JP3144665B2

JP3144665B2 - 処理用ガスの供給方法

Info

Publication number: JP3144665B2
Application number: JP25468693A
Authority: JP
Inventors: 秀樹李
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH0786172A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理用ガスの供給方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近半導体集積回路素子は益々高集積化
されて来ており、その集積度が６４ＭＤＲＡＭから２５
６ＭＤＲＡＭの世代に入りつつある。そのため配線構造
の多層化及び微細化が一層顕著になって来ている。この
ように配線構造が多層化するに従って配線工程のステッ
プが増加し、配線工程の効率化及び防塵対策が従来以上
に問題になって来ている。また、配線構造の微細化が進
むに従って、従来のアルミニウム（Ａｌ）配線ではマイ
グレーション断線などが問題となり、Ａｌに代わる材料
としてタングステン（Ｗ）などのマイグレーション耐性
に優れた金属が配線材料として種々検討されている。ま
た、配線構造の多層化が進むに従ってコンタクトホー
ル、ビアホールなどの埋め込み、あるいは配線層間を絶
縁する層間絶縁膜についても材料面など種々検討されて
いる。しかもこれらの材料は無機系材料及び有機系材料
と多岐に亘っている。

【０００３】これらの配線材料、絶縁材料として従来か
ら無機系化合物、有機系化合物が用いられている。有機
系化合物としては金属カルボニル化合物などのように室
温で気体のものや、アルキル金属化合物などのように室
温では液体のものがある。また、無機系化合物としては
室温以下の温度で気体のものが多く存在するが、中には
０℃〜室温の範囲で液体のものも存在する。例えば六フ
ッ化タングステン（ＷＦ₆：ｂ.ｐ.１７.２℃）、ジクロ
ロシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂：ｂ.ｐ.８.２℃）、三フッ化
塩素（ＣｌＦ₃：ｂ.ｐ.１１.７５℃）などは沸点が比較
的高く、０℃〜室温の範囲で液体になる無機系化合物で
ある。これらの無機系化合物は成膜処理あるいはエッチ
ング処理などによく用いられている。例えば比較的沸点
の高い無機系化合物を成膜処理に用いる場合には、従来
はこれらの無機系化合物を予め加熱して成膜処理などの
処理用ガスとして完全にガス化した後、このガスをマス
フローコントローラで所定の流量に調整しながら処理室
内へ供給するようにしている。この場合、貯留容器、及
びこれと所定の処理室を結ぶ配管などを加熱用テープな
どで被覆し、この加熱用テープにより貯留容器及び配管
などを加熱し、貯留容器から配管等へ供給される無機系
化合物を処理用ガスとしてガス化する。更に云えば、貯
留容器では無機系化合物をその沸点前後の温度まで加熱
し、また貯留容器から処理室に至る配管では加熱用テー
プにより貯留容器側から処理室側に向かって温度を徐々
に上げ、処理室近傍で最も温度が高くなるように配管を
加熱し、無機系化合物が配管内で再液化しないようにし
ている。ガス化した無機系化合物は、上述のように流量
調整されて処理用ガスとして配管内で再液化することな
く処理室内へ供給され、熱ＣＶＤ処理、プラズマＣＶＤ
処理などによる被処理体の表面の配線膜処理、層間絶縁
膜処理などの成膜材料として使用される。

