JP4515475B2 - 基板処理装置および半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、密閉された反応空間で反応ガスを使って固体デバイスの基板に所定の処理を施す基板処理装置および半導体デバイスの製造方法に関する。

一般に、半導体デバイスを製造するためには、そのウェーハに所定の処理を施すウェーハ処理装置が必要になる。

このウェーハ処理装置としては、ウェーハの表面に所定の薄膜を形成する成膜装置がある。

この成膜装置としては、密閉された反応空間で反応ガスを使ってウェーハの表面に所定の薄膜を形成するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置がある。

このＣＶＤ装置としては、複数のウェーハに同時に成膜処理を施すバッチ式のＣＶＤ装置がある。

このバッチ式のＣＶＤ装置としては、複数のウェーハを鉛直方向に並べる縦型のＣＶＤ装置がある。

この縦型のＣＶＤ装置としては、従来、１系統ノズル型の装置が用いられていた。この１系統ノズル型のＣＶＤ装置は、成膜処理用のノズルを各反応ガスごとに１つずつ設ける装置である。

しかしながら、このＣＶＤ装置では、各反応ガスが１箇所からしか出力されない。これにより、この装置では、各反応ガスをウェーハ配置領域全体に均一に供給することが難しかった。ここで、ウェーハ配置領域とは、反応空間において、複数のウェーハが配置される領域をいう。これにより、この装置では、複数のウェーハの間で膜厚等を均一にすることが難しかった。

この問題を解決するために、近年、縦型のＣＶＤ装置においては、多系統ノズル型の装置が開発されている。この多系統ノズル型のＣＶＤ装置は、成膜処理用のノズルを１つまたは複数の反応ガスについて複数ずつ設け、これらを異なる位置に配設した装置である。

この多系統ノズル型のＣＶＤ装置によれば、反応ガスを複数箇所から出力することができる。これにより、反応ガスをウェーハ配置領域全体に均一に供給することができる。その結果、複数のウェーハの間で膜厚等を均一にすることができる。

ところで、ＣＶＤ装置では、ウェーハの表面だけでなく、反応空間を形成する真空容器の内壁等にも反応生成物が堆積する。この堆積量が多くなると、反応生成物が剥がれ、パーティクルとなる。その結果、ウェーハが汚染される。

このため、このＣＶＤ装置においては、通常、所定の周期で、真空容器の内壁等に堆積した反応生成物を除去するためのクリーニング処理を行うようになっている。このクリーニング処理としては、通常、クリーニングガスを用いたドライクリーニング処理が用いられる。

このドライクリーニング処理を行う場合、従来のＣＶＤ装置は、クリーニング処理専用のノズルを設け、このノズルによって反応空間にクリーニングガスを出力するようになっていた。

このような構成によれば、真空容器の内壁等に堆積した反応生成物をクリーニングガスによりエッチングすることができる。これにより、この反応生成物を除去することができる。

しかしながら、このような構成では、１系統ノズル型のＣＶＤ装置においては、問題がないが、多系統ノズル型のＣＶＤ装置においては、成膜処理用のノズルの内壁に堆積した反応生成物を除去することができないという問題があった。

すなわち、１系統ノズル型のＣＶＤ装置では、通常、成膜処理用のノズルは、ウェーハ加熱用のヒータが設けられる領域とは異なる領域に設けられる。これを図２を用いて説明する。この図２は、１系統ノズル型のＣＶＤ装置の構成を示す側面図である。図において、１１は、反応空間形成用の反応管を示し、１２は、ウェーハ加熱用のヒータを示し、１３は、成膜処理用のノズルを示し、１４は、成膜処理とアフタパージ処理と大気戻し処理に兼用されるノズルを示し、１５は、クリーニング処理用のノズルを示す。所定の薄膜として、例えば、ドープトポリシリコン膜を形成する場合、ノズル１３は、例えば、ＰＨ₃ガスの出力に使用され、ノズル１４は、ＳｉＨ₄ガスの出力に使用される。

図示のごとく、成膜処理用のノズル１３，１４は、ヒータ１２が設けられる領域の下方に設けられる。このような構成では、成膜処理用のノズル１３，１４の内部の温度が成膜温度まで上昇することはない。これにより、この装置では、ノズル１３，１４の内壁に反応生成物が堆積することがない。その結果、この装置では、ノズル１３，１４の内壁をクリーニングする必要がない。

これに対し、多系統ノズル型のＣＶＤ装置では、成膜処理用のノズルがウェーハ加熱用のヒータが設けられる領域と同じ領域に設けられる。これを図３を用いて説明する。この図３は、多系統ノズル型のＣＶＤ装置の構成を示す側面図である。なお、図３において、先の図２に示す装置の構成要素とほぼ同じ機能を果たす構成要素には、同一符号を付す。図３において、２１，２２，２３は、ＰＨ₃ガス出力用のノズルを示す。

