TW201203426A - Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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201203426 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種處理基板之基板處理裝置、及 基板的工程之半導體裝置的製造方法及處理容器 法。 【先前技術】 作爲半導體裝置之製造工程的一個工程，例 熱化學氣相成長法（熱CVD法）在半導體晶圓等之 成氮化矽膜（Si3N4膜）等之CVD薄膜的薄膜形成 用熱CVD法的薄膜形成工程係藉由將處理氣體供 有基板的處理室內來進行。薄膜形成工程之目的 板表面形成薄膜，但實際上除了基板表面以外， 如在構成處理室的反應管之內壁等處附著含有薄 物之情況。此種沉積物每在實施薄膜形成工程就 者’.當到達一定的厚度以上時會剝離，成爲在處 生異物（粒子）的主要原因。因此，有必要在沉積 每達到一定的厚度時，藉由除去沉積物來淨化處 處理室內部的構件。 以往’作爲除去沉積物的方法，主流爲採行 理室的反應管從基板處理裝置卸下並在HF水溶 槽中除去反應管內壁所附著的沉積物之濕式淨化 年來，似有採行無需卸下反應管之乾式淨化法的 此種方法而言，係透過將含氟原子（F)的氣體（以 爲淨化氣體）和稀釋氣體直接供給至處理室內，藉 具有處理 的淨化方 如有利用 基板上形 工程。利 給於搬入 雖係朝基 也會有例 膜的沉積 會累積附 理室內產 物的厚度 理室內或 將構成處 液的洗淨 法，但近 趨勢。以 下，亦稱 由控制處

-4- S 201203426 理室內的溫度、壓力、氣體的流量而蝕刻並除去Si3N4膜 等之矽系沉積物。此外，關於使淨化的性能、即蝕刻率提 升的手段’可知一種將含氧原子（〇)等的氣體添加於淨化氣 體之技術（例如參照專利文獻1、2)。且亦知悉一種使用FNO 氣體作爲淨化氣體的技術（例如參照專利文獻3)。 [先前技術文獻] [專利文獻1]特開平10 - 303186號公報 [專利文獻2]特開2005 — 101583號公報 [專利文獻3]特開2003 — 144905號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之課題] 關於添加在淨化氣體之含氧原子等的氣體，一氧化氮 (NO)氣體被寄予希望。然而，當於淨化氣體添加NO氣體 時’會有衍生需將溫度或壓力等之處理條件設成高溫且高 壓側的條件、或造成淨化的進行速度降低的情況。例如， 在使用三氟化氮（N F 3)氣體作爲淨化氣體的情況，由於n F 3 氣體與Ν Ο氣體之反應性低’所以欲使兩氣體充分地反應 時’需將處理室內設爲筒溫且闻壓。又，在使用氟（F2)氣 體作爲淨化氣體的情況，由於F2氣體與NO氣體之反應性 過高，造成兩氣體的反應太快，淨化的進行速度降低。如 此，於淨化氣體添加NO氣體的情況，具有所謂其處理困 難、控制性變差的課題。 又，當使用FNO氣體作爲淨化氣體時，有淨化不進行 的情況。添加於淨化氣體的FNO氣體雖具有促進淨化氣體 201203426 所引起之蝕刻反應的效果，但由於以單體進行蝕刻的蝕刻 率低，故有困難。且FNO.現今尙未被商品化成氣體，而難 以直接作爲淨化氣體來利用。此外，此等課題係透過發明 者的銳意硏究才開始變得明朗的新穎課題。 於是本發明之目的在於：提供一種將一氧化氮氣體添 加於淨化氣體以進行處理室內的乾式淨化之際，可容易處 理且控制性好地提升淨化的性能之基板處理裝置、及半導 體裝置的製造方法以及處理容器的淨化方法。 [解決課題之手段] 依據本發明的一形態，係提供一種基板處理裝置，具 有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系，係將處理氣體供給於前述處理容器 內； 第1淨化氣體供給系，係將含氟原子的氣體和一氧化 氮氣體事先混合並供給至前述處理容器內； 第2淨化氣體供給系，係與前述第1淨化氣體供給系 分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理容器 內；及 控制部，係以將前述處理氣體供給於收容著基板的前 述處理容器內並進行在前述基板上形成薄膜的處理，透過 前述第1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體供給系而各 __〆 自供給前述事前混合的氣體和含氣體氟原子的氣體，以除 去附著在前述處理容器內之含有前述薄膜的沉積物之方 201203426 式，控制前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系' 及前述第2淨化氣體供給系。 依據本發明的另一形態，係提供一種基板處理裝置， 具有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系，係將處理氣體供給於前述處理容器 內； 第1淨化氣體供給系，係具備使含氟原子的氣體分解 的預備分解室，將藉由該預備分解·室而使含氟原子的氣體 分解的氣體與一氧化氮氣體事先混合並供給於前述處理容 器內； 第2淨化氣體供給系，係與前述第1淨化氣體供給系 分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理容器 內；及 控制部，進行對收容有基板的前述處理容器內供給前 述處理器體以於前述基板上形成薄膜的處理，經由前述第 1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體供給系而各自供給 前述事先混合的氣體和含氣體氟原子的氣體，以除去含有 附著於前述處理容器內的前述薄膜之沉積物的方式，控制 前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系、及前述 第2淨化氣體供給系。 依據本發明的又另一形態，係提供一種半導體裝置的 製造方法，具有： 進行對收容有基板的處理容器內供給前述處理器體以 201203426 於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 含氟原子的氣體和一氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且 經由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體 供給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含有附著在前述 處理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。（―申請專利範圍 第7項之內容。） 依據本發明的另一形態，係提供一種半導體裝置的製 造方法，具有： 進行對.收容有基板的處理容器以於前述基板上形成薄 膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一氧化氮 氣體事先混合後的氣體，並且經由和前述第1淨化氣體供 給系分開設置的第2淨化氣體供給系而供給含前述氟原子 的氣體，以除去含有附著在前述處理容器內之前述薄膜的 沉積物之工程。 依據本發明的又另一形態，係提供一種處理容器的淨 化方法，具有： 提供（providing)在基板上進行形成薄膜的處理之處理 容器的工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 含氟原子的氣體和一氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且 由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供 201203426 給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含有附著在前述處 理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。 依據本發明的又另一形態，係提供一種處理容器的淨 化方法，具有： 提供（pro vi ding)在基板上進行形成薄膜的處理之處理 容器的工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一氧化氮 氣體事先混合後的氣體，並且由和前述第1淨化氣體供給 系分開設置的第2淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣 體’以除去含有附著在前述處理容器內之前述薄膜的沉積 物之工程。 [發明效果] 依據本發明的基板處理裝置、及半導體裝置的製造方 法以及處理容器的淨化方法，在將一氧化氮氣體添加於淨 化氣體以進行處理室內的乾式淨化之際，可使其處理容 易，且控制性好地提升淨化的性能。 【實施方式】 [本發明最佳實施形態] 如同上述，CVD薄膜係藉由將處理氣體供給於搬入有 基板的處理室內所形成。以下，針對一般的薄膜形成裝置 之構成和薄膜形成工程分別作簡單說明。 茲一邊參照圖1 一邊說明一般的半導體用CVD薄膜形 成裝置之構成。此種薄膜形成裝置具備：內部具有處理基板

