JPH07297127A

JPH07297127A - 熱処理方法および熱処理装置

Info

Publication number: JPH07297127A
Application number: JP11211494A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kato; 寿加藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Tohoku Ltd
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP3581890B2

Abstract

(57)【要約】【目的】メンテナンス時間を短縮可能なタンタルオキ
サイド膜のドライ洗浄方法を提供する。【構成】本発明方法は、処理容器内に収容された被処
理体に対してタンタルオキサイド膜を成膜させる熱処理
に際して、成膜処理後に少なくともＣｌＦ₃を含むクリ
ーニングガスを処理容器内に導入してドライ洗浄を行う
ことを特徴としている。またドライ洗浄処理は、成膜処
理時の温度環境を実質的に変化させずに実施することが
好ましい。かかる構成により、装置を立ち下げたり分解
したりせずに、遥かに短い時間で、石英に対する損傷を
最小限に抑えながら、タンタルオキサイドに対しては高
いエッチングレートでドライ洗浄を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱処理方法および熱処理
装置に関し、特に熱処理装置のドライ洗浄方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体ウェハの製造工程にお
いて、半導体ウェハなどの被処理体に対して減圧ＣＶＤ
装置などの熱処理装置を用いてタンタルオキサイド（Ｔ
ａ₂Ｏ₅）膜を成膜処理することが行われている。このよ
うなタンタルオキサイド膜の成膜工程では、石英などか
らなる反応容器の周囲に加熱用ヒータを配置してなる熱
処理装置が一般に採用されている。処理時には、所定温
度、たとえば４００℃、所定圧力、たとえば０．５Ｔｏ
ｒｒに保持された反応容器内に、ウェハボートに収納さ
れた多数枚の半導体ウェハなどの被処理体をローディン
グした後、Ｔａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₅／Ｎ₂ガスや、Ｏ₂ガスな
どのプロセスガスを反応容器内に導入することによっ
て、タンタルオキサイド膜の成膜処理が行われる。

【０００３】ところで、タンタルオキサイド膜の成膜処
理を実施すると、被処理体のみならず処理容器の内壁や
その他の治具類、特に石英製の構成部分にもタンタルオ
キサイド膜が被着する。この反応容器などに被着したタ
ンタルオキサイド膜は、長期にわたる使用の間には、膜
剥がれなどによるパーティクル発生の原因となり、飛散
して被処理体に付着して、被処理体の歩留まりを低下さ
せることになる。そのため、通常は、ある頻度で反応容
器内の温度を常温付近にまで下げた後、反応容器やその
他の治具類を取り外し、ＨＦ溶液などを用いてウェット
洗浄を行うことにより、タンタルオキサイド膜を除去す
ることが行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＨＦ溶液を用いたウェット洗浄を行うためには、
洗浄処理のために装置の温度を一旦下げてから装置をば
らして反応容器やその他の治具類を取り外さねばらず、
非常に煩雑な作業であった。また、タンタルオキサイド
のＨＦに対する溶解度が非常に小さいため、十分なエッ
チングを行うためには長時間を要し、その間に石英製の
反応容器やその他の治具類に対しても大きな損傷を与え
るおそれがあった。そして結果的に洗浄処理要するメン
テナンス時間が長くなり、スループットを低下させ、コ
ストアップになるため問題となっていた。また枚葉式の
成膜装置であれば、処理室の容積が小さいため、プラズ
マによるドライ洗浄を実施することが可能であるが、バ
ッチ式の成膜処理の場合には、反応容器の容積が大きく
なるため必要な個所を均一にプラズマによるドライ洗浄
することは困難であった。

