量を計測する計測装置をＣＶＤ装置の排気管に接続することにより、処理室やボートおよび排気管等に付着する堆積膜（例えば、ポリシリコン）の厚さや反応副生成物（例えば、ＮＨ₄ Ｃｌ）の量を計測することができるので、ＣＶＤ装置のメンテナンスのタイミングを警報したりすることにより適正化を図ることができる。

6) 金属汚染物質除去のためのクリーニングステップに際して、サンプリング管および水晶振動子の設置室を冷却器によって冷却することにより、金属汚染物質および塩化物の過飽和状態を創出して、水晶振動子の周辺の温度を安定化させることができるので、金属汚染物質の計測精度を高めることができる。

図４は本発明の他の実施の形態に係る枚葉式ホットウオール形ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。

図４に示された枚葉式ホットウオール形ＣＶＤ装置５０は処理室５１を形成するプロセスチューブ５２を備えており、プロセスチューブ５２は水平に横置きされている。処理室５１には二枚のウエハ１を保持する保持台５３が設置されている。プロセスチューブ５２には処理室５１に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管５４と、処理室２１を真空排気するための排気管５５が接続されている。プロセスチューブ５２の外側には処理室２１を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱するヒータユニット５６が敷設されている。排気管５５の途中に接続されたサンプリング管５５ａには水晶振動子３２を利用した微小重量計からなる計測装置３０が設置されている。

本実施の形態においても、計測装置３０によって金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終了のタイミングを決定することができるので、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図５は本発明の他の実施の形態に係る枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。

図５に示された枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置６０は、処理室６１を形成する円筒形状のプロセスチューブ６２を備えており、プロセスチューブ６２は筒心線が垂直になるように設置されている。処理室６１には一枚のウエハ１を保持するサセプタ６３が設置されており、サセプタ６３にはサセプタ６３上のウエハ１を加熱するヒータユニット６６が敷設されている。プロセスチューブ６２の上部には処理室６１に原料ガスやパージガス等をシャワー状に吹き出すガスヘッド６４が設置されており、プロセスチューブ６２の下部には処理室６１を真空排気するための排気管６５が接続されている。排気管６５の途中に接続されたサンプリング管６５ａには水晶振動子３２を利用した微小重量計からなる計測装置３０が設置されている。

本実施の形態においても、計測装置３０によって金属汚染物質除去のためのクリーニングステップの終了のタイミングを決定することができるので、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

金属汚染物質（塩化物）を含むクリーニングガス以外のガス（例えば、原料ガスやその他の処理ガスおよびセルフクリーニングのためのガス）が、水晶振動子に付着するのを防止するために、金属汚染物質除去のためのクリーニングステップを除くステップ（例えば、成膜ステップやセルフクリーニングステップ）において常時閉の止め弁をサンプリング管に介設してもよい。但し、下流側といえども処理室の近い場所に止め弁のような表面処理を施し難いものを設置するのは好ましくないので、金属汚染物質を除去するためのクリーニングの頻度が少ない通例の場合には、金属汚染物質計測装置は金属汚染物質を除去するためのクリーニングを実施する都度に接続することが好ましい。

なお、クリーニングガスの急激な反応を防止する手法として、振動子の単位時間当たりの周波数変化量を振動数検出器より検出した結果を元に塩化水素等のクリーニングガスの流量を微小量から増加させる手法が考えられる。また、クリーニングにおいて本来使用する温度よりも低い温度でクリーニングガスを導入し、振動子の単位時間当たりの周波数変化量を振動数検出器より検出した結果を元に昇温する手法も考えられる。さらに、これらの手法を組み合わせることも考えられる。つまり、振動子の単位時間当たりの周波数変化量を振動数検出器により検出した結果をもとに、クリーニングガスを本来使用する温度よりも低い温度で微小量導入し、その導入量を増加させると共に昇温を行ないながら逐次評価しながら実施して行く。なお、使用する振動子には、水晶振動子が挙げられるが、表面弾性波素子（ＳＡＷ素子）を使用しても同様の効果が得られる。

バッチ式縦形ＣＶＤ装置および枚葉式ＣＶＤ装置に限らず、バッチ式縦形拡散装置や枚葉式拡散装置、水素（Ｈ₂ ）やアルゴン（Ａｒ）を用いたアニール装置、酸化装置および１１００℃以上の高温でアニールを行なう超高温アニール装置、その他の熱処理装置（furnace ）等の基板処理装置全般に適用することができる。

本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す側面断面図である。 計測装置を示す模式図である。 金属の蒸気圧と温度との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施の形態である枚葉式ホットウオール形ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。 本発明の他の実施の形態である枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。

符号の説明

１…ウエハ（基板）、２…ウエハキャリア、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…ウエハローディングポート、１３…待機室、１４…ウエハ移載装置、１５…ボートエレベータ、１６…シールキャップ、１７…ボート、２０…プロセスチューブ設置室、２１…処理室、２２…プロセスチューブ、２３…マニホールド、２４…ガス導入管、２５…排気管、２５ａ…サンプリング管、２６…ヒータユニット、３０…計測装置（特定物質量計測装置）、３１…支持台、３２…水晶振動子、３３…発振回路、３４…振動数検出器、３５…演算器（金属汚染物質量演算器）、３６…出力装置、３７…安定化電源、３８…設置室、４０…冷却器（冷却部）、４１…冷却液溜め、４２…冷却液供給管、４３…冷却液排出管、４４…冷却液、５０…枚葉式ホットウオール形ＣＶＤ装置（基板処理装置）、５１…処理室、５２…プロセスチューブ、５３…保持台、５４…ガス導入管、５５…排気管、５５ａ…サンプリング管、５６…ヒータユニット、６０…枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置（基板処理装置）、６１…処理室、６２…プロセスチューブ、６３…サセプタ、６４…ガスヘッド、６５…排気管、６５ａ…サンプリング管、６６…ヒータユニット。

Claims (1)

1. 基板を処理する処理室と、この処理室を排気する排気管と、この排気管内を流れる物質に接触する振動子と、この振動子の上流側に設けられこの振動子に向かって流れる物質を冷却する冷却部とを備えていることを特徴とする基板処理装置。

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