JP4939864B2 - ガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。
半導体装置の製造工程では、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の処理により、被処理体、例えば、半導体ウエハにポリシリコン膜、シリコン窒化膜等の薄膜を形成することが広く行われている。このような薄膜形成処理では、例えば、以下のようにして半導体ウエハに薄膜が形成される。
まず、熱処理装置の反応管内をヒータにより所定のロード温度に加熱し、複数枚の半導体ウエハを収容したウエハボートをロードする。次に、反応管内をヒータにより所定の処理温度に加熱するとともに、排気管から反応管内のガスを排気し、反応管内を所定の圧力に減圧する。反応管内が所定の温度及び圧力に維持されると、処理ガス導入管から反応管内に成膜用ガスを供給する。反応管内に成膜用ガスが供給されると、例えば、成膜用ガスが熱反応を起こし、熱反応により生成された反応生成物が半導体ウエハの表面に堆積して、半導体ウエハの表面に薄膜が形成される。
ところで、薄膜形成処理によって生成される反応生成物は、半導体ウエハの表面だけでなく、例えば、反応管の内壁や各種の治具等の熱処理装置の内部にも堆積（付着）してしまう。また、副生成物、中間生成物等が発生し、これらが反応管内や排気管内に付着してしまう場合もある。このような付着物が熱処理装置内に付着した状態で薄膜形成処理を引き続き行うと、反応管を構成する石英と付着物との熱膨張率の違いにより応力が発生し、この応力によって石英や付着物が割れてしまう。このように、石英や付着物が割れたものがパーティクルとなり、生産性を低下させる原因となる。また、部品故障の原因となる。
このため、ヒータにより所定の温度に加熱した反応管内にクリーニングガスとして、ハロゲン酸性ガス、例えば、フッ化水素と、フッ素との混合ガスを供給して、反応管の内壁等の熱処理装置内に付着した反応生成物を除去（ドライエッチング）する熱処理装置の洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平３−２９３７２６号公報
ところで、フッ化水素のようなクリーニングガスを反応管内に供給する場合、例えば、温度：常温〜４０℃、圧力：常圧〜１３１ｋＰａ（９８５Ｔｏｒｒ）に設定されたガス供給管を介して反応管内に供給しているが、ガス供給管等に金属化合物、例えば、金属フッ化物が付着してしまうことがある。また、液化による腐食や、メタルコンタミが発生してしまうことがある。この結果、パーティクルの発生、部品が故障等が発生してしまう。さらに、クリーニングガスを反応管内に安定して供給することができなくなる場合があり、これでは熱処理装置の洗浄を安定して行うことができなくなってしまう。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができるガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、薄膜形成装置の洗浄を安定して行うことができるガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、及び、薄膜形成装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、クリーニングガスを安定して供給することができるガス供給装置、及び、ガス供給方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、薄膜形成装置の洗浄を安定して行うことができるガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、及び、薄膜形成装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、クリーニングガスを安定して供給することができるガス供給装置、及び、ガス供給方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるガス供給方法は、
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給方法であって、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定する、ことを特徴とする。
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給方法であって、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定する、ことを特徴とする。
前記ガス供給部の温度及び圧力を、前記準単分子領域内の温度及び圧力に設定してもよい。
前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定することが好ましい。
前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定することが好ましい。
前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定することが好ましい。
前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定することが好ましい。
前記ガス供給部の前記流量制御部より下流側の圧力を、前記流量制御部より上流側の圧力より低圧に設定することが好ましい。
前記ハロゲン酸性ガスとしては、例えば、フッ化水素が用いられる。
前記ハロゲン酸性ガスとしては、例えば、フッ化水素が用いられる。
本発明の第２の観点にかかる薄膜形成装置の洗浄方法は、
薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部からクリーニングガスを供給し、装置の内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給する、ことを特徴とする。
薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部からクリーニングガスを供給し、装置の内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給する、ことを特徴とする。
本発明の第３の観点にかかる薄膜形成方法は、
薄膜形成装置の反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成工程と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程と、を備える、ことを特徴とする。
