JP5312996B2 - 半導体装置の製造方法、基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び基板処理装置に関する。

ＤＲＡＭ等の半導体装置の製造工程の一工程として、複数枚のウエハ（基板）を支持した基板保持具を処理容器内に搬入する工程と、加熱された処理容器内に例えばジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称ＤＣＳ）ガスとアンモニア（ＮＨ_３）ガスとを交互あるいは同時に供給してウエハ上に窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）等の窒化膜を形成する工程と、処理容器内から処理済ウエハを支持した基板保持具を搬出する工程と、を有する基板処理工程が実施される場合があった。

しかしながら、上述の基板処理工程を繰り返し行うと、シリコン窒化膜等の主生成物や、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の副生成物や、Ｓｉ原料未反応成分等の物質が、処理容器の内壁や基板保持具等に付着して累積的に堆積し、累積膜（堆積膜）が形成されてしまう場合があった。

累積膜の膜厚が所定の厚さを超えると、次回の成膜処理にて処理容器内を加熱する際に累積膜から発生するガスの量が増加してしまい、発生したガスが処理容器内で反応することでウエハに予定していない物質が付着してしまう場合があった。また、累積膜の膜厚が所定の厚さを超えると、累積膜が割れて剥がれ易くなり、これにより発生したパーティクルが処理容器内を浮遊してウエハ等を汚染させてしまう場合があった。また、処理容器の内壁や基板保持具等に反応生成物が付着した状態で窒化膜の成膜処理を繰り返すと、処理容器や基板保持具を構成する石英（ＳｉＯ_２）と累積膜との熱膨張率差によって生じた熱応力により石英や堆積物が割れ、これにより発生したパーティクルが処理容器内を浮遊してウエハ等を汚染させてしまう場合があった。

このため、堆積物の厚さが一定の厚さに到達する毎に、処理容器の内壁や基板保持具等をクリーニングする必要があった。係るクリーニングは、例えば、ヒータにより所定の温度に加熱した処理容器内に、クリーニングガスとしてＮＦ_３ガスやＣｌＦ_３ガス等を供給することで行われてきた。しかしながら、反応生成物によるウエハの汚染を十分に抑制するには、上述のクリーニングを頻繁に行う必要があるため、成膜処理に割り当てることが可能な時間が短縮されてしまい、成膜処理の生産性が低下してしまう場合があった。

本発明は、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制すると共に、処理容器内のクリーニング周期を延伸して成膜処理の生産性を向上させることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、処理容器内に基板を搬入する工程と、前記処理容器内に処理ガスを供給して基板上に窒化膜を形成する処理を行う工程と、前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記処理容器内に付着または堆積した物質を酸化させる工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、前記処理容器内の圧力を調整する圧力調整部と、前記処理容器内に基板を搬入または前記処理容器内から基板を搬出する基板搬送部と、前記処理容器内に処理ガスを供給して基板上に窒化膜を形成する処理を行い、前記処理容器内から処理済基板を搬出した後、前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給することで、前記処理容器内に付着または堆積した物質を酸化させるように前記処理ガス供給系、前記基板搬送部、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、および、前記圧力調整部を制御するコントローラと、を有する基板処理装置が提供される。

本発明に係る半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制すると共に、処理容器内のクリーニング周期を延伸して成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉の縦断面図である。 図１に示す処理炉のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の一実施形態にかかる処理フロー図である。 本発明の他の実施形態にかかる処理フロー図である。

＜本発明の一実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について説明する。

（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の縦断面図である。図２は、図１に示す処理炉２０２のＡ−Ａ’断面図である。

（処理容器）
図１に示されているように、処理炉２０２は、反応管としてのプロセスチューブ２０３を備えている。プロセスチューブ２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ２０３の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。

プロセスチューブ２０３の外側には、プロセスチューブ２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。

プロセスチューブ２０３の下方には、プロセスチューブ２０３と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、プロセスチューブ２０３に係合しており、プロセスチューブ２０３を支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とプロセスチューブ２０３との間にはシール部材としてのＯリン
グ２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が形成される。

（ガス供給系）
マニホールド２０９には、第１ガス導入部としての第１ノズル２３３ａと、第２ガス導入部としての第２ノズル２３３ｂと、第３ガス導入部としての第３ノズル２３３ｃとが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。第１ノズル２３３ａ、第２ノズル２３３ｂ、第３ノズル２３３ｃには、それぞれ第１ガス供給管２３２ａ、第２ガス供給管２３２ｂおよび第４ガス供給管２３２ｄ、第３ガス供給管２３２ｃが接続されている。このように、処理室２０１内には、複数種類、ここでは４種類の処理ガスを供給するガス供給路として、４本のガス供給管が設けられている。