【０００４】一方、上述のように無機系化合物を処理用
ガスとしてガス化して処理室内で所定の成膜処理を何度
か繰り返すと、処理室内にも被処理体と同様に被膜が形
成され、これらの被膜がいずれは処理室内から剥離して
パーティクルなどの原因になって製品の歩留りを低下さ
せることになる。そのため、従来から所定回数の成膜処
理を終了すれば、処理室をクリーニングして被膜などの
汚染源を除去するようにしている。このクリーニング方
法としては、処理室を解体して内部に形成された被膜を
完全に除去するクリーニング方法、あるいはＮＦ_３ガス
などのプラズマを利用したクリーニング方法が知られて
いる。しかし、前者のクリーニング方法の場合には、装
置の解体、組立、及びその立ち上げに多大な時間を要す
るという課題があった。これに対して後者のクリーニン
グ方法の場合には、装置を解体する必要がなく、前者の
場合と比較して格段にクリーニング時間を短縮すること
ができるという大きな利点がある反面、ＮＦ _３（沸点＝
１２℃）ガスなどのクリーニング処理用ガスとしては０
℃〜室温の温度範囲では液体の無機系化合物が用いられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加熱による処理用ガスの供給方法の場合には、貯留容器
及び配管などを加熱用テープなどを用いて加熱して０℃
〜室温の温度範囲で液体を呈する処理用液体を処理用ガ
スまたはクリーニング処理用ガスとしてガス化するよう
にしているが、このような加熱では配管に取り付けられ
たマスフローコントローラやバルブなどではそれぞれの
内部まで十分に加熱することが難しく、例えば０℃〜室
温の範囲で液体である無機系化合物の場合にはマスフロ
ーコントローラやバルブなどで処理用ガスまたはクリー
ニング処理用ガスとして気化したものが再液化し、これ
らの部分で無機系化合物が詰まるなどして処理用ガスの
流量が減少したり、処理用ガスに脈流を生じるなどして
マスフローコントローラによる流量制御が難しくなると
いう課題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、処理用液体を処理用ガスまたはクリーニン
グ処理用ガスとしてガス化し、処理用ガスまたはクリー
ニング処理用ガスを再液化することなく配管内等のガス
流路では常に安定したガス化状態で処理室へ供給するこ
とができ、しかも処理用ガスまたはクリーニング処理用
ガスを容易に置換することができる処理用ガスの供給方
法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理用ガスの供給方法は、処理用液体をガス化してそ
の供給源から配管を経由して処理用ガスとして処理室内
に供給する処理用ガスの供給方法において、上記供給源
の直後に配置して上記配管に設けられた減圧バルブを用
いてその配管内の圧力をクリーニング処理用ガス及び処
理用ガスの供給系内において上記処理用ガスが液化しな
い大気圧よりも低い減圧状態に設定し、この減圧状態の
配管を介して上記処理用ガスを上記処理室内へ供給する
ようにしたものである。

【０００８】また、本発明の請求項２に記載の処理用ガ
スの供給方法は、請求項１に記載の発明において、上記
クリーニング処理用ガスとしてＣｌＦ3を供給するよう
にしたものである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、処理
用液体をその供給源より配管を経由して処理室内に処理
用ガスまたはクリーニング処理用ガスとして供給する際
に、上記供給源の直後に配置して上記配管に設けられた
減圧バルブを用いてその配管内の圧力を処理用ガスまた
はクリーニング処理用ガスが液化しない大気圧よりも低
い減圧状態に設定し、この減圧状態の配管を介して処理
用ガスまたはクリーニング処理用ガスを処理室内へ供給
することにより、処理用ガスまたはクリーニング処理用
ガスはそれぞれの供給系内で安定したガス状を維持する
ことができ、処理用ガスまたはクリーニング処理用ガス
をそれぞれの配管内で結露させることなく安定した状態
で処理室へ供給することができ、もって処理室内では安
定した処理またはクリーニングを行なうことができ、ま
た、この処理後他の処理を行なうために処理用ガスまた
はクリーニング処理用ガスを除去する際にはバルブ等で
処理用ガスまたはクリーニング処理用ガスを他の処理ガ
スから遮断して容易に排気、除去することができる。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記処理用ガス
として処理室内をクリーニングするＣｌＦ_３を供給する
ことにより、クリーニング用ガスとしてＣｌＦ_３をガス
状態のまま安定的に処理室内へ供給し、このＣｌＦ_３ガ
スにより処理室内を隅々までクリーニングすることがで
きる。

【００１１】

【実施例】まず、本実施例の処理用ガスの供給方法を説
明する前に、この方法を適用するバッチ式コールドウォ
ール処理装置について説明する。このバッチ式コールド
ウォール処理装置は、図１に示すように、半導体ウエハ
１を１枚ずつ処理する処理室２を有している。この処理
室２は、図１に示すように、アルミニウムなどから円筒
状として形成されている。また、この処理室２の外面に
は冷却ジャケット３が配設され、この冷却ジャケット３
により処理室２の壁面を水冷し、その温度を０〜５０℃
の温度範囲に制御できるように構成されている。この処
理室２内の底面２Ａには円環状に形成された回転体４が
回転可能に配設されている。そして、この円環状の回転
体４には半導体ウエハ１を１枚ずつ水平に支持する支持
体としてのサセプタ５が周方向等間隔に例えば図２に示
すように８箇所に装着されている。これらのサセプタ５
は回転体４から多少突出した円盤状に形成されている。
そして、これらのサセプタ５の下方には例えば発熱抵抗
体からなる加熱体６が回転体４内に埋設され、これらの
加熱体６により各サセプタ５を個別に加熱できるように
構成されている。また、これらのサセプタ５及び加熱体
６を有する回転体４の中心部にはその表面から処理室２
の底面を下方へ貫通した中空状の回転軸７が連結されて
いる。この回転軸７の下方には例えば歯車８が取り付け
られ、更にこの歯車８には駆動モータ９の回転軸８Ａに
取り付けられた歯車９Ｂが噛合している。従って、回転
体４は、駆動モータ９の回転軸９Ｂ、歯車９Ａ、歯車９
及び回転軸７を介して伝達される回転力により図１、図
２の矢印方向へ回転するように構成されている。

