JP6820793B2 - 基板処理装置、排気管のコーティング方法及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、排気管のコーティング方法及び基板処理方法に関する。

従来から、鋼性基材の表面に、酸化珪素−酸化アルミニウム−酸化クロム及び硼素塩化合物及びりん酸塩化合物のうちから選ばれる少なくとも１種の、焼結することによって非晶質無機物質を生成する材料である焼結助剤からなる複合酸化物皮膜を被覆してなる半導体製造装置用部材が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる複合酸化物皮膜は、半導体製造装置の排気管にも適用され、ステンレス鋼からなる排気管の内部をコーティングする用途にも用いられている。

特許第３４０８５３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の複合酸化物皮膜を排気管内部に形成して用いた場合、半導体製造装置の処理容器内をドライクリーニングする際に複合酸化物皮膜のコーティングが徐々にエッチングされてゆき、コーティングの剥がれがパーティクルとなってしまい、基板処理に悪影響を与える場合があるという問題があった。

また、複数回のドライクリーニングにより複合酸化物皮膜のコーティングが薄くなってしまった場合には再度のコーティングが必要であるが、コーティングを行うためには専門のコーティング業者に依頼する必要があり、メインテナンスに時間及び費用を要するという問題があった。

そこで、本発明は、排気管内のパーティクルの発生を抑制するとともに、メインテナンスが容易な基板処理装置、排気管のコーティング方法及び基板処理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、本発明の一態様に係る基板処理装置は、基板を収容して処理可能な処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を処理するときに、前記基板に酸化ガスを供給可能な酸化ガス供給ノズルと、
該処理容器に接続された排気管と、
該排気管を介して前記処理容器内を排気する排気手段と、
前記処理容器内の前記酸化ガス供給ノズルよりも前記排気管に近い位置に設けられ、前記処理容器を介して前記排気管内にシリコン含有ガス及び酸化ガスの少なくとも一方を供給可能な排気管コーティング用ガスノズルと、
前記処理容器を加熱する加熱手段と、を有し、
前記基板を処理するときには前記酸化ガス供給ノズルから前記酸化ガスが前記基板に供給されて前記排気管コーティング用ガスノズルからは前記シリコン含有ガス及び前記酸化ガスはいずれも供給されず、前記処理容器内に前記基板が存在しないときに前記排気管コーティング用ガスノズルから前記シリコン含有ガス又は前記酸化ガスが供給される。

本発明によれば、排気管内のパーティクルの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。 本発明の実施形態に係る排気管のコーティング方法及び基板処理方法の原理について説明するための図である。 マニホールドの内部の下部への成膜量をシリコン含有膜の種類毎に示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の一例を示した図である。図１に示す通り、本実施形態に係る基板処理装置は、反応管１０と、インナーチューブ１１と、ヒーター２０と、マニホールド３０と、処理ガスノズル４０と、処理ガス供給配管５０と、バルブ６０〜６４と、処理ガス供給源７０と、シリコン含有ガス供給源７１と、酸化ガス供給源７２と、排気管８０と、排気分岐管８１と、自動圧力制御バルブ９０と、真空ポンプ１００と、排気管コーティング用ガスノズル１１０と、コーティング用ガス供給配管１２０〜１２２と、テーブル１３０と、載置台１３１と、蓋体１４０と、昇降機構１５０と、ウエハボート１６０と、断熱材１７０と、筐体１８０と、圧力計１９０と、除外装置２００と、制御部２１０と、を有する。また、処理ガスノズル４０は吐出孔４１を有し、蓋体１４０はフランジ部１４１を有する。駆動機構１５０は、アーム１５１と回転軸１５２とを有する。また、ウエハボート１６０には、複数のウエハＷが載置される。

図１に示す基板処理装置は、ウエハボート１６０上に複数枚のウエハＷを縦方向に所定間隔を空けた状態で積載し、処理ガスノズル４０から反応管１０、正確にはインナーチューブ１１内に処理ガスを供給しながらヒーター２０で加熱してウエハに成膜処理を行う縦型熱処理装置として構成されている。本実施形態に係る基板処理装置は、処理ガスノズルを用いて基板処理を行う基板処理装置であれば、種々の基板処理装置に適用可能であるが、本実施形態においては、基板処理装置を縦型熱処理装置として構成した例を挙げて説明する。