第１ガス供給管２３２ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ａ、及び開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給管２３４ａが接続されている。この第１不活性ガス供給管２３４ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａの先端部には、上述の第１ノズル２３３ａが接続されている。第１ノズル２３３ａは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、また、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。第１ノズル２３３ａの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ａが設けられている。このガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第１ガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２３３ａにより第１ガス供給系が構成され、主に、第１不活性ガス供給管２３４ａ、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより第１不活性ガス供給系が構成される。

第２ガス供給管２３２ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｂ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｂが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給管２３４ｂが接続されている。この第２不活性ガス供給管２３４ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｄ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂの先端部には、上述の第２ノズル２３３ｂが接続されている。第２ノズル２３３ｂは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、また、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。第２ノズル２３３ｂの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｂが設けられている。このガス供給孔２４８ｂは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第２ガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２３３ｂにより第２ガス供給系が構成され、主に、第２不活性ガス供給管２３４ｂ、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより第２不活性ガス供給系が構成される。

第３ガス供給管２３２ｃには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｅが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅよりも下流側には、不活性ガスを供給す
る第３不活性ガス供給管２３４ｃが接続されている。この第３不活性ガス供給管２３４ｃには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｆ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｆが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃの先端部には、上述の第３ノズル２３３ｃが接続されている。第３ノズル２３３ｃは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、また、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。第３ノズル２３３ｃの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｃが設けられている。このガス供給孔２４８ｃは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第３ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、第３ノズル２３３ｃにより第３ガス供給系が構成され、主に、第３不活性ガス供給管２３４ｃ、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより第３不活性ガス供給系が構成される。

第４ガス供給管２３２ｄには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｇ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｇが設けられている。また、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｇよりも下流側には、第２不活性ガス供給管２３４ｂが接続されている。また、第４ガス供給管２３２ｄは第２不活性ガス供給管２３４ｂを介して第２ガス供給管２３２ｂに接続されている。主に、第４ガス供給管２３２ｄ、マスフローコントローラ２４１ｇ、バルブ２４３ｇ、第２ノズル２３３ｂにより第４ガス供給系が構成される。

第１ガス供給管２３２ａからは、酸素を含むガス（酸素含有ガス）として、例えば酸素（Ｏ_２）ガスが、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２３３ａを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第１ガス供給系は酸素含有ガス供給系として構成される。このとき同時に、第１不活性ガス供給管２３４ａから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃを介して第１ガス供給管２３２ａ内に供給されるようにしてもよい。

また、第２ガス供給管２３２ｂからは、水素を含むガス（水素含有ガス）として、例えば水素（Ｈ_２）ガスが、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２３３ｂを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第２ガス供給系は水素含有ガス供給系として構成される。このとき同時に、第２不活性ガス供給管２３４ｂから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄを介して第２ガス供給管２３２ｂ内に供給されるようにしてもよい。なお、第１ガス供給系と第２ガス供給系とにより酸化ガス供給系が構成される。

また、第３ガス供給管２３２ｃからは、原料ガス、すなわち、シリコンを含むガス（シリコン含有ガス）として、例えばヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称ＨＣＤ）ガスが、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、第３ノズル２３３ｃを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第３ガス供給系は原料ガス供給系（シリコン含有ガス供給系）として構成される。このとき同時に、第３不活性ガス供給管２３４ｃから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆを介して第３ガス供給管２３２ｃ内に供給されるようにしてもよい。

また、第４ガス供給管２３２ｄからは、窒素を含むガス（窒素含有ガス）として、例えばアンモニア（ＮＨ_３）ガスが、マスフローコントローラ２４１ｇ、バルブ２４３ｇ、第２ノズル２３３ｂを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第４ガス供給系は窒素含有ガス供給系として構成される。このとき同時に、第２不活性ガス供給管２３４ｂから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄを介して処理室２
０１内に供給されるようにしてもよい。なお、第３ガス供給系と第４ガス供給系とにより処理ガス供給系が構成される。

なお、本実施形態では、Ｈ_２ガスとＮＨ_３ガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給するようにしているが、Ｈ_２ガスとＮＨ_３ガスとをそれぞれ別々のノズルから処理室２０１内に供給するようにしてもよい。また、本実施形態では、Ｏ_２ガス、Ｈ_２ガスまたはＮＨ_３ガス、ＨＣＤガスを、それぞれ別々のノズルから処理室２０１内に供給するようにしているが、例えば、Ｈ_２ガスとＨＣＤガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給するようにしてもよい。また、Ｏ_２ガスとＮＨ_３ガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給するようにしてもよい。このように、複数種類のガスでノズルを共用とすれば、ノズルの本数を減らすことができ、装置コストを低減することができ、またメンテナンスも容易となる等のメリットがある。

