JP4180201B2

JP4180201B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4180201B2
Application number: JP27124999A
Authority: JP
Inventors: 健一寿崎
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2001098378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術、特に、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に使用される基板処理装置であって、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）が搬入されるインナチューブとこのインナチューブを取り囲んだアウタチューブとを有する基板処理装置のメンテナンス技術に関し、例えば、ウエハに窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）やポリシリコン等を堆積（デポジション）させる減圧ＣＶＤ装置、および、酸化処理や拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも使用される拡散装置等に利用して有効なものに関する。
【０００２】
ＩＣの製造方法において、ウエハに窒化シリコンやポリシリコン等のＣＶＤ膜をデポジションするのにバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置が広く使用されている。バッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、ウエハが搬入されるインナチューブおよびこのインナチューブを取り囲むアウタチューブから構成され縦形に設置されたプロセスチューブと、インナチューブ内に原料ガスを導入するガス導入管と、プロセスチューブ内を真空排気する排気管と、プロセスチューブ外に敷設されてプロセスチューブ内を加熱するヒータとを備えており、複数枚のウエハがボートによって長く整列されて保持された状態でインナチューブ内に下端の炉口から搬入され、インナチューブ内に原料ガスがガス導入管から導入されるとともに、ヒータによってプロセスチューブ内が加熱されることにより、ウエハにＣＶＤ膜がデポジションされるように構成されている。
【０００３】
このようなＣＶＤ装置においては、形成する膜種に関係なく成膜処理回数が増えるに従ってインナチューブの内外壁面やアウタチューブの内壁面およびボートの表面等における累積膜厚が増加し、ある累積膜厚に達すると、パーティクルの発生が急激に増加することが知られている。そこで、このようなＣＶＤ装置が使用されたＩＣの製造方法における成膜工程においては、ある累積膜厚に達すると、インナチューブおよびアウタチューブ等を予め洗浄されたものと全て交換する作業（以下、フル交換という。）を実施することにより、パーティクルの発生を防止することが行われている。
【０００４】
ちなみに、フル交換は次のような手順で実施される。プロセスチューブの温度を室温まで下げる→アウタチューブを取り外す→インナチューブを取り外す→キャップを取り外す→排気管を取り外す→洗浄済みの配管を取り付ける→洗浄済みのキャップを取り付ける→洗浄済みのインナチューブを取り付ける→洗浄済みのアウタチューブを取り付ける→プロセスチューブの温度を処理温度まで昇温させる→テスト運転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したフル交換によるパーティクル発生防止方法においては、インナチューブやアウタチューブ等の取り付け取り外し作業に長時間が消費されるばかりでなく、プロセスチューブの温度の降下および再上昇に時間が消費されてしまうため、ＣＶＤ装置のダウンタイム（休止時間）がきわめて長く（例えば、一回当たり三十時間）なり、成膜処理工程しいてはＩＣの製造工程全体としてのスループットを低下させてしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、処理装置のダウンタイムを短縮しつつパーティクルの発生を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板が搬入されるインナチューブとこのインナチューブを取り囲んだアウタチューブとを有する基板処理装置が使用されて前記基板に処理が施される処理工程を備えている半導体装置の製造方法において、
前記インナチューブの交換の頻度が前記アウタチューブの交換の頻度よりも高く設定されていることを特徴とする。
【０００８】