図示のごとく、ノズル２１，２２，２３は、ヒータ１２が設けられる領域に設けられている。このような構成では、ノズル２１，２２，２３の内部の温度が成膜温度まで上昇する。これにより、この装置では、ノズル２１，２２，２３の内壁に、図４に示すように、反応生成物２４，２５，２６が堆積する。この堆積量が多くなると、反応生成物２４，２５，２６が剥がれ、パーティクルとなる。したがって、ノズル２１，２２，２３の内壁は、真空容器の内壁等と同様に、クリーニングする必要がある。

ノズル２１，２２，２３の内壁をクリーニングする場合、従来のＣＶＤ装置では、ノズル１５から反応管１１の内部（反応空間）にクリーニングガスを出力することによってクリーニングするようになっていた。

しかしながら、このような構成では、クリーニングガスは、成膜処理用のノズル２１，２２，２３の内部の先端部ぐらいまでしか侵入することができない。これにより、このような構成では、図５に示すように、ノズル２１，２２，２３の内壁の先端部に堆積した反応生成物２４，２５，２６は除去することができるが、中央部や基端部に堆積した反応生成物２４，２５，２６は除去することができないという問題があった。

この問題に対処するため、従来の多系統ノズル型のＣＶＤ装置では、ノズル２１，２２，２３の内壁に堆積した反応生成物２４，２５，２６の堆積量が所定量に達すると、ノズル２１，２２，２３を交換するようになっていた。

しかしながら、このような構成では、ノズル２１，２２，２３の寿命が短くなる。これにより、手間のかかるノズル交換作業を頻繁に行わなければならない。その結果、装置の稼働率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、ノズル等のガス出力手段の内壁全体をクリーニングガスによってクリーニングすることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の第１の態様の基板処理装置は、所定の処理用のノズル等の反応ガス出力手段の内部の壁をクリーニングする場合、この反応ガス出力手段にクリーニングガスを供給することによりクリーニングするようにしたものである。

これを実現するために第１の態様の基板処理装置は、反応空間形成手段と、反応ガス出力手段と、ガス供給手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、反応空間形成手段は、反応ガスを使って固体デバイスの基板に所定の処理を施すための密閉された反応空間を形成する手段である。また、反応ガス出力手段は、ガス入力口とガス出力口とを有し、基板に所定の処理を施す場合、ガス入力口に供給される反応ガスをガス出力口から反応空間に出力する手段である。さらに、ガス供給手段は、基板に所定の処理を施す場合は、反応ガス出力手段のガス入力口に反応ガスを供給し、反応ガス出力手段の内部をクリーニングする場合は、ガス入力口にクリーニングガスを供給する手段である。

この第１の態様の基板処理装置では、基板に所定の処理を施す場合は、反応ガス出力手段のガス入力口に反応ガスが供給される。この反応ガスは、ガス出力口から反応空間に出力される。これにより、この場合は、反応ガスを使って、基板に所定の処理が施される。

これに対し、反応ガス出力手段の内部をクリーニングする場合は、反応ガス出力手段のガス入力口にクリーニングガスが供給される。これにより、反応ガス出力手段の内部全体にクリーニングガスを供給することができる。その結果、反応ガス出力手段の内部全体をクリーニングすることができる。

本発明の第２の態様の基板処理装置は、第１の態様の装置において、反応ガス出力手段が複数設けられていることを特徴とする。また、この装置は、ガス供給手段が、複数のガス出力手段の内壁をクリーニングする場合、複数のガス出力手段を予め定めた順序に従って順次所定の数ずつ選択し、選択した反応ガス出力手段のガス入力口にクリーニングガスを供給し、選択していない反応ガス出力手段のガス入力口には不活性ガスを供給するように構成されていることを特徴とする。

この第２の態様の基板処理装置では、複数の反応ガス出力手段の内壁をクリーニングする場合、複数のガス出力手段が予め定めた順序に従って順次選択される。そして、この選択された反応ガス出力手段のガス入力口には、クリーニングガスが供給され、選択されていない反応ガス出力手段のガス入力口には、不活性ガスが供給される。

これにより、クリーニングガスの単位時間当たりの流量を制御する流量制御手段の数を反応ガス出力手段の数より少なくすることができる。その結果、装置の製造経費を低減することができる。

また、不活性ガスによりクリーニング処理の終了した反応ガス出力手段の内部に残存するクリーニングガスを追い出すことができる。これにより、クリーニングガスの残存による反応ガス出力手段の内壁のオーバーエッチングを防止することができる。

さらに、反応ガス出力手段の内壁のクリーニング処理と同時に、反空空間のクリーニング処理を行う場合、このクリーニング処理用のクリーニングガスがクリーニング処理の終了した反応ガス出力手段やクリーニング処理が行われていない反応ガス出力手段の内部に侵入するのを阻止することができる。その結果、クリーニングガスの侵入による反応ガス出力手段の内壁のオーバーエッチングを防止することができる。