【０００５】本発明は、上記のようなタンタルオキサイ
ド膜の成膜装置に対して洗浄処理を実施する際の問題点
に鑑みてなされたものであり、従来のウェット洗浄のよ
うに装置を分解せずに実施可能であり、したがって熱処
理装置の処理容器内の温度を立ち下げずにほぼ同様の温
度雰囲気で洗浄処理を実施可能であり、また短い洗浄時
間で十分な効果を得ることが可能であり、反応容器やそ
の他の治具類、特に石英製の構成部品に対するエッチン
グ損傷が少なく、さらにバッチ式成膜装置のように容積
の大きな装置の洗浄にも適した、新規かつ改良されたタ
ンタルオキサイド膜の成膜装置のドライ洗浄を実施可能
な熱処理方法および熱処理装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の熱処理方法は、処理容器内に収容
された被処理体に対してタンタルオキサイド膜を成膜し
た成膜処理後に、少なくともＣｌＦ₃を含むクリーニン
グガスを処理容器内に導入してドライ洗浄を行うことを
特徴としている。その際には、請求項２に記載のよう
に、成膜処理時の温度環境を実質的に変化させずに、す
なわち成膜処理後に一旦加熱装置の出力を停止し温度を
下げることなく、加熱装置の出力を成膜処理時とほぼ同
様に維持したまま、請求項１に記載のドライ洗浄処理を
実施することが好ましい。また、上記ドライ洗浄処理を
行うに際しては、請求項３に記載のように、ドライ洗浄
処理時の排気ガス中に含まれる反応生成物を監視し、そ
の反応生成物が所定値以下になった場合に、クリーニン
グガスの供給を停止する構成を採用することが好まし
い。さらにまた請求項４に記載のように、成膜処理とド
ライ洗浄処理とを反復的に実施する構成を採用すること
も可能である。さらにまた請求項５に記載のように、成
膜処理後に、窒素ガスなどの不活性ガスを処理容器内に
導入し、処理ガスと不活性ガスとを置換した後に、前記
ドライ洗浄処理を実施する構成を採用することも可能で
ある。

【０００７】また本発明の別の観点によれば、請求項６
に記載のように、処理容器内に収容された被処理体に対
してタンタルオキサイド膜を成膜させる熱処理装置であ
って、成膜処理後に少なくともＣｌＦ₃を含むクリーニ
ングガスを処理容器内に導入するためのガス導入手段を
設けたことを特徴とするものが提供される。その際に、
請求項７に記載のように、ドライクリーニングガスによ
るドライ洗浄中の温度環境を成膜処理時の温度環境と実
質的に同一に保持するための手段を設ける構成を採用す
ることができる。その際には、該手段を成膜処理時の加
熱手段と兼用することも可能である。また、請求項８に
記載のように、ドライ洗浄処理時の排気ガス中に含まれ
る反応生成物を監視するための手段と、その監視手段に
より検出された反応生成物が所定値以下になった場合に
前記クリーニングガスの供給を停止するための手段を設
けた構成を採用することもできる。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の熱処理方法、または請求項６
に記載の熱処理装置によれば、処理容器内に収容された
被処理体に対してタンタルオキサイド膜を成膜した成膜
処理後に、低温、たとえば３５０℃ないし５００℃であ
っても、タンタルオキサイドに対しては高いエッチング
レートを有し、石英に対しては低いエッチングレートを
有するＣｌＦ₃を含むクリーニングガスを処理容器内に
導入してドライ洗浄を行うので、装置を分解するとな
く、また石英製の処理容器その他の治具に損傷を与える
ことなく、短時間で処理容器内を洗浄することができ
る。

【０００９】また請求項２に記載の熱処理方法、または
請求項７に記載の熱処理装置によれば、成膜処理時の温
度環境を実質的に変化させずに、すなわち成膜温度、た
とえば３５０℃ないし５００℃でタンタルオキサイド膜
を成膜した後に、加熱装置の出力を停止し温度を下げる
ことなく、加熱装置の出力を成膜処理時とほぼ同様に、
すなわち３５０℃ないし５００℃に維持したまま、ドラ
イ洗浄処理を連続して実施することができるので、メン
テナンスに要する時間をウェット洗浄に比較して大幅に
短縮させることが可能である。