反応管１０及びインナーチューブ１１は、ウエハボート１６０に載置されたウエハＷを収容し、ウエハＷに加熱処理を施すための処理容器である。反応管１０及びインナーチューブ１１は、略円筒形状を有し、ウエハボート１６０に鉛直方向に積載された数十枚〜１００枚のウエハＷを一度にバッチ処理可能な高さを有する。なお、反応管１０及びインナーチューブ１１は、種々の材料から構成されてよいが、例えば、石英から構成されてもよい。また、図１には示されていないが、インナーチューブ１１の天井は開放されているか、インナーチューブ１１の側面の排気管８０側にスリットが形成されており、真空ポンプ１００によりインナーチューブ１１内が排気可能に構成されている。

反応管１０は、下端、つまり底面が開口しており、ウエハＷを載置したウエハボート１６０の搬入及び搬出は、下端の開口から行う構成となっている。

ヒーター２０は、反応管１０の周囲に設けられ、外側からインナーチューブ１１内に載置されたウエハＷを加熱処理するための加熱手段である。

マニホールド３０は、反応管１０の内部に設けられた処理ガスノズル４０に処理ガスを供給する処理ガス供給配管５０を接続する箇所である。即ち、マニホールド３０は、外部から処理ガス供給配管５０が接続可能であるとともに、接続された処理ガス供給配管５０が反応管１０の内部に設けられた処理ガスノズル４０と連通可能になるように構成されている。また、マニホールド３０は、フランジに類似した外周側に張り出した形状を有する。

処理ガスノズル４０は、反応管１０、正確にはインナーチューブ１１の内部に処理ガスを供給するためのガス供給手段である。処理ガスノズル４０は、例えば、石英で構成される。処理ガスノズル４０は、マニホールド３０からインナーチューブ１１内に挿入され、インナーチューブ１１の内周面に沿って縦に延び、内側を向いて設けられた複数の吐出孔４１からウエハＷに処理ガスを供給可能に構成されている。なお、処理ガスは、基板処理装置が成膜処理を行う場合には、成膜に必要なガスが供給され、他の処理を行う場合には、各々の用途に応じた処理ガスが供給される。

処理ガスノズル４０は、図１においては、紙面の都合上１本しか示されていないが、複数の処理ガスノズル４０が備えられてよい。基板処理装置で行う基板処理が成膜処理である場合には、互いに反応して反応生成物を生成する複数種類の処理ガスが供給される場合が多い。成膜用の処理ガスの場合、シリコン含有ガス、有機金属含有ガス等の原料ガスと、これらの原料ガスを酸化する酸化ガス、又は原料ガスを窒化する窒化ガスとの組み合わせで用いられる場合が多い。酸化ガスとしては、例えば、オゾン、酸素、水等が用いられ、窒化ガスとしては、アンモニアが用いられる場合が多い。その他、ウエハＷのパージを行うためのパージガス供給用の処理ガスノズル４０を設けてもよい。パージガスとしては、窒素ガスに代表される不活性ガスの他、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスも用いられる。なお、処理ガスノズル４０が複数本設けられる場合には、略円筒形の反応管１０の周方向に沿って複数の処理ガスノズル４０を配列するように設けてもよい。

処理ガス供給配管５０の反応管１０に接続されない他端は処理ガス供給源７０に接続され、処理ガス供給源７０からガス供給配管５０を介して処理ガスノズル４０に処理ガスを供給可能な構成となっている。

処理ガス供給配管５０には、バルブ６０が設けられており、処理ガスノズル４０への処理ガスの供給と遮断、及び供給時の流量を調整できるように構成されている。

処理ガス供給源７０は、処理ガスノズル４０に処理ガスを供給するためのガス貯留源である。処理ガス供給源７０は、用途に応じて種々の処理ガスを処理ガスノズル４０に供給することができるが、例えば、成膜処理を行う場合の原料ガスを処理ガスノズル４０に供給してもよい。

排気管８０は、反応管１０の内部を排気するための管路であり、真空ポンプ１００等の排気手段に接続され、反応管１０内を排気可能に構成される。また、排気管８０の途中経路には、圧力を自動調整する自動圧力制御バルブ９０が設けられる。

排気管８０は、種々の材料で構成されてよいが、例えば、ステンレス鋼で構成されてもよい。一般的に、排気管８０の内部には、クロムやニッケル等の金属コーティングが施されている場合が多いが、本実施形態に係る基板処理装置では、排気管８０の内部にそのような金属コーティングは施されていない。その代わり、基板処理を行う前に、ＳｉＯ_２コーティング膜を形成し、ガラスコーティングを行うようにする。なお、この点の詳細については後述する。