以上詳述したように第１の態様の基板処理装置によれば、基板に所定の処理を施す場合は、反応ガス出力手段に反応ガスが供給され、この反応ガス出力手段の内壁のクリーニング処理を行う場合は、これにクリーニングガスが供給される。これにより、反応ガス出力手段の内壁をクリーニングする場合、その内壁全体にクリーニングガスを供給することができる。その結果、反応ガス出力手段の内壁全体をクリーニングすることができる。

これにより、反応ガス出力手段の寿命を延ばすことができる。その結果、反応ガス出力手段の交換周期を延ばすことができる。これにより、手間のかかる反応ガス出力手段の交換作業の回数を減らすことができる。その結果、装置の稼働率を向上させることができる。

第２の態様の基板処理装置によれば、第１の態様の装置において、複数の反応ガス出力手段にクリーニングガスを供給する場合、これらが予め定めた順序に従って順次選択され、選択された反応ガス出力手段にのみクリーニングガスが供給される。これにより、クリーニングガスの単位時間当たりの流量を制御する流量制御手段の数を反応ガス出力手段の数より少なくすることができる。その結果、装置の製造経費を低減することができる。

また、この第２の態様の基板処理装置によれば、複数の反応ガス出力手段のうち、クリーニングガスが供給されていない反応ガス出力手段には不活性ガスが供給される。これにより、反応ガス出力手段の内壁のオーバーエッチングを防止することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明を、減圧下で成膜処理を行う減圧ＣＶＤ装置に適用した場合を代表として説明する。

［１］一実施の形態
［１−１］構成図１は、本発明の一実施の形態の構成を示す図である。

（１）装置の構成要素と各構成要素の機能
図示の装置は、反応系３１と、ガス供給系３２と、排気系３３とを有する。ここで、反応系３１は、密閉された反応空間３４で、反応ガスを使って、半導体デバイスのウェーハの表面に所定の薄膜を形成するための系である。また、ガス供給系３２は、この反応系３１の反応空間３４に反応ガス、クリーニングガス、不活性ガス等を供給するための系である。さらに、排気系３３は、反応空間３４の雰囲気を排出するための系である。

（２）反応系３１の構成要素と各構成要素の機能
上記反応系３１は、反応管３７と、蓋３８と、ヒータ３９とを有する。ここで、反応管３７は、反応空間３４を形成するための管状の真空容器である。また、蓋３８は、この反応管３７のウェーハ出し入れ口４０を塞ぐための蓋である。さらに、ヒータ３９は、反応空間３４に搬入された複数のウェーハを加熱するためのヒータである。

（３）ガス供給系３２の構成要素と各構成要素の機能
上記ガス供給系３２は、ノズル４３〜４７と、配管部４８〜６７，１０６〜１０８と、エアバルブ７０〜８９と、マスフローコントローラ９３〜１００と、コントローラ１０３とを有する。

ここで、ノズル４３〜４５は、成膜処理用のノズルである。また、ノズル４６は、成膜処理とアフタパージ処理と大気戻し処理とに兼用されるノズルである。ここで、アフタパージ処理とは、成膜処理が終了した後、反空空間３４を不活性ガスで浄化する処理である。大気戻し処理とは、アフタパージ処理が終了した後に、反応空間３４の圧力を大気圧に戻す処理である。さらに、ノズル４７は、反応空間３４をクリーニングするためのノズルである。これらのノズル４３〜４７は、例えば、石英により構成されている。

配管部４８〜６８，１０６〜１０８は、ノズル４３〜４７に各種ガスを供給するための配管部である。エアバルブ７０〜８９は、配管部４８〜６８，１０６〜１０８を開閉するためのバルブである。マスフローコントローラ９３〜１００は、配管部４９〜５１，５３，５４，５８，５９を流れるガスの単位時間当たりの流量を制御するコントローラである。コントローラ１０３は、エアバルブ７０〜８８の開閉と、マスフローコントローラ９３〜１００の動作を制御するコントローラである。

なお、エアバルブ７０〜７２とエアバルブ７５〜７７は、配管部４９〜５１を流れる反応ガスと配管部５５〜５７を流れる不活性ガスを選択的に配管部６５〜６７に供給する機能を有する。また、エアバルブ８３〜８５とエアバルブ８６〜８８は、配管部６１〜６３を流れるクリーニングガスと配管部６５〜６７を流れるガス（反応ガスまたは不活性ガス）を選択的に配管部１０６〜１０８に流す機能を有する。

（４）排気系３３の構成要素と各構成要素の機能
排気系３３は、反応空間３４の雰囲気を排出するための配管部１１１を有する。この配管１１１は、反応管３７に設けられた排気口部１１２に接続されている。

