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TWI575629B - 基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及淨化方法 - Google Patents

基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及淨化方法 Download PDF

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TWI575629B
TWI575629B TW100114018A TW100114018A TWI575629B TW I575629 B TWI575629 B TW I575629B TW 100114018 A TW100114018 A TW 100114018A TW 100114018 A TW100114018 A TW 100114018A TW I575629 B TWI575629 B TW I575629B
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gas
gas supply
supply system
processing
fluorine atom
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TW100114018A
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TW201203426A (en
Inventor
龜田賢治
園部淳
但木雄大
Original Assignee
日立國際電氣股份有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • H10P14/6334—

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Description

基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及淨化方法
本發明係一種處理基板之基板處理裝置、及具有處理基板的工程之半導體裝置的製造方法及處理容器的淨化方法。
作為半導體裝置之製造工程的一個工程，例如有利用熱化學氣相成長法(熱CVD法)在半導體晶圓等之基板上形成氮化矽膜(Si3N4膜)等之CVD薄膜的薄膜形成工程。利用熱CVD法的薄膜形成工程係藉由將處理氣體供給於搬入有基板的處理室內來進行。薄膜形成工程之目的雖係朝基板表面形成薄膜，但實際上除了基板表面以外，也會有例如在構成處理室的反應管之內壁等處附著含有薄膜的沉積物之情況。此種沉積物每在實施薄膜形成工程就會累積附著，當到達一定的厚度以上時會剝離，成為在處理室內產生異物(粒子)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，藉由除去沉積物來淨化處理室內或處理室內部的構件。
以往，作為除去沉積物的方法，主流為採行將構成處理室的反應管從基板處理裝置卸下並在HF水溶液的洗淨槽中除去反應管內壁所附著的沉積物之濕式淨化法，但近年來，似有採行無需卸下反應管之乾式淨化法的趨勢。以此種方法而言，係透過將含氟原子(F)的氣體(以下，亦稱為淨化氣體)和稀釋氣體直接供給至處理室內，藉由控制處理室內的溫度、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(O)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氣體作為淨化氣體的技術(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
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(NF3)氣體作為淨化氣體的情況，由於NF3氣體與NO氣體之反應性低，所以欲使兩氣體充分地反應時，需將處理室內設為高溫且高壓。又，在使用氟(F2)氣體作為淨化氣體的情況，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氣體作為淨化氣體時，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現今尚未被商品化成氣體，而難以直接作為淨化氣體來利用。此外，此等課題係透過發明者的銳意研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。
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。
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。
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。
 [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100的成膜室(處理室)101的反應管103；在成膜室101內將基板100以水平姿勢保持多層的晶舟102；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為淨化氣體的NF3氣體供給於成膜室101內之淨化氣體供給管線107a；供給要添加於淨化氣體的NO氣體之添加氣體供給管線107b；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(SiO2)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為止。之後，一邊利用排氣管線108對成膜室101內部排氣，一邊利用處理氣體供給管線105將處理氣體供給於成膜室101內，透過CVD(Chemical Vapor 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108的壓力調整閥106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100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100降溫至規定溫度為止後，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，成為一定的厚度以上時會發生剝離、掉落，成為在基板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。
作為除去沉積物的方法，已知有卸下反應管103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內加熱到規定溫度為止。接著，一邊利用排氣管線108對成膜室101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102表面的沉積物。此時，從添加氣體供給管線107b供給NO氣體，將NO氣體添加至供給於成膜室101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107供給淨化氣體。接著，進行成膜室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103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。