真空ポンプ１００は、反応管１０内を真空排気するための排気手段であり、例えば、ドライポンプが使用される。なお、真空ポンプ１００は、反応管１０内を排気できれば、ドライポンプに限らず、種々の排気手段を用いてよい。

分岐排気管８１は、排気管８０の圧力を測定したり、反応管１０の圧力を大気圧にするために圧力自動制御バルブ９０を閉にしているときに、圧力を上げ過ぎて低下させたりする場合等に用いる配管である。排気管８０の圧力を測定する場合には、バルブ６３を開にして圧力計１９０で圧力を測定する。一方、蓋体１４０を下降させる際、反応管１０の圧力を大気圧にするが、反応管１０の内圧が大気圧よりも高くなった場合には、バルブ６４を開放して圧力を低下させることができる。

排気管コーティング用ガスノズル１１０は、排気管８０の内部をガラスコーティングし、排気管８０の内部にＳｉＯ_２コーティング膜を形成するために酸化ガス及びシリコン含有ガスの少なくとも一方を供給するためのガスノズルである。排気管８０内にＳｉＯ_２コーティング膜を形成することにより、排気管８０内のパーティクルをＳｉＯ_２コーティング膜で上から覆って固定し、基板処理時に排気管８０内のパーティクルが反応管１０内に散布されることを防止することができる。

排気管コーティング用ガスノズル１１０は、酸化ガス及びシリコン含有ガスの少なくとも一方を吐出する吐出孔１１１を有する。図１においては、吐出孔１１１は、反応管１０の中心方向を向いて複数の吐出孔１１１が設けられた例が示されているが、複数の吐出孔１１１は別の方向を向いて設けられてもよく、例えば、インナーチューブ１１の内周面に沿う方向に、又は対向する方向に設けられてもよい。ガスを供給するターゲットは反応管１０内ではなく、排気管８０となるので、排気管８０へのガスの供給が良好になる方向を選択して設けるようにしてよい。また、吐出孔１１を排気管コーティング用ガスノズル１１０の側面に設けるのではなく、上端に設ける構成としてもよい。例えば、図１に示す排気管コーティング用ガスノズル１１０の上端に１個の大きな吐出孔１１１を設けるようにしてもよい。排気管８０との距離が接近しているので、排気管８０へのガス供給は良好になると考えられる。

コーティング用ガス供給配管１２０〜１２２は、コーティング用ガスであるシリコン含有ガス及び酸化ガスをコーティング用ガスノズル１１０に供給するための配管である。コーティング用ガス供給配管１２１は、シリコン含有ガス供給源７１に接続されたシリコン含有ガス供給用の配管である。コーティング用ガス供給配管１２１には、バルブ６１が設けられている。

一方、コーティング用ガス供給配管１２２は、酸化ガス供給源７２に接続された酸化ガス供給用の配管である。コーティング用ガス供給配管１２２には、バルブ６２が設けられている。

また、コーティング用ガス供給配管１２０は、コーティング用ガス供給配管１２１とコーティング用ガス供給配管１２２の合流配管であり、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition、原子層堆積法）成膜を行う場合には、シリコン含有ガスと酸化ガスが交互に供給されるため、コーティング用ガス供給配管１２０からは、常にシリコン含有ガス又は酸化ガスのいずれか一方が供給される。

具体的には、バルブ６１、６２を切り替え、バルブ６１を開にしてシリコン含有ガスをシリコン含有ガス供給源７１から供給する動作と、バルブ６２を開にして酸化ガスを酸化ガス供給源７２から供給する動作を交互に行うようにすれば、排気管コーティング用ガスノズル１１０からシリコン含有ガスと酸化ガスが交互にインナーチューブ１１内に供給される。排気管コーティング用ガスノズル１１０は、インナーチューブ１１内の排気管８０の近傍に配置されているので、排気管コーティング用ガスノズル１１０から供給されたシリコン含有ガスと酸化ガスは、真空ポンプ１００の排気により、容易に排気管８０から排気される。つまり、排気管８０内にＳｉＯ_２膜の成膜用のガスであるシリコン含有ガスと酸化ガスが交互に供給され、シリコン含有ガスが排気管８０の内部に吸着し、次いで酸化ガスが供給されて排気管８０内の表面上で反応して反応生成物であるＳｉＯ_２膜が成膜される。即ち、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition、原子層堆積法）成膜により、ガラスコーティングがなされる。このような反応を排気管８０内で発生させるべく、排気管コーティング用ガスノズル１１０が設けられる。