S 201203426 100的成膜室（處理室）101的反應管103;在成膜室101內 將基板1 00以水平姿勢保持多層的晶舟1 02 ;配置於反應 管103周圍的加熱源104 ;將形成CVD薄膜的處理氣體供 給於成膜室101內的處理氣體供給管線105;將藉由蝕刻 除去沉積物之作爲淨化氣體的NF3氣體供給於成膜室101 內之淨化氣體供給管線l〇7a;供給要添加於淨化氣體的NO 氣體之添加氣體供給管線1 〇7b ;自上游依序設置有調整成 膜室101內的壓力之壓力調整閥106及真空泵109的排氣 管線108。反應管103或晶舟102係由石英（Si〇2)所形成。 接著，針對藉此種薄膜形成裝置所實施的薄膜形成工 程作說明。首先，將保持著複數個基板100之晶舟102搬 入成膜室101內。接著，利用加熱源104將基板100的表 面加熱到規定溫度爲止。之後，一邊利用排氣管線1 0 8對 成膜室1 0 1內部排氣，一邊利用處理氣體供給管線1 0 5將 處理氣體供給於成膜室101內，透過CVD(ChemicalVapor Deposition;化學氣相沉積）反應而在基板100上形成薄膜。 此時，利用設置於排氣管線1 〇 8的壓力調整閥1 〇 6以使成 膜室101內的壓力保有一定的壓力的方式作調整。在基板 1 〇〇上形成規定膜厚之薄膜後，停止從處理氣體供給管線 105供給處理氣體。接著，在使薄膜形成後的基板1〇〇降 溫至規定溫度爲止後，將晶舟102朝成膜室101外搬出。 上述的薄膜形成工程中，原本的目的是朝基板100上 形成薄膜。然而，實際上，在朝基板100上形成薄膜之際， 會有在構成成膜室101的反應管103之內壁或晶舟102等

-10- S 201203426 之構件的表面亦附著含薄膜的沉積物之情況。此種沉積物 每在實施上述的薄膜形成工程時就會累積附著，成爲一定 的厚度以上時會發生剝離、掉落，成爲在基板100上產生 異物的主要原因。因此，有必要在沉積物的厚度每達到一 定的厚度時除去沉積物。 作爲除去沉積物的方法，已知有卸下反應管1 0 3並浸 泡在由HF水溶液構成的洗淨液而藉由濕式蝕刻除去沉積 物的濕式淨化法、及將蝕刻氣體供給於成膜室101內（淨化 氣體）而利用乾式蝕刻除去沉積物的乾式淨化法。近年來， 似有採行無需卸下反應管103之乾式淨化法的趨勢。以 下，針對乾式淨化法作簡單說明。 首先，將表面附著有沉積物的空晶舟102搬入內部附 著有沉積物的反應管103內、即成膜室101內。接著，利 用加熱源104將成膜室101內加熱到規定溫度爲止。接著， 一邊利用排氣管線1 0 8對成膜室1 0 1內部進行排氣，一邊 利用淨化氣體供給管線107a將NF3氣體供給至成膜室101 內’透過藉淨化氣體之分解所產生的活性種與沉積物之蝕 刻反應而除去附著於成膜室101內、即反應管103內壁或 晶舟1 02表面的沉積物。此時，從添加氣體供給管線i 〇7b 供給NO氣體，將NO氣體添加至供給於成膜室ιοί內的 NF3氣體’使蝕刻率提升。又 '此時，藉由設置於排氣管 線108的壓力調整閥106將成膜室101內的壓力調整成保 有一定的壓力。成膜室101內的沉積物被除去後，停止從 淨化氣體供給管線1 07供給淨化氣體。接著，進行成膜室 201203426 101內之陳化處理（seasoning)工程。即，朝沒有基板 100 搬入的成膜室101內供給處理氣體，在成膜室101內、即 反應管1〇3的內壁或晶舟102的表面形成薄膜（預覆）使成 膜室101之回復成可轉移至薄膜形成工程的狀態。 作爲淨化氣體，除了作爲氟化氮氣體的三氟化氮（NF3) 氣體以外，還可使用氟（F2)氣體等。然而，如同上述，在 使用NF3氣體作爲淨化氣體的情況，由於NF3氣體與NO 氣體之反應性低，故爲使兩氣體充分地反應，有需要將處 理室內形成例如600°C左右的高溫且高壓。又，在使用F2 氣體作爲淨化氣體的情況，由於F2氣體與NO氣體之反應 性過高，所以有兩氣體的反應過於超前而降低淨化的進行 速度之情況。在這樣於淨化氣體添加Ν Ο氣體的情況，具 有所謂其處理困難、控制性變差的課題。 又，亦可知一種使用FNO氣體單體作爲淨化氣體之技 術。然而，依據發明者等的銳意硏究發現，會有在使用FNO 氣體單體的場合不能進行淨化的情形。即，被添加於淨化 氣體的FNO氣體雖能有效促進因淨化氣體造成的蝕刻反 應，但由於以單體進行蝕刻的蝕刻率低，所以有困難。而 且FNO現今尙未被商品化成氣體，而難以直接作爲淨化氣 體來利用。 於是發明者等遂針對在進行處理室內的乾式淨化之際 可容易處理且控制性好地提升淨化的性能之方法進行了銳 意硏究。結果，獲得藉由將FNO添加於含氟原子的氣體能 解決上述的課題之見解。即，獲得由於FNO氣體的作用是

-12- S 201203426 促進因含氟原子造成的氣體的蝕刻反應’故藉由創造出含 氟原子的氣體和FNO氣體混合存在的狀態得以解決上述的 課題之見解。本發明乃根據發明者所獲得之上述見解而完 成者。 <本發明的一實施形態> 以下，針對本發明的一實施形態作說明。 (1)基板處理裝置之構成 首先，依據圖面來說明本實施形態的基板處理裝置之 構成。圖2係本實施形態所適用的基板處理裝置的處理爐 202之示出縱剖面圖的槪略構成圖。 如圖2所示，處理爐202具有作爲加熱機構的加熱器 2 06。加熱器206是圓筒形狀，藉由被作爲保持板的加熱器 座251所支持而被垂直地安置。 在加熱器206的內側配置有和加熱器206呈同心圓狀 之作爲反應管的加工處理管（process tube)2〇3。加工處理管 2 03係由作爲內部反應管的內管204、及設置在其外側之作 爲外部反應管的外管205所構成。內管204係由例如石英 (Si〇2)或碳化矽（SiC)等之耐熱性材料構成，形成上端及下 端開口的圓筒形狀。在內管204的筒中空部形成有處理室 201，以在作爲基板的晶圓200上進行形成薄膜的處理。處 理室2 0 1係建構成能將晶圓2 0 0藉由後述的晶舟2 1 7以水 平姿勢在垂直方向上排列多層的狀態予以收容。外管205 係由例如石英或碳化矽等之耐熱性材料構成，內徑比內管 2 04的外徑還大，形成上端閉塞而下端開口的圓筒形狀， -13-