作為淨化氣體，除了作為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氣體作為淨化氣體的情況，由於NF3氣體與NO氣體之反應性低，故為使兩氣體充分地反應，有需要將處理室內形成例如600℃左右的高溫且高壓。又，在使用F2氣體作為淨化氣體的情況，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NO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氣體單體作為淨化氣體之技術。然而，依據發明者等的銳意研究發現，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現今尚未被商品化成氣體，而難以直接作為淨化氣體來利用。
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研究。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之示出縱剖面圖的概略構成圖。
如圖2所示，處理爐202具有作為加熱機構的加熱器206。加熱器206是圓筒形狀，藉由被作為保持板的加熱器座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呈同心圓狀之作為反應管的加工處理管(process tube)203。加工處理管203係由作為內部反應管的內管204、及設置在其外側之作為外部反應管的外管205所構成。內管204係由例如石英(SiO2)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，以在作為基板的晶圓200上進行形成薄膜的處理。處理室201係建構成能將晶圓200藉由後述的晶舟217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204的外徑還大，形成上端閉塞而下端開口的圓筒形狀，且和內管204呈同心圓狀設置。
在外管205的下方配置有和外管205呈同心圓狀的岐管209。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之間設有作為密封構件的O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係成為垂直安置的狀態。利用加工處理管203和岐管209形成作為處理容器的反應容器。
在岐管209，作為氣體導入部的噴嘴230a、230b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、232b。在處理氣體供給管232a和噴嘴230a的連接側之相反側、即上游側，隔著作為氣體流量控制器的MFC(質量流量控制器)241a，連接作為第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232b和噴嘴230b連接側的相反側、即上游側，隔著作為氣體流量控制器的MFC(質量流量控制器)241b，連接作為第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MFC241b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232c、232d。在惰性氣體供給管232c之與處理氣體供給管232a連接側的相反側、即上游側，隔著作為氣體流量控制器的MFC(質量流量控制器)241c，連接作為惰性氣體供給源的N2氣體供給源273。在比惰性氣體供給管232c的MFC241c還靠上游側及還靠下游側，分別設置閥262c、261c。在惰性氣體供給管232d之與處理氣體供給管232b的連接側的相反側、即上游側，隔著作為氣體流量控制器的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232d的上游側係設置成連接在比惰性氣體供給管232c的閥262c還靠上游側，且惰性氣體供給管232d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、261d。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273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為清淨氣體(purge gas)供給系發揮功效。
在比處理氣體供給管232b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1淨化氣體供給管232h的下游端，該第1淨化氣體供給管232h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232h和處理氣體供給管232b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232f的下游端、及供給NO氣體的NO氣體供給管232g的下游端。在NF3氣體供給管232f，從上游側依序設有：NF3氣體供給源274、閥262f、作為氣體流量控制器的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280f。在NO氣體供給管232g，從上游側依序設有：NO氣體供給源275、閥262g、作為氣體流量控制器的MFC(質量流量控制器)241g、以及閥261g。此外，預備分解室280f係建構成為使用電漿或熱等來分解作為含氟原子的氣體之NF3氣體以生成F2氣體。關於分解NF3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232h、NF3氣體供給管232f、NO氣體供給管232g、MFC241f、241g、閥262f、261f、262g、261g、預備分解室280f、NF3氣體供給源274、及NO氣體供給源275所構成。
藉由開啟閥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F2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，藉由再開啟閥262g、261g，從NO氣體供給源275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232g被供給於第1淨化氣體供給管232h內。接著，藉由在第1淨化氣體供給管232h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230b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內為止的路徑(比與第1淨化氣體供給管232h、處理氣體供給管232b的第1淨化氣體供給管232h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氣體充分地反應成為可能。
在比處理氣體供給管232a的閥261a還靠下游側且比與惰性氣體供給管232c連接的連接部還靠下游側，連接第2淨化氣體供給管232e的下游端，該第2淨化氣體供給管232e將作為含氟原子的氣體之NF3氣體供給於處理室201內。第2淨化氣體供給管232e的上游端係連接在比NF3氣體供給管232f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、作為氣體流量控制器的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232e、MFC241e、閥262e、261e、NF3氣體供給源274來構成第2淨化氣體供給系。