【００１２】一方、各サセプタ５の上方にはガス分散供
給部１０が各サセプタ５に対向して配設され、これらの
ガス分散供給部１０から後述のようにプロセスガスまた
はクリーニングガスを処理室２内へ供給するように構成
されている。これらのガス分散供給部１０はそれぞれ中
空の円盤状に形成され、それぞれの上面中央にガス供給
配管１０Ａが接続され、それぞれの下面には多数のガス
供給孔１０Ｂが形成されている。これらのガス分散供給
部１０のガス供給配管１０Ａにはそれぞれ図１に示すよ
うにプロセスガスを供給するプロセスガス供給系１１が
配管１２を介して接続され、この配管１２に取り付けら
れたバルブ１３を開放することにより所定のプロセスガ
スをガス分散供給部１０を介して処理室２内に供給する
ように構成されている。

【００１３】そして、この処理室２内で例えばブランケ
ットＷ処理を行なう場合にはプロセスガス供給系１１か
らガス分散供給部１０へ例えば六フッ化タングステン
（ＷＦ_６）及び水素をプロセスガスとして供給し、ガス
分散供給部１０の下面に多数分散させて形成されガス供
給孔１０Ｂから処理室２内のサセプタ５上の半導体ウエ
ハ１へプロセスガスを均等に供給して熱ＣＶＤにより半
導体ウエハ１の表面にタングステン薄膜を成膜するよう
に構成されている。このプロセスガス供給系１１は、プ
ロセスガスであるＷＦ_６ガスを貯留する、ガス供給源と
してのＷＦ_６ガスボンベ１１Ａと、このＷＦ_６ガスを還
元する水素ガスを貯留する、ガス供給源としての水素ガ
スボンベ１１Ｂとを備え、これら両者１１Ａ、１１Ｂは
それぞれ配管１２から分岐する配管１２Ａ、１２Ｂの端
部にそれぞれ接続されている。ＷＦ_６ガスボンベ１１Ａ
が接続された配管１２Ａには上流側から下流側へ減圧バ
ルブ１１Ｃ、マスフローコントローラ１１Ｄ、バルブ１
１Ｅが順次配設され、また、水素ガスボンベ１１Ｂが接
続された配管１２Ｂには上流側から下流側へバルブ１１
Ｆ、マスフローコントローラ１１Ｇ、バルブ１１Ｈが順
次配設され、これら両者１１Ａ、１１Ｂからのガスが配
管１２で合流し、バルブ１３を開放することにより配管
１２、１０Ａを介して処理室２内へプロセスガスを供給
できるように構成されている。つまり、ＷＦ_６ガスボン
ベ１１Ａ内の液状のＷＦ_６は減圧バルブ１１Ｃにより一
旦減圧され、減圧下で気化したＷＦ_６ガスがマスフロー
コントローラ１１Ｄにより流量調整されて同様に流量調
整された水素ガスと所定比で混合するようにしている。

【００１４】また、配管１２には図１に示すようにクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給系１４が
配管１５を介して接続され、クリーニング時にはこのク
リーニングガス供給系１４から配管１５、配管１２、各
ガス分散供給部１０を介して処理室２内の各サセプタ５
上へクリーニングガスを供給するように構成されてい
る。即ち、これらのガス分散供給部１０は処理室２のク
リーニングガスの供給部としての役割も果たしている。
このクリーニングガス供給系１４は、クリーニングガス
であるＣｌＦ_３ガスを貯留する、ガス供給源としてのＣ
ｌＦ_３ガスボンベ１６と、このＣｌＦ_３ガスを希釈する
希釈用ガス、例えば窒素ガスを貯留する、ガス供給源と
しての窒素ガスボンベ１７を備え、これら両者１６、１
７はそれぞれ配管１５から分岐する配管１５Ａ、１５Ｂ
の端部にそれぞれ接続されている。ＣｌＦ_３ガスボンベ
１６が接続された配管１５Ａには上流側から下流側へ減
圧バルブ１８、マスフローコントローラ１９、バルブ２
０が順次配設され、また、窒素ガスボンベ１７が接続さ
れた配管１５Ｂには上流側から下流側へバルブ２１、マ
スフローコントローラ２２、バルブ２３が順次配設さ
れ、これら両者１６、１７からのガスが配管１５で合流
し、バルブ２４を開放することにより配管１５、１２、
１０Ａを介して処理室２内へクリーニングガスを供給で
きるように構成されている。つまり、ＣｌＦ_３ガスボン
ベ１６内の液状のＣｌＦ_３は減圧バルブ１８により一旦
減圧され、減圧下で気化したＣｌＦ_３ガスがマスフロー
コントローラ１９により流量調整されて同様に流量調整
された窒素ガスと所定比で混合するようにしている。