（排気系）
マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気するガス排気管２３１が設けられている。ガス排気管２３１には、圧力検出器としての圧力センサ２４５及び圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４２は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能なように構成されている開閉弁である。真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。主に、ガス排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６により排気系が構成される。

（炉口蓋体）
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な第１の炉口蓋体としてのシールキャップ２１９と、第２の炉口蓋体としてのシャッタ３００と、が着脱可能に設けられている。

シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述する基板保持具としてのボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内に対して搬入・搬出することが可能なように構成されている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、ウエハ搬送部（基板搬送部）として構成される。

シャッタ３００は、ボート２１７を搬出した後の処理室２０１を封止することが出来るように構成されている。すなわち、シャッタ３００は、ヒータベース（図示せず）に設置されたシャッタ駆動装置（図示せず）によって、昇降可能に、また回動（水平移動）可能に設けられており、シャッタ駆動装置による昇降および回動動作により、処理室２０１内からボート２１７を搬出した後のマニホールド２０９の下端に当接されるように構成されている。シャッタ３００は、例えばステンレス等の金属から構成されており、円盤状に形
成されている。シャッタ３００の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｃが設けられている。

（基板保持具）
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱部材２１８が設けられており、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるように構成されている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダと、により構成してもよい。プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することにより、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、第１ノズル２３３ａ、第２ノズル２３３ｂ及び第３ノズル２３３ｃと同様に、プロセスチューブ２０３の内壁に沿って設けられている。

（制御部）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆ、２４１ｇ、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、ヒータ２０７、温度センサ２６３、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、シャッタ駆動装置等に接続されている。コントローラ２８０により、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆ、２４１ｇによるガス流量調整、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４２の開閉及び圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、シャッタ駆動装置によるシャッタ３００の開閉動作等の制御が行われる。

（２）処理フロー
次に、上述の基板処理装置の処理炉２０２を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００上に窒化膜を成膜する方法、および、処理炉２０２内に付着または堆積した物質を酸化させる方法の例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。

図３に、本実施形態における処理フロー図を示す。本実施形態の処理シーケンスでは、基板としてのウエハ２００を収容した処理容器内に処理ガスとしてシリコンを含む原料ガスを供給することで、ウエハ２００上に原料の吸着層またはシリコン層（以下、シリコン含有層）を形成する工程と、処理容器内に処理ガスとして窒素含有ガスを供給することで、ウエハ２００上に形成されたシリコン含有層を窒化層に改質する工程と、を１サイクルとしてこのサイクルを少なくとも１回以上行うことで、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する。ここで、原料の吸着層とは、原料分子の連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。シリコン層とは、シリコンにより構成される連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるシリコン薄膜をも含む。なお、シリコンにより構成される連続的な層をシリコン薄膜という場合もある。

ここで、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する処理を行うと、シリコ
ン窒化膜等の主生成物や、塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）等の副生成物や、Ｓｉ原料未反応成分等の物質が、処理容器の内壁や基板保持具等に付着または堆積してしまう。係る物質は、上述したように、処理容器内にパーティクルを発生させる等の要因となり得る。そこで、本実施形態では、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する処理を行った後、処理容器内から処理済ウエハ２００を搬出し、処理容器内に処理済ウエハ２００がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給することで、処理容器内に付着または堆積したシリコン窒化膜等の主生成物や、塩化アンモニウム等の副生成物や、Ｓｉ原料未反応成分等の物質を酸化させる。

なお、ウエハ２００上にシリコン含有層（原料の吸着層またはシリコン層）を形成する工程は、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）反応またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）反応が生じる条件下で行い、このときウエハ２００上に１原子層未満から数原子層程度のシリコン含有層を形成する。なお、１原子層未満の層とは、不連続に形成される原子層のことを意味している。ＡＬＤ反応が生じる条件下ではウエハ２００上に原料の吸着層が形成され、ＣＶＤ反応が生じる条件下ではウエハ２００上にシリコン層が形成される。また、シリコン含有層を窒化層に改質する工程では、処理容器内に供給した窒素含有ガスによりシリコン含有層を窒化してシリコン窒化層に改質する。

また、処理容器内に付着または堆積した物質を酸化させる工程では、大気圧未満の圧力雰囲気下にある処理容器内で酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種により処理容器内に堆積したシリコン窒化膜や、塩化アンモニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等の物質を酸化させて改質または失活させる。この酸化処理によれば、酸素含有ガスを単独で供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下において酸素含有ガスに水素含有ガスを添加することで、酸素含有ガス単独供給の場合に比べ大幅な酸化力向上効果が得られる。処理容器内に付着または堆積した物質を酸化させる工程はノンプラズマの減圧雰囲気下で行われる。