S 201203426 且和內管2 〇 4呈同心圓狀設置。 在外管205的下方配置有和外管2〇5呈同心圓狀的岐 管2 09。岐管209係例如由不銹鋼等所構成，形成上端及 下端開口的圓筒形狀。岐管209係設置成與內管204和外 管205卡合，且將此等予以支持。此外，在岐管209與外 管205之間設有作爲密封構件的〇型環220a。其藉由岐管 209被支持於加熱器座251，而加工處理管203係成爲垂直 安置的狀態。利用加工處理管203和岐管209形成作爲處 理容器的反應容器。 在岐管20 9，作爲氣體導入部的噴嘴23 0a、2 3 0b係以 與處理室201內連通的方式連接。在噴嘴230a、230b，分 別連接有將形成薄膜的處理氣體供給至處理室201內的處· 理氣體供給管232a、23 2b。在處理氣體供給管232a和噴嘴 2 3 Oa的連接側之相反側、即上游側，隔著作爲氣體流量控 制器的MFC(質量流量控制器）241 a，連接作爲第1處理氣 體供給源的SiH2Cl2(DCS)氣體供給源271。 在比處理氣體供給管232a的MFC241a還上游側及還 靠下游側，分別設置閥262a、261a。在處理氣體供給管23 2b 和噴嘴230b連接側的相反側、即上游側，隔著作爲氣體流 量控制器的MFC(質量流量控制器）24lb，連接作爲第2處 理氣體供給源的NH3氣體供給源272。在比處理氣體供給 管232b的MFC24 lb還上游側、下游側，分別設置閥262b、 261b。主要是利用處理氣體供給管232a、232b、MFC241a、 241b、閥 262a、 261a、 262b ' 261b、 SiH2Cl2 氣體供給源 -14- s 201203426 271、及NH3氣體供給源272來構成處理氣體供給系。 在比處理氣體供給管232a、232b的閥261a、261b還 靠下游側，分別連接惰性氣體供給管2 3 2 c、2 3 2d。在惰性 氣體供給管23 2c之與處理氣體供給管23 2a連接側的相反 側、即上游側，隔著作爲氣體流量控制器的MFC (質量流量 控制器）24 1 c，連接作爲惰性氣體供給源的N2氣體供給源 27 3。在比惰性氣體供給管2 3 2c的MFC241C還靠上游側及 還靠下游側，分別設置閥262c、26 1 c。在惰性氣體供給管 2 3 2d之與處理氣體供給管23 2b的連接側的相反側、即上 游側，隔著作爲氣體流量控制器的 MFC(質量流量控制 器）241d，連接N2氣體供給源273。嚴格說來，惰性氣體供 給管 2 3 2d的上游側係設置成連接在比惰性氣體供給管 23 2c的閥262c還靠上游側，且惰性氣體供給管23 2d在比 閥< 262c還靠上游側從惰性氣體供給管232c分岐。在比惰 性氣體供給管232d的MFC241d還靠上游側及還靠下游 側，分別設置閥262d、26 1 d。主要是利用惰性氣體供給管 232c、 232d、 MFC241c、 241d、閥 262c、 261c、 262d、 261d、 及N2氣體供給源27 3來構成惰性氣體供給系。此外，惰性 氣體供給系亦扮演稀釋處理氣體或淨化氣體的角色，惰性 氣體供給系亦構成處理氣體供給系或淨化氣體供給系的一 部份。又，惰性氣體供給系亦作爲清淨氣體（purge gas)供 給系發揮功效。 在比處理氣體供給管23 2b的閥261b還靠下游側且比 與惰性氣體供給管232d連接的連接部還靠下游側，連接第 -15-

S 201203426 1淨化氣體供給管2 3.2h的下游端，該第1淨化氣體供給管 23 2h將使含氟原子的氣體分解的氣體和一氧化氮（NO)氣 體事先混合並供給於處理室201內。第1淨化氣體供給管 23 2h和處理氣體供給管23 2b連接側的相反側、即上游側， 分別連接供給NF3氣體的NF3氣體供給管23 2f的下游端、 及供給NO氣體的NO氣體供給管23 2g的下游端。在NF3 氣體供給管2 3 2 f，從上游側依序設有：NF3氣體供給源 2 74、閥262f、作爲氣體流量控制器的MFC(質量流量控制 器）241f、閥261f、以及使NF3氣體分解的預備分解室2 8 0f。 在NO氣體供給管2 3 2 g，從上游側依序設有：NO氣體供給 源2 7 5、閥2 62g、作爲氣體流量控制器的MFC (質量流量控 制器）241g、以及閥261g。此外，預備分解室280f係建構 成爲使用電漿或熱等來分解作爲含氟原子的氣體之NF 3氣 體以生成F2氣體。關於分解NF 3氣體的分解源，例如可使 用電漿源或加熱器等。第1淨化氣體供給系主要由第1淨 化氣體供給管23 2h、NF3氣體供給管2 3 2f ' NO氣體供給 管 2 3 2g、MFC241f、241g、閥 262f、261f、262g、261g、 預備分解室28 Of、NF3氣體供給源274、及NO氣體供給源 2 7 5所構成。 藉由開啓閥262f、261f’從NF3氣體供給源274所供 給的NF3氣體係一邊被MFC241f調整流量一邊被供給至預 備分解室280f內，而分解成F2氣體及N2氣體。在預備分 解室280f內生成的Fa氣體’係經由NF3氣體供給管232f 而被供給於第1淨化氣體供給管232h內。此時，藉由再開

-16- S 201203426 啓閥262g、261g，從NO氣體供給源2 7 5所供給的NO氣 體係一邊被MFC241g調整流量一邊經由NO氣體供給管 2 3 2 g被供給於第1淨化氣體供給管2 3 2h內。接著，藉由 在第1淨化氣體供給管23 2h內混合F2氣體和NO氣體而生 成FNO。所生成之含FNO的氣體係經由第1淨化氣體供給 管232h、處理氣體供給管232b及噴嘴23 0b而被供給至處 理室201內。如此，本實施形態中，並不是將藉由預備分 解生成的F2氣體和NO氣體分別供給至處理室201內’而 是作成在供給於處理室201內之前，於第1淨化氣體供給 管232h內事前混合（預混合）。藉此，.可提高FNO的生成效 率。此外，當F2氣體和NO氣體分別供給於處理室201內 時，F2氣體與NO氣體之反應變不充分，會造成FNO的生 成效率降低。 此外，藉由預備分解生成的F2氣體和NO氣體匯流後 起算迄至到達處理室201內爲止的路徑（比與第1淨化氣體 供給管2 3 2h、處理氣體供給管23 2b的第1淨化氣體供給 管23 2h連接的連接部位還靠下游側）予以增長，可使F2氣 體與NO氣體之反應性更提高，且使FNO的生成效率提升。 即，當藉由預備分解生成的F2氣體和NO氣體被混合之 後，在極短時間供給至處理室201內時，雖有F2氣體和 NO氣體之反應變不充分的情況，但藉由如同上述那樣調整 路徑，使F2氣體和NO氣體充分地反應成爲可能。 在比處理氣體供給管2 3 2 a的閥2 6 1 a還靠下游側且比 與惰性氣體供給管23 2c連接的連接部還靠下游側，連接第 -17-