なお、処理ガスノズル４０からシリコン含有ガス又は酸化ガスのいずれか一方を供給可能な場合には、他方のガスのみを排気管コーティング用ガスノズル１１０から供給するようにしてもよい。

また、複数の処理ガスノズル４０の中に、シリコン含有ガスを供給可能な処理ガスノズル４０と酸化ガスを供給可能な処理ガスノズル４０の双方が存在する場合には、排気管コーティング用ガスノズル１１０からは、酸化ガスのみを供給する構成としてもよい。酸化ガスの方が、シリコン含有ガスよりも扱いやすいため、排気管８０付近に配置するのは酸化ガスを優先する方が好ましい。この場合には、コーティング用ガス供給配管１２０、１２２、バルブ６２及び酸化ガス供給源７２のみを設ける構成とすれば十分である。

なお、排気管８０内の成膜は、ＡＬＤ成膜の他、シリコン含有ガス及び酸化ガスを同時に供給するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜で行うことも可能であるので、排気管コーティング用ガスノズル１１０を２本設けるか、処理ガスノズル４０との組み合わせによりシリコン含有ガス及び酸化ガスを同時供給可能な構成とし、ＣＶＤ成膜によりＳｉＯ_２コーティング膜を形成するようにしてもよい。しかしながら、ＡＬＤ成膜の方がＣＶＤ成膜よりも低温プロセスでの成膜が可能であること、薄くて高密度の成膜が可能であること、面内均一性に優れた成膜が可能であることから、ＡＬＤ成膜を採用することが好ましい。

テーブル１３０は、ウエハボート１６０を載置する載置台１３１を支持するための支持テーブルである。

載置台１３１は、テーブル１３０上に設けられ、テーブル１３０とともにウエハボート１６０を載置支持するための支持台である。なお、テーブル１３０及び載置台１３１も、例えば、石英で構成されてもよい。

蓋体１４０は、反応管１０の下端の開口を密閉可能な蓋部材である。蓋体１４０の上部にはシール材１４２を上面に有するフランジ部１４１が設けられ、反応管１０の開口を密閉可能な構成となっている。フランジ部１４１は、例えば石英から構成されてもよい。図１にはしめされていないが、シール材１４２が反応管１０の外周側の底面の一部と接触し、密閉した状態で蓋体１４０を閉めることができる構成となっている。

昇降機構１５０は、蓋体１４０を昇降させるための機構であり、アーム１５１及び回転軸１５２を有する。回転軸１５２は、昇降機構１５０に支持されたアーム１５１の先端に取り付けられており、蓋体１４０を貫通し、先端にテーブル１３０が固定されている。これにより、蓋体１４０を固定したまま回転させない一方、回転軸１５２でウエハボート１６０を回転させながら基板処理を行うことができる。昇降機構１５０は、ウエハボート１６０及び蓋体１４０等を一体的に昇降できるとともに、テーブル１３０、載置台１３１及びウエハボート１６０のみ回転可能に構成されている。なお、テーブル１３０を蓋体１４０側へ固定して設け、ウエハボート１６０を回転させることなくウエハＷの処理を行うようにしてもよい。

よって、蓋体１４０は、ウエハＷが載置されたウエハボート１６０を支持した状態で昇降可能に構成されており、ウエハボート１６０を支持した状態で反応管１０の下端の開口を密閉可能に構成されている。よって、ウエハボート１６０の反応管１０への搬入及び反応管１０からの搬出は、蓋体１４０の上方にウエハボート１６０が支持された状態で蓋体１４０を昇降させることにより行う。

ウエハボート１６０は、上述のように、複数のウエハＷを縦方向において所定間隔を有して、各々を水平に保持可能な基板保持具である。ウエハボート１６０も、例えば石英で構成されてもよい。

断熱材１７０は、ヒーター２０の熱が外部に漏れないようにするための手段である。反応管１０及びヒーター２０を覆うように設けられる。

筐体１８０は、縦型熱処理装置全体を覆うハウジング手段である。筐体１８０の内部に断熱材１７０が充填され、外部に放出される熱を抑制する。

除害装置２００は、真空ポンプ１００の下流側に設けられ、有害物質を無害物質に変える処理を行う装置である。

制御部２１０は、縦型熱処理装置全体を制御する手段である。制御部２１０は、バルブ６０〜６４の開閉の切り替え及び真空ポンプ１００の運転も制御する。制御部２１０は、種々の演算処理手段から構成されてよいが、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置、Central Processing Unit）及びＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有し、プログラムにより動作するマイクロコンピュータから構成されてもよいし、特性の用途向けに複数機能の回路を１つにまとめた集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等から構成されてもよい。制御部２１０は、演算処理機能を有し、熱処理装置全体を制御することができれば、種々の手段から構成されてよい。