前記した手段によれば、インナチューブの交換頻度を一定の水準以上に維持することにより、最大のパーティクルのソースであるインナチューブの清浄度を高く維持することができるため、パーティクルの発生を防止することができる。他方、アウタチューブの交換頻度をインナチューブの交換頻度よりも低くすることにより、アウタチューブの取り付け取り外し作業時間等が減少するため、フル交換に比べて全体としての作業時間を短縮することができ、基板処理装置の全体としてのダウンタイムを短縮することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法の成膜工程に使用されるＣＶＤ装置を示す正面断面図である。図２はそのＣＶＤ装置のメンテナンス方法を示す工程図である。図３はその作用を説明するための各線図である。
【００１０】
図１に示されているように、本実施形態に係るＩＣの製造方法の成膜工程に使用されるＣＶＤ装置は、中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持された縦形のプロセスチューブ１を備えている。プロセスチューブ１はインナチューブ２とアウタチューブ３とから構成されており、インナチューブ２は炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて円筒形状に一体成形され、アウタチューブ３は石英ガラスが使用されて円筒形状に一体成形されている。
【００１１】
インナチューブ２は上下両端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２の筒中空部はボートによって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室４を実質的に形成している。インナチューブ２の下端開口は被処理基板としてのウエハを出し入れするための炉口５を実質的に構成している。したがって、インナチューブ２の内径は取り扱うウエハの最大外径よりも大きくなるように設定されている。
【００１２】
アウタチューブ３は内径がインナチューブ２の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２にその外側を取り囲むように同心円に被せられている。インナチューブ２とアウタチューブ３との間の下端部は円形リング形状に形成されたキャップ６によって気密封止されており、キャップ６はインナチューブ２およびアウタチューブ３についての交換等のためにインナチューブ２およびアウタチューブ３にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。キャップ６がＣＶＤ装置の機枠に支持されることより、プロセスチューブ１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１３】
キャップ６の側壁の上部には排気管７が接続されており、排気管７は高真空排気装置（図示せず）に接続されて処理室４を所定の真空度に真空排気し得るように構成されている。排気管７はインナチューブ２とアウタチューブ３との間に形成された隙間に連通した状態になっており、インナチューブ２とアウタチューブ３との隙間によって排気路８が、横断面形状が一定幅の円形リング形状に構成されている。排気管７がキャップ６に接続されているため、排気管７は円筒形状の中空体を形成されて垂直に延在した排気路８の最下端部に配置された状態になっている。キャップ６の側壁の下部にはガス導入管９がインナチューブ２の炉口５に連通するように接続されている。ガス導入管９によって炉口５に導入されたガスはインナチューブ２の処理室４内を流通して排気路８を通って排気管７によって排気される。
【００１４】
キャップ６には下端開口を閉塞するゲート１０が垂直方向下側から当接されるようになっている。ゲート１０はアウタチューブ３の外径と略等しい円盤形状に形成されており、プロセスチューブ１の外部に垂直に設備されたエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ゲート１０の中心線上には被処理基板としてのウエハ２０を保持するためのボート１１が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
【００１５】
ボート１１は上下で一対の端板１２、１３と、両端板１２、１３間に架設されて垂直に配設された複数本の保持部材１４とを備えており、各保持部材１４に長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように没設された多数条の保持溝１５間にウエハ２０を挿入されることにより、複数枚のウエハ２０を水平にかつ互いに中心を揃えた状態に整列させて保持するように構成されている。ボート１１とゲート１０との間には上下で一対の補助端板１６、１７が複数本の補助保持部材１８によって支持されて配設されており、各補助保持部材１８には多数条の保持溝１９が没設されている。