薄膜形成装置の反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成工程と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程と、を備える、ことを特徴とする。
本発明の第４の観点にかかるガス供給装置は、
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置であって、
前記ガス供給部から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、
前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする。
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置であって、
前記ガス供給部から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、
前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とする。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の温度及び圧力を、前記準単分子領域内の温度及び圧力に設定する。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定する。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定する。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定する。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定する。
前記制御手段は、例えば、前記ガス供給部の前記流量制御部より下流側の圧力を、前記流量制御部より上流側の圧力より低圧に設定する。
前記ハロゲン酸性ガスは、例えば、フッ化水素である。
前記ハロゲン酸性ガスは、例えば、フッ化水素である。
本発明の第５の観点にかかる薄膜形成装置は、
被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置であって、
第４の観点にかかるガス供給装置を備える、ことを特徴とする。
被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置であって、
第４の観点にかかるガス供給装置を備える、ことを特徴とする。
本発明の第６の観点にかかるプログラムは、
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
本発明の第７の観点にかかるプログラムは、
被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させることを特徴とする。
本発明によれば、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができる。また、薄膜形成装置の洗浄を安定して行うことができる。
以下、本発明のガス供給装置、ガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法及び薄膜形成装置について説明する。本実施の形態では、ガス供給装置を有する薄膜形成装置として、図１に示すバッチ式縦型熱処理装置１の場合を例に本発明を説明する。また、本実施の形態では、薄膜形成装置の反応室にガス供給装置が接続されている場合を例に本発明を説明する。
図１に示すように、薄膜形成装置としての熱処理装置１は、反応室を形成する反応管２を備えている。
反応管２は、例えば、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状に形成されている。反応管２は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。反応管２の上端には、上端側に向かって縮径するように略円錐状に形成された頂部３が設けられている。頂部３の中央には反応管２内のガスを排気するための排気口４が設けられ、排気口４には排気管５が気密に接続されている。排気管５には図示しないバルブ、後述する真空ポンプ１２７などの圧力調整機構が設けられ、反応管２内を所望の圧力（真空度）に制御する。
反応管２の下方には、蓋体６が配置されている。蓋体６は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。また、蓋体６は、後述するボートエレベータ１２８により上下動可能に構成されている。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６が上昇すると、反応管２の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ１２８により蓋体６が下降すると、反応管２の下方側（炉口部分）が開口される。
蓋体６の上部には、保温筒７が設けられている。保温筒７は、反応管２の炉口部分からの放熱による反応管２内の温度低下を防止する抵抗発熱体からなる平面状のヒータ８と、このヒータ８を蓋体６の上面から所定の高さに支持する筒状の支持体９とから主に構成されている。
また、保温筒７の上方には、回転テーブル１０が設けられている。回転テーブル１０は、被処理体、例えば、半導体ウエハＷを収容するウエハボート１１を回転可能に載置する載置台として機能する。具体的には、回転テーブル１０の下部には回転支柱１２が設けられ、回転支柱１２はヒータ８の中央部を貫通して回転テーブル１０を回転させる回転機構１３に接続されている。回転機構１３は図示しないモータと、蓋体６の下面側から上面側に気密状態で貫通導入された回転軸１４を備える回転導入部１５とから主に構成されている。回転軸１４は回転テーブル１０の回転支柱１２に連結され、モータの回転力を回転支柱１２を介して回転テーブル１０に伝える。このため、回転機構１３のモータにより回転軸１４が回転すると、回転軸１４の回転力が回転支柱１２に伝えられて回転テーブル１０が回転する。
ウエハボート１１は、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚収容可能に構成されている。ウエハボート１１は、例えば、石英により形成されている。ウエハボート１１は、回転テーブル１０上に載置されている。このため、回転テーブル１０を回転させるとウエハボート１１が回転し、この回転により、ウエハボート１１内に収容された半導体ウエハＷが回転する。