藉由開啟閥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230a而被供給於處理室201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。且建構成為由第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201內初次混合(postmix；前置混合法)。
在MFC241a、241b、241c、241d、241e、241f、241g、閥261a、261b、261c、261d、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235。氣體供給‧流量控制部235係建構成為在後述的各步驟使供給於處理室201內之氣體的種類可成為所期望的氣體種、且所供給之氣體的流量可成為所期望的流量、以及所供給之氣體的濃度可成為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、261d、261e、261f、261g、262a、262b、262c、262d、262e、262f、262g。又，氣體供給‧流量控制部235係建構成為以所期望的時序控制預備分解室280f所具備的電漿源或加熱器等之分解源的動作。
在岐管209設置有對處理室201內的環境氣體進行排氣的排氣管231。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250連通。在排氣管231之與岐管209連接側的相反側、即下游側，隔著作為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係建構成為可進行真空排氣以使處理室201內的壓力成為規定壓力(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236係建構成為以處理室201內的壓力可成為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為第1爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219成為在岐管209的下端從垂直方向下側抵接。密封蓋219係由例如不銹鋼等之金屬所構成，形成圓盤狀。在密封蓋219的上面，設置有與岐管209的下端抵接之作為密封構件的O型環220b。密封蓋219的處理室201之相反側，設置有使晶舟旋轉的旋轉機構254。旋轉機構254的旋轉軸255係貫穿密封蓋219而連接於後述的晶舟217，且建構成為透過旋轉晶舟217而使晶圓200旋轉。密封蓋219建構成為藉由垂直裝設在加工處理管203的外部之作為昇降機構的晶舟昇降器115而於垂直方向昇降，藉此，成為可將晶舟217對處理室201進行搬入搬出。於旋轉機構254及晶舟昇降器115電性連接驅動控制部237。驅動控制部237係建構成為以旋轉機構254及晶舟昇降器115可進行所期望的動作之方式以所期望的時序進行控制。又，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為第2爐口蓋體的擋板219a。擋板219a係建構成為藉由昇降及旋動而在晶舟217既從處理室201內搬出後與岐管209的下端抵接，將搬出晶舟217後的處理室201內部氣密地閉塞。在擋板219a的上面，設有和岐管209的下端抵接之作為密封構件的O型環220c。
作為基板保持具的晶舟217，例如是由石英或碳化矽等之耐熱性材料構成，建構成為使複數片的晶圓200以水平姿勢且相互對齊中心的狀態排列並保持多層。此外，在晶舟217的下部，建構成為例如石英或碳化矽等耐熱性材料所構成之呈圓板形狀且作為斷熱構件的斷熱板216，係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203內設置有作為溫度檢測器的溫度感測器263。在加熱器206和溫度感測器263電性連接溫度控制部238。溫度控制部238建構成為以處理室201內的溫度可成為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206的通電程度。
氣體供給‧流量控制部235、壓力控制部236、驅動控制部237、及溫度控制部238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235、壓力控制部236、驅動控制部237、溫度控制部238、及主控制部239係建構成控制器240。
(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，作為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被裝填於晶舟217(晶圓填入)時，如圖2所示，保持著複數片晶圓200的晶舟217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，成為密封蓋219隔著O型環220b將岐管209的下端密封的狀態。
以處理室201內可成為所期望的壓力(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245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內可成為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內的溫度可成為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，從作為第1處理氣體供給源的SiH2Cl2氣體供給源271及作為第2處理氣體供給源的NH3氣體供給源272，將作為第1處理氣體的SiH2Cl2氣體、作為第2處理氣體的NH3氣體分別供給至處理室201內。即，藉由開啟閥262a、261a、262b、261b，使得從SiH2Cl2氣體供給源271、NH3氣體供給源272分別供給至處理氣體供給管232a、232b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、230b導入到處理室201內。
此時，亦可同時從作為惰性氣體供給源的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，藉由開啟閥262c、261c、262d、261d，從N2氣體供給源273分別被供給至惰性氣體供給管232c、232d內的N2氣體，係分別在MFC241c、241d被控制成所期望的流量之後，通過惰性氣體供給管232c、232d，並經由處理氣體供給管232a、232b而從噴嘴230a、230b導入於處理室201內。N2氣體係在處理氣體供給管232a、232b內與SiH2Cl2氣體，NH3氣體分別混合。藉由控制N2氣體的供給流量而可控制處理氣體的濃度。
被導入處理室201內的處理氣體係在處理室201內上昇，從內管204的上端開口流出於筒狀空間250並流下筒狀空間250，之後從排氣管231被排氣。處理氣體係在通過處理室201內部之際與晶圓200的表面接觸。此際，藉由熱CVD反應而在晶圓200的表面上沉積(deposition)薄膜、即氮化矽(Si3N4)膜。
經過預設的處理時間後，停止處理氣體之供給。即，藉由關閉閥262a、261a、262b、261b而停止從SiH2Cl2氣體供給源271、NH3氣體供給源272朝向處理室201內供給SiH2Cl2氣體、NH3氣體。之後，開啟閥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，藉以淨化處理室201內部。然後，處理室201內被置換成N2氣體，處理室201內的壓力恢復成常壓。