なお、制御部２１０は、処理ガスノズル４０及び排気管コーティング用ガスノズル１１０から供給される処理ガス、シリコン含有ガス及び酸化ガスの供給タイミングも制御する。これにより、ＡＬＤ成膜を行うことが可能となる。

縦型熱処理装置は、図１で示した構成の他、ＦＯＵＰ（Front Opener Unified Pod）等のウエハカセットからウエハボート１６０にウエハＷを移載するウエハ移載機構等を備えるが、それらの要素は、本実施形態に係る基板処理装置の特徴部分との関連性は薄いため、本実施形態においては、その図示及び説明は省略する。

次に、本発明の実施形態に係る排気管のコーティング方法及び基板処理方法の原理について説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る排気管のコーティング方法及び基板処理方法の原理について説明するための図である。

図２（ａ）は、パーティクルＰ１が付着した排気管８０の内壁の状態を示した図である。パーティクルＰ１の種類、性質は特に問わない。

図２（ｂ）は、本実施形態に係る排気管のコーティング方法を実施した状態を示した図である。パーティクルＰ１の上を含む排気管８０の内壁の全面を覆うようにＳｉＯ_２コーティング膜２２０が形成される。ＳｉＯ_２はガラスの成分であるため、ガラスコーティングが排気管８０の内部に施されたことになる。ＳｉＯ_２コーティング膜２２０の形成により、パーティクルＰ１が固定され、排気管８０から[0]逆流してウエハＷ上に散布されることを防止することができる。

なお、かかる排気管８０の内部へのコーティングは、ウエハＷが反応管１０内に存在しない時に行う。つまり、成膜処理を行う前や、ドライクリーニングの後に行う。

図２（ｃ）は、成膜処理を実施した状態を示した図である。成膜処理においては、反応管１０の内部を排気している排気管８０の内部には、成膜処理に用いられる処理ガスも当然に流入し、排気管８０の内部でも成膜処理と同様の反応が発生する。よって、ＳｉＯ_２コーティング膜２２０上に成膜用の膜２３０がある程度堆積してしまう。パーティクルＰ１は、成膜処理時にも排気管８０内に固定され、ウエハＷ上に散布されることを防止することができる。なお、成膜処理で形成される膜２３０の種類は問わず、ＳｉＯ_２コーティング膜２２０と同じくシリコン酸化膜であってもよいし、有機金属元素を含むｈｉｇｈ−ｋ膜であってもよい。また、酸化膜に限らず、窒化膜であってもよい。このように、本実施形態に係る排気管のコーティング方法は、種々のプロセスに適用することができる。また、石英起因のパーティクルＰ１が発生し易いのは成膜処理であるが、総ての種類のパーティクルＰ１に有効であるので、成膜処理に限らず、他の基板処理にも適用可能である。

図２（ｄ）は、ドライクリーニングを行った状態を示した図である。成膜処理後は、必要に応じてドライクリーニングを行うことにより、成膜された膜２３０を除去することができる。ドライクリーニングは、成膜毎に行ってもよいし、膜２３０の累積膜厚が所定厚さ（μｍ）に到達したときに実施するようにしてもよい。その際の累積膜厚は、排気管８０内で測定しなくてもよく、インナーチューブ１１内のいずれかの箇所で行えば十分である。

ドライクリーニングは、成膜処理に用いる膜２３０の除去を目的としているので、ＳｉＯ_２コーティング膜２２０は除去されずに残る。

なお、ドライクリーニング後に新たなパーティクルＰ２が発生する可能性があるが、新たなパーティクルＰ２はＳｉＯ_２コーティング膜２２０上に載ることになる。

図２（ｅ）は、２回目の排気管のコーティング方法を実施した状態を示した図である。これにより、新たなパーティクルＰ２上にもＳｉＯ_２コーティング膜２２１が形成され、パーティクルＰ１、Ｐ２が排気管８０の内壁上に固定される。