【００１６】
アウタチューブ３の外部にはプロセスチューブ１内を加熱するヒータユニット２１が、アウタチューブ３の周囲を包囲するように同心円に設備されており、ヒータユニット２１はプロセスチューブ１内を全体にわたって均一に加熱するように構成されている。ヒータユニット２１はＣＶＤ装置の機枠２２に支持されることより垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１７】
続いて、ＩＣの製造方法における前記構成に係るＣＶＤ装置による成膜工程のバッチ処理の一回を、ウエハに窒化シリコン（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）のＣＶＤ膜が形成される場合について説明する。
【００１８】
図１に示されているように、複数枚のウエハ２０を整列保持したボート１１はゲート１０の上にウエハ２０群が並んだ方向が垂直になる状態で載置され、エレベータによって差し上げられてインナチューブ２の炉口５から処理室４に搬入されて行き、ゲート１０に支持されたままの状態で処理室４に存置される。この状態で、ゲート１０は炉口５をシールした状態になる。
【００１９】
プロセスチューブ１の内部が所定の真空度（数Ｔｏｒｒ以下）に排気管７によって真空排気される。また、ヒータユニット２１によってプロセスチューブ１の内部が所定の温度（約７６０℃）に全体にわたって均一に加熱される。次いで、原料ガス２３がインナチューブ２の処理室４にガス導入管９によって供給される。Ｓｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜をデポジションする場合には原料ガス２３として、ＳｉＨ₄ とＮＨ₃ や、ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ とＮＨ₃ 等が処理室４に導入される。
【００２０】
導入された原料ガス２３はインナチューブ２の処理室４を上昇し、上端開口からインナチューブ２とアウタチューブ３との隙間によって形成された排気路８に流出して排気管７から排気される。原料ガス２３は処理室４を通過する際にウエハ２０の表面に接触する。この接触による原料ガス２３のＣＶＤ反応により、ウエハ２０の表面にはＳｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜が堆積（デポジション）する。
【００２１】
Ｓｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜が所望の堆積膜厚だけデポジションされる予め設定された処理時間が経過すると、ゲート１０が下降されて炉口５が開口されるとともに、ボート１１に保持された状態でウエハ２０群が炉口５からプロセスチューブ１の外部に搬出される。
【００２２】
以上の成膜処理において、原料ガス２３は流れて行く間にウエハ２０だけでなくインナチューブ２の内外壁面やアウタチューブ３の内壁面およびキャップ６の内壁面等に接触するため、これらの表面にもＳｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜が堆積することになる。これらの表面に堆積したＣＶＤ膜は前述した成膜処理が繰り返される毎に累積して行くため、その累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、この累積膜は厚さがある値に達すると、剥離し易くなるため、パーティクルの発生が急激に増加する。
【００２３】
そこで、本実施形態に係るＩＣの製造方法におけるＣＶＤ膜形成工程においては、ＣＶＤ装置に対して図２に示されているメンテナンス方法が実施される。以下、本実施形態に係るメンテナンス方法を図２および図３について説明する。
【００２４】
図２に示されている成膜ステップ３０においてはＣＶＤ装置を使用して前述したバッチ処理が複数回繰り返される。本実施形態においては、成膜ステップ３０においてバッチ処理が予め設定された回数だけ繰り返されると、最大のパーティクルソースであるインナチューブだけが予め洗浄されたものと交換される作業（以下、パート交換という。）が、図２に示されている第一回目のパート交換ステップ４１において実施される。
【００２５】