（５）反応系３１の具体的構成
上記反応管３７としては、例えば、同軸的に配設された円筒状のアウタチューブ１１５とインナチューブ１１６とを有する２重構造の反応管が用いられる。アウタチューブ１１５は、円筒状のフランジ１１７の上端部に載置されている。インナチューブ１１６の下端部とフランジ１１２の上端部の間は閉塞されている。フランジ１１２の下端部の開口は、ボート搬入・搬出口４０とされている。上記ヒータ３９は、アウタチューブ１１５の周囲を囲むように配設されている。また、上記排気口部１１２は、フランジ１１７に設けられている。この場合、排気口部１１２は、インナチューブ１１６とフランジ１１７との閉塞位置より少し上方に設けられている。

（６）ノズル４３〜４７の配置構成
上記ノズル４３〜４５の先端部は、ウェーハ配置領域Ｒに位置決めされている。この場合、この先端部は、鉛直方向にずれるように位置決めされている。上記ノズル４６，４７の先端部は、ヒータ配置領域の下方に位置決めされている。これらのノズル４３〜４７の基端部は、フランジ１１７に形成されたノズル通し穴を介して反応管３７の外部に位置決めされている。

（７）配管部４８〜６８，１０６〜１０８の接続構成
上記配管部４８の上流側端部は、第１の反応ガスの蓄積源（図示せず）に接続され、下流側端部は、配管部４９〜５１の上流側端部に接続されている。この配管部４９〜５１の下流側端部は、それぞれ配管部６５〜６７の上流側端部に接続されている。この配管部６５〜６７の下流側端部は、それぞれ配管部１０６，１０７，１０８の上流側端部に接続されている。この配管部１０６，１０７，１０８の下流側端部は、ノズル４３〜４５の基端部に接続されている。

上記配管部５２の上流側端部は、不活性ガスの蓄積源（図示せず）に接続され、下流側端部は、配管部５３，５４の上流側端部に接続されている。配管部５３の下流側端部は、配管部６８の上流側端部に接続されている。この配管部６８の下流側端部は、ノズル４６の基端部に接続されている。配管部５４の下流側端部は、配管部５５〜５７の上流側端部に接続されている。この配管部５５〜５７の下流側端部は、配管部６５〜６７の上流側端部に接続されている。

上記配管部５８の上流側端部は、第２の反応ガスの蓄積源（図示せず）に接続され、下流側端部は、配管部６８の上流側端部に接続されている。上記配管部５９の上流側端部は、クリーニングガスの蓄積源（図示せず）に接続され、下流側端部は、配管部６０，６４の上流側端部に接続されている。配管部６０の下流側端部は、配管部６１〜６３の上流側端部に接続されている。この配管部６１〜６３の下流側端部は、それぞれ配管部１０６〜１０８の上流側端部に接続されている。上記配管部６４の下流側端部は、ノズル４７の基端部に接続されている。

なお、所定の薄膜として、例えば、ドープトポリシリコン膜を形成する場合は、第１の反応ガスとして、例えば、ＰＨ₃ガスが用いられ、第２の反応ガスとして、例えば、ＳｉＨ₄ガスが用いられる。この場合、成膜と同時に、リン（Ｐ）のドーピングが行われる。

（８）エアバルブ７０〜８８とマスフローコントローラ９３〜１００の挿入構成
上記エアバルブ７０〜７２とマスフローコントローラ９３〜９５は、それぞれ配管部４９〜５１に挿入されている。この場合、マスフローコントローラ９３〜９５は、それぞれエアバルブ７０〜７２の上流側に挿入されている。上記エアバルブ７３，７４と、マスフローコントローラ９６は、配管部５３に挿入されている。この場合、マスフローコントローラ９６は、エアバルブ７３，７４の間に挿入されている。上記マスフローコントローラ９７は、配管部５４に挿入されている。

上記エアバルブ７８，７９とマスフローコントローラ９８は、配管部５８に挿入されている。この場合、マスフローコントローラ９８は、エアバルブ７８，７９の間に挿入されている。上記エアバルブ８０とマスフローコントローラ９９は、配管部６０に挿入されている。この場合、マスフローコントローラ９９は、エアバルブ８０の下流側に挿入されている。上記エアバルブ８１，８２とマスフローコントローラ１００は、配管部６４に挿入されている。この場合、マスフローコントローラ１００は、エアバルブ８１，８２の間に挿入されている。上記エアバルブ８３〜８５は、それぞれ配管６１〜６３に挿入されている。上記エアバルブ８６〜８８は、それぞれ配管６５〜６７に挿入されている。

（９）本発明との関係
上記構成においては、反応管３７が本発明の反応空間形成手段に対応する。また、成膜処理用のノズル４３〜４５が本発明の反応ガス出力手段に対応する。さらに、配管部４８〜５２，５４〜５７，５９〜６３，６５〜６７，１０６〜１０８と、エアバルブ７０〜７２，７５〜７７，８０，８３〜８５，８６〜８８と、マスフローコントローラ９３〜９５，９７，９９と、コントローラ１０３が本発明のガス供給手段に対応する。