以下、これを具体的に説明する。なお、本実施形態では、処理ガスとしてシリコンを含む原料ガスであるＨＣＤガスを、処理ガスとして窒素含有ガスであるＮＨ_３ガスを、酸素含有ガスとしてＯ_２ガスを、水素含有ガスとしてＨ_２ガスを用い、図３の処理フローにより、処理容器内でウエハ２００上にシリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ_４膜）を形成し、その後、処理容器内から処理済ウエハ２００を搬出し、その状態で処理容器内に付着または堆積した物質を酸化させる例について説明する。

複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ（Ｓ１１））されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード（Ｓ１２））される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。

処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される（圧力調整（Ｓ１３））。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整（Ｓ１４））。続いて、回転機構２６７によりボート２１７が回転されることでウエハ２００が回転される。その後、後述する４つのステップ（Ｓ２１〜Ｓ２４）を順次実行する。

［ステップ１（Ｓ２１）］
第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅ、第３不活性ガス供給管２３４ｃのバルブ２４３ｆを開き、第３ガス供給管２３２ｃにＨＣＤガス、第３不活性ガス供給管２３４ｃに不活性ガス（例えばＮ_２ガス）を流す。不活性ガスは、第３不活性ガス供給管２３４ｃから流れ、マスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。ＨＣＤガスは、第３ガス供給管２３２ｃから流れ、マスフローコントローラ２４１ｅにより流量調整される。流量調整されたＨＣＤガスは、流量調整された不活性ガスと第３ガス供給管２３２ｃ内で混合されて、第３ノズル２３３ｃのガス供給孔２４８ｃから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される（ＨＣＤガス供給）。

このとき、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１０〜１０００Ｐａの範囲内の圧力に維持する。マスフローコントローラ２４１ｅで制御するＨＣＤガスの供給流量は、例えば１０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤガスにウエハ２００を晒す時間は、例えば１〜１８０秒間の範囲内の時間とする。ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内でＡＬＤ反応またはＣＶＤ反応が生じるような温度となるように設定する。すなわち、ウエハ２００の温度が例えば３００〜６５０℃の範囲内の温度となるように、ヒータ２０７の温度を設定する。なお、ウエハ２００の温度が３００℃未満となるとウエハ２００上にＨＣＤが吸着しにくくなる。また、ウエハ２００の温度が６５０℃を超えるとＣＶＤ反応が強くなり、成膜処理の面内均一性が悪化しやすくなる。よって、ウエハ２００の温度は３００〜６５０℃とするのが好ましい。

上述の条件にてＨＣＤガスを処理室２０１内に供給することで、ウエハ２００（表面の下地膜）上に１原子層未満から数原子層のＨＣＤの吸着層またはシリコン層（以下、シリコン含有層）が形成される。なお、ＡＬＤ反応が生じる条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤが表面吸着してＨＣＤの吸着層が形成される。ＣＶＤ反応が生じる条件下では、ＨＣＤが自己分解することでウエハ２００上にシリコン分子が堆積してシリコン層が形成される。ウエハ２００上に形成されるシリコン含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ３での窒化の作用がシリコン含有層の全体に届かなくなる。また、ウエハ２００上に形成可能なシリコン含有層の最小値は１原子層未満である。よって、シリコン含有層の厚さは１原子層未満から数原子層とするのが好ましい。

Ｓｉを含む原料としては、ＨＣＤの他、ＴＣＳ（テトラクロロシラン、ＳｉＣｌ_４）、ＤＣＳ、ＳｉＨ_４（モノシラン）等の無機原料だけでなく、アミノシラン系の４ＤＭＡＳ（テトラキスジメチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ_３）_２））_４）、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（ＣＨ_３）_２））_３Ｈ）、２ＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン、Ｓｉ（Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２）_２Ｈ_２）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリーブチルアミノシラン、ＳｉＨ_２（ＮＨ（Ｃ_４Ｈ_９））_２）などの有機原料を用いてもよい。不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ等の希ガスを用いてもよい。

［ステップ２（Ｓ２２）］
ウエハ２００上にシリコン含有層が形成された後、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅを閉じ、ＨＣＤガスの供給を停止する。このとき、ガス排気管２３１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＨＣＤガスを処理室２０１内から排除する。このとき、不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、残留したＨＣＤガスを排除する効果が更に高まる（残留ガス除去）。このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度がＨＣＤガスの供給時と同じく３００〜６５０℃の範囲内の温度となるように設定する。