【００１５】また、これらのガス分散供給部１０から処
理室２内へ供給されたガスは、回転体４の回転軸７内に
挿着された排気管２５を介して外部へ排出するように構
成されている。この排気管２５の下流側には真空ポンプ
２６が取り付けられ、、この真空ポンプ２６により処理
室２内を排気して所定の真空度を維持するように構成さ
れている。従って、この排気管２５は処理室２のクリー
ニングガスの排気部としての役割も果たしている。この
真空ポンプ２６としては排気されるガスの影響を受けな
いようにオイルフリーのドライポンプを用いることが好
ましい。更に、この真空ポンプ２６の下流側には真空ポ
ンプ２６から排気されたプロセスガス、クリーニングガ
スなどの有害なガスを捕捉して排気ガスからこれらの有
害ガスを除去する除害装置２７が配設され、この除害装
置２７としてはＣｌＦ_３を良く溶解する溶剤、例えばア
ルカリ溶液などを満たしたものが用いられる。

【００１６】更にまた、上記バッチ式コールドウォール
処理装置では、そのサセプタ５はグランド電位に保持す
るように構成されており、また、このサセプタ５に対向
するガス分散供給部１０には高周波電源２８に接続され
ている。そして、各ガス分散供給部１０に高周波電源２
８により高周波電圧を印加しすれば、ガス分散供給部１
０とサセプタ５間で電位差を生じるように構成されてい
る。従って、真空ポンプ２６により処理室２内を排気
し、処理室２内を所定の真空度に保持しながら各ガス分
散供給部１０から処理室２内へプロセスガスを導入した
状態で、各ガス分散供給部１０に高周波電源２８により
高周波電圧を印加すれば、電極対をなすサセプタ５とガ
ス分散供給部１０との間で真空放電し、これら両者５、
１０間でプロセスガスがプラズマ化し、このプラズマに
よりサセプタ５上で加熱体６により加熱された半導体ウ
エハ１の表面に所定の成膜をできるように構成されてい
る。つまり、このバッチ式コールドウォール処理装置は
熱ＣＶＤ処理装置としても、プラズマＣＶＤ処理装置と
しても使用できるように構成されている。尚、図１にお
いて、２９は処理室２の搬入、搬出口に取り付けられた
ゲートバルブで、このゲートバルブ２９を介して半導体
ウエハ１を処理室２内へ搬入、搬出する搬送室３０に処
理室２を接続することができる。

【００１７】次に、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いた熱ＣＶＤによるブランケットＷによる成膜
処理の一例について説明する。まず、処理室２内が所定
の真空度になるように処理室２内を真空ポンプ２６によ
り真空排気した後、プロセスガス供給系１１からＷＦ_６
ガス及び水素をプロセスガスとして供給するが、この
時、本実施例ではプロセスガス供給系１１の配管１２Ａ
の内部を大気圧よりも減圧状態、例えば６００Torr以下
の圧力にしてＷＦ_６ガスとして気化した後、このＷＦ_６
ガスを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給す
るようにしているため、プロセスガス供給系１１内でＷ
Ｆ_６ガスが液化することがない。プロセスガス供給系１
１内で所定比で混合されたＷＦ_６ガス及び水素を各ガス
分散供給部１０へプロセスガスとして供給すると、各ガ
ス分散供給部１０下面の分散孔１０Ｂからプロセスガス
が室内の各サセプタ５上の半導体ウエハ１へ均等に供給
される。この際、加熱体６の加熱作用によりサセプタ５
上で支持された半導体ウエハ１が所定温度まで加熱され
いる。そのため、プロセスガスが加熱された半導体ウエ
ハ１に接触し、その熱エネルギーを得て、水素でＷＦ_６
を還元して半導体ウエハ１の表面にタングステンの被膜
を形成する。この処理でサセプタ５などその他の部分に
もタングステンの被膜を形成することになる。