【００１０】また上記ドライ洗浄処理を行うに際して
は、請求項３に記載の熱処理方法、または請求項８に記
載の熱処理装置のように、ドライ洗浄処理時の排気ガス
中に含まれる反応生成物、たとえばフッ化タンタルや、
塩化タンタルを赤外線カウンタやＵＶカウンタにより監
視し、その反応生成物が所定値以下になった場合に、ク
リーニングガスの供給を停止するので、石英製の処理容
器その他の治具に被着したタンタルオキサイド膜のみを
選択的にエッチングし、石英製の処理容器その他の治具
に与える損傷を最小限に抑えることが可能となる。

【００１１】さらにまた請求項４に記載のように、成膜
処理とドライ洗浄処理とを反復的に実施することによ
り、石英製の処理容器その他の治具に対するタンタルオ
キサイド膜の被着を反復的にドライ洗浄することができ
るので、装置のメンテナンス頻度を大幅に減少させるこ
とが可能となる。

【００１２】さらにまた請求項５に記載のように、成膜
処理後に不活性ガスによるパージ処理を行うことによ
り、残留処理ガスを効率的に除去できるので、ドライエ
ッチング速度を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された熱処理方法を縦型の減圧ＣＶＤ装置に
適用した一実施例について詳細に説明する。

【００１４】図１に示す減圧ＣＶＤ装置は、高速縦型熱
処理炉として構成され、図示のように水平方向に固定さ
れた基台１上に垂直に支持された断熱性の略有頭円筒状
の管状炉２と、その管状炉２の内側に所定の間隔３を空
けて挿入された略有頭円筒形状の石英などから成る反応
管４と、上記管状炉２の内周壁に上記反応管４を囲繞す
るように螺旋状に配設された抵抗発熱体などのヒータよ
りなる加熱手段５と、複数の被処理体、たとえば半導体
ウェハ（Ｗ）を水平状態で水平方向に多数枚配列保持す
ることが可能な石英などから成るウェハボート６と、こ
のウェハボート６を昇降するための昇降機構７とから主
要部が構成されている。なお必要な場合には、上記加熱
手段５を複数のゾーンに分割し、ゾーン制御を行うこと
により、ウェハボート６上部および下部における成膜処
理のばらつきを減じる構成を採用することも可能であ
る。

【００１５】さらに上記管状炉２の底部には上記間隔３
に連通する吸気口８が設置されており、適当なマニホル
ド９を介して接続された給気ファン１０により上記間隔
３内に冷却空気を供給することが可能である。また上記
管状炉２の頂部には同じく上記間隔３に連通する排気口
１１が設置されており、上記間隔３内の空気を排気する
ことが可能なように構成されている。

【００１６】また上記反応管４の底部には、ガス導入管
１２が設けられている。このガス導入管１２には、ガス
供給系１３がバルブ１４を介して接続されている。これ
らのガス供給系１３は、上記反応管４内部に処理ガスお
よびクリーニングガスを供給するための各種ガス源、バ
ルブ類および流量制御器（ＭＦＣ）とから主に構成され
ている。すなわち処理ガス源として、ペンタエトキシタ
ンタル（Ｔａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₅）ガス供給部１５および酸
素（Ｏ₂）ガス供給部１６が設置されており、クリーニ
ング用エッチングガスとして、三フッ化塩素（Ｃｌ
Ｆ₃）ガス供給部１７が設置されており、さらに希釈用
ガス源またはパージ用ガス源として、窒素（Ｎ₂）ガス
供給部１８が設置されており、そして上記ペンタエトキ
シタンタル（Ｔａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₅）ガス供給部１５はバ
ルブ１５ａ、１５ｂおよび流量制御器１５ｃを介して、
上記酸素（Ｏ₂）ガス供給部１６はバルブ１６ａ、１６
ｂおよび流量制御器１６ｃを介して、上記三フッ化塩素
（ＣｌＦ₃）ガス供給部１７はバルブ１７ａ、１７ｂお
よび流量制御器１６ｃを介して、さらに上記窒素
（Ｎ₂）ガス供給部１８はバルブ１８ａ、１８ｂおよび
流量制御器１８ｃを介して、それぞれ上記ガス導入管１
２に連通している。そして、成膜処理時およびドライ洗
浄処理時には、各バルブおよび流量制御器（ＭＦＣ）を
調整して、所望のガスを所望の流量で上記反応管４内に
導入することが可能である。