［２］動作
上記構成において、動作を説明する。

（１）全体的な動作
まず、ウェーハの表面に所定の薄膜を形成する場合の全体的な動作を説明する。

この場合、まず、ウェーハチャージ処理が実行される。これにより、反応管３７から搬出されているボート（図示せず）に、成膜すべき複数のウェーハが収容される。このウェーハチャージ処理が終了すると、ボートロード処理が実行される。これにより、蓋３８が昇降機構（図示せず）により上昇駆動される。その結果、ボートが反応管３７の内部（反応空間３４）に搬入される。また、反応管３７のボート搬入・搬出口４０が蓋３８により閉じられる。

このボートロード処理が終了すると、真空排気処理が実行される。これにより、反応空間３４の雰囲気が排気系３３を介して排出される。この真空排気処理が終了すると、成膜処理が実行される。これにより、ノズル４３〜４６のガス出力口から反応空間３４に反応ガスが出力される。その結果、この反応ガスの化学反応によってウェーハの表面に所定の薄膜が形成される。

この成膜処理が終了すると、アフタパージ処理が実行される。これにより、ノズル４６のガス出力口から反応空間３４に不活性ガスが出力される。その結果、反応空間３４の雰囲気が不活性ガスにより浄化される。このアフタパージ処理が終了すると、大気戻し処理が実行される。これにより、真空排気処理が停止され、不活性ガスの供給処理だけ実行される。その結果、反空空間３４の圧力が大気圧に戻される。

この大気戻し処理が終了すると、ボートアンロード処理が実行される。これにより、蓋３８が下降駆動される。その結果、ボートが反応空間３４から搬出される。このボートアンロード処理が終了すると、ウェーハディスチャージ処理が実行される。これにより、成膜処理の済んだウェーハがボートから回収される。以下、同様に、次の複数のウェーハに対して上述した処理が実行される。

（２）反応管３７の内壁等をクリーニングする場合の動作
次に、反応管３７の内部等をクリーニングする場合の動作を説明する。

この場合、クリーニング処理用のノズル４７のガス出力口から反応空間３４にクリーニングが出力される。これにより、反応管３７の内壁やノズル４３〜４７の外壁等に堆積した反応生成物がエッチングされる。また、このとき、真空排気処理が実行される。これにより、エッチングされた反応生成物が排気系３３を介して排出される。

（３）ノズル４３〜４５の内壁をクリーニングする場合の動作
次に、ノズル４３〜４５の内壁をクリーニングする場合の動作を説明する。

本実施の形態では、このクリーニング処理は、反応管３７の内壁のクリーニング処理と同時に行われる。この場合、成膜処理用のノズル４３〜４５のガス入力口にはクリーニングガスが供給される。これにより、ノズル４３〜４５の内壁に堆積している反応生成物がクリーニングガスによってエッチングされる。エッチングされた反応生成物は、ノズル４３〜４５のガス出力口から反応空間３４に出力される。反応空間３４に出力された反応生成物は、排気系３３を介して排出される。

なお、このクリーニング処理は、例えば、３本のノズル４３〜４５を予め定めた順序に従って順次１本ずつ選択することにより、１本ずつ行われる。この場合、選択されていない２本のノズルには、不活性ガスが供給される。これにより、オーバーエッチングが防止される。

すなわち、クリーニング処理が終了したノズルの内部には、通常、クリーニングガスが残存する。したがって、これをそのまま放置すると、ノズルの内壁全体がオーバーエッチングされる。しかしながら、本実施の形態では、クリーニング処理の終了したノズルに不活性ガスが供給される。これにより、このノズルの内部に残存するクリーニングガスが追い出される。その結果、クリーニングガスの残存によるオーバーエッチングが防止される。

また、本実施の形態では、ノズル４３〜４５の内壁のクリーニング処理は、反応管３７の内壁のクリーニング処理と同時に行われる。これにより、ノズル４７により反応空間３４に出力されたクリーニングガスがクリーニング処理の行われていないノズルの内部に侵入する。その結果、ノズル４３〜４５の内壁の先端部でオーバーエッチングが発生する。しかしながら、本実施の形態では、クリーニング処理が終了したノズルやクリーニング処理が行われていないノズルに不活性ガスが供給される。これにより、このノズルに対するクリーニングガスの侵入が阻止される。その結果、クリーニングガスの侵入によるオーバーエッチングが防止される。

（４）ガス供給系３２のガス供給動作
次に、ガス供給系３２のガス供給動作について説明する。

（４−１）成膜処理を行う場合の動作
まず、成膜処理を行う場合の動作を説明する。

この場合は、コントローラ１０３により、エアバルブ７０〜７２，７８，７９，８６〜８８が開かれ、その他のエアバルブ７３〜７７，８０〜８５は閉じられる。これにより、配管部４８，４９〜５１，６５〜６７，１０６〜１０８を介してノズル４３〜４５に第１の反応ガス（ＰＨ₃ガス）が供給される。また、配管部５８，６８を介してノズル４６に第２の反応ガス（ＳｉＨ₄ガス）が供給される。