［ステップ３（Ｓ２３）］
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｇ、
第２不活性ガス供給管２３４ｂのバルブ２４３ｄを開き、第４ガス供給管２３２ｄにＮＨ_３ガス、第２不活性ガス供給管２３４ｂに不活性ガスを流す。不活性ガスは、第２不活性ガス供給管２３４ｂから流れ、マスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。ＮＨ_３ガスは第４ガス供給管２３２ｄから流れ、マスフローコントローラ２４１ｇにより流量調整される。流量調整されたＮＨ_３ガスは、流量調整された不活性ガスと第２不活性ガス供給管２３４ｂ内で混合されて、第２ノズル２３３ｂのガス供給孔２４８ｂから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される（ＮＨ_３ガス供給）。なお、ＮＨ_３ガスはプラズマによって活性化することなく処理室２０１内に供給する。

このとき、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば５０〜３０００Ｐａの範囲内の圧力とする。マスフローコントローラ２４１ｂで制御するＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば１００〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。なお、ＮＨ_３ガスにウエハ２００を晒す時間は、例えば１〜１８０秒間の範囲内の時間とする。ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば３００〜６５０℃の範囲内の温度となるように設定する。このときウエハ２００の温度が、ステップ１のＨＣＤガスの供給時と同一の温度となるように、すなわちステップ１とステップ３とで処理室２０１内の温度を同一の温度に保持するようにヒータ２０７の温度を設定するのが好ましい。さらには、ステップ１〜ステップ４（後述）にかけて処理室２０１内の温度を同一の温度に保持するようにヒータ２０７の温度を設定するのがより好ましい。

上述の条件にてＮＨ_３ガスを処理室２０１内に供給することで、ＮＨ_３ガスは加熱された減圧雰囲気下において熱的に活性化される。すなわちノンプラズマで活性化される。そして活性化されたＮＨ_３ガスにより、ステップ１でウエハ２００上に形成されたシリコン含有層に対して窒化処理が行われる。そして、この窒化処理により、シリコン含有層はシリコン窒化層（Ｓｉ_３Ｎ_４層、以下、単にＳｉＮ層ともいう。）へと改質される。なお、ＮＨ_３ガスはプラズマで活性化させて供給するよりも、熱で活性化させて供給した方が、ソフトな反応を生じさせることができ、窒化処理をソフトに行うことができる。

窒素含有ガスとしては、ＮＨ_３ガスの他、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）等のガスを用いてもよい。

［ステップ４（Ｓ２４）］
シリコン含有層をシリコン窒化層へと改質した後、第４ガス供給管２３２ｄのバルブ２４３ｇを閉じ、ＮＨ_３ガスの供給を停止する。このとき、ガス排気管２３１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＮＨ_３ガスを処理室２０１内から排除する。このとき、不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、残留したＮＨ_３ガスを排除する効果が更に高まる（残留ガス除去）。このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度がＮＨ_３ガスの供給時と同じく３００〜６５０℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。

上述したステップ１〜４（Ｓ２１〜Ｓ２４）を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を成膜することが出来る。

所定膜厚のシリコン窒化膜を成膜すると、不活性ガスが処理室２０１内へ供給されつつ排気されることで処理室２０１内が不活性ガスでパージされる（パージ（Ｓ３１））。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰（Ｓ３２））。

その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンロード（Ｓ３３））される。

その後、シャッタ駆動装置によりシャッタ３００を回転及び上昇させることで、マニホールド２０９の下端開口部が、Ｏリング２２０ｃを介してシャッタ３００によりシールされる。これにより処理炉２０２内は封止される（処理炉封止（Ｓ３４））。その後、処理室２０１内から搬出されたボート２１７より、処理済ウエハ２００が取り出される（ウエハディスチャージ（Ｓ３５））。

処理炉２０２内を封止した後、処理室２０１内に処理済ウエハ２００がない状態で、処理室２０１内が所望の圧力、すなわち、大気圧未満の所定の酸化処理圧力となるように調整される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される（圧力調整（Ｓ４１））。また、処理室２０１内が所望の温度、すなわち、所定の酸化処理温度となるように調整される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整（Ｓ４２））。