S 201203426 2淨化氣體供給管2 3 2e的下游端，該第2淨化氣體供給管 23 2e將作爲含氟原子的氣體之NF3氣體供給於處理室201 內。第2淨化氣體供給管2 3 2e的上游端係連接在比NF3氣 體供給管2 3 2 f的閥262f還靠上游側。在第2淨化氣體供 給管232e，從上游側依序設有：閥262e、作爲氣體流量控 制器的MFC (質量流量控制器）241e、以及閥261e。主要是 利用NF3氣體供給管232f、第2淨化氣體供給管2 3 2 e、 MFC241e、閥262e、261e、NF3氣體供給源274來構成第2 淨化氣體供給系。 藉由開啓閥262e、261e，從NF3氣體供給源274所供 給的NF3氣體係一邊被MFC241e調整流量一邊經由第2淨 化氣體供給管232e、處理氣體供給管232a及噴嘴23 0a而 被供給於處理室2 01內。如此一來，本實施形態中，第2 淨化氣體供給系係與第1淨化氣體供給系分開設置。且建 構成爲由第1淨化氣體供給系所供給之含FNO的氣體與由 第2淨化氣體供給系所供給之含氟原子的氣體，係分別供 給至處理室201內而在處理室2 01內初次混合（postmix;前 置混合法）。 在 MFC241a、241b、241c、241d、24 1 e ' 24 1 f ' 24 1 g ' 閥 261a' 261b、261c、2 61d ' 261e、261f、261g、262a、 262b、262c、262d、262e、262f、262g、及預備分解室 280f， 電性連接氣體供給•流量控制部23 5。氣體供給·流量控 制部235係建構成爲在後述的各步驟使供給於處理室2〇1 內之氣體的種類可成爲所期望的氣體種、且所供給之氣體

S -18- 201203426 的流量可成爲所期望的流量、以及所供給之氣體的濃度可 成爲所期望的濃度的方式，以所期望的時序控制 MFC241a、 241b、 241c、 241d、 241e、 241f、 241g' 閥 261a、 261b、261c、2 61d > 261e、261f、261g、262a、262b、262c、 262d、262e、262f、262g。又，氣體供給•流量控制部235 係建構成爲以所期望的時序控制預備分解室2 8 0f所具備的 電漿源或加熱器等之分解源的動作。 在岐管20 9設置有對處理室20 1內的環境氣體進行排 氣的排氣管23 1。排氣管231係配置在由內管204和外管 205之間隙所形成的筒狀空間250的下端部，且和筒狀空 間2 50連通。在排氣管231之與岐管209連接側的相反側、 即下游側，隔著作爲壓力檢測器的壓力感測器245、及可 變傳導式閥，例如 APC(Auto Pressure Controller)閥等 的壓力調整裝置 242而連接真空泵等的真空排氣裝置 246。真空排氣裝置246係建構成爲可進行真空排氣以使處 理室201內的壓力成爲規定壓力（真空度）。在壓力調整裝 置242及壓力感測器245電性連接壓力控制部236。壓力 控制部2 3 6係建構成爲以處理室201內的壓力可成爲所期 望的壓力的方式，依據藉由壓力感測器245檢測出的壓力 以所期望的時序控制壓力調整裝置242。排氣系主要是由 排氣管231、壓力調整裝置242、及真空排氣裝置246所構 成。 · 在岐管209的下方設有可將岐管209的下端開口氣密 地閉塞之作爲第1爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219成 -19-

S 201203426 爲在岐管209的下端從垂直方向下側抵接。密 由例如不銹鋼等之金屬所構成’形成圓盤狀。在 的上面，設置有與岐管209的下端抵接之作爲 Ο型環220b。密封蓋219的處理室201之相反 使晶舟旋轉的旋轉機構254。旋轉機構254的 係貫穿密封蓋2 1 9而連接於後述的晶舟2 1 7 ’ 透過旋轉晶舟217而使晶圓200旋轉。密封蓋 爲藉由垂直裝設在加工處理管203的外部之作 的晶舟昇降器115而於垂直方向昇降’藉此’ 舟217對處理室201進行搬入搬出。於旋轉機 舟昇降器1 1 5電性連接驅動控制部2 3 7。驅動 係建構成爲以旋轉機構254及晶舟昇降器115 望的動作之方式以所期望的時序進行控制。又， 的下方設有可將岐管209的下端開口氣密地閉 2爐口蓋體的擋板219a。擋板219a係建構成爲 旋動而在晶舟217既從處理室201內搬出後與 下端抵接，將搬出晶舟2 1 7後的處理室2 0 1內 塞。在擋板219a的上面，設有和岐管209的下 爲密封構件的〇型環220c。 作爲基板保持具的晶舟2 1 7，例如是由石 等之耐熱性材料構成，建構成爲使複數片的晶 平姿勢且相互對齊中心的狀態排列並保持多層 晶舟217的下部，建構成爲例如石英或碳化矽 料所構成之呈圓板形狀且作爲斷熱構件的斷熱 封蓋2 1 9係 :密封蓋2 1 9 密封構件的 側，設置有 旋轉軸255 且建構成爲 219建構成 爲昇降機構 成爲可將晶 構254及晶 控制部2 3 7 可進行所期 在岐管209 塞之作爲第 藉由昇降及 岐管209的 部氣密地閉 端抵接之作 英或碳化矽 圓2 0 0以水 。此外，在 等耐熱性材 板216 ，係

-20- S 201203426 以水平姿勢採多層方式配置複數片，使源自加熱器206的 熱難以傳到岐管209側。 在加工處理管2〇3內設置有作爲溫度檢測器的溫度感 測器2 6 3。在加熱器2 0 6和溫度感測器2 6 3電性連接溫度 控制部238。溫度控制部238建構成爲以處理室201內的 溫度可成爲所期望的溫度分布的方式，依據藉由溫度感測 器263所檢測的溫度資訊，以所期望的時序控制朝加熱器 2〇6的通電程度。 氣體供給·流畺控制部23 5、壓力控制部23 6、驅動控 制部237、及溫度控制部2W亦構成操作部、輸入輸出部， 且與控制基板處理裝置整體之主控制部239電性連接。此 等氣體供給•流量控制部2 3 5、壓力控制部2 3 6、驅動控制 部2 3 7、溫度控制部2 3 8、及主控制部2 3 9係建構成控制器 240 〇 (2)薄膜形成工程 其次’使用上述構成的處理爐202，針對利用CVD法 在處理室201內於晶圓200上形成薄膜的工程作說明，作 爲半導體裝置的製造工程之一製程。此外，以下的說明中， 構成基板處理裝置的各部之動作係由控制器240所控制。 當複數片的晶圓200被裝塡於晶舟217(晶圓塡入）時， 如圖2所示，保持著複數片晶圓2 0 0的晶舟2 1 7係被晶舟 昇降器115抬起並搬入（晶舟載入）於處理室201內。在此 狀態，成爲密封蓋219隔著Ο型環22 Ob將岐管209的下端 密封的狀態。

-21- S 201203426 以處理室201內可成爲所期望的壓力（真空度）的方式 利用真空排氣裝置246進行真空排氣。此際，處理室201 內的壓力係以壓力感測器2M測定’依據此測定的壓力資 訊進行朝壓力調整裝置242之反饋控制。且以處理室201 內可成爲所期望的溫度之方式利用加熱器206進行加熱。. 此際，以處理室201內的溫度可成爲所期望的溫度分布之 方式，依據溫度感測器263所檢測的溫度資訊來控制朝加 熱器206反饋的通電程度。接著，透過旋轉機構254旋轉 晶舟217而使晶圓200旋轉。 其次，在處理室201內的溫度、壓力被維持成所期望 的溫度、壓力之狀態下，從作爲第1處理氣體供給源的 SiH2Cl2氣體供給源271及作爲第2處理氣體供給源的NH3 氣體供給源272，將作爲第1處理氣體的SiH2Cl2氣體、作 爲第2處理氣體的NH3氣體分別供給至處理室201內。即， 藉由開啓閥262a、 261a、 262b、 261b，使得從SiH2Cl2氣 體供給源271、NH3氣體供給源2 72分別供給至處理氣體供 給管23 2 a、23 2b內的SiH2Cl2氣體、NH3氣體在分別藉由 MFC241a、241b控制成所期望的流量之後，通過處理氣體 供給管232a、232b並從噴嘴230a、23 0b導入到處理室201 內。 此時，亦可同時從作爲惰性氣體供給源的N2氣體供給 源273將N2氣體供給於處理室201內，將處理氣體（SiH2Cl2 氣體、NH3氣體）稀釋。在此情況，例如，藉由開啓閥262c、 261c、262d、261d，從N2氣體供給源273分別被供給至惰