【００１７】さらに上記反応管４内に上記ガス導入管１
２を介して導入されたガスは、上記反応管４の下端に設
けられた排気管１９を介して真空ポンプ２０へと排出さ
れる。この真空ポンプ２０としては、オイルフリーのド
ライポンプを用いることが好ましい。これはクリーニン
グガスとしてＣｌＦ₃を用いるため、ポンプオイルの劣
化やオイル中に混入した塩素やフッ素によるポンプ本体
の劣化を招く可能性が高いためである。

【００１８】また上記排気管１９と上記真空ポンプ２０
との間には上記反応管４内から排出される反応生成物の
量を測定するための赤外線カウンタなどのセンサ２１が
設置されている。このセンサ２１は、ドライ洗浄処理時
に、たとえばフッ化タンタルや塩化タンタルなどのＣｌ
Ｆ₃によるタンタルオキサイド膜のエッチングにより生
じた反応生成物の量を監視するためのものであり、反応
生成物の量が所定値以下になった場合に、制御器２２に
信号を送り、その制御器２２により上記ガス供給系１３
を制御し、石英などからなる反応管４の内壁やその他の
治具にオーバーエッチングによる損傷を与えないための
ものである。

【００１９】さらに上記真空ポンプ２０から排出された
ＣｌＦ₃を含むガスは、有害、危険なガス成分を除外装
置２３により取り除かれ排気される。そして、この除外
装置２３には、有害、危険なガスを吸着または分解する
ための薬剤の入った筒２４が収納されている。

【００２０】なお上記ウェハボート６は、半導体ウェハ
Ｗを多段状に保持する保持部６ａの下に保温筒２５を介
して蓋体２６を備えており、上記昇降機構７により上記
ウェハボート６を上昇させることにより、上記蓋体２６
が上記反応管４の底部の開口を気密に封止することが可
能なように構成されている。

【００２１】次に上記のように構成された縦型熱処理炉
を用いたタンタルオキサイド膜の成膜工程と、反応容器
内のドライ洗浄工程について、図２および図３を参照し
ながら説明する。なお、図２は、成膜処理を反復し、メ
ンテナンスが必要な場合にドライ洗浄を行う場合のフロ
ーを示す流れ図であり、図３は、成膜処理とドライ洗浄
を反復して処理を行う場合のフローを示す流れ図であ
る。

【００２２】まず図２を参照しながら、タンタルオキサ
イド膜の成膜および洗浄工程を説明する。まずステップ
Ｓ２１に示す成膜処理時には、所定の処理温度、たとえ
ば４００℃の温度に加熱された上記反応管４内に、多数
の被処理体、たとえば８インチ径の半導体ウェハＷを収
容したウェハボート６をローディングして、上記蓋体２
６により上記反応管４を密閉する。ついで上記反応管４
内をたとえば０．５Ｔｏｒｒ程度に減圧した後、上記ガ
ス供給系１３より、Ｎ₂により希釈されたペンタエトキ
シタンタル（Ｔａ（ＯＣ₂Ｈ₅）₅）ガスおよびＯ₂ガスを
ガス導入管から所定流量供給しながら、半導体ウェハＷ
へのタンタルオキサイド膜の成膜処理を行う。上記成膜
処理を終了した後は、上記反応管４内の処理ガスを排出
する工程を行う。すなわち、上記反応管４内の処理ガス
を排出しつつ、不活性ガス、たとえばＮ₂ガスを導入
し、上記反応管４内をＮ₂ガス雰囲気に置換するもので
ある。このようにして、上記反応管４内の処理ガスを除
去し、無害な雰囲気で常圧状態とした後、上記ウェハボ
ート６を上記反応管４からアンローディングすることに
より、一連の成膜処理を終了し、次のロットに対する成
膜処理を行う。