続いて、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａ、第１不活性ガス供給管２３４ａのバルブ２４３ｃを開き、第１ガス供給管２３２ａにＯ_２ガス、第１不活性ガス供給管２３４ａに不活性ガスを流す。不活性ガスは、第１不活性ガス供給管２３４ａから流れ、マスフローコントローラ２４１ｃにより流量調整される。Ｏ_２ガスは第１ガス供給管２３２ａから流れ、マスフローコントローラ２４１ａにより流量調整される。流量調整されたＯ_２ガスは、流量調整された不活性ガスと第１ガス供給管２３２ａ内で混合されて、第１ノズル２３３ａのガス供給孔２４８ａから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。このとき同時に、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂ、第２不活性ガス供給管２３４ｂのバルブ２４３ｄを開き、第２ガス供給管２３２ｂにＨ_２ガス、第２不活性ガス供給管２３４ｂに不活性ガスを流す。不活性ガスは、第２不活性ガス供給管２３４ｂから流れ、マスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。Ｈ_２ガスは第２ガス供給管２３２ｂから流れ、マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。流量調整されたＨ_２ガスは、流量調整された不活性ガスと第２ガス供給管２３２ｂ内で混合されて、第２ノズル２３３ｂのガス供給孔２４８ｂから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される（Ｏ_２ガス及びＨ_２ガス供給（Ｓ４３））。なお、Ｏ_２ガス及びＨ_２ガスはプラズマによって活性化することなく処理室２０１内に供給する。

このとき、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１〜１３３０Ｐａ、好ましくは、２０〜１３３０Ｐａの範囲内の圧力に維持する。マスフローコントローラ２４１ａで制御するＯ_２ガスの供給流量は、例えば０．０１〜２０ｓｌｍ、好ましくは、１〜１０ｓｌｍの範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｂで制御するＨ_２ガスの供給流量は、例えば０．０１〜２０ｓｌｍ、好ましくは、０．５〜１０ｓｌｍの範囲内の流量とする。ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内の温度が、例えば４００〜１０００℃、好ましくは、４５０〜８００℃の範囲内の温度となるように設定する。なお、この範囲内の温度であれば減圧雰囲気下でのＯ_２ガスへのＨ_２ガス添加による酸化力向上の効果が得られることを確認した。また、処理室２０１内の温度が低すぎると酸化力向上の効果が得られないことも確認した。なお、減圧雰囲気下でのＯ_２ガスへのＨ_２ガス添加による酸化力向上の効果を得るには、処理室２０１内の温度を３５０℃以上とする必要があるが、処理室２０１内の温度は４００℃以上とするのが好
ましく、さらには４５０℃以上とするのが好ましい。処理室２０１内の温度を４００℃以上とすれば、４００℃以上の温度で行うＯ_３酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができ、処理室２０１内の温度を４５０℃以上とすれば、４５０℃以上の温度で行うＯ_２プラズマ酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができる。

上述の条件にてＯ_２ガス及びＨ_２ガスを処理室２０１内に供給することで、Ｏ_２ガス及びＨ_２ガスは加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素等のＯを含む酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、処理容器内に付着または堆積したシリコン窒化膜や、塩化アンモニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等の物質に対して酸化処理が行われる。そして、この酸化処理により、これらの物質は改質または失活される。

酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ_２）ガスの他、オゾン（Ｏ_３）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）ガス等を用いてもよい。水素含有ガスとしては、水素（Ｈ_２）ガスの他、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、メタン（ＣＨ_４）ガス等を用いてもよい。すなわち、酸素含有ガスとしては、Ｏ_２ガス、Ｏ_３ガス、ＮＯガス、Ｎ_２Ｏガスよりなる群から選択される少なくとも一つのガスを用いることができ、水素含有ガスとしては、Ｈ_２ガス、ＮＨ_３ガスおよびＣＨ_４ガスよりなる群から選択される少なくとも一つのガスを用いることができる。

処理容器内に付着または堆積した物質に対して酸化処理した後、不活性ガスが処理室２０１内へ供給されつつ排気されることで処理室２０１内が不活性ガスでパージされる（パージ（Ｓ４４））。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰（Ｓ４５））。

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態によれば、ステップ１（Ｓ２１）〜ステップ４（Ｓ２４）を繰り返すことでウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を成膜した後、加熱された減圧状態の処理室２０１内にＯ_２ガス及びＨ_２ガスを供給する酸化処理を行う（Ｓ４３）。処理室２０１内に供給されたＯ_２ガス及びＨ_２ガスは、加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素等のＯを含む酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、処理容器内に付着または堆積したシリコン窒化膜や、塩化アンモニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等の物質に対して酸化処理が行われる。そして、この酸化処理により、これらの物質は改質または失活される。