-22- S 201203426 性氣體供給管 232c、23 2d內的 N2氣個 MFC241c、241d被控制成所期望的流量之後 體供給管23 2c、23 2d，並經由處理氣體供給 而從噴嘴230a、230b導入於處理室201內。 理氣體供給管232a、23 2b內與SiH2Cl2氣儷 別混合。藉由控制N2氣體的供給流量而可控 濃度。 被導入處理室201內的處理氣體係在處 昇，從內管204的上端開口流出於筒狀空間 狀空間250，之後從排氣管231被排氣。處 過處理室201內部之際與晶圓200的表面接 由熱CVD反應而在晶圓200的表面上沉積 膜、即氮化矽（Si3N4)膜。 經過預設的處理時間後，停止處理氣體 藉由關閉閥262a、261a、262b、261b而停」 體供給源27卜NH3氣體供給源272朝向處理 SiH2Cl2氣體、NH3氣體。之後，開啓閥262c 261d，從N2氣體供給源273朝處理室201內 並從排氣管231排氣，藉以淨化處理室201 處理室201內被置換成N2氣體，處理室201 成常壓。 之後，藉由晶舟昇降器1 1 5使密封蓋2 管209的下端開口，並且處理過的晶圓200 舟217的狀態從岐管209的下端搬出加工處 豊，係分別在 ，通過惰性氣 管 23 2a、2 3 2b N 2氣體係在處 !，NH3氣體分 制處理氣體的 理室201內上 2 5 0並流下筒 理氣體係在通 觸。此際，藉 (deposition)薄 之供給。即， 二從 SiH2Cl2 氣 室2 0 1內供給 ' 261c' 262d 、 供給N 2氣體， 內部。然後， 內的壓力恢復 J 9下降而使岐 係在保持於晶 理管203的外 -23-

S .201203426 部（晶舟卸載）。之後’處理過的晶圓200由晶舟217取t 圓排出）。 此外，作爲在本實施形態的處理爐2 02處理晶圓 之際的處理條件，例如在氮化矽膜的成膜中，例示以 件，即 處理溫度：650〜800°C、 處理壓力：1 〇〜500Pa、

SiH2Cl2氣體供給流量：100〜500sccm、及 NH3氣體供給流量：500〜5000sccm。 透過將各個處理條件以各個範圍內的某個値維持 而對晶圓200作處理。 (3)淨化工程 其次，針對淨化處理室2 0 1內部的方法作說明。此 以下的說明中，構成基板處理裝置的各部之動作係由 器240所控制。 當反覆上述的薄膜形成工程時，加工處理管203 壁等之處理室201內亦會累積氮化矽膜等之薄膜。即 有此薄膜的沉積物附著在此內壁等。在附著於此內壁 沉積物（累積的薄膜）.厚度達到沉積物發生刹離•掉落 規定厚度的時間點，進行處理室201內的淨化。淨化 以下方式進行，在從處理室201內取出處理過的晶圓 之狀態，由第1淨化氣.體供給系於處理室2 0 1內供給 預備分解室280f使NF3氣體分解的氣體和NO氣體事 合的氣體並予以排氣，並且由和第1淨化氣體供給系 b (晶 200 下條 —定 外， 控制 的內 ，含 等之 前之 係藉 200 藉由 先混 分開

S -24- 201203426 設置的第2淨化氣體供給系供給NF3氣體並予以排氣，以 除去附著於處理室20 1內的沉積物。 以下，針對淨化工程的詳細作說明。 空晶舟2 1 7、即未裝塡晶圓2 0 0的晶舟2 1 7被晶舟昇 降器1 15抬起並搬入處理室201內（晶舟載入）。在此狀態， 成爲密封蓋219隔著Ο型環220b將岐管209的下端密封的 狀態。 以處理室2〇.1內可成爲所期望的壓力（真空度）之方式 利用真空排氣裝置246進行真空排氣。此際，處理室201 內的壓力以壓力感測器245測定，壓力調整裝置242係依 據此測定的壓力資訊而被進行反饋控制。且，以處理室2 0 1 內可成爲所期望的溫度之方式利用加熱器206進行加熱。 此際，以處理室201內的溫度可成爲所期望的溫度分布之 方式，依據溫度感測器263所檢測的溫度資訊來控制朝加 熱器206反饋的通電程度。以處理室201內的壓力、溫度 分別到達規定壓力、規定溫度之後，維持其壓力、溫度的 方式進行控制。接著，利用旋轉機構254使晶舟2 1 7旋轉。 此外，亦可不使晶舟2 1 7旋轉。 接著’以處理室201內的溫度、壓力分別被維持成規 定溫度、規定壓力之狀態下’由第1淨化氣體供給系將藉 由預備分解室280f分解NF3氣體的氣體和NO氣體事先混 合並供給於處理室201內並予以排氣，並且由和第1淨化 氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系供給NF3氣體 並予以排氣，藉以淨化處理室201內部。 -25-

S 201203426 亦即’藉由開啓閥262f、261f，從NF3氣體供給源274 所供給的NF3氣體係一邊被MFC241f調整流量一邊經由 NF3氣體供給管2 3 2 f而被供給於預備分解室28 Of內，分解 成F2氣體及N2氣體並被供給於第1淨化氣體供給管2 3 2h 內。此時’藉由再開啓閥262g、261g，從NO氣體供給源 275所供給的NO氣體係一邊被MFC24lg調整流量一邊經 由NO氣體供給管232g而供給於第1淨化氣體供給管232h 內。接著，在第1淨化氣體供給管232h內使F2氣體和NO 氣體事先混合藉以生成FNO，經由第1淨化氣體供給管 232h、處理氣體供給管23 2b、噴嘴230b而朝處理室201 內供給含FNO的氣體。如此，並非將藉由預備分解生成的 F2氣體和NO氣體分別供給至處理室201內，而是在供給 至處理室201內之前，於第1淨化氣體供給管23 2h內事前 混合（預混合），藉以使FNO的生成效率提高。 朝處理室201內開始供給含FNO的氣體，同時開啓閥 26 2e、261e，藉此，從NF3氣體供給源274所供給的NF3 氣體係一邊被MFC241e調整流量一邊經由第2淨化氣體供 給管2 3 2 e、處理氣體供給管2 3 2 a及噴嘴2 3 0 a而被供給於 處理室20 1內。 此外，在預備分解室280f內之NF3氣體的分解率是1〇〇 %的情況，NF3氣體係依2NF3->3F2 + N2的反應式而被分 解。在此情況，當供給於預備分解室28 Of內的NF3氣體之 流量設爲lslm時，則含F2濃度是75%且含N2濃度是25 %的分解氣體（F2氣·體和1^2氣體的混合氣體）係以2slm的