【００１８】また、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いたプラズマＣＶＤによりブランケットＷ処理
を行なう場合には、真空ポンプ２６により所定の真空度
に保たれた処理室２内のサセプタ５上で半導体ウエハ１
を支持し、加熱体６によりサセプタ５上の半導体ウエハ
１を３００〜４００℃に加熱する。これと並行してプロ
セスガス供給系１１のバルブ１３を開き、ここから配管
１２、ガス分散供給部１０を介して所定比のＷＦ_６ガス
と水素ガスの混合ガスを本実施例のガス供給方法により
処理室２内へ供給する。この際、高周波電源２８により
ガス分散供給部１０に高周波電圧を印加していると、サ
セプタ５とガス分散供給部１０間で真空放電が発生し、
この真空放電によりサセプタ５とガス分散供給部１０と
の間でＷＦ_６ガスと水素ガスのプラズマを生成し、ＷＦ
_６が還元されて半導体ウエハ１の表面にタングステン膜
を成膜する。この処理でサセプタ５などその他の部分に
もタングステンの被膜を形成することになる。

【００１９】このような成膜処理により処理室２の内面
及びサセプタ５、処理室２のその他の部分にも被膜が形
成され、成膜処理を所定回繰り返す間に、その被膜が積
層されていずれはこれらが剥離してパーティクルとして
室内を浮遊し清浄な半導体ウエハ１を汚染するようにな
ることは前述の通りである。これらが徐々に処理室２の
底面などに蓄積し、これらが半導体ウエハ１の搬入、搬
出時に舞い上がり半導体ウエハ１を汚染する虞がある。
そこで、所定回数の成膜処理後、その処理を一旦中断し
これらのパーティクル等の塵埃をクリーニングにより除
去する。それにはまず、処理室２の加熱体６などの電源
を切った後、半導体ウエハ１が処理室２にない状態にす
る。次いで、ゲートバルブ２９を閉じて処理室２を外部
から遮断した後、クリーニングガス供給系１４から配管
１５、１２、各ガス分散供給部１０を介して処理室２内
へ希釈用ガスを含むことがあるＣｌＦ_３ガスをクリーニ
ングガスとして図１の矢印で示すように処理室２内のサ
セプタ５に向けて供給することによりクリーニングを実
施する。このクリーニングに際しては例えばクリーニン
グガス供給系１４の窒素ガスボンベ１７に関連するバル
ブ２１、バルブ２３及びバルブ２４が開き、クリーニン
グガス供給系１４のＣｌＦ _３ガスボンベ１６に関連する
バルブ及びプロセスガス供給系１１の全バルブは閉じた
まま窒素ガスを配管１５を介して処理室２へ供給して窒
素置換するが、極めて短時間で窒素置換することができ
る。

【００２０】次いで、クリーニングガスを処理室２内へ
供給する場合には、そのゲートバルブ２９を閉じて処理
室２を搬送室３０から遮断した後、クリーニングガス供
給系１４からガス分散供給部１０を介して処理室２に対
して希釈用ガス例えば窒素ガスを含むことがあるＣｌＦ
_３ガスをクリーニングガスとして供給し、処理室２の排
気管２５を介して真空ポンプ２６により外部へ排気し、
この間にクリーニングガスにより処理室２の内部に付着
した被膜等の付着物をクリーニングする。クリーニング
ガスはＣｌＦ_３ガスあるいは窒素ガスなどの希釈用ガス
を含むＣｌＦ_３ガスとして構成されている。このＣｌＦ
_３は化学的に活性で、特に金属系、非金属系の被膜と良
く反応し、これらの付着物を効果的に除去することがで
きる。

【００２１】このクリーニングガスを構成するＣｌＦ_３
ガスを供給する場合にも本発明の処理用ガスの供給方法
を適用することができる。この際、ＣｌＦ_３の沸点（１
２℃）より高い温度、例えば常温下で真空ポンプ２６を
駆動し、処理室２内から水素ガスを排気して処理室２内
の真空度を所定値に維持する。そして、この排気状態下
でクリーニングガス供給系１４の減圧バルブ１８により
ＣｌＦ_３をガス化し、バルブ２０を所定の開度で開放す
ると共にマスフローコントローラ１９により処理室２に
おけるＣｌＦ_３ガスを所定の流量、例えば５リットル／
分以下の流量で配管１５を介して供給する。このクリー
ニングガスを配管１５に接続された各ガス分散供給部１
０から処理室２内へ導入し、処理室２でのＣｌＦ_３ガス
の圧力を０.１〜１００Torrに維持する。この状態でク
リーニングガスは処理室２内に隅々まで行き渡り、処理
室２内を隅々までクリーニングし、消費されたクリーニ
ングガスは処理室２の排気管２５から真空ポンプ２６な
どの排気系を介して常時排気して更新しているため、ク
リーニング中は処理室２内のクリーニングガスの圧力が
０.１〜１００Torrで常に新鮮なクリーニングガスを補
充しているため、処理室１内を隅々まで効率良くクリー
ニングすることができる。