その結果、処理容器内に付着または堆積したこれら物質からなる累積膜の剥がれを抑制でき、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制でき、成膜処理の品質を向上させることができる。また、処理容器内のクリーニング周期を延伸させ、成膜処理の生産性を向上させることができる。例えば、ウエハ２００上に１００Å程度以下のシリコン窒化膜を成膜する度に、係るシリコン窒化膜を全て酸化できるような条件で上述の工程Ｓ４３を実施するようにすれば、堆積膜の厚さが１０μｍを超えるまでは処理容器内のクリーニングを行わないようにクリーニング周期を延伸させることができる。係るクリーニング周期は、ウエハ２００上に酸化膜を形成する場合と同程度である。これに対し、上述の工程Ｓ４３を実施しない従来の基板処理工程では、パーティクルの発生を抑制するために処理容器内の堆積膜の厚さが０．５μｍ程度となる度にクリーニングを行う必要があり、成膜処理に割り当てることが可能な時間が短縮されてしまい、成膜処理の生産性が低下してしまう場合がある。

また、処理容器内に付着または堆積したシリコン窒化膜や、塩化アンモニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等が酸化されて改質されることにより、次回の成膜処理にて処理容器内を加熱する際に、これらの物質からなる累積膜から発生するガスの量を低減させることができる。そして、係るガスが反応することによるウエハ２００や処理容器内の汚染（ウエハ２００等への予定していない物質の付着）を抑制できる。

また、処理容器内に残留しているＳｉ原料未反応成分等を失活させることにより、係る成分が反応することによるウエハ２００や処理容器内壁の汚染（ウエハ２００等への予定していない物質の付着）を抑制できる。

（ｂ）本実施形態によれば、ステップ１（Ｓ２１）〜ステップ４（Ｓ２４）を繰り返すことでウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を成膜した後、加熱された減圧状態の処理室２０１内にＯ_２ガスのみを単独で供給するのではなく、Ｏ_２ガスにＨ_２ガスを添加して供給する（Ｓ４３）。この酸化処理によれば、Ｏ_２ガスを単独で供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下において酸素含有ガスに水素含有ガスを添加することで、酸素含有ガス単独供給の場合に比べ大幅な酸化力向上効果が得られる。その結果、処理容器内に付着または堆積したシリコン窒化膜や、塩化アンモニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等の物質を十分に酸化させ、これらの物質を十分に改質または失活させることができる。その結果、処理容器内に付着または堆積したこれら物質からなる累積膜の剥がれをさらに抑制でき、処理容器内におけるパーティクルの発生をさらに抑制でき、処理容器内のクリーニング周期をさらに延伸させることができる。

（ｃ）本実施形態によれば、処理室２０１内にＯ_２ガス及びＨ_２ガスを供給する（Ｓ４３）際に、処理室２０１内の温度が、例えば４００〜１０００℃、好ましくは、４５０〜８００℃の範囲内の温度となるようにヒータ２０７の温度を設定する。ヒータ２０７の温度をこのように設定することで、減圧雰囲気下でのＯ_２ガスへのＨ_２ガス添加による酸化力向上の効果を得ることができる。処理室２０１内の温度を４００℃以上とすれば、４００℃以上の温度で行うＯ_３酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができ、処理室２０１内の温度を４５０℃以上とすれば、４５０℃以上の温度で行うＯ_２プラズマ酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができる。

＜本発明の他の実施形態＞
上述の実施形態では、処理容器内へのＯ_２ガス及びＨ_２ガス供給（Ｓ４３）を、処理容器内にボート２１７を搬入することなく、処理容器を第２の炉口蓋体であるシャッタ３００で封止した状態で行っていた。本実施形態では、処理容器内にボート２１７を搬入して、処理容器を第１の炉口蓋体であるシールキャップ２１９で封止した状態で行う。

図４は、本実施形態にかかる処理フロー図である。本実施形態では、上述の工程Ｓ１１〜Ｓ３３と同様の工程が順次実施されて、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でプロセスチューブ２０３の外部に搬出される。その後、処理室２０１内から搬出されたボート２１７より、処理済ウエハ２００が取り出される（ウエハディスチャージ（Ｓ３４’））。その後、空のボート２１７が、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード（Ｓ３５’））される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。その後、上述の工程Ｓ４１〜Ｓ４５と同様の工程が順次実施される。なお、工程Ｓ３４’においては、処理済ウエハ２００を取り出した後の空のボート２１７に治具ウエハ（ダミーウエハ）を装填することとし、工程Ｓ３５’においては、治具ウエハを保持したボート２１７を処理室２０１内に搬入することとしても良い。

本実施形態によれば、ボート２１７に付着または堆積したシリコン窒化膜や、塩化アン
モニウムや、Ｓｉ原料未反応成分等の物質に対しても酸化処理が行われ、これらの物質も改質または失活される。そして、ボート２１７に付着または堆積した累積膜の剥がれを抑制でき、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制でき、成膜処理の品質を向上させることができる。また、ボート２１７のクリーニング周期を延伸させ、成膜処理の生産性を向上させることができる。また、ボート２１７に形成された累積膜から発生するガス量を低減させることができ、ウエハ２００や処理容器内の汚染を回避することが出来る。また、ボート２１７に付着または堆積しているＳｉ原料未反応成分等を失活させることにより、係る成分が反応することによるウエハ２００やボート２１７等の汚染を抑制できる。