-26- S 201203426 流量被供給至第1淨化氣體供給管23 2h內'此時，當被供 給至第1淨化氣體供給管23 2h內的NO氣體之流量設爲 2slm時，則在第1淨化氣體供給管232h內’ FNO係依據 F2 + 2NO — 2FNO的反應式而生成，以2slm的流量被供給至 處理室2 0 1內。此外，經由第2淨化氣體供給管2 32 e而供 給至處理室.201內的NF3氣體的流量係設爲例如2slm。 被導入處理室201內之含FNO的氣體及NF3氣體，係 在處理室201內混合且在處理室201內部上昇’從內管204 的上端開口流出至筒狀空間2 5 0內，且在筒狀空間2 5 0內 流下後，從排氣管231排氣。此時，NF3氣體係在通過處 理室201內部之際與含有累積在加工處理管2〇3的內壁或 晶舟217的表面之氮化矽膜等的薄膜之沉積物接觸，且在 此際透過熱化學反應除去薄膜。又，FNO係以促進因NF 3 氣體造成的蝕刻反應發揮作用。如此，藉由在處理室201 內使含FNO的氣體和NF3氣體混合，創造出在處理室201 內NF3氣體和FNO氣體混合存在的狀態，可增快利用NF3 氣體造成的蝕刻速度》 此時’亦可從作爲惰性氣體供給源的N2氣體供給源 273朝處理室201內供給N2氣體，以稀釋含FNO的氣體及 NF3氣體。在此情況，例如，藉由開啓閥262c、261c、262d、 261d，從N2氣體供給源273分別朝惰性氣體供給管23 2c、 232d內供給的N2氣體係在分別藉由MFC241c、241d控制 成所期望的流量之後，通過惰性氣體供給管2 3 2 c、2 3 2 d、 且經由處理氣體供給管232a、23 2b而從噴嘴230a、23 0b -27- s 201203426 導入處理室201內。N2氣體成爲在處理氣體供給管232a、 2 3 2b內與NF3氣體、含FNO的氣體分別混合。藉由控制 N2氣體的供給流量，亦可控制含FNO的氣體及NF3氣體之 濃度。此外，作爲稀釋含FNO的氣體及NF3氣體的氣體， 除了 N2氣體以外，亦可使用氬（Ar)氣、氦（He)氣等之稀有 氣體。 此外，關於淨化工程中作爲薄膜之蝕刻條件，例示如 下，即 處理室內溫度：200°C〜600°C、 處理室內壓力：133Pa(lTorr)〜66500Pa(500Torr)、 預備分解室內溫度：500°C〜800°C、 預備分解室內壓力：133Pa(lTorr)〜大氣壓（760Torr)、 NF3 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜4000sccm(4slm)、 NO 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜4000sccm(4slm)、及 N2 氣體供給流量：500sccm(0.5slm)〜20000sccm(20slm)。 透過將各個蝕刻條件以各個範圍內的某個値維持一定 而進行薄膜之蝕刻。 經過預設的蝕刻時間，處理室2 0 1內的蝕刻結束時， 藉由關閉閥 262e、 261e、 262f、 261f、 262g、 261g，以停 止朝處理室201內供給含FNO的氣體及NF3氣體。之後， 開啓閥262c、261c' 262d' 261d，從N2氣體供給源273 朝處理室201內供給N2氣體，並從排氣管231排氣，藉以 清淨處理室2〇1內部。然後，處理室201內被置換成仏氣 體，處理室2〇 1內的壓力恢復成常壓，本實施形態的淨化

-28- S 201203426 工程結束。 在淨化工程結束後，執行陳化處理工程、即對處理室 2 〇 1內之預覆，之後，再開始上述的薄膜形成工程。 (4)本實施形態的效果 依據本實施形態，可獲得以下所示1個或多個效果。 依據本實施形態，係作成在從處理室201內已取出處 理過的晶圓200之狀態下，朝處理室201內，由第1淨化 氣體供給系供給將NF3預備分解所得的F2氣體與和NO氣 體之反應所生成之含FNO的氣體並予以排氣，且由和第1 淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系供給NF3 氣體並予以排氣。即，於淨化工程中，在處理室201內使 含FNO的氣體和NF3氣體混合（前置混合法），創造出在處 理室201內NF3氣體和FNO氣體混合存在的狀態。由於FNO 係以促進因NF3氣體造成的蝕刻反應的方式發揮作用，故 可增快蝕刻速度，使淨化性能提升。又，藉由在處理室2〇 1 內創造出NF3氣體和FNO氣體混合存在的狀態，可將溫度 或壓力等之處理條件設成低溫、低壓側的條件。例如，即 使是將處理室201內的溫度設爲400 °C，處理室201內的 壓力設爲1 〇 0T orr的情況，仍可使淨化充分地進行。此外， 在處理室201內不僅是NF3氣體和FNO氣體混合存在的狀 態，在設定成FNO氣體是以單體存在狀態的情況，確認了 因採用FNO氣體單體的蝕刻率低而難以進行飩刻。即，判 明了 FNO氣體透過對淨化氣體之添加具有促進因淨化氣體 造成的蝕刻反應之效果，但採用單體卻難以進行蝕刻的情 -29-

S 201203426 形。 又，依據本實施形態，係於預備分解室280f內使 氣體分解成F2氣體及N2氣體，在第1淨化氣體供給管 內使F2氣體和N0氣體混合。即，本實施形態中，並 F2氣體和NO氣體分別對處理室201內作供給，而是在 淨化氣體供給管23 2h內使之事先混合（預混合）。如 來，透過使F2氣體和N0氣體在第1淨化氣體供給管 內事先混合’可提高FNO的生成效率。 如同以上’依據本實施形態，在含氟原子的氣體 Ν Ο氣體而進行淨化的情況’可使其處理容易且控制性 提升淨化的性能。 又，依據本實施形態，係使用Ν Ο氣體作爲和F2 混合的含氧氣體。藉此，可提高FNO的生成效率。此 在使用N20氣體或N02氣體作爲含氧氣體來取代NO 的情況，由於N20氣體或N02氣體難與含氟原子的氣 應，所以變得需要其專用的預備分解室、即n2o氣體或 氣體用的預備分解室。相對地，由於NO氣體在第1 氣體供給管232h內會與F2氣體充分地反應，故無需 如此的專用預備分解室、即NO氣體用的預備分解室。 當使用〇2氣體作爲含氧氣體來取代NO氣體時，變得 生成FNO。 又，依據本實施形態，藉由在處理室201內使含 的氣體和NF3氣體混合，創造出NF3氣體和FNO氣體 存在的狀態，可讓氮化矽膜被蝕刻的比石英還多。藉 NF3 232h 非將 第1 此一 232h 添加 好地 氣體 外， 氣體 體反 N〇2 淨化 設置 又， 無法 FNO 混合 此， -30-