また、反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ１６が設けられている。この昇温用ヒータ１６により反応管２の内部が所定の温度に加熱され、この結果、半導体ウエハＷが所定の温度に加熱される。
反応管２の下端近傍の側面には、処理ガス導入管１７、及び、ガス供給部２０が接続されている。
処理ガス導入管１７は、反応管２の下端近傍の側壁に挿通され、ガス供給部２０から供給された処理ガスを反応管２内に導入する。反応管２内に供給する処理ガスとしては、熱処理装置１の内部に付着した付着物（反応生成物等）を除去（クリーニング）するためのクリーニングガスがある。また、本実施の形態では、半導体ウエハＷに薄膜を形成するための成膜用ガスも反応管２内に供給する処理ガスに含まれる。
本発明のクリーニングガスは、ハロゲン酸性ガス、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を含むガスから構成されている。本実施の形態のクリーニングガスは、フッ素とフッ化水素ガスと希釈ガスとしての窒素ガスとの混合ガスから構成されている。
本発明の成膜用ガスとしては、成膜により反応管２の内壁等に付着する付着物が、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスにより除去可能であって、薄膜を形成可能なガスが用いられる。例えば、成膜用ガスとしては、ジクロロシラン（ＤＣＳ：ＳｉＨ２Ｃｌ２）とアンモニア（ＮＨ３）や、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ：Ｓｉ２Ｃｌ６）とアンモニア（ＮＨ３）等が用いられ、この成膜ガスにより半導体ウエハＷにシリコン窒化膜が成膜される。本実施の形態の成膜用ガスは、ジクロロシランとアンモニアとの混合ガスから構成されている。
なお、図１では処理ガス導入管１７を１つだけ描いているが、本実施の形態では、図２に示すように、ガスの種類ごと、すなわち、ジクロロシランを導入するジクロロシラン導入管１７ａ、アンモニアを導入するアンモニア導入管１７ｂ、フッ素を導入するフッ素導入管１７ｃ、及び、フッ化水素を導入するフッ化水素導入管１７ｄの４つの処理ガス導入管１７が反応管２の下端近傍の側面に挿通されている。
図２にガス供給部２０の構成を示す。図２に示すように、ガス供給部２０は、各処理ガス導入管１７（１７ａ〜１７ｄ）に、第１バルブ２２（２２ａ〜２２ｄ）と、流量制御部としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３（２３ａ〜２３ｄ）と、第２バルブ２４（２４ａ〜２４ｄ）と、ガス供給源２５（２５ａ〜２５ｄ）と、加熱部２６（２６ａ〜２６ｄ）と、が設けられている。
第１バルブ２２は、ＭＦＣ２３の下流側（反応管２側）に設けられ、処理ガス導入管１７のＭＦＣ２３下流側の開度を調整する。
ＭＦＣ２３は、第１バルブ２２と第２バルブ２４との間に設けられ、処理ガス導入管１７を流れるガスの流量を所定量に制御する。
第２バルブ２４は、ガス供給源２５の下流側（ガス供給源２５とＭＦＣ２３との間）に設けられ、処理ガス導入管１７のガス供給源２５下流側の開度を調整する。
ガス供給源２５は、処理ガス導入管１７の端部に設けられ、反応管２（処理ガス導入管１７）に供給する処理ガスを収容する。
加熱部２６は、処理ガス導入管１７に設けられ、処理ガス導入管１７（処理ガス導入管１７を流れる処理ガス）を所定の温度に加熱する。
ＭＦＣ２３は、第１バルブ２２と第２バルブ２４との間に設けられ、処理ガス導入管１７を流れるガスの流量を所定量に制御する。
第２バルブ２４は、ガス供給源２５の下流側（ガス供給源２５とＭＦＣ２３との間）に設けられ、処理ガス導入管１７のガス供給源２５下流側の開度を調整する。
ガス供給源２５は、処理ガス導入管１７の端部に設けられ、反応管２（処理ガス導入管１７）に供給する処理ガスを収容する。
加熱部２６は、処理ガス導入管１７に設けられ、処理ガス導入管１７（処理ガス導入管１７を流れる処理ガス）を所定の温度に加熱する。
このため、例えば、フッ化水素（ＨＦ）を供給するラインでは、フッ化水素導入管１７ｄに、第１バルブ２２ｄ、ＭＦＣ２３ｄ、第２バルブ２４ｄ、フッ化水素供給源２５ｄが設けられ、フッ化水素導入管１７ｄを覆うように加熱部２６ｄが設けられている。このように、ガス供給部２０では、反応管２に供給するガスの種類ごとに供給ライン（処理ガス導入管１７）が設けられ、処理ガス導入管１７の下流側から、第１バルブ２２、ＭＦＣ２３、第２バルブ２４、ガス供給源２５が設けられている。また、処理ガス導入管１７を覆うように加熱部２６が設けられている。
また、フッ化水素導入管１７ｄの第２バルブ２４ｄとＭＦＣ２３ｄとの間には、窒素（Ｎ２）を供給するための接続管２１ｅが取り付けられている。接続管２１ｅには、第１バルブ２２ｅと、ＭＦＣ２３ｅと、第２バルブ２４ｅと、ガス供給源２５ｅと、加熱部２６ｅと、が設けられ、フッ化水素を供給するライン（フッ化水素導入管１７ｄ内）を窒素パージできるように形成されている。
また、図１に示すように、反応管２の下端近傍の側面には、パージガス供給管１８が挿通されている。パージガス供給管１８には、図示しないパージガス供給源に接続されており、所望量のパージガス、例えば、窒素ガスが反応管２内に供給される。
また、熱処理装置１は、装置各部の制御を行う制御部１００を備えている。図３に制御部１００の構成を示す。図３に示すように、制御部１００には、操作パネル１２１、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等が接続されている。
操作パネル１２１は、表示画面と操作ボタンとを備え、オペレータの操作指示を制御部１００に伝え、また、制御部１００からの様々な情報を表示画面に表示する。
温度センサ（群）１２２は、反応管２内、排気管５内、処理ガス導入管１７内、接続管２１ｅ内等の各部の温度を測定し、その測定値を制御部１００に通知する。
圧力計（群）１２３は、反応管２内、排気管５内、処理ガス導入管１７内、接続管２１ｅ内等の各部の圧力を測定し、測定値を制御部１００に通知する。
圧力計（群）１２３は、反応管２内、排気管５内、処理ガス導入管１７内、接続管２１ｅ内等の各部の圧力を測定し、測定値を制御部１００に通知する。
ヒータコントローラ１２４は、ヒータ８、昇温用ヒータ１６、及び、加熱部２６（２６ａ〜２６ｅ）を個別に制御するためのものであり、制御部１００からの指示に応答して、これらに通電してこれらを加熱し、また、これらの消費電力を個別に測定して、制御部１００に通知する。