【００２２】また、上述のクリーニングではクリーニン
グガスを排気管２５を介して外部へ排出するようにして
いるため、反応生成物の被膜を形成し易い排気管２５に
ついても、処理室２内部と同様にクリーニングガスによ
り除去することができる。また、排気系から排出される
有毒ガスを除害装置２７により除去できるため、クリー
ンな排気を行なうことができる。

【００２３】処理室２内に供給されたＣｌＦ_３ガスは化
学的に活性なガスであるため、処理室２に形成された金
属系、シリコン系の被膜などの付着物と反応して付着物
を処理室２内で除去して処理室２内を清浄にクリーニン
グすることができる。処理室２内に金属系、シリコン系
のパーティクルが堆積しても、その室内でＣｌＦ_３ガス
が隅々まで行き渡り、処理室２の内面は勿論のこと、そ
の室内のサセプタ５に付着したパーティクル等もＣｌＦ
_３ガスにより完全に除去することができる。また、Ｃｌ
Ｆ_３ガスの被膜等との反応が発熱反応であるため、この
発熱によりＣｌＦ_３ガスの反応は益々促進されてより被
膜等の付着物を除去することができる。このようにクリ
ーニングガスとしてＣｌＦ_３ガスを供給する場合にも本
発明の処理用ガスの供給方法を適用することにより、Ｃ
ｌＦ_３ガスをクリーニングガス供給１４系内で液化させ
るとなく処理室２内へ供給することができ、その後の成
膜処理に際して短時間でＣｌＦ_３ガスを置換することが
できる。

【００２４】処理室２内におけるクリーニングガス、例
えばＣｌＦ_３ガスのみを供給する場合には、処理室２内
でのＣｌＦ_３ガスの流量が５リットル／分以下で、その
温度がＣｌＦ_３の沸点〜７００℃、内部の圧力が０.１
〜１００Torrの条件でクリーニングすることが好まし
い。ＣｌＦ_３ガスの流量が５リットル／分を超えると、
各チャンバーの構成部材を損ねる虞がある。ＣｌＦ_３ガ
スの温度が沸点未満ではＣｌＦ_３が構成部材に結露して
その構成部材を損ねる虞があり、７００℃を超えてもＣ
ｌＦ_３ガスの活性化されてやはり構成部材を損ねる虞が
ある。ＣｌＦ_３ガスの圧力が０.１Torr未満ではクリー
ニング効果が期待できなくなる虞があり、１００Torrを
超えると構成部材を損ねる虞がある。また、ＣｌＦ_３ガ
スを主成分とするクリーニングガスは、不活性ガス例え
ば水素ガスでＣｌＦ_３を希釈したものである。

【００２５】以上説明したように本実施例によれば、ブ
ランケットＷ処理を行なう際には、ＷＦ_６の液体をプロ
セスガス供給系１１のＷＦ_６ガスボンベ１１Ａから配管
１２Ａを介して処理室２へＷＦ_６ガスとして供給する際
に、配管１２Ａの内部を減圧バルブ１１Ｃにより大気圧
よりも減圧状態にしてＷＦ_６をガス化した後、このＷＦ
_６ガスを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給
するようにしたため、ＷＦ_６ガスをマスフローコントロ
ーラ１１Ｄやバルブ１１Ｅの内部で液化させることなく
安定供給するとができ、安定した処理を行なうことがで
きる。また、ＷＦ_６ガスをマスフローコントローラ１１
Ｄやバルブ１１Ｅの内部で液化することがないため、処
理室２を解体しないでＣｌＦ_３ガスによりその内部をク
リーニングする際には、極めて短時間でＷＦ_６ガスをガ
ス置換することができ、延いてはクリーニング時間を格
段に短縮することができる。しかも、本実施例によれ
ば、ＣｌＦ_３ガスによるクリーニングを終了した後、そ
の後の処理を開始する際にもＣｌＦ_３ガスを極めて短時
間でガス置換することができ、次に処理短時間で立ち上
げることができる。