S 201203426 可降低對處理室201內的石英構件（加工處理管203或晶舟 217等）之損傷。此外’FNO氣體對Si02膜等之氧化膜具有 蝕刻效果，會擔心因FNO氣體而造成石英構件腐蝕。然而， 藉由在處理室20 1內使含FNO的氣體和NF3氣體混合，創 造出FNO氣體和NF3氣體混合存在的狀態，可一邊促進對 氮化矽膜之蝕刻效果，一邊抑制對石英構件之蝕刻效果、 即降低對石英構件的腐蝕、也就是降低對石英構件的損傷。 <本發明的其他實施形態> 以上，雖具體地說明了本發明的實施形態，但本發明 未受上述的實施形態所限定，可在未逸脫其要旨的範圍內 進行各種變更。 例如，作爲和NO氣體混合的含氟原子的氣體，亦可 取代NF3氣體，改爲採用例如F2氣體或是氟化氯氣體的三 氟化氯（C1F 3)氣體等之與NO氣體的反應性高的氣體。在此 種情況，在預備分解室280f亦可不設置電漿源或加熱器等 之分解源，又，如圖3所例示’在第1淨化氣體供給系亦 可不設置預備分解室280f。此外，即使是使用F2氣體或 C1F3氣體等之情況，亦可設置分解源或預備分解室280f’ 在此情況’可更加促進含氟原子的氣體之分解。且亦可作 成，透過增長從藉預備分解方式所生成的F2氣體或直接供 給的F2氣體與NO氣體匯流之後起算迄至處理室201內爲 止的路徑，使得含氟原子的氣體與NO氣體之反應性更加 提高。 本實施形態中亦是，透過使和N 〇氣體反應性高的含

S -31- 201203426 氟原子的氣體與NO氣體事先混合（預混合），可生成FN 0。 接著，在淨化工程中，透過在處理室20 1內創造出F2氣體 或C1F3氣體和FNO氣體混合存在的狀態，可獲得和上述的 實施形態同樣的效果。 此外，關於在使用F2氣體作爲含氟氣體的情況之淨化 工程中的薄膜蝕刻條件，例示如下，即 處理室內溫度：200°C〜500°C、 處理室內壓力：133Pa(lTorr)〜6 65 00Pa(5 00Torr)、 F2 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜4000sccm(4slm)、 NO 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜4000sccm(4slm)、及 N2 氣體供給流量：500sccm(0.5slm)〜20000sccm(20sln^)。 又，關於在使用C1F3氣體作爲含氟氣體的情況之淨化 工程中的薄膜蝕刻條件，例示如下，即 處理室內溫度：200°C〜5 00°C、 處理室內壓力：133Pa(lTorr)〜66500Pa(500Torr)、 C1F3 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜2000sccm(2slm)、 NO 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜2000sccm(2slm)、及 N2 氣體供給流量：500sccm(0.5slm)〜20000sccm(20slm)。 但是，由於氟（F2)氣的反應性非常高且在處理上需充 分的注意，故從安全上的問題來考量，不可能以高壓充填 於氣瓶。因此按氟氣的分壓換算，充塡壓力最高也是受限 於數巴（bar)。基於這理由，在以氣瓶供給氣體的情況，要 進行長時間的淨化或將複數台的成膜裝置倂行地淨化變得 困難。或者變得需要頻繁地交換氣瓶，使氣體漏洩的危險

S -32- 201203426 性變高。在現場合成氟氣，雖可回避此問題，但附帶設備 的成本非常高，且因爲是將反應性高的氟化氫（HF)作爲原 料以電氣分解方式製造，故需細心地注意。且氟化氫會成 爲引起配管等腐蝕之原因。 又，三氟化氯（CIF3)氣體係反應性高且常溫下是液體的 氣體’在大氣中的谷§午濃度（臨界値）非常低，爲O.lppm， 所以在有些國家乃避免使用。且室溫中的初期壓力非常 低，因而在大量供給的情況’需從外部賦予熱以促進氣化， 故附帶設備變得局價。且亦考量到於配管內再液化之情況 會引起腐蝕的情形。 相對地，三氟化氮（N F3)氣體雖是強力的氧化劑，但在 室溫附近的化學性質極不活潑且具不燃性。由於大氣中之 NFs氣體的容許濃度是3〇ppm，比起f2氣體的lppm具有 非常高的臨界値，故有害性相對的低。且可藉由氣筒作大 量供給，在近年的半導體製造工程中被大量消耗。 如此’ NF3氣體與F2氣體或C1F3氣體相較之下，具有 所謂化學穩定性高、有害性低、進而容易處理的優點。由 此點可看出使用NF3氣體作爲含氟氣體的情況之優越性、 即上述實施形態的優越性。 又，例如，作爲和NO氣體混合的含氟原子的氣體， 亦可使用例如 CF4、C2F6、C3F8 等之 PFc(perfluorocarbon; 全氟化碳）氣體，即、碳氟化合物氣體來取代NF3氣體。在 此種情況’成爲在預備分解室280f中利用電漿源或加熱器 等之分解源將PFC氣體預備分解。此外，pj?c氣體比起NF3 •33-

S 201203426 氣體還難熱分解且熱分解溫度高。因此，要將PFC氣體熱 分解時需以較高溫進行加熱，宜利用電漿作分解。即，PFC 氣體宜在預備分解室280f中利用電漿源進行預備分解。 又，較佳爲，在將PFC氣體（例如CF4氣體）作預備分 解而生成F2氣體的情況，要添加〇2，以防止分解後的F2 氣體回復成CF4氣體。即，宜將CF4氣體中添加有〇2的氣 體在預備分解室280f中藉由電漿源進行預備分解。且亦可 與上述的實施形態同樣，透過將從藉預備分解方式所生成 的F2氣體與NO氣體匯流之後起算迄至處理室20 1內爲止 的路徑增長，可使含氟原子的氣體與NO氣體之反應性更 加提高。 在本實施形態中亦是，藉由事先混合（預混合）作爲含 氟原子的氣體之PFC氣體預備分解的氣體與NO氣體，可 生成FNO »此外，在淨化工程中，藉由在處理室20 1內創 造出PFC氣體和FNO氣體混合存在的狀態，可獲得與上述 的實施形態同樣的效果。 此外，關於在使用CF4氣體作爲含氟氣體的情況之淨 化工程中的薄膜蝕刻條件，例示如下，即 處理室內溫度：200°C〜600°C、 處理室內壓力：133Pa(lTorr)〜66500Pa(500Torr)、 CF4氣體+ 〇2氣體供給流量：200scCm(0.2slm)〜 4000sccm(4slm)、 NO 氣體供給流量：200sccm(0.2slm)〜4000sccm(4slm)、及 N2 氣體供給流量：500sccm(0.5slm)〜20000sccm(20slm)。 -34-