ＭＦＣ制御部１２５は、処理ガス導入管１７、接続管２１ｅに設けられたＭＦＣ２３、パージガス供給管１８に設けられた図示しないＭＦＣを制御して、これらに流れるガスの流量を制御部１００から指示された量にするとともに、実際に流れたガスの流量を測定して、制御部１００に通知する。
バルブ制御部１２６は、各管に配置されたバルブ（例えば、第１バルブ２２、第２バルブ２４）の開度を制御部１００から指示された値に制御する。真空ポンプ１２７は、排気管５に接続され、反応管２内のガスを排気する。
ボートエレベータ１２８は、蓋体６を上昇させることにより、回転テーブル１０上に載置されたウエハボート１１（半導体ウエハＷ）を反応管２内にロードし、蓋体６を下降させることにより、回転テーブル１０上に載置されたウエハボート１１（半導体ウエハＷ）を反応管２内からアンロードする。
制御部１００は、レシピ記憶部１１１と、ＲＯＭ１１２と、ＲＡＭ１１３と、Ｉ／Ｏポート１１４と、ＣＰＵ１１５と、これらを相互に接続するバス１１６とから構成されている。
レシピ記憶部１１１には、セットアップ用レシピと複数のプロセス用レシピとが記憶されている。熱処理装置１の製造当初は、セットアップ用レシピのみが格納される。セットアップ用レシピは、各熱処理装置に応じた熱モデル等を生成する際に実行されるものである。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う熱処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、例えば、反応管２への半導体ウエハＷのロードから、処理済みのウエハＷをアンロードするまでの、各部の温度の変化、反応管２内の圧力変化、処理ガスの供給の開始及び停止のタイミングと供給量などを規定する。
ＲＯＭ１１２は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ１１５の動作プログラム等を記憶する記録媒体である。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ１１５のワークエリアなどとして機能する。
Ｉ／Ｏポート１１４は、操作パネル１２１、温度センサ１２２、圧力計１２３、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７、ボートエレベータ１２８等に接続され、データや信号の入出力を制御する。
ＣＰＵ（Central Processing Unit)１１５は、制御部１００の中枢を構成し、ＲＯＭ１１２に記憶された制御プログラムを実行し、操作パネル１２１からの指示に従って、レシピ記憶部１１１に記憶されているレシピ（プロセス用レシピ）に沿って、熱処理装置１の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１５は、温度センサ（群）１２２、圧力計（群）１２３、ＭＦＣ制御部１２５等に反応管２内、処理ガス導入管１７内、及び、排気管５内の各部の温度、圧力、流量等を測定させ、この測定データに基づいて、ヒータコントローラ１２４、ＭＦＣ制御部１２５、バルブ制御部１２６、真空ポンプ１２７等に制御信号等を出力し、上記各部がプロセス用レシピに従うように制御する。
バス１１６は、各部の間で情報を伝達する。
バス１１６は、各部の間で情報を伝達する。
次に、以上のように構成された熱処理装置１（本発明のガス供給装置を備える薄膜形成装置）を用いて、本発明のガス供給方法、薄膜形成装置の洗浄方法、薄膜形成方法について説明する。図４に本実施の形態の薄膜形成方法を説明するためのレシピを示す。
なお、本実施の形態では、半導体ウエハＷにＤＣＳ（ＳｉＨ２Ｃｌ２）及びアンモニア（ＮＨ３）を供給して、半導体ウエハＷ上に所定厚のシリコン窒化膜を形成するとともに、熱処理装置１の内部に付着した付着物（窒化珪素）を除去する場合を例に本発明を説明する。なお、以下の説明において、熱処理装置１を構成する各部の動作は、制御部１００（ＣＰＵ１１５）により制御されている。また、各処理における反応管２内の温度、圧力、ガスの流量等は、前述のように、制御部１００（ＣＰＵ１１５）がヒータコントローラ１２４（ヒータ８、昇温用ヒータ１６、加熱部２６）、ＭＦＣ制御部１２５（ＭＦＣ２３等）、バルブ制御部１２６（第１バルブ２２、第２バルブ２４等）、真空ポンプ１２７等を制御することにより、図４に示すレシピに従った条件になる。
まず、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、例えば、３００℃に設定する。また、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給し、シリコン窒化膜を形成する被処理体としての半導体ウエハＷが収容されているウエハボート１１を蓋体６上に載置する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を上昇させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート１１）を反応管２内にロードする（ロード工程）。
次に、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、８００℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図４（ｂ）に示すように、４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２の温度及び圧力操作を、反応管２が所定の圧力及び温度で安定するまで行う（安定化工程）。反応管２内が所定の圧力及び温度で安定すると、パージガス供給管１８からの窒素の供給を停止する。
また、第１バルブ２２ａ、第２バルブ２４ａ、第１バルブ２２ｂ、及び、第２バルブ２４ｂの開度を制御しつつ、加熱部２６ａ、及び、加熱部２６ｂを制御してジクロロシラン導入管１７ａ、及び、アンモニア導入管１７ｂ内を所定の温度、例えば、４０℃、所定の圧力、例えば、１３１０００Ｐａ（９８５Ｔｏｒｒ）に設定する。
続いて、処理ガス導入管１７（ジクロロシラン導入管１７ａ、及び、アンモニア導入管１７ｂ）から成膜用ガスを反応管２内に導入する。本実施の形態では、第１バルブ２２ｂ、及び、第２バルブ２４ｂの開度を制御しつつ、ＭＦＣ２３ｂを制御して、図４（ｄ）に示すように、アンモニアを２リットル／ｍｉｎ供給するとともに、第１バルブ２２ａ、及び、第２バルブ２４ａの開度を制御しつつ、ＭＦＣ２３ａを制御して、図４（ｅ）に示すように、ＤＣＳを０．２リットル／ｍｉｎ供給する。反応管２内に導入された成膜用ガスが反応管２内で加熱され、半導体ウエハＷの表面にシリコン窒化膜が形成される（成膜工程）。