また、この場合、コントローラ１０３により、ノズル４３〜４６に供給される第１の反応ガスの単位時間当たりの流量の目標値が指定される。これにより、マスフローコントローラ９３〜９５によって、ノズル４３〜４５に供給される第１の反応ガスの単位時間当たりの流量が制御される。その結果、ノズル４３〜４５に供給される第１の反応ガスの単位時間当たりの流量が上記目標値に設定される。また、マスフローコントローラ９８によって、ノズル４６に供給される第２の反応ガスの単位時間当たりの流量が制御される。その結果、ノズル４６に供給される第２の反応ガスの単位時間当たりの流量が上記目標値に設定される。

（４−２）アフタパージ処理を行う場合の動作
次に、アフタパージ処理を行う場合の動作を説明する。

この場合は、エアバルブ７３，７４が開かれ、その他のエアバルブ７０〜７２，７５〜７７，７８〜８８は閉じられる。これにより、配管部５２，５３，６８を介してノズル４６に不活性ガスが供給される。この場合、ノズル４６に供給される不活性ガスの単位時間当たりの流量が、コントローラ１０３の指示に基づいて、マスフローコントローラ９６により制御される。

（４−３）クリーニング処理を行う場合の動作
次に、反応管３７の内壁等とノズル４３〜４５の内壁のクリーニング処理を行う場合の動作を説明する。

この場合は、コントローラ１０３によりエアバルブ７３，７４，７８，７９が閉じられる。これにより、ノズル４６に対する不活性ガスと第２の反応ガスの供給が禁止される。

また、この場合、エアバルブ８１，８２が開かれる。これにより、配管部５９，６４を介してノズル４７にクリーニングガスが供給される。この場合、ノズル４７に供給されるクリーニングガスの単位時間当たりの流量は、コントローラ１０３の指示に基づいて、マスフローコントローラ１００により制御される。

さらに、この場合、エアバルブ７０〜７２が閉じられ、エアバルブ７５〜７７が開かれる。これにより、ノズル４３〜４５に対する第１の反応ガスの供給が禁止され、不活性ガスの供給が可能となる。この場合、どのノズル４３〜４５に不活性ガスを供給するかは、どのノズル４３〜４５の内壁をクリーニングするかによって決定される。

さらにまた、この場合、エアバルブ８０が開かれる。これにより、ノズル４３〜４５に対するクリーニングガスの供給が可能となる。この場合、どのノズル４３〜４５にクリーニングガスを供給するかは、どのノズル４３〜４５の内壁をクリーニングするかによって決定される。

今、ノズル４３の内壁をクリーニングするものとする。この場合は、エアバルブ８３が開かれ、エアバルブ８４，８５が閉じられる。また、この場合は、エアバルブ８７，８８が開かれ、エアバルブ８６が閉じられる。これにより、この場合は、ノズル４３のガス入力口にクリーニングガスが供給され、ノズル４４，４５のガス入力口に不活性ガスが供給される。その結果、この場合は、ノズル４３の内壁がクリーニングされ、ノズル４４，４５の内壁のオーバエッチングが防止される。

この状態からクリーニング対象がノズル４４に切り替えられると、今度は、エアバルブ８４が開かれ、エアバルブ８３，８５が閉じられる。また、この場合は、エアバルブ８６，８８が開かれ、エアバルブ８７が閉じられる。これにより、この場合は、ノズル４４のガス入力口にクリーニングガスが供給され、ノズル４３，４５のガス入力口に不活性ガスが供給される。その結果、この場合は、ノズル４４の内壁がクリーニングされ、ノズル４３，４５の内壁のオーバエッチングが防止される。

この状態からクリーニング対象がノズル４５に切り替えられると、今度は、エアバルブ８５が開かれ、エアバルブ８３，８４が閉じられる。また、この場合、エアバルブ８６，８７が開かれ、エアバルブ８８が閉じられる。これにより、この場合は、ノズル４５のガス入力口にクリーニングガスが供給され、ノズル４３，４４のガス入力口に不活性ガスが供給される。その結果、この場合は、ノズル４５の内壁がクリーニングされ、ノズル４３，４４の内壁のオーバエッチングが防止される。

なお、以上のクリーニング動作においては、ノズル４３〜４５に供給されるクリーニングガスの単位時間当たりの流量は、コントローラ１０３の指示に基づいて、マスフローコントローラ９９により制御される。同様に、ノズル４３〜４５に供給される不活性ガスの単位時間当たりの流量は、コントローラ１０３の指示に基づいて、マスフローコントローラ９７により制御される。

この場合、ノズル４３〜４５に供給されるクリーニングガスの単位時間当たりの流量は、例えば、反応生成物が堆積している部分の長さに基づいて決定される。これは、ノズル４３〜４５のクリーニング時間を同じにするためである。これにより、ノズル４３〜４５に供給されるクリーニングガスの単位時間当たりの流量は、ノズル４３で最も大きく、ノズル４４で２番目に大きく、ノズル４５で最も小さくなる。