S 201203426 再者’ PFC氣體當中，分子構造中不含有雙鍵（被氟所 完全飽和的脂肪族系烴）的CF4氣體、C2F6氣體等是非常安 定的氣體，由於分子鍵能比NF3氣體還高二倍以上，所以 是非常難以受到化學反應的氣體。另一方面，地球溫暖化 係數由於該安定性而非常高，亦可說是缺點。 <本發明的較佳形態> 以下，附註有關本發明的較佳形態。 依據本發明的一形態，係提供一種基板處理裝置，具 有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系，係將處理氣體供給於前述處理容器 內； 第1淨化氣體供給系，係將含氟原子的氣體和一氧化 氮氣體事先混合並供給至前述處理容器內； 第2淨化氣體供給系，係與前述第丨淨化氣體供給系 分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理容器 內；及 控制部，係以將前述處理氣體供給於收容著基板的前 述處理容器內並進行在前述基板上形成薄膜的處理，透過 前述第1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體供給系而各 自供給則述事目丨j混合的氣體和含氣體氟原子的氣體，以除 去附著在前述處理容器內之含有前述薄膜的沉積物之方 式，控制前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系、 及前述第2淨化氣體供給系。 -35- 201203426 依據本發明的另一形態’係提供一種基板處理裝置， 具有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系’係將處理氣體供給於前述處埋容器 內； 第1淨化采I體供給系’係具備使含氟原子的氣體分解 的預備分解室’將藉由該預備分解室而使含氟原子的氣體 分解的氣體與一氧化氮氣體事先混合並供給於前述處理容 器內： 第2淨化氣體供給系’係與前述第1淨化氣體供給系 分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理容器 -內；及 控制部，進行對收容有基板的前述處理容器內供給前 述處理器體以於前述基板上形成薄膜的處理，經由前述第 1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體供給系而各自供給 前述事先混合的氣體和含氣體氟原子的氣體，以除去含有 附著於前述處理容器內的前述薄膜之沉積物的方式，控制 前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系、及前述 第2淨化氣體供給系。 較佳爲，建構成：前述事先混合的氣體係具有在前述 第1淨化氣體供給系內使含前述氟原子的氣體和前述一氧 化氮氣體反應所生成的FNO氣體。 又較佳爲，建構成：前述事先混合的氣體係具有在前 述預備分解室內使含前述氟原子的氣體分解的氣體和前述 -36-

S 201203426 一氧化氮氣體反應所生成的FNO氣體。 又較佳爲，含前述氟原子的氣體係氟氣或氟化氯氣體》 又較佳爲，含前述氟原子的氣體係氟化氮氣體或碳氟 化合物氣體。 依據本發明的又另一形態，係提供一種半導體裝置的 % 製造方法，具有： 進行對收容有基板的處理容器內供給前述處理容器以 於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 含氟原子的氣體和一氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且 經由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體 供給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含有附著在前述 處理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。 依據本發明的又另一形態，係提供一種半導體裝置的 製造方法，具有： 進行對收容有基板的處理容器內供給前述處理容器以 於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一氧化氮 氣體事先混合後的氣體，並且經由和前述第1淨化氣體供 給系分開設置的第2淨化氣體供給系而供給含前述氟原子 的氣體，以除去含有附著在前述處理容器內之前述薄膜的 沉積物之工程。（—申請專利範圍第8項之內容。） 依據本發明的又另一形態，係提供一種處理容器的淨 -37-

S 201203426 化方法，具有： 提供（providing)在基板上進行形成薄膜的處理之處理 容器的工程；及 朝前述處理容器內’經由第1淨化氣體供給系供給將 含氟原子的氣體和一氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且 由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供 給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含有附著在前述處 理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。 依據本發明的又另一形態，係提供一種處理容器的淨 化方法，具有： 提供（providing)在基板上進行形成薄膜的處理之處理 容器的工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給將 藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一氧化氮 氣體事先混合後的氣體，並且由和前述第1淨化氣體供給 系分開設置的第2淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣 體’以除去含有附著在前述處理容器內之前述薄膜的沉積 物之工程。 【圖式簡單說明】 圖1係一般的半導體用CVD薄膜形成裝置之槪略構成 圖。 圖2係本發明的一實施形態所適用之基板處理裝置的 處理爐之槪略構成圖。 圖3係本發明的其他實施形態所適用之基板處理裝置

S -38- 201203426 的處理爐之槪略構成圖。

S 【主要元件符號說明】 200 晶 圓 (基板） 20 1 處 理 室 23 2h 第 1 淨 化 氣 體 供 么A wa 管 2 3 2e 第 2 淨 化 氣 體 供 給 管 240 控 制 器 2 8 0f 預 備 分 解 室 -39-

Claims (1)

1. 201203426 七、申請專利範圍： 1. —種基板處理裝置，係具有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系，係將處理氣體供給於前述處理容 器內； 第1淨化氣體供給系，係將含氟原子的氣體和一氧 化氮氣體事先混合並供給至前述處理容器內； 第2淨化氣體供給系，係與前述第1淨化氣體供給 系分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理 容器內；及 控制部，係以將前述處理氣體供給於收容著基板的 前述處理容器內並進行在前述基板上形成薄膜的處 理，透過前述第1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體 供給系而各自供給前述事前混合的氣體和含氣體氟原 子的氣體，以除去附著在前述處理容器內之含有前述薄 膜的沉積物之方式，控制前述處理氣體供給系、前述第 1淨化氣體供給系、及前述第2淨化氣體供給系。 2. —種基板處理裝置，係具有： 處理基板的處理容器； 處理氣體供給系，係將處理氣體供給於前述處理容 器內； 第1淨化氣體供給系，係具備使含氟原子的氣體分 解的預備分解室，將藉由該預備分解室而使含氟原子的 氣體分解的氣體與一氧化氮氣體事先混合並供給於前 S -40- 201203426 述處理谷器內； 第2淨化氣體供給系，係與前述第1淨化氣體供給 系分開設置，且將含前述氟原子的氣體供給於前述處理 容器內；及 控制部，進行對收容有基板的前述處理容器內供給 前述處理容器以於前述基板上形成薄膜的處理，經由前 述第1淨化氣體供給系及前述第2淨化氣體供給系而各 自供給前述事先混合的氣體和含氣體氟原子的氣體，以 除去含有附著於前述處理容器內的前述薄膜之沉積物 的方式，控制前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體 供給系、及前述第2淨化氣體供給系。 3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述事先 混合的氣體係具有在前述第1淨化氣體供給系內使含前 述氟原子的氣體和前述一氧化氮氣體反應所生成的 FNO氣體。 4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中前述事先 混合的氣體係具有在前述預備分解室內使含前述氟原 子的氣體分解的氣體和前述一氧化氮氣體反應所生成 的FNO氣體。 5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中含前述氟 原子的氣體係氟氣或氟化氯氣體。 6. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中含前述氟 原子的氣體係氟化氮氣體或碳氟化合物氣體。 7. —種半導體裝置的製造方法，係具有： -41 - S 201203426 進行對收容有基板的處理容器內供給前述處理器 體以於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給 將含氟原子的氣體和一氧化氮氣體事先混合後的氣 體，並且經由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第 2淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含 有附著在前述處理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。 8. —種半導體裝置的製造方法，係具有： 進行對收容有基板的處理容器內供給前述處理器 體以於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給 將藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一 氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且經由和前述第1淨 化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系而供給含 前述氟原子的氣體，以除去含有附著在前述處理容器內 之前述薄膜的沉積物之工程。 9. 一種處理容器的淨化方法，係具有： 提供（providing)在基板上進行形成薄膜的處理之 處理容器的工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給 將含氟原子的氣體和一氧化.氮氣體事先混合後的氣 體’並且由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2 淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣體，以除去含有 附著在前述處理容器內之前述薄膜的沉積物之工程。 -42- S 201203426 1 ο. —種處理容器的淨化方法，係具有： 提供（providing)在基板上進行形成薄膜的處理之 處理容器的工程；及 朝前述處理容器內，經由第1淨化氣體供給系供給 將藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解的氣體和一 氧化氮氣體事先混合後的氣體，並且由和前述第1淨化 氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系供給含前述 氟原子的氣體，以除去含有附著在前述處理容器內之前 述薄膜的沉積物之工程。 -43- S