半導体ウエハＷの表面に所定厚のシリコン窒化膜が形成されると、第１バルブ２２ｂ、第２バルブ２４ｂ、第１バルブ２２ａ、及び、第２バルブ２４ａを閉鎖して、ジクロロシラン導入管１７ａ、及び、アンモニア導入管１７ｂからの成膜用ガスの導入を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを排気管５に排出する（パージ工程）。なお、反応管２内のガスを確実に排出するために、反応管２内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好ましい。
続いて、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給して、図４（ｂ）に示すように、反応管２内の圧力を常圧に戻す。また、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、３００℃に設定する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を下降させることにより、半導体ウエハＷ（ウエハボート１１）を反応管２内からアンロードする（アンロード工程）。これにより、成膜処理が終了する。
以上のような成膜処理を、例えば、複数回行うと、成膜処理によって生成される窒化珪素が、半導体ウエハＷの表面だけでなく、反応管２の内壁等にも堆積（付着）する。このため、成膜処理を所定回数行った後、洗浄処理（本発明の薄膜形成装置の洗浄方法）を実行する。
まず、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、例えば、３００℃に設定する。また、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給し、半導体ウエハＷが収容されていない空のウエハボート１１を蓋体６上に載置する。そして、ボートエレベータ１２８により蓋体６を上昇させ、半導体ウエハＷ（ウエハボート１１）を反応管２内にロードする（ロード工程）。
次に、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給するとともに、反応管２内を所定の温度、例えば、図４（ａ）に示すように、３００℃に設定する。また、反応管２内のガスを排出し、反応管２を所定の圧力、例えば、図４（ｂ）に示すように、５３２００Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）に減圧する。そして、反応管２の温度及び圧力操作を、反応管２が所定の圧力及び温度で安定するまで行う（安定化工程）。反応管２内が所定の圧力及び温度で安定すると、パージガス供給管１８からの窒素の供給を停止する。
また、第１バルブ２２ｃ、第２バルブ２４ｃ、第１バルブ２２ｄ、第２バルブ２４ｄ、第１バルブ２２ｅ、及び、第２バルブ２４ｅの開度を制御しつつ、加熱部２６ｃ、加熱部２６ｄ、及び、加熱部２６ｅを制御してフッ素導入管１７ｃ、フッ化水素導入管１７ｄ、及び、接続管２１ｅ内を所定の温度及び所定の圧力に設定する。
図５に温度及び圧力を変化させた場合のフッ化水素の状態を示す。図５に示すように、温度及び圧力を変化させると、フッ化水素の状態の異なる領域Ａと、領域Ｂと、領域Ｃと、がある。領域Ａは、図５の完全単分子領域線の下側（低圧力、高温側）の領域であり、フッ化水素が完全に単分子状態となる領域をいう。領域Ｂは、図５の完全単分子領域線と単分子領域線との間の領域をいい、フッ化水素がほぼ単分子状態となる領域をいう。領域Ｃは、図５の準単分子領域線と単分子領域線との間の領域をいい、フッ化水素が準単分子状態となる領域をいう。準単分子状態とは、フッ化水素の平均分子量が２２〜２３程度となる状態をいう。
本明細書においては、領域Ａを完全単分子領域といい、領域Ａと領域Ｂとをあわせた領域を単分子領域といい、単分子領域（領域Ａ＋領域Ｂ）と領域Ｃとをあわせた領域を準単分子領域という。すなわち、完全単分子領域とは、フッ化水素が完全に単分子状態となる領域をいう。単分子領域とは、フッ化水素が完全に単分子状態となる、または、フッ化水素が単分子状態となる領域であり、悪くともフッ化水素が単分子状態となる領域をいう。準単分子領域とは、フッ化水素が完全に単分子状態となる、フッ化水素が単分子状態となる、または、フッ化水素が準単分子状態となる領域であり、悪くともフッ化水素が準単分子状態となる領域をいう。
フッ化水素を供給するフッ化水素導入管１７ｄ内の温度及び圧力は、供給されるフッ化水素が準単分子領域内の温度及び圧力となるように設定する。このように準単分子領域内の温度及び圧力に設定することにより、フッ化水素の液化、クラスター化を抑制することができるためである。
フッ化水素が液化してしまうと、フッ化水素導入管１７ｄに金属フッ化物が付着してしまい、パーティクル発生の原因となってしまう。本実施の形態では、フッ化水素導入管１７ｄが準単分子領域内の温度及び圧力に設定されているので、フッ化水素が液化することを抑制することができ、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができる。
また、フッ化水素のクラスター化とは、例えば、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態となるように、フッ化水素が高分子化することをいう。これは、フッ素は電気陰性度が極めて大きいため、ＨＦの共有電子対を強く引きつけ、ＦはＦ−に、ＨがＨ＋に帯電し、これによって隣の分子とゆるい結合（水素結合）を起こしやすいためである。このように、フッ化水素がクラスター化すると、流量制御等に用いられる分子量や比熱が変化してしまい、反応管２内に供給するフッ化水素の流量を制御することができなくなってしまう。例えば、ＭＦＣ２３ｄが熱センサにより流量制御する場合、フッ化水素の比熱が大きくなると、ＭＦＣ２３ｄの熱センサが実際のガス量より過度の量に検知してしまい、流量を絞る方向に制御してしまう。このため、所定量のフッ化水素を反応管内に安定して供給することができなくなってしまい、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができなくなってしまうおそれがある。本実施の形態では、フッ化水素導入管１７ｄ内が準単分子領域内の温度及び圧力に設定されているので、フッ化水素がクラスター化することを抑制することができる。このため、ＭＦＣ２３ｄ前後でフッ化水素の分子量、比熱が変化せず、反応管２内に供給するフッ化水素の流量を制御することができ、指示値に近い実流量を流すことができる。このため、所定量のフッ化水素を反応管内に安定して供給することが可能になり、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができる。