【００２３】ステップＳ２１に示す成膜処理を長期にわ
たり反復して行った結果、ステップＳ２２において、上
記反応管４内の被処理体以外の部分、特に石英で構成さ
れている部分にタンタルオキサイド膜が被着し、パーテ
ィクル源となるおそれがあると判断された場合には、ス
テップＳ２３においてＣｌＦ₃エッチングによるドライ
洗浄処理が行われる。その際、本発明方法によれば熱処
理炉を分解することなく、また加熱装置５の出力を停止
して熱処理炉を立ち下げることなく、継続してドライ洗
浄処理を行うことが可能である。

【００２４】すなわち、上記ドライ洗浄処理は、まず上
記蓋体２６を閉止して、上記反応管４内を密閉した後、
上記成膜処理における温度とほぼ同じ温度、すなわち３
５０℃ないし５００℃、好ましく４００℃程度に加熱さ
れた上記反応管４内に、上記ガス供給源１３よりＮ２ガ
スにより希釈されたＣｌＦ３ガスを７００〜１４００ｓ
ｃｃｍの流量で供給し、圧力を０．５Ｔｏｒｒ〜１．２
５Ｔｏｒｒ、好ましくは０．８Ｔｏｒｒ程度に保持して
上記反応管４内に付着したタンタルオキサイド膜の除去
処理を行うことが可能である。なお、ドライ洗浄処理時
の処理温度を５００℃以上に設定した場合には、エッチ
ングレートが高くなり石英に対する損傷が大きくなる。
また処理圧力を１．２５Ｔｏｒｒ以上にした場合には上
記反応管４内においてエッチングむら生じ、所望の洗浄
効果を得ることができない。また流量を１４００ｓｃｃ
ｍ以上に設定した場合には、クリーニングガスの消費量
が大きくなり洗浄処理のコストを押し上げることになり
好ましくない。これに対して、処理温度を３５０℃以下
に設定した場合や、処理圧力を０．５Ｔｏｒｒ以下に設
定した場合や、流量を７００ｓｃｃｍ以下に設定した場
合には、エッチングレートが低くなり、洗浄処理に時間
を要することになり好ましくない。

【００２５】以上のようなドライ洗浄処理中に排気管１
９から排気される排気ガスは赤外線カウンタまたはＵＶ
カウンタ２１により監視されており、ステップＳ２４に
おいて、タンタルオキサイド膜のエッチング洗浄時に生
じる反応生成物、たとえばフッ化タンタルや塩化タンタ
ルの量が所定値以下になった場合には、それ以上エッチ
ングを継続すればオーバーエッチングにより石英を損傷
するおそれがあるので、制御器２２からガス供給源１３
に信号を送り、クリーニングガスを供給を停止して一連
の処理を終了する。

【００２６】以上のように、本発明方法によれば、洗浄
処理の度に、熱処理装置の温度を下げて分解するような
煩雑な作業を経ることなく、成膜処理から継続して洗浄
処理を行うことが可能なので、メンテナンス時間を大幅
に短縮することが可能である。しかも洗浄処理を成膜処
理とほぼ同様の温度雰囲気で行うことにより、高いエッ
チングレートでかつ石英に対する損傷も最小限に抑えた
ドライ洗浄を実施することが可能である。

【００２７】次に図３を参照しながら、本発明方法の別
の実施例について説明する。この実施例は、成膜処理と
簡単な洗浄処理を反復して行うことにより、本格的なメ
ンテナンスの頻度を軽減しようとするものである。な
お、図３のステップＳ３１に示すタンタルオキサイド膜
の成膜処理およびステップＳ３３に示すＣｌＦ₃ガスに
よるドライ洗浄処理は、それぞれ図２のステップＳ２１
およびステップＳ２３に実質的に対応するものなので、
詳細な説明は省略することにする。