図２（ｆ）は、２回目の成膜処理を実施した状態を示した図である。ＳｉＯ_２コーティング膜２２１上に膜２３１が成膜されるが、パーティクルＰ１、Ｐ２は排気管８０の内部位に固定されて留まり、成膜処理に悪影響を及ぼすことは無い。

このように、本実施形態に係る排気管のコーティング方法及び基板処理方法によれば、排気管８０内のパーティクルＰ１、Ｐ２を固定することができ、基板処理時のパーティクルＰ１、Ｐ２のウエハＷ上への散布を防止することができる。

また、従来必要であった排気管８０内の金属コーティングが不要となり、外部の業者にそのような金属コーティング膜の形成を依頼する必要が無くなり、排気管８０を取り外すことなく、成膜処理を行う業者自身でガラスコーティングを行うことが可能となる。このため、時間的にもコスト的にも大幅な節減になるとともに、稼働率を高めることが可能となる。

図３は、マニホールドの下部への成膜量をシリコン含有膜の種類毎に示した図である。成膜時におけるマニホールド３０の下部は、成膜が行われる領域よりも低い温度となっており、成膜し難い状態となっている。しかしながら、図３に示される通り、成膜領域外の比較的温度が低いマニホールド３０の下部であっても、ＳｉＯ_２膜の成膜量は、他の種類のシリコン含有膜（ポリシリコン膜、ＳｉＮ膜）よりも著しく多い。本実施形態に係る排気管のコーティング方法では、このような低温でも成膜が可能なＳｉＯ_２膜の性質を利用し、成膜時のように反応管１０内を高温にすること無く、低温で排気管８０の内部にＳｉＯ_２コーティング膜２２０を形成している。

次に、図１を再び用いて、本実施形態に係る排気管のコーティング方法及び基板処理方法を実施するための動作について説明する。

本実施形態に係る排気管８０内へのコーティング方法は、成膜処理を行う前、ドライクリーニング後等に実施される。よって、ウエハボート１６０を反応管１０内に搬入しない状態で、かつ蓋体１４０は密閉した状態で行う。よって、図１においては、ウエハボート１６０が示されているが、ウエハボート１６０の存在しない状態で排気管８０内へのコーティング方法を実施してもよい。

本実施形態に係る排気管８０内へのコーティング除去方法では、まず、真空ポンプ１００を動作させ、反応管１０内を排気する。この時、自動圧力制御バルブ９０は当然に開とされている。また、排気管８０内を成膜するため、ヒーター２０も成膜可能な温度まで加熱する。

次いで、排気管コーティング用ガスノズル１１０から、シリコン含有ガス及び酸化ガスの両方又は少なくとも一方を供給する。シリコン含有ガスは、シリコン元素を含有する種々のガスを用いてよいが、例えば、アミノシラン、モノシラン、及びジシランガスなどのシランガスを用いるようにしてもよい。また、酸化種となるガスも、オゾンガス、酸素ガス、水等の用途に応じたガスを選択することができる。

ここで、処理ガスノズル４０の中にシリコン含有ガスを供給する処理ガスノズル４０が存在する場合には、当該処理ガスノズル４０からシリコン含有ガスを供給し、排気管コーティング用ガスノズル１１０からは酸化ガスのみを供給すればよい。供給の方法は、ＣＶＤ成膜の場合は同時供給であるが、ＡＬＤ成膜の場合にはシリコン含有ガスと酸化ガスとを交互に供給する。反応管１０（正確にはインナーチューブ１１）内に供給されたシリコン含有ガス及び酸化ガスは、真空ポンプ１００の排気により排気管８０内に吸引され、排気管８０の内壁にＳｉＯ_２コーティング膜２２０が形成される。

一方、処理ガスノズル４０に酸化ガスを供給するノズルのみが存在する場合には、当該処理ガスノズル４０から酸化ガスを供給し、排気管コーティング用ガスノズル１１０からは、シリコン含有ガスを供給すればよい。この場合にも、排気管８０の内壁にＳｉＯ_２コーティング膜２２０を形成することができる。