フッ化水素導入管１７ｄ内の圧力は、６６５０Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）以上であることが好ましく、１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）以上であることがさらに好ましい。かかる圧力以上にすることにより、流量制御が容易になるためである。フッ化水素導入管１７ｄ内の温度は、８０℃以下であることが好ましい。８０℃より高くすると、フッ化水素導入管１７ｄで使用する部品の耐熱性に問題が生じるおそれがあるためである。このため、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度及び圧力は、図５に斜線で示す範囲内とすることが好ましい。
さらに、フッ化水素導入管１７ｄ内の圧力は、６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）以下であることが好ましい。また、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度は、５０℃以上であることが好ましい。かかる範囲とすることにより、流量制御がさらに容易になり、また耐食性が向上するためである。このため、フッ化水素導入管１７ｄ内の圧力は、１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）〜６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）とすることが最も好ましい。また、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度は、５０℃〜８０℃とすることが最も好ましい。本実施の形態では、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度を５０℃、圧力を６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）に設定した。
フッ化水素導入管１７ｄ内の温度及び圧力は、供給されるフッ化水素が単分子領域内であることが好ましく、完全単分子領域内であることがさらに好ましい。フッ化水素導入管１７ｄ内を単分子領域内、さらには完全単分子領域内の温度及び圧力に設定することにより、フッ化水素が液化、クラスター化することをさらに抑制することができるためである。
フッ素導入管１７ｃ及び接続管２１ｅの温度及び圧力は、例えば、従来と同様に常温〜４０℃、大気圧〜１３１０００Ｐａ（９８５Ｔｏｒｒ）に設定する。なお、フッ素導入管１７ｃ及び接続管２１ｅの温度及び圧力を、フッ化水素導入管１７ｄ内と同様の温度及び圧力としてもよい。
次に、処理ガス導入管１７（フッ素導入管１７ｃ、及び、フッ化水素導入管１７ｄ）からクリーニングガスを反応管２内に導入する。本実施の形態では、第１バルブ２２ｃ、及び、第２バルブ２４ｃの開度を制御しつつ、ＭＦＣ２３ｃを制御して、図４（ｆ）に示すように、フッ素（Ｆ２）を２リットル／ｍｉｎ供給し、第１バルブ２２ｄ、及び、第２バルブ２４ｄの開度を制御しつつ、ＭＦＣ２３ｄを制御して、図４（ｇ）に示すように、フッ化水素（ＨＦ）を２リットル／ｍｉｎ供給し、第１バルブ２２ｅ、及び、第２バルブ２４ｅの開度を制御しつつ、ＭＦＣ２３ｅを制御して、図４（ｃ）に示すように、希釈ガスとしての窒素を８リットル／ｍｉｎ供給する。
反応管２内に供給されたクリーニングガスが反応管２内で加熱され、クリーニングガス中のフッ素が活性化する。活性化されたフッ素は、熱処理装置１の内部に付着した付着物（窒化珪素）に接触し、窒化珪素がエッチングされる。これにより、熱処理装置１の内部に付着した付着物が除去される（クリーニング工程）。
熱処理装置１の内部に付着した付着物が除去されると、第１バルブ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、及び、第２バルブ２４ｃ、２４ｄ、２４ｅを閉鎖して、クリーニングガス導入管１７ｂからのクリーニングガスの供給を停止する。そして、反応管２内のガスを排出するとともに、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から所定量の窒素を供給して、反応管２内のガスを排気管５に排出する（パージ工程）。なお、反応管２内のガスを確実に排出するために、反応管２内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好ましい。
続いて、図４（ｃ）に示すように、パージガス供給管１８から反応管２内に所定量の窒素を供給して、図４（ｂ）に示すように、反応管２内の圧力を常圧に戻す。最後に、ボートエレベータ１２８により蓋体６を下降させることにより、アンロードする（アンロード工程）。これにより、洗浄処理が終了する。
洗浄処理が終了した後のフッ化水素導入管１７ｄ内に、金属フッ化物が付着しているか否かについて確認を行ったところ、フッ化水素導入管１７ｄ内には金属フッ化物が付着していないことが確認した。このため、本発明によれば、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができる。
また、本発明の供給条件（フッ化水素導入管１７ｄ内の温度：５０℃、圧力：６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ））で、フッ化水素の流量を、０．５、１、２、３、５リットル／分に設定（設定値）した場合の実際の流量（実測値）を測定した。なお、比較のため、フッ化水素導入管１７ｄ内を従来の温度及び圧力である、４０℃、１３１０００Ｐａ（９８５Ｔｏｒｒ）に設定した場合について同様に、実際の流量（実測値）の測定を行った。結果を図７に示す。なお、図中、○が本発明の供給条件での実測値であり、□が従来の温度及び圧力での実測値である。図７に示すように、従来、設定値の半分程度しか流れていなかったフッ化水素を、ほぼ実測値どおりの流量にできることが確認できた。このため、所定量のフッ化水素を反応管内に安定して供給することができ、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、フッ化水素導入管１７ｄが準単分子領域内の温度及び圧力に設定されているので、フッ化水素がクラスター化することを抑制することができ、所定量のフッ化水素を反応管２内に安定して供給することが可能になる。このため、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができる。また、フッ化水素が液化することを抑制することができ、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