【００２６】また、本発明の処理用ガスの供給方法は図
３に示すマルチチャンバー処理装置に対しても適用する
ことができる。このマルチチャンバー処理装置には例え
ば上述したバッチ式コールドウォール処理装置などの成
膜装置が組み込まれ、同一真空系内で他の処理と連続的
に成膜処理することができる。このマルチチャンバー処
理装置は、図３に示すように、３つの処理室３１、３
２、３３を備え、これらの処理室のうち少なくとも一つ
はバッチ式コールドウォール処理装置によって構成され
ている。そして、これらの処理室３１、３２、３３は、
図１に示すように、略矩形状に形成された第１搬送室３
４の３箇所の側面にゲートバルブ３５、３６、３７を介
して接続され、これらのゲートバルブ３５、３６、３７
を開放することにより第１搬送室３４と連通し、これら
を閉じることにより第１搬送室３４から遮断できるよう
に構成されている。また、この第１搬送室３４内には各
処理室３１、３２、３３へ被処理体、例えば半導体ウエ
ハ３８を搬送する搬送装置３９を備えている。この搬送
装置３９は、第１搬送室３４の略中央に配設されてお
り、屈伸可能に構成されたアーム３９Ａを有し、このア
ーム３９Ａに半導体ウエハ３８を載せて半導体ウエハ３
８を搬送するように構成されている。更に、この第１搬
送室３４の底面には例えば図１に示すようにガス供給部
としてガス供給口３４Ａが形成され、このガス供給口３
４Ａはクリーニングガスを供給するクリーニングガス供
給系１４へ接続されている。また、このガス供給口３４
Ａから供給されたクリーニングガスは第１搬送室３４の
底面にガス排気部として形成されたガス排気口３４Ｂか
ら排気するように構成されている。更に、第１搬送室４
の残りの一側面にはゲートバルブ４０、４１を介して２
つの後述する真空予備室４２、４３がそれぞれ連通可能
に並設され、これらの真空予備室４２、４３はゲートバ
ルブ４０、４１を開放することにより第１搬送室３４に
連通し、これらのゲートバルブ４０、４１を閉じること
により第１搬送室３４から遮断できるように構成されて
いる。従って、第１搬送装置３９により半導体ウエハ３
８を例えば真空予備室４２から所定の処理室へ移載し、
この処理室内で所定の成膜処理などを行なった後、その
処理室から第１搬送装置３９を介して順次他の処理室へ
移載してそれぞれの処理室で所定の処理を終了した後、
再び他の真空予備室４３へ移載するように構成されてい
る。

【００２７】これらの各真空予備室４２、４３は、ゲー
トバルブ４０、４１に対向する側で、ゲートバルブ４
４、４５を介して第２搬送室４６に連通可能に接続さ
れ、これらのゲートバルブ４４、４５を開放することに
より第２搬送室４６と連通し、これらを閉じることによ
り第２搬送室４６から遮断できるように構成されてい
る。また、この第２搬送室４６の左右両側面にはゲート
バルブ４７、４８を介してカセット４９を収納するカセ
ット室５０、５１が連通可能に接続され、これらのカセ
ット室５０、５１は、ゲートバルブ４７、４８を開放す
ることにより第２搬送室４６と連通し、これらを閉じる
ことにより第２搬送室４６から遮断できるように構成さ
れている。また、第２搬送室４６内には左右のカセット
室５０、５１間の中央に位置させた第２搬送装置５３が
配設され、この第２搬送装置５３により真空予備室４
２、４３とカセット室５０、５１間で半導体ウエハ３８
を移載するように構成されている。更に、この第２搬送
装置５３と真空予備室４２、４３の間には半導体ウエハ
３８のオリエンテーションフラットにより半導体ウエハ
３８の位置決めをする位置決め装置５４が配設され、こ
の位置決め装置５４により一旦位置決めした後、第２搬
送装置５３により真空予備室４２へ半導体ウエハ３８を
移載するように構成されている。

【００２８】また、第２搬送室４６は室内に窒素ガス等
の不活性ガスを供給し、そのガス圧を大気圧に調整して
保持する気圧調整装置（図示せず）とを備え、この気圧
調整装置によって大気圧に調整された窒素ガス中で、第
２搬送装置５３を用いてカセット室５０、５１内のカセ
ット４９と真空予備室４２、４３の間での半導体ウエハ
３８を搬送するように構成されている。