【００２８】この実施例では、一連の成膜／洗浄工程、
すなわち、ステップＳ３１においてタンタルオキサイド
膜の成膜処理を行った後、ステップＳ３２においてＮ₂
パージにより上記反応管４内を清浄化した後、ステップ
Ｓ３３においてＣｌＦ₃によるドライ洗浄を行い、再び
Ｎ２パージによる反応管４内の清浄化を行うという工程
を、ステップＳ３５において反復することにより、石英
などからなる反応管４の内壁その他の治具へのタンタル
オキサイド膜の被膜を最小限に抑えようとするものであ
る。この結果、熱処理装置を立ち下げて分解掃除するよ
うな大がかりなメンテナンスの頻度を最小限に抑えるこ
とが可能となり、連続運転によりスループットを大幅に
向上させることができる。

【００２９】次に図４を参照しながら、本発明方法の効
果について説明する。図示のように、予め約４０００オ
ングストロームの膜圧でほぼ均一にタンタルオキサイド
膜を成膜した半導体ウェハを、図１に示す熱処理装置の
ウェハボート６の頂部、中央部および底部にそれぞれ５
枚ずつセットした後、本発明方法に基づいて、処理温度
４０５℃、処理圧力０．８Ｔｏｒｒに保持した反応管４
内に流量２８００ｓｃｃｍのＮ₂ガスで希釈された流量
７００ｓｃｃｍのＣｌＦ₃ガスをクリーニングガスとし
て導入し、１分間のエッチング処理（ドライ洗浄処理）
を行った。

【００３０】その結果、十分なクリーニングガスが確保
された反応管４底部と、十分なクリーニングガスが確保
されなかった反応管４の頂部とでは多少の差は生じたも
のの、１分のエッチング時間によりタンタルオキサイド
膜を高いエッチングレート、すなわち毎分約２０００〜
約４０００オングストロームでエッチングすることが可
能であることが知見された。

【００３１】以上のように、本発明方法によれば、タン
タルオキサイド膜の成膜処理時の温度環境、たとえば４
００℃を実質的に変化させずに、ＣｌＦ₃ガスを含むク
リーニングガスによりドライ洗浄を行うことにより、高
いエッチングレートで洗浄処理を行うことができた。ま
た本発明方法のように温度環境が４００℃程度では石英
に対するエッチングはほとんど無視できるので、石英に
対する損傷も最小限に抑えることが可能である。

【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。たとえば、上記においてはバッチ式ＣＶＤ
装置を実施例として説明したが、本発明方法は、当然に
枚葉式ＣＶＤ装置に対しても適用することが可能であ
る。また処理温度、処理圧力、流量、あるいは処理時
間、処理方法についても、処理条件に応じて、特許請求
の範囲に記載した本発明の要旨の範囲内で、さまざまに
実施することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タンタルオキサイド膜の成膜処理から機械を立ち下げず
に、成膜処理とほぼ同様の温度環境で、すなわちタンタ
ルオキサイド膜に対しては高いエッチングレートで処理
できるが石英に対する損傷は少ない温度環境で、ＣｌＦ
₃によるドライ洗浄を実施することが可能なので、メン
テナンス時間の大幅な短縮と低コスト化を図ることが可
能である。

【００３４】すなわち、請求項１に記載の熱処理方法、
または請求項６に記載の熱処理装置によれば、処理容器
内に収容された被処理体に対してタンタルオキサイド膜
を成膜した成膜処理後に装置を分解することなく、その
ままＣｌＦ₃を含むクリーニングガスを処理容器内に導
入してドライ洗浄を行うので、短時間で処理容器内を洗
浄することができる。

【００３５】また請求項２に記載の熱処理方法、または
請求項７に記載の熱処理装置によれば、成膜処理時の温
度環境を実質的に変化させずに、すなわち所定の成膜温
度でタンタルオキサイド膜を成膜した後に、加熱装置の
出力を停止し温度を立ち下げることなく、加熱装置の出
力を成膜処理時とほぼ同様の温度範囲に、すなわちタン
タルオキサイドに対しては高いエッチングレートが確保
されるが石英に対するダメージは少ない温度範囲を維持
したまま、ドライ洗浄処理を連続して実施することがで
きるので、石英などの装置部品に対する損傷を最小限に
抑えながらタンタルオキサイド膜に対する選択的エッチ
ング可能となるとともに、メンテナンスに要する時間を
ウェット洗浄に比較して大幅に短縮させることが可能で
ある。