［１−３］効果
以上詳述した本実施の形態によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）まず、本実施の形態によれば、成膜処理を行う場合は、ノズル４３〜４５に反応ガスが供給され、このノズル４３〜４５の内壁のクリーニング処理を行う場合は、これにクリーニングガスが供給される。これにより、ノズル４３〜４５の内壁をクリーニングする場合、内壁全体にクリーニングガスを供給することができる。その結果、ノズル４３〜４５の内壁全体をクリーニングすることができる。

これにより、ノズル４３〜４５の寿命を延ばすことができる。その結果、ノズル４３〜４５の交換周期を伸ばすことができる。具体的には、従来の装置におけるノズル４３〜４５の交換周期を１ヶ月とすると、本実施の形態では、これを６ヶ月まで伸ばすことができる。これにより、手間のかかるノズル４３〜４５の交換作業（取外し、取付け作業）の回数を従来の６分の１に減らすことができる。その結果、装置の稼働率を向上させることができる。

（２）また、本実施の形態によれば、ノズル４３〜４５の内壁をクリーニングする場合、これらが予め定めた順序に従って順次１本ずつ選択され、選択されたノズルにクリーニングガスが供給される。これにより、ノズル４３〜４５用のマスフローコントローラの数を３個ではなく、１個に減らすことができる。その結果、装置の製造経費を低減することができる。

（３）さらに、本実施の形態によれば、ノズル４３〜４５のうち、クリーニングガスが供給されていないノズルに不活性ガスが供給される。これにより、ノズル４３〜４５のオーバーエッチングを防止することができる。

（４）さらにまた、本実施の形態によれば、ノズル４４〜４６に供給されるクリーニングガスの単位時間当たりの流量が、例えば、反応生成物が堆積している部分の長さに基づいて決定される。これにより、ノズル４３〜４５の内壁のクリーニング時間を同じにすることができる。

［２］その他の実施の形態
以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明した。しかしながら、本発明は、上述したような実施の形態に限定されるものではない。

（１）例えば、先の実施の形態では、ノズル４３〜４５に供給するクリーニングガスの単位時間当たりの流量を異なる値に設定し、クリーニング時間を同じにする場合を説明した。しかしながら、本発明は、単位時間当たりの流量を同じにし、クリーニング時間を異ならせるようにしてもよい。また、本発明は、単位時間当たりの流量とクリーニング時間の両方を異ならせるようにしてもよい。

（２）また、先の実施の形態では、ノズル４３〜４５にクリーニングガスを供給する場合、これらを予め定めた順序に従って順次１本ずつ選択し、選択したノズルに供給する場合を説明した。しかしながら、本発明では、これを総数より少ない複数本ずつ選択し、選択した複数本のノズルに供給するようにしてもよい。また、本発明は、すべてのノズルに同時に供給するようにしてもよい。

（３）さらに、先の実施の形態では、ノズル４３〜４５の内壁のクリーニング処理を反応管３７の内壁等のクリーニング処理と同時に行う場合を説明した。しかしながら、本発明では、これらを別々に行うようにしてもよい。この場合、クリーニング処理中のノズルから出力されるクリーニングガスが他のノズルに侵入することが問題にならなければ、不活性ガスガスをクリーニング処理が終了したばかりのノズルにのみ供給することができる。これにより、不活性ガスの使用量を減らすことができる。

（４）さらにまた、本発明は、多系統ノズル型ＣＶＤ装置だけでなく、１系統ノズル型ＣＶＤ装置にも適用することができる。また、本発明は、縦型のＣＶＤ装置だけでなく、横型のＣＶＤ装置にも適用することができる。さらに、本発明は、バッチ式のＣＶＤ装置だけでなく、枚葉式のＣＶＤ装置にも適用することができる。さらにまた、本発明は、低圧型のＣＶＤ装置だけでなく、常圧型のＣＶＤ装置にも適用することができる。また、本発明は、ＣＶＤ装置以外のウェーハ処理装置にも適用することができる。すなわち、本発明は、反応空間で化学反応を使ってウェーハに所定の処理を施すウエーハ処理装置一般に適用することができる。また、本発明は、ウェーハ処理装置以外の基板処理装置にも適用することができる。例えば、本発明は、液晶表示デバイスのガラス基板に所定の処理を施すガラス基板処理装置にも適用することができる。

要は、本発明は、固体デバイスの基板に所定の処理を施すことによって、ノズル等の反応ガス出力手段の内壁に反応生成物が堆積されるような基板処理装置一般に適用することができる。

（５）この他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論である。

本発明の一実施の形態の構成を示す図である。 １系統ノズル型のＣＶＤ装置の構成を示す側面図である。 多系統ノズル型のＣＶＤ装置の構成を示す側面図である。 成膜処理用の複数のノズルの内壁に反応生成物が堆積した状態を示す側断面図である。 従来のＣＶＤ装置による成膜処理用のノズルの内壁のクリーニング結果を示す側断面図である。