上記実施の形態では、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度を５０℃、圧力を６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）に設定した場合を例に本発明を説明したが、例えば、ＭＦＣ２３ｄ前後でフッ化水素導入管１７ｄ内の温度または圧力の少なくとも一方を変化させてもよい。この場合、図８に示すように、ＭＦＣ２３ｄ前後で、フッ化水素導入管１７ｄ内の温度を変化させることなく、フッ化水素導入管１７ｄ内の圧力を低圧にすることが好ましい。
また、フッ化水素導入管１７ｄ内のうち、少なくともＭＦＣ２３ｄ前後のフッ化水素導入管１７ｄの温度及び圧力を、準単分子領域内の温度及び圧力としてもよい。この場合にも、所定量のフッ化水素を反応管内に安定して供給することが可能になり、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができる。
さらに、ＭＦＣ２３ｄ下流側のフッ化水素導入管１７ｄが準単分子領域内の温度及び圧力に設定されていなくてもよい。すなわち、少なくともＭＦＣ２３ｄ上流側のフッ化水素導入管１７ｄが準単分子領域内の温度及び圧力に設定されていればよい。この場合にも、フッ化水素がＭＦＣ２３ｄを通過する際に、その状態が準単分子状態となっているので、フッ化水素を反応管２内に安定して供給することができ、熱処理装置の洗浄を安定して行うことができる。また、パーティクルの発生、部品の故障等を抑制することができる。また、例えば、図９に示すように、ＭＦＣ２３ｄ上流側のフッ化水素導入管１７ｄ以外の加熱部２６を設けていなくてもよいので、ガス供給部２０等の構造を簡単にすることができる。なお、ジクロロシラン導入管１７ａではジクロロシランの液化を防止するため、加熱部２６ａを、例えば、４０℃前後に加熱することが好ましい。
上記実施の形態では、反応管２にガス供給部２０が接続されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、図１０に示すように、熱処理装置１の排気管５にガス供給部２０が接続されていてもよい。この場合、ガス供給部２０は、図１１に示すように、クリーニングガス（フッ素、及び、フッ化水素）を供給するラインから構成される。
上記実施の形態では、クリーニングガスにフッ素とフッ化水素と窒素との混合ガスを用いた場合を例に本発明を説明したが、クリーニングガスはハロゲン酸性ガスを含んでいればよく、例えば、希釈ガスとしての窒素ガスを含んでいなくてもよい。
上記実施の形態では、ハロゲン酸性ガスとしてフッ化水素を用いた場合を例に本発明を説明したが、ハロゲン酸性ガスはフッ化水素に限定されるものではなく、例えば、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩであってもよい。
成膜用ガスは、成膜により反応管２の内壁等に付着する付着物がハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスにより除去可能であって、薄膜を形成可能なガスであればよく、例えば、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）とアンモニアとの混合ガスであってもよい。また、本発明で被処理体に形成する薄膜は、シリコン窒化膜に限定されるものではない。
上記実施の形態では、ガスの種類毎に処理ガス導入管１７を設けた場合を例に本発明を説明したが、例えば、図１２に示すように、成膜用ガス導入管１７ｘ、及び、クリーニングガス導入管１７ｙから構成されるように、処理ガスの種類毎に処理ガス導入管１７を設けてもよい。この場合、成膜用ガス導入管１７ｘには、ジクロロシラン導入管１７ａに対応する接続管２１ａと、アンモニア導入管１７ｂに対応する接続管２１ｂが接続されている。クリーニングガス導入管１７ｙには、フッ素導入管１７ｃに対応する接続管２１ｃと、フッ化水素導入管１７ｄに対応する接続管２１ｄが接続されている。また、成膜用ガス導入管１７ｘ、及び、クリーニングガス導入管１７ｙには、それぞれ導入管を所定の温度に加熱するヒータ（成膜用ガス導入管用ヒータ１７１ｘ、クリーニングガス導入管用ヒータ１７１ｙ）が設けられ、処理ガス導入管１７が所定の温度に加熱される。
さらに、複数本から同種類のガスが導入されるように、反応管２の下端近傍の側面に、複数本の処理ガス導入管１７が挿通されていてもよい。この場合、複数本の処理ガス導入管１７から反応管２内に処理ガスが供給され、反応管２内に処理ガスをより均一に導入することができる。
上記実施の形態では、熱処理装置として、単管構造のバッチ式熱処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、反応管２が内管と外管とから構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置に本発明を適用することも可能である。また、枚葉式の熱処理装置に本発明を適用することも可能である。
本発明の実施の形態にかかる制御部１００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部１００を構成することができる。
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
１ 熱処理装置
２ 反応管
３ 頂部
４ 排気口
５ 排気管
６ 蓋体
７ 保温筒
８ ヒータ
９ 支持体
１０ 回転テーブル
１１ ウエハボート
１２ 回転支柱
１３ 回転機構
１４ 回転軸
１５ 回転導入部
１６ 昇温用ヒータ
１７ 処理ガス導入管
１８ パージガス供給管
２０ ガス供給部
２１ 接続管
２２ 第１バルブ
２３ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２４ 第２バルブ
２５ ガス供給源
２６ 加熱部
１００ 制御部
１１１ レシピ記憶部
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ Ｉ／Ｏポート
１１５ ＣＰＵ
１１６ バス
１２１ 操作パネル
１２２ 温度センサ
１２３ 圧力計
１２４ ヒータコントローラ
１２５ ＭＦＣ制御部
１２６ バルブ制御部
１２７ 真空ポンプ
１２８ ボートエレベータ
Ｗ 半導体ウエハ
２ 反応管
３ 頂部
４ 排気口
５ 排気管
６ 蓋体
７ 保温筒
８ ヒータ
９ 支持体
１０ 回転テーブル
１１ ウエハボート
１２ 回転支柱
１３ 回転機構
１４ 回転軸
１５ 回転導入部
１６ 昇温用ヒータ
１７ 処理ガス導入管
１８ パージガス供給管
２０ ガス供給部
２１ 接続管
２２ 第１バルブ
２３ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２４ 第２バルブ
２５ ガス供給源
２６ 加熱部
１００ 制御部
１１１ レシピ記憶部
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１４ Ｉ／Ｏポート
１１５ ＣＰＵ
１１６ バス
１２１ 操作パネル
１２２ 温度センサ
１２３ 圧力計
１２４ ヒータコントローラ
１２５ ＭＦＣ制御部
１２６ バルブ制御部
１２７ 真空ポンプ
１２８ ボートエレベータ
Ｗ 半導体ウエハ
Claims (17)
- 薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給方法であって、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定する、ことを特徴とするガス供給方法。 - 前記ガス供給部の温度及び圧力を、前記準単分子領域内の温度及び圧力に設定する、ことを特徴とする請求項１に記載のガス供給方法。
- 前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のガス供給方法。
- 前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス供給方法。
- 前記ガス供給部の前記流量制御部より下流側の圧力を、前記流量制御部より上流側の圧力より低圧に設定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス供給方法。
- 前記ハロゲン酸性ガスにフッ化水素を用いる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス供給方法。
- 薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部からクリーニングガスを供給し、装置の内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置の洗浄方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給する、ことを特徴とする薄膜形成装置の洗浄方法。 - 薄膜形成装置の反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成する薄膜形成工程と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガス供給方法によりクリーニングガスを供給して装置内部に付着した付着物を除去する洗浄工程と、を備える、ことを特徴とする薄膜形成方法。 - 薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置であって、
前記ガス供給部から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、
前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する、ことを特徴とするガス供給装置。 - 前記制御手段は、前記ガス供給部の温度及び圧力を、前記準単分子領域内の温度及び圧力に設定する、ことを特徴とする請求項９に記載のガス供給装置。
- 前記制御手段は、前記ガス供給部の温度を８０℃以下に設定し、前記ガス供給部の圧力を１３３００Ｐａ以上に設定する、ことを特徴とする請求項９または１０に記載のガス供給装置。
- 前記制御手段は、前記ガス供給部の温度を５０℃以上に設定し、前記ガス供給部の圧力を６６５００Ｐａ以下に設定する、ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のガス供給装置。
- 前記制御手段は、前記ガス供給部の前記流量制御部より下流側の圧力を、前記流量制御部より上流側の圧力より低圧に設定する、ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のガス供給装置。
- 前記ハロゲン酸性ガスはフッ化水素である、ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のガス供給装置。
- 被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置であって、
請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のガス供給装置を備える、ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 薄膜形成装置の内部に付着した付着物を除去するために、薄膜形成装置の反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給するガス供給装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させるためのプログラム。 - 被処理体が収容された反応室内に成膜用ガスを供給して被処理体に薄膜を形成するとともに、反応室、または、該反応室内のガスを排気する排気管に接続されたガス供給部から、ハロゲン酸性ガスを含むクリーニングガスを供給し、装置内部に付着した付着物を除去する薄膜形成装置として機能させるためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記ガス供給部から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、
前記ガス供給部の少なくとも前記ハロゲン酸性ガスの流量を制御する流量制御部より上流側の温度及び圧力を、当該ハロゲン酸性ガスにおける準単分子領域内の温度及び圧力に設定するように、前記クリーニングガス供給手段を制御する制御手段、
として機能させるためのプログラム。
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