また、複数本の処理ガスノズル４０の中に、シリコン含有ガスを供給するノズルも酸化ガスを供給するノズルも含まれていない場合には、排気管コーティング用ガスノズル１１０からシリコン含有ガス及び酸化ガスの双方を供給すればよい。ＡＬＤ成膜では、異なる種類のガスの供給を交互に行うため、１本の排気管コーティング用ガスノズル１１０から交互にシリコン含有ガスと酸化ガスを供給するようにすれば、ＡＬＤ成膜によりコーティング対象の排気管８０の内壁にＳｉＯ_２コーティング膜２２０を形成することができる。更に、シリコン含有ガス供給用のコーティング用ガスノズル１１０と酸化ガス供給用のコーティング用ガスノズル１１０とを別個に設け、ＡＬＤ成膜を行ってもよいし、同時にシリコン含有ガスと酸化ガスを供給してＣＶＤ成膜を行ってもよい。但し、ＡＬＤ成膜の方が好ましいのは上述の通りである。

このようにして排気管８０内にＳｉＯ_２コーティング膜２２０の形成を行った後は、自動圧力制御バルブ９０を閉にし、排気管８０内のガラスコーティングが終了し、基板処理の準備が整ったので、複数枚のウエハＷを載置したウエハボート１６０を反応管１０内に搬入する。

反応管１０内が所定の圧力に到達したら、バルブ６０を開にし、処理ガスノズル４０から処理ガスを供給し、成膜処理を行う。図２（ｃ）で説明したように、パーティクルＰ１は排気管８０内の内壁に固定されて留まるので、ウエハＷ上の成膜に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

なお、成膜処理においては、インナーチューブ１１内にパージガス供給ノズルを適宜設置し、パージガスをインナーチューブ１１内に適宜供給する工程を入れてもよい。特に、ＡＬＤ成膜を行う場合には、供給する処理ガスの種類が変化する際、間にパージガスを供給する場合が多い。パージガスは、窒素ガスの他、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いることができる。

成膜処理が終了したら、蓋体１４０を下降させてウエハボート１６０を搬出するが、その後、必要に応じて、ウエハＷの無い状態で蓋体１４０を密閉してドライクリーニングを行うようにしてもよい。

ドライクリーニングは、フッ素系のドライクリーニングガスを用いて行ってもよく、例えば、ＨＦ等を用いて行ってもよい。ドライクリーニングは、専用のガスノズルを反応管１０内に設け、そのガスノズルからＨＦ等のクリーニングガスを供給することにより行ってもよい。その際、真空ポンプ１００で、排気管８０を介して反応管１０内を排気する。これにより、排気管８０の内壁に付着した膜２３０を除去することができる。

なお、ドライクリーニングの実施時期は、成膜毎でもよいし、所定の膜厚到達時でもよい。

その後は、再びコーティング、成膜を繰り返すことにより、パーティクルを抑制した成膜処理を行うことができる。

なお、コーティング工程は、成膜処理毎に行うことが好ましいが、必要に応じて、数回の成膜処理毎に１回行うようにしてもよい。用途に応じて、そのような調整は適宜行うことができる。

また、バルブ６０〜６４、自動圧力制御バルブ９０の開閉、真空ポンプ１００の動作の制御は、制御部２１０で行うようにしてよい。

本実施形態に係る基板処理装置、排気管のコーティング方法及び基板処理方法によれば、排気管８０の内部をＳｉＯ_２コーティング膜２２０でコーティングすることにより、パーティクルＰ１、Ｐ２を排気管８０内に固定し、高品質の基板処理を行うことができる。

また、ドライクリーニングによりＳｉＯ_２コーティング膜２２０が無くなったら、またＳｉＯ_２コーティング膜２３０を同様に形成すればよく、業者に依頼してコーティング膜を形成して貰う必要が無いので、短時間かつ低コストで容易にコーティング膜を形成することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

１０ 反応管
１１ インナーチューブ
２０ ヒーター
３０ マニホールド
４０ 処理ガスノズル
４１、１１１ 吐出孔
５０ 処理ガス供給配管
６０〜６４ バルブ
７０ 処理ガス供給源
７１ シリコン含有ガス供給源
７２ 酸化ガス供給源
８０ 排気管
８１ 分岐排気管
９０ 自動制御バルブ
１００ 真空ポンプ
１１０ 排気管コーティング用ガスノズル
１２０〜１２２ コーティング用ガス供給配管
１６０ ウエハボート
２１０ 制御部

Claims (15)