ところで、前述した通り、成膜処理に伴うインナチューブの累積膜厚がある値に達すると、パーティクルの発生が急増する。そして、炭化シリコン製のインナチューブが使用され、Ｓｉ₃ Ｎ₄ が累積膜である場合において、インナチューブの累積膜厚が２．４μｍに達すると、粒径が０．１６μｍのパーティクルの発生が急増することが究明されている。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、パーティクルの管理粒径を０．１６μｍに設定し、インナチューブの累積膜厚が２．４μｍに達した時にパート交換ステップを実施するものと設定した。さらに、インナチューブの累積膜厚はバッチ処理回数に依存するため、累積膜厚が２．４μｍに達するバッチ処理回数を過去の実績や実験およびコンピュータによるシミュレーション（模擬実験）等によって予め求め、求められたバッチ処理回数に達した時点でパート交換を実施するものと設定した。例えば、ＣＶＤ装置を制御するコンピュータまたはＩＣの製造方法を統括的に制御するホストコンピュータには、成膜ステップにおいて予め設定されたバッチ処理回数に達した時にＣＶＤ装置のパート交換ステップを実施するシーケンスが組み込まれ、このシーケンスの指令に基づいてパート交換が実行されることになる。
【００２７】
パート交換は次のような手順によって実行される。処理室４の温度を４００℃に下げる→邪魔になるガス導入管９を取り外す→インナチューブ２を取り外す→洗浄済みインナチューブ２を取り付ける→ガス導入管９を取り付ける→処理室４を７６０℃に上げる→テスト運転する。
【００２８】
このようにパート交換に際しては、インナチューブ２だけが取り外されてアウタチューブ３がヒータユニット２１の内側空間すなわち処理室４を被覆した状態を維持しているため、処理室４の温度を室温まで下げなくて済む。その結果、処理室を室温まで降下させるフル交換に比べて処理温度からの降下幅が小さくなるため、降温時間および再昇温時間を大幅に短縮することができる。また、処理室４の温度の降下幅が小さいと、熱応力の変化を小さく抑制することができるため、アウタチューブ３等における累積膜の剥離を抑制しパーティクルの発生を防止することができる。
【００２９】
以上のようにパート交換に際しては、交換部品点数の減少による取り付け取り外し作業時間の短縮だけでなく、降温時間および再昇温時間を大幅に短縮することができるため、パート交換に要する時間はフル交換に要する時間の五分の一に減少させることができる。例えば、図３（ａ）および（ｃ）に示されているように、フル交換時間が三十時間であると、パート交換時間は六時間に短縮することができる。
【００３０】
図２に示されているように、第一回目のパート交換ステップ４１が実施された後には成膜ステップ３０が前回と同様に実施される。すなわち、ＣＶＤ装置を使用して前述したバッチ処理が前回の成膜ステップ３０と同様に複数回繰り返される。この際、インナチューブは第一回目のパート交換ステップ４１において洗浄済みの清浄なインナチューブ２に交換されているため、図３（ｄ）に示されているように、インナチューブ２における堆積膜の厚さは零に戻っている。したがって、今回の成膜ステップ３０におけるインナチューブ２の累積膜厚が予め設定された２．４μｍに達するバッチ処理回数は、前回の成膜ステップ３０と同等のバッチ処理回数になる。つまり、最大のパーティクルソースであるインナチューブ２が清浄な状態になっているため、今回の成膜ステップ３０においても前回の成膜ステップ３０と同じバッチ処理回数を、管理粒径が０．１６μｍのパーティクルを発生することなく実施することができる。
【００３１】
そして、今回の成膜ステップ３０において累積膜厚が２．４μｍに達する処理回数だけバッチ処理が繰り返されると、図２に示されているように、第二回目のパート交換ステップ４２が実施される。この第二回目のパート交換ステップ４２も第一回目のパート交換ステップ４１と同様にインナチューブだけが交換されるため、例えば、図３（ｃ）に示されているように、第二回目のパート交換ステップ４２の作業時間は第一回目のパート交換ステップ４１と同等の六時間に抑制することができる。また、処理室４の温度の降下幅が小さいと、熱応力の変化が小さく抑制されるため、アウタチューブ３等における累積膜の剥離を抑制し、パーティクルの発生を防止することができる。
【００３２】
図２に示されているように、第二回目のパート交換ステップ４２が実施された後には成膜ステップ３０が前回および前々回と同様に実施される。すなわち、ＣＶＤ装置を使用して前述したバッチ処理が予め設定された回数だけ繰り返される。この際も、インナチューブは第二回目のパート交換ステップ４２において洗浄済みの清浄なインナチューブ２に交換されているため、図３（ｄ）に示されているように、インナチューブ２における堆積膜の厚さは零に戻っている。したがって、今回の成膜ステップ３０におけるインナチューブ２の累積膜厚が予め設定された２．４μｍに達するバッチ処理回数は、前回および前々回の各成膜ステップ３０と同等のバッチ処理回数になる。つまり、最大のパーティクルソースであるインナチューブ２が清浄な状態になっているため、今回の成膜ステップ３０においても前回の成膜ステップ３０と同じバッチ処理回数を、管理粒径が０．１６μｍのパーティクルを発生することなく実施することができる。