【００２９】また、この第２搬送室４６の底面にはガス
供給口５５Ａが形成され、このガス供給口５５Ａは配管
（図示せず）を介してクリーニングガスを供給するクリ
ーニングガス供給系１２へ接続されている。そして、こ
のガス供給口５５Ａから供給されたクリーニングガスは
第２搬送室４６の底面にガス排気部として形成されたガ
ス排気口５５Ｂから排気するように構成されている。こ
のガス排気口５５Ｂは例えば真空予備室４２、４３の排
気系にバルブ（図示せず）を介して接続され、この排気
系を利用してクリーニング時の真空排気するように構成
され、その他の時はバルブを閉じて真空予備室４２、４
３のみを真空排気するように構成されている。尚、５
６、５７はカセット室５０、５１の正面に取り付けられ
たゲートバルブである。

【００３０】このようなマルチチャンバー処理装置の各
処理室３１、３２、３３内へプロセスガスを供給する場
合にも本発明の処理用ガスの供給方法を適用することに
より各処理室３１、３２、３３へプロセスガスを安定供
給することができ、一連の処理を正確に行なうことがで
き、製品の歩留りを向上させることができる。

【００３１】尚、上記実施例では処理用ガスとしてＷＦ
_６ガス及びＣｌＦ_３ガスを用いたものについて説明した
が、本発明では、その他の成膜処理用ガス、クリーニン
グ処理用ガスについても適用することができる。また、
上記実施例では減圧バルブ１１Ｃ、１８を用いてＷＦ_６
ガスあるいはＣｌＦ_３ガスを減圧してガス化する方法に
ついて説明したが、本発明は上記実施例に制限されるも
のではない。例えば、バルブの使用態様については単に
模式的な図に基づいて説明したに過ぎず、その使用態様
は必要に応じて種々の使用態様を採用することができ
る。また、上記実施例では本発明をバッチ式コールドウ
ォール処理装置に適用したものについて説明したが、本
発明は処理用ガスを供給して被処理体を処理する装置全
てに適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、処理用液体をガス化してその供給源から配管を経由
して処理用ガスとして処理室内に供給する際に、上記供
給源の直後に配置して上記配管に設けられた減圧バルブ
を用いてその配管内の圧力をクリーニング処理用ガス及
び処理用ガスの供給系内において処理用ガスが液化しな
い大気圧よりも低い減圧状態に設定し、この減圧状態の
配管を介して処理用ガスを上記処理室内へ供給するよう
にしたため、処理用ガスを液化させることなく常に安定
した状態で処理室へ供給し、しかも処理用ガスの切り替
え時には処理用ガスを容易に置換することができる処理
用ガスの供給方法を提供することができる。

【００３３】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記クリーニン
グ処理用ガスとしてＣｌＦ_３を供給するようにしたた
め、ＣｌＦ_３をクリーニング処理用ガスとして液化させ
ることなく常に安定した状態で処理室へ供給する処理用
ガスの供給方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理用ガスの供給方法を実施すること
ができる処理装置の一例としてのバッチ式コールドウォ
ール処理装置の要部を示す構成図である。

【図２】図１に示す処理室をＩＩ−ＩＩ線方向の断面を
示す断面図である。

【図３】図１に示すバッチ式コールドウォール処理装置
を組み込んだマルチチャンバー処理装置の全体を示す平
面図である。

【符号の説明】

２処理室１１プロセスガス供給系１１ＡＷＦ₆ガスボンベ（ガス供給源）１１Ｂ水素ガスボンベ（ガス供給源）１１Ｃ、１８減圧バルブ１２Ａ、１２Ｂ配管１５Ａ、１５Ｂ配管１４クリーニングガス供給系１５配管１６ＣｌＦ₃ガスボンベ（ガス供給源）１７窒素ガスボンベ（ガス供給源）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】処理用液体をガス化してその供給源から
配管を経由して処理用ガスとして処理室内に供給する処
理用ガスの供給方法において、上記供給源の直後に配置
して上記配管に設けられた減圧バルブを用いてその配管
内の圧力をクリーニング処理用ガス及び処理用ガスの供
給系内において上記処理用ガスが液化しない大気圧より
も低い減圧状態に設定し、この減圧状態の配管を介して
上記処理用ガスを上記処理室内へ供給することを特徴と
する処理用ガスの供給方法。
【請求項２】上記クリーニング処理用ガスとしてＣｌ
Ｆ3を供給することを特徴とする請求項１に記載の処理
用ガスの供給方法。