之後，藉由晶舟昇降器115使密封蓋219下降而使岐管209的下端開口，並且處理過的晶圓200係在保持於晶舟217的狀態從岐管209的下端搬出加工處理管203的外部(晶舟卸載)。之後，處理過的晶圓200由晶舟217取出(晶圓排出)。
此外，作為在本實施形態的處理爐202處理晶圓200之際的處理條件，例如在氮化矽膜的成膜中，例示以下條件，即處理溫度：650～800℃、處理壓力：10～500Pa、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值維持一定而對晶圓200作處理。
(3)淨化工程
其次，針對淨化處理室201內部的方法作說明。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。
當反覆上述的薄膜形成工程時，加工處理管203的內壁等之處理室201內亦會累積氮化矽膜等之薄膜。即，含有此薄膜的沉積物附著在此內壁等。在附著於此內壁等之沉積物(累積的薄膜)厚度達到沉積物發生剝離‧掉落前之規定厚度的時間點，進行處理室201內的淨化。淨化係藉以下方式進行，在從處理室201內取出處理過的晶圓200之狀態，由第1淨化氣體供給系於處理室201內供給藉由預備分解室280f使NF3氣體分解的氣體和NO氣體事先混合的氣體並予以排氣，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，以除去附著於處理室201內的沉積物。
以下，針對淨化工程的詳細作說明。
空晶舟217、即未裝填晶圓200的晶舟217被晶舟昇降器115抬起並搬入處理室201內(晶舟載入)。在此狀態，成為密封蓋219隔著O型環220b將岐管209的下端密封的狀態。
以處理室201內可成為所期望的壓力(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201內可成為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內的溫度可成為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217旋轉。此外，亦可不使晶舟217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。
亦即，藉由開啟閥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232f而被供給於預備分解室280f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232h內。此時，藉由再開啟閥262g、261g，從NO氣體供給源275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232b、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232h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，同時開啟閥262e、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232e、處理氣體供給管232a及噴嘴230a而被供給於處理室201內。
此外，在預備分解室280f內之NF3氣體的分解率是100%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280f內的NF3氣體之流量設為1slm時，則含F2濃度是75%且含N2濃度是25%的分解氣體(F2氣體和N2氣體的混合氣體)係以2slm的流量被供給至第1淨化氣體供給管232h內。此時，當被供給至第1淨化氣體供給管232h內的NO氣體之流量設為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201內。此外，經由第2淨化氣體供給管232e而供給至處理室201內的NF3氣體的流量係設為例如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250內，且在筒狀空間250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203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NF3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，亦可從作為惰性氣體供給源的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，藉由開啟閥262c、261c、262d、261d，從N2氣體供給源273分別朝惰性氣體供給管232c、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232c、232d、且經由處理氣體供給管232a、232b而從噴嘴230a、230b導入處理室201內。N2氣體成為在處理氣體供給管232a、232b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，作為稀釋含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，關於淨化工程中作為薄膜之蝕刻條件，例示如下，即處理室內溫度：200℃～600℃、處理室內壓力：133Pa(1Torr)～66500Pa(500Torr)、預備分解室內溫度：500℃～800℃、預備分解室內壓力：133Pa(1Torr)～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值維持一定而進行薄膜之蝕刻。
經過預設的蝕刻時間，處理室201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，開啟閥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201內部。然後，處理室201內被置換成N2氣體，處理室201內的壓力恢復成常壓，本實施形態的淨化工程結束。
在淨化工程結束後，執行陳化處理工程、即對處理室201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201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內的溫度設為400℃，處理室201內的壓力設為100Torr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蝕刻。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形。
又，依據本實施形態，係於預備分解室280f內使NF3氣體分解成F2氣體及N2氣體，在第1淨化氣體供給管232h內使F2氣體和NO氣體混合。即，本實施形態中，並非將F2氣體和NO氣體分別對處理室201內作供給，而是在第1淨化氣體供給管232h內使之事先混合(預混合)。如此一來，透過使F2氣體和NO氣體在第1淨化氣體供給管232h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，在含氟原子的氣體添加NO氣體而進行