1. 基板を収容して処理可能な処理容器と、
   前記処理容器内に設けられ、前記基板を処理するときに、前記基板に酸化ガスを供給可能な酸化ガス供給ノズルと、
   該処理容器に接続された排気管と、
   該排気管を介して前記処理容器内を排気する排気手段と、
   前記処理容器内の前記酸化ガス供給ノズルよりも前記排気管に近い位置に設けられ、前記処理容器を介して前記排気管内にシリコン含有ガス及び酸化ガスの少なくとも一方を供給可能な排気管コーティング用ガスノズルと、
   前記処理容器を加熱する加熱手段と、を有し、
   前記酸化ガス供給ノズルは、
   前記基板を処理するときには前記酸化ガス供給ノズルから前記酸化ガスが前記基板に供給されて前記排気管コーティング用ガスノズルからは前記シリコン含有ガス及び前記酸化ガスはいずれも供給されず、前記処理容器内に前記基板が存在しないときに前記排気管コーティング用ガスノズルから前記シリコン含有ガス又は前記酸化ガスが供給される基板処理装置。
2. 前記基板に処理するときに、前記基板にシリコン含有ガスを供給可能であり、前記処理容器内の前記排気管コーティング用ガスノズルよりも前記排気管に遠い位置に設けられたシリコン含有ガス供給ノズルを更に有し、
   前記排気管コーティング用ガスノズルは前記酸化ガスを供給可能であり、
   前記排気手段により排気しながら、前記シリコン含有ガス供給ノズルから前記シリコン含有ガス、前記排気管コーティング用ガスノズルから前記酸化ガスを供給することにより、前記排気管内にＳｉＯ_２コーティング膜の形成が可能である請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記シリコン含有ガス供給ノズルからの前記シリコン含有ガスの供給と、前記排気管コーティング用ガスノズルからの前記酸化ガスの供給を交互に行わせる制御手段を更に有し、
   ＡＬＤ成膜により前記ＳｉＯ_２コーティング膜の形成が可能である請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記排気管コーティング用ガスノズルから前記シリコン含有ガス及び前記酸化ガスを交互に供給させる制御手段を更に有し、
   ＡＬＤ成膜により前記排気管内にＳｉＯ_２コーティング膜を形成することが可能である請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記制御手段は、前記基板が前記処理容器に収容されていないときに、前記排気管内に前記ＳｉＯ_２コーティング膜を形成する請求項３又は４に記載の基板処理装置。
6. 前記処理容器内にクリーニングガスを供給可能なクリーニングガスノズルを更に有し、
   前記基板が前記処理容器に収容されていないときは、該クリーニングガスノズルからクリーニングガスが供給されて前記処理容器内のクリーニングが行われた後を含む請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記処理容器は、水平に保持した複数の基板を鉛直方向に所定間隔を空けて積載可能な基板保持具を収容可能な縦長の円筒形の側面を含む形状を有するとともに、該側面の内周面に沿った円筒形の側面を有するインナーチューブを有し、
   前記排気管コーティング用ガスノズルは、前記インナーチューブの内側に設けられた請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記処理容器内には、処理ガスを供給可能な処理ガスノズルが複数設けられ、前記基板上に成膜処理を行うことが可能である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記シリコン含有ガスはシランガスであり、
   前記酸化ガスはオゾンガスである請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 処理容器内に処理対象が存在しないときに、前記処理容器に接続された排気管を介して前記処理容器内を排気する工程と、
    前記処理容器内の処理対象を処理するときに処理ガスを供給した位置よりも前記排気管に近い位置から酸化ガスを供給するとともに、前記処理容器内の任意の箇所からシリコン含有ガスを供給し、前記処理容器内に前記処理対象が存在しないときに前記排気管内にＳｉＯ_２コーティング膜を形成する工程と、を有する排気管のコーティング方法。
11. 前記酸化ガス及び前記シリコン含有ガスは交互に供給され、ＡＬＤ成膜により前記排気管内に前記ＳｉＯ_２コーティング膜を形成する請求項１０に記載の排気管のコーティング方法。
12. 前記シリコン含有ガスは、前記処理容器内の前記排気管近傍から供給される請求項１１に記載の排気管のコーティング方法。
13. 前記酸化ガス及び前記シリコン含有ガスは、前記処理容器内の前記排気管近傍に設けられた同一ノズルから交互に供給される請求項１２に記載の排気管のコーティング方法。
14. 前記処理容器内をドライクリーニングする工程を更に有し、
    前記排気管内に前記ＳｉＯ_２コーティング膜を形成する工程は、前記処理容器内をドライクリーニングする工程の後に行われる請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の排気管のコーティング方法。
15. 前記シリコン含有ガスはシランガスであり、
    前記酸化ガスはオゾンガスである請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の排気管のコーティング方法。

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