【００３３】
図２に示されているように、本実施形態においては、第二回目のパート交換ステップ４２が実施された後の成膜ステップ３０の後にインナチューブとアウタチューブが予め洗浄されたものと交換されるフル交換が、フル交換ステップ５０において実施される。
【００３４】
ところで、前述した通り、成膜処理に伴ってアウタチューブに堆積する膜も累積して行き、累積膜厚がある値に達すると、パーティクルの発生が急増する。そして、石英ガラス製のアウタチューブが使用され、Ｓｉ₃ Ｎ₄ が累積膜である場合において、アウタチューブの累積膜厚が７．２μｍに達すると、粒径が０．１６μｍのパーティクルの発生が急増することが究明されている。
【００３５】
そこで、本実施形態においては、パーティクルの管理粒径を０．１６μｍに設定し、アウタチューブの累積膜厚が７．２μｍに達した時にフル交換を実施するものと設定した。さらに、アウタチューブの累積膜厚はバッチ処理回数に依存するため、アウタチューブにおける累積膜厚が７．２μｍに達するバッチ処理回数を過去の実績や実験およびコンピュータによるシミュレーション（模擬実験）等によって予め求め、求められたバッチ処理回数に達した時点でフル交換を実施するものと設定することができる。
【００３６】
但し、図２および図３（ｃ）〜（ｄ）に示されている実施形態においては、インナチューブにおける累積膜厚の増加率とアウタチューブにおける累積膜厚の増加率とが等しいものと仮定し、７．２÷２．４＝３、によって第二回目のパート交換ステップ４２が実施された後の成膜ステップ３０の後にフル交換ステップ５０を実施するものと設定している。
【００３７】
ここで、アウタチューブにおける累積膜厚の増加率はインナチューブにおける累積膜厚の増加率に比べて遙に小さいのが実際であるため、フル交換ステップの実施時期は本実施形態に比べて遙に遅らせることができる。つまり、実際上は、パート交換の頻度をフル交換の頻度よりも遙に高く設定することができる。換言すれば、フル交換の頻度を従来に比べて遙に減少させることにより、ＣＶＤ装置のダウンタイムを従来に比べて遙に短縮することができる。
【００３８】
なお、フル交換は従来と同様の次のような手順によって実行される。ヒータユニット２１の内側空間の温度を室温（２５℃）まで下げる→アウタチューブ３を取り外す→インナチューブ２を取り外す→キャップ６を取り外す→排気管７やガス導入管９等を取り外す→洗浄済みの排気管７やガス導入管９等を取り付ける→洗浄済みのキャップ６を取り付ける→洗浄済みのインナチューブ２を取り付ける→洗浄済みのアウタチューブ３を取り付ける→ヒータユニット２１の内側空間の温度を処理温度（７６０℃）まで上げる→テスト運転する。
【００３９】
このようにフル交換に際しては、ヒータユニット２１の内側空間が露出してしまうため、ヒータユニット２１の温度が処理温度から室温まできわめて大幅に降下されることになり、その結果、降温時間および再昇温時間がきわめて長期間になってしまう。つまり、フル交換に際しては、交換部品点数の増加による取り付け取り外し作業時間の延長だけでなく、降温時間および再昇温時間がきわめて長期間になるため、フル交換に要する時間はパート交換に要する時間の五倍に増加してしまう。例えば、図３（ｃ）に示されているように、パート交換時間が六時間であると、フル交換時間は三十時間になってしまう。
【００４０】
以上のようにフル交換ステップ５０が実施された後は、図２に示されているルーチンが繰り返されて行くことになる。
【００４１】
図３は本実施形態の方法を従来のメンテナンス方法（以下、従来方法という。）と比較して示した各線図である。（ａ）は従来方法のタイムチャートを示しており、（ｂ）はそのインナチューブの累積膜厚の推移を示している。（ｃ）は本実施形態のタイムチャートを示し、（ｄ）はそのインナチューブの累積膜厚の推移を示し、（ｅ）はそのアウタチューブの累積膜厚の推移を示している。図３においては、成膜処理の処理時間が百八十時間に、フル交換の作業時間が三十時間に、パート交換の作業時間が六時間にそれぞれ取られている。そして、図３においては、前述したルーチンが二回実施された場合を示されている。
【００４２】
図３において、従来方法のフル交換の総作業時間は、３０×５＝１５０、によって求められるため、百五十時間である。これに対し、本実施形態のパート交換およびフル交換の総作業時間は、６×４＋３０×２＝８４、によって求められるため、八十四時間である。そして、同一時間内における従来方法に対する本実施形態の短縮時間は、１５０−８４＝６６、によって求められるため、六十六時間ということになる。
【００４３】