【００３６】また上記ドライ洗浄処理を行うに際して
は、請求項３に記載の熱処理方法、または請求項８に記
載の熱処理装置のように、ドライ洗浄処理時の排気ガス
中に含まれる反応生成物、たとえばフッ化タンタルや、
塩化タンタルを赤外線カウンタやＵＶカウンタにより監
視し、その反応生成物が所定値以下になった場合に、ク
リーニングガスの供給を停止するので、石英製の処理容
器その他の治具に被着したタンタルオキサイド膜のみを
選択的にエッチングし、石英製の処理容器その他の治具
に与える損傷を最小限に抑えることが可能となる。

【００３７】さらにまた請求項４に記載のように、成膜
処理とドライ洗浄処理とを反復的に実施することによ
り、石英製の処理容器その他の治具に対するタンタルオ
キサイド膜の被着を反復的にドライ洗浄することができ
るので、装置のメンテナンス頻度を大幅に減少させるこ
とが可能となる。

【００３８】さらにまた請求項５に記載のように、成膜
処理後に不活性ガスによるパージ処理を行うことによ
り、残留処理ガスを効率的に除去できるので、ドライエ
ッチング速度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用可能な縦型の熱ＣＶＤ装置の
概略を示す断面図である。

【図２】本発明方法の一実施例のフローを示す流れ図で
ある。

【図３】本発明方法の別の実施例のフローを示す流れ図
である。

【図４】本発明方法に基づくＣｌＦ₃によるＴａ₂Ｏ₅膜
のエッチングレートを示す図表である。

【符号の説明】

２管状炉４反応管５加熱手段６ウェハボート１２ガス導入口１３ガス供給系１５ペンタエトキシタンタル供給源１６酸素供給源１７三フッ化塩素供給源１８窒素供給源１９排気口２０真空ポンプ２１反応生成物センサ２２制御器Ｗ半導体ウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理容器内に収容された被処理体に対し
てタンタルオキサイド膜を成膜させる熱処理において、
成膜処理後に少なくともＣｌＦ₃を含むクリーニングガ
スを前記処理容器内に導入してドライ洗浄を行うことを
特徴とする、熱処理方法。
【請求項２】前記成膜処理時の温度環境を実質的に変
化させずに前記ドライ洗浄処理が実施されることを特徴
とする、請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】前記ドライ洗浄処理時の排気ガス中に含
まれる反応生成物を監視し、その反応生成物が所定値以
下になった場合に、前記クリーニングガスの供給を停止
することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに
記載の熱処理方法。
【請求項４】前記成膜処理と前記ドライ洗浄処理とを
反復的に実施することを特徴とする、請求項１、２また
は３に記載の熱処理方法。
【請求項５】前記成膜処理後に、不活性ガスを前記処
理容器内に導入し、処理ガスと不活性ガスとを置換した
後に、前記ドライ洗浄処理が実施されることを特徴とす
る、請求項１、２、３または４のいずれかに記載の熱処
理方法。
【請求項６】処理容器内に収容された被処理体に対し
てタンタルオキサイド膜を成膜させる熱処理装置におい
て、成膜処理後に少なくともＣｌＦ₃を含むクリーニン
グガスを前記処理容器内に導入するためのガス導入手段
を設けたことを特徴とする、熱処理装置。
【請求項７】さらに、前記ドライクリーニングガスに
よるドライ洗浄中の温度環境を成膜処理時の温度環境と
実質的に同一に保持するための手段を設けたことを特徴
とする、請求項６に記載の熱処理方法。
【請求項８】さらに、前記ドライ洗浄処理時の排気ガ
ス中に含まれる反応生成物を監視するための手段と、そ
の監視手段により検出された反応生成物が所定値以下に
なった場合に前記クリーニングガスの供給を停止するた
めの手段を設けたことを特徴とする、請求項６または７
のいずれかに記載の熱処理方法。