符号の説明

３１…反応系、３２…ガス供給系、３３…排気系、３４…反応空間、３７…反応管、３８…蓋、３９…ヒータ、４０…ボート搬入・搬出口、４３〜４７…ノズル、４８〜６８，１０６〜１０８，１１１…配管部、７０〜８８…エアバルブ、９３〜１００…マスフローコントローラ、１０３…コントローラ、１１２…排気口部、１１５…アウタチューブ、１１６…インナチューブ、１１７…フランジ。

Claims (8)

1. 基板に所定の処理を施すための反応管と、
   前記反応管内に反応ガスを供給する複数のノズルと、
   前記複数のノズルのそれぞれに接続されるとともに、反応ガス、クリーニングガスおよび不活性ガスの蓄積源に接続される第１の配管部と、
   前記第１の配管部の前記複数のノズルのそれぞれと前記各ガスの蓄積源との間にそれぞれ設けられた第１のバルブと、
   前記複数のノズルを予め定めた順序に従って順次総数より少ない複数本ずつ選択し、選択したノズルにクリーニングガスを供給し、クリーニングの終了していないノズルおよびクリーニングの終了したノズルに不活性ガスを供給するように前記第１のバルブを制御するコントローラと、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 基板に所定の処理を施すための反応管と、
   前記反応管内に反応ガスを供給する複数のノズルと、
   前記複数のノズルのそれぞれに接続されるとともに、反応ガス、クリーニングガスおよび不活性ガスの蓄積源に接続される第１の配管部と、
   前記第１の配管部の前記複数のノズルのそれぞれと前記各ガスの蓄積源との間にそれぞれ設けられた第１のバルブと、
   前記複数のノズルを予め定めた順序に従って順次総数より少ない複数本ずつ選択し、選択したノズルにクリーニングガスを供給し、クリーニングガスを供給していないノズルに不活性ガスを供給するように前記第１のバルブを制御するコントローラと、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
3. 前記複数のノズルとは別に設けられ、クリーニングガスを前記反応管内に供給するクリーニング用ノズルと、
   前記クリーニング用ノズルに接続されるとともに、クリーニングガスの蓄積源に接続される第２の配管部と、
   前記第２の配管部に設けられた第２のバルブと、を有し、
   前記コントローラは、更に、前記クリーニング用ノズルより前記反応管内にクリーニングガスを供給するように前記第２のバルブを制御することを特徴とする請求項１または２
   に記載の基板処理装置。
4. 前記複数のノズルとは別に設けられ、クリーニングガスを前記反応管内に供給するクリーニング用ノズルと、
   前記クリーニング用ノズルに接続されるとともに、クリーニングガスの蓄積源に接続される第２の配管部と、
   前記第２の配管部に設けられた第２のバルブと、を有し、
   前記コントローラは、更に、クリーニングガスを供給していないノズルに不活性ガスを供給した状態で前記クリーニング用ノズルより前記反応管内にクリーニングガスを供給するように前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
5. 基板を反応管内に搬入する工程と、
   前記反応管内に複数のノズルより反応ガスを供給して基板に対して所定の処理を施す工程と、
   所定の処理を施した後の基板を前記反応管内から搬出する工程と、
   前記複数のノズルの内部をクリーニングする工程と、
   を有する半導体デバイスの製造方法であって、
   前記クリーニングする工程では、前記複数のノズルを予め定めた順序に従って順次総数より少ない複数本ずつ選択し、選択したノズルにクリーニングガスを供給し、クリーニングの終了していないノズルおよびクリーニングの終了したノズルに不活性ガスを供給するようにしたことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
6. 基板を反応管内に搬入する工程と、
   前記反応管内に複数のノズルより反応ガスを供給して基板に対して所定の処理を施す工程と、
   所定の処理を施した後の基板を前記反応管内から搬出する工程と、
   前記複数のノズルの内部をクリーニングする工程と、
   を有する半導体デバイスの製造方法であって、
   前記クリーニングする工程では、前記複数のノズルを予め定めた順序に従って順次総数より少ない複数本ずつ選択し、選択したノズルにクリーニングガスを供給し、クリーニングガスを供給していないノズルに不活性ガスを供給するようにしたことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
7. 前記複数のノズルとは異なるノズルより前記反応管内にクリーニングガスを供給することで、前記反応管の内部をクリーニングする工程を更に有することを特徴とする請求項５または６記載の半導体デバイスの製造方法。
8. クリーニングガスを供給していないノズルに不活性ガスを供給した状態で、前記複数のノズルとは異なるノズルより前記反応管内にクリーニングガスを供給することで、前記反応管の内部をクリーニングする工程を更に有することを特徴とする請求項５または６記載の半導体デバイスの製造方法。