また、本実施形態においては、成膜処理が六回完全に実施されている。これに対し、従来方法においては、成膜処理が約五回半実施されている。ここで、ウエハの成膜処理枚数は成膜処理時間に依存するため、図３（ｄ）に符号６０で示されている範囲がスループットの向上分に相当することになる。
【００４４】
前記した実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００４５】
1) インナチューブの交換頻度を多くすることにより、最大のパーティクルのソースであるインナチューブの清浄度を高く維持することができるため、パーティクルの発生を防止することができる。
【００４６】
2) アウタチューブの交換頻度をインナチューブの交換頻度よりも低くすることにより、アウタチューブの取り付け取り外し作業時間等が減少するため、フル交換に比べて全体としての作業時間を短縮することができ、ＣＶＤ装置の全体としてのダウンタイムを短縮することができる。
【００４７】
3) 前記1)および2)により、パーティクルの発生を防止しつつＣＶＤ装置および成膜処理工程のスループットを向上させることができる。
【００４８】
4) インナチューブだけが交換されるパート交換に際して処理室の降下温度の処理温度に対する降下幅を小さく設定することにより、降温時間および再昇温時間を大幅に短縮することができるため、ＣＶＤ装置のダウンタイムをより一層短縮することができ、スループットをより一層向上させることができる。
【００４９】
5) また、処理室の温度の降下幅を小さく設定すると、熱応力の変化を小さく抑制することができるため、アウタチューブ等における累積膜の剥離を抑制し、パーティクルの発生を防止することができる。
【００５０】
6) パート交換の頻度を最大のパーティクルソースであるインナチューブにおける累積膜厚に基づいて設定することにより、パーティクルの発生をシーケンス制御によって確実に防止することができるため、実際のパーティクルの発生状況を検出してパート交換を実施する場合に比べてＣＶＤ装置のハードウエアやソフトウエアを簡単化することができる。
【００５１】
7) フル交換の頻度をアウタチューブにおける累積膜厚によって設定することにより、パーティクルの発生をシーケンス制御によって確実に防止することができるため、実際のパーティクルの発生状況を検出してフル交換を実施する場合に比べてＣＶＤ装置のハードウエアやソフトウエアを簡単化することができる。
【００５２】
なお、本発明は前記実施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。
【００５３】
例えば、インナチューブの交換頻度はアウタチューブの交換頻度の二倍に設定するに限らず、三倍以上に設定してもよい。
【００５４】
インナチューブだけを交換するパート交換に際してのインナチューブの着脱作業時の温度は、４００℃に限らず、作業の安全性を確保可能な最高温度に設定することができる。つまり、処理が実施される際の温度よりも低く室温よりも高い温度に設定することができる。
【００５５】
インナチューブだけを交換するパット交換の頻度を規定する累積膜厚は、２．４μｍに限らず、インナチューブの材質や、膜種および管理粒径等の諸条件に対応して適宜に設定することが望ましい。例えば、ＳｉＣ製のインナチューブが使用され管理粒径が０．３μｍ以上の場合のパート交換累積膜厚は１０μｍ、ＳｉＣ製のインナチューブが使用され管理粒径が０．２５μｍ以上の場合のパート交換累積膜厚は、５μｍ、石英ガラス製のインナチューブが使用され管理粒径が０．１６μｍ以上の場合のパート交換累積膜厚は０．８μｍである。
【００５６】
インナチューブおよびアウタチューブを交換するフル交換の頻度を規定する累積膜厚は、７．２μｍに限らず、アウタチューブの材質や膜種、管理粒径および排気流量等の諸条件に対応して適宜に設定することが望ましい。
【００５７】
インナチューブだけのパート交換はインナチューブにおける累積膜厚に基づいて実施するに限らず、実際のパーティクルの発生状況を検出して不定期的に実施してもよい。すなわち、パート交換は定期的に実施するに限らず、不定期的に実施してもよいし、また、定期的交換と不定期的交換とを併用してもよい。
【００５８】
インナチューブおよびアウタチューブを交換するフル交換はアウタチューブにおける累積膜厚に基づいて実施するに限らず、キャップ等のインナチューブ以外の構成部品における累積膜厚に基づいて実施してもよい。また、フル交換は実際のパーティクルの発生状況を検出して不定期的に実施してもよいし、定期的交換と不定期的交換とを併用してもよい。
【００５９】
成膜処理はＳｉ₃ Ｎ₄ のＣＶＤ膜を形成する処理に限らず、ポリシリコンや酸化シリコン等の他のＣＶＤ膜を形成する処理であってもよい。
【００６０】
ＣＶＤ装置はバッチ式縦形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置に限らず、横形ホットウオール形減圧ＣＶＤ装置等の他のＣＶＤ装置であってもよい。