＜本発明のさらに他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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変更可能である。

例えば、本発明は、本実施形態にかかる縦型の処理炉を備えた基板処理装置に限らず、枚葉式、Ｈｏｔ Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。

また、本発明は、シリコンを含む原料ガスと窒素含有ガスとをウエハ２００上へ交互に供給する上述の実施形態に限らず、シリコンを含む原料ガスと窒素含有ガスとをウエハ２００上へ同時に供給するＣＶＤ法等の他の方法を実施する場合にも好適に適用可能である。

１１５ ボートエレベータ（基板搬送部）
２００ ウエハ（基板）
２４２ ＡＰＣバルブ（圧力調整部）

Claims (7)

1. 処理容器内に基板を搬入する工程と、
   前記処理容器内に処理ガスを供給して基板に対して処理を行う工程と、
   前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
   前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した加熱された前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記処理容器内で酸素含有ガスと水素含有ガスとをノンプラズマで活性化させて反応させることで原子状酸素を生成し、この原子状酸素により、前記処理容器内に付着または堆積した主生成物、副生成物および処理ガス未反応成分を含む物質で構成される累積膜を酸化処理することで、前記累積膜を改質または失活させる工程と、
   を有し、
   前記累積膜を改質または失活させる工程では、前記処理容器内の温度を４００〜１０００℃とし、前記処理容器内の圧力を１〜１３３０Ｐａとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 処理容器内に基板を搬入する工程と、
   前記処理容器内に処理ガスを供給して基板に対して処理を行う工程と、
   前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
   前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した加熱された前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記処理容器内で酸素含有ガスと水素含有ガスとをノンプラズマで活性化させて反応させることで原子状酸素を生成し、この原子状酸素により、前記処理容器内に付着または堆積した主生成物、副生成物および処理ガス未反応成分を含む物質で構成される累積膜を酸化処理することで、前記累積膜を改質または失活させる工程と、
   を有し、
   前記累積膜を改質または失活させる工程では、前記処理容器内の温度を４５０〜１０００℃とし、前記処理容器内の圧力を２０〜１３３０Ｐａとすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記累積膜を改質または失活させる工程では、１００Å程度以下の厚さの前記累積膜を酸化処理することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記累積膜の厚さが１０μｍを超えるまでは、前記処理容器内のクリーニングを行わないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記累積膜の厚さが１０μｍを超えた後に、前記処理容器内のクリーニングを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
6. 処理容器内に基板を搬入する工程と、
   前記処理容器内に処理ガスを供給して基板に対して処理を行う工程と、
   前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
   前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した加熱された前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記処理容器内で酸素含有ガスと水素含有ガスとをノンプラズマで活性化させて反応させることで原子状酸素を生成し、この原子状酸素により、前記処理容器内に付着または堆積した主生成物、副生成物および処理ガス未反応成分を含む物質で構成される累積膜を酸化処理することで、前記累積膜を改質または失活させる工程と、
   を有し、
   前記累積膜を改質または失活させる工程では、前記処理容器内の温度を４００〜１０００℃とし、前記処理容器内の圧力を１〜１３３０Ｐａとすることを特徴とする基板処理方法。
7. 基板を処理する処理容器と、
   前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
   前記処理容器内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
   前記処理容器内に水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給系と、
   前記処理容器内を加熱するヒータと、
   前記処理容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
   前記処理容器内に基板を搬入または前記処理容器内から基板を搬出する基板搬送部と、
   前記処理容器内に基板を搬入し、処理ガスを供給して基板に対して処理を行い、前記処理容器内から処理済基板を搬出した後、前記処理容器内に処理済基板がない状態で、大気圧未満の圧力に設定した加熱された前記処理容器内に酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給して前記処理容器内で酸素含有ガスと水素含有ガスとをノンプラズマで活性化させて反応させることで原子状酸素を生成し、この原子状酸素により、前記処理容器内に付着または堆積した主生成物、副生成物および処理ガス未反応成分を含む物質で構成される累積膜を酸化処理することで、前記累積膜を改質または失活させ、前記累積膜を改質または失活させる際には、前記処理容器内の温度を４００〜１０００℃とし、前記処理容器内の圧力を１〜１３３０Ｐａとするように、前記処理ガス供給系、前記基板搬送部、前記酸素含有ガス供給系、前記水素含有ガス供給系、前記ヒータ、および、前記圧力調整部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。

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