【００６１】
さらに、基板処理装置はＣＶＤ装置に限らず、酸化処理や拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフロー等にも使用される拡散装置であって、ウエハを収容する石英反応管（インナチューブに相当する。）とこの石英反応管を取り囲んだＳｉＣ均熱管（アウタチューブに相当する。）とを備えている拡散装置にも適用することができる。つまり、本発明は、基板が搬入されるインナチューブとこのインナチューブを取り囲んだ基板処理装置全般に適用することができる。
【００６２】
前記実施形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
インナチューブの交換頻度を多くすることにより、最大のパーティクルのソースであるインナチューブの清浄度を高く維持することができるため、パーティクルの発生を防止することができる。他方、アウタチューブの交換頻度をインナチューブの交換頻度よりも低くすることにより、アウタチューブの取り付け取り外し作業時間等を減少させることができるため、フル交換に比べて全体としての作業時間を短縮することができ、基板処理装置を使用した処理工程の全体としてのダウンタイムを短縮することができる。つまり、パーティクルの発生を防止しつつ基板処理装置を使用した処理工程しいては半導体装置の製造方法全体のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法の成膜工程に使用されるＣＶＤ装置を示す正面断面図である。
【図２】そのＣＶＤ装置のメンテナンス方法を示す工程図である。
【図３】その作用を説明するための各線図である。
【符号の説明】
１…プロセスチューブ、２…インナチューブ、３…アウタチューブ、４…処理室、５…炉口、６…キャップ、７…排気管、８…排気路、９…ガス導入管、１０…ゲート、１１…ボート、１２、１３…端板、１４…保持部材、１５…保持溝、１６、１７…補助端板、１８…補助保持部材、１９…保持溝、２０…ウエハ（基板）、２１…ヒータユニット、２２…機枠、２３…原料ガス、３０…成膜ステップ、４１…第一回目のパート交換ステップ、４２…第二回目のパート交換ステップ、５０…フル交換ステップ。

Claims

基板を処理する処理室を形成するインナチューブと、このインナチューブを取り囲んだアウタチューブとを有する基板処理装置が使用されて前記基板に処理が施される処理工程を備えている半導体装置の製造方法において、
前記処理工程が予め設定された回数だけ繰り返された後に、前記処理室内の温度が、前記処理が実施される際の温度よりも低く室温よりも高い温度に設定されて前記インナチューブの交換が行われ、前記インナチューブの交換が予め設定された回数だけ繰り返されるときに、前記処理室内の温度を室温まで下げ、前記アウタチューブの交換も一緒に行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記インナチューブの交換に際しての前記インナチューブの前記基板処理装置に対する着脱作業時の温度は、前記処理が実施される際の温度よりも低く室温よりも高い温度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記インナチューブを交換する際に、前記インナチューブを交換した後に、前記処理室内の温度を前記処理が実施される際の温度に上げることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記アウタチューブを交換する際に、前記アウタチューブを取り外し、前記インナチューブを取り外し、
洗浄済のインナチューブを取り付け、洗浄済のアウタチューブを取り付け、
その後、前記処理室内の温度を前記処理が実施される際の温度に上げ、テスト運転することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
基板を処理する処理室を形成するインナチューブと、このインナチューブを取り囲んだアウタチューブとを有する基板処理装置が使用されて前記基板に処理が施される処理工程を備えている半導体装置の製造方法において、
前記インナチューブの交換の頻度が前記アウタチューブの交換の頻度よりも高く設定されており、
前記インナチューブを交換する際に、前記処理室内の温度を前記処理が実施される際の温度よりも低く室温よりも高い温度に下げ、
前記インナチューブを交換した後に、前記処理室内の温度を前記処理が実施される際の温度に上げ、
前記アウタチューブを交換する際に、前記処理室内の温度を室温まで下げ、
前記アウタチューブおよび前記インナチューブを交換した後に、前記処理室内の温度を前記処理が実施される際の温度に上げることを特徴とする半導体装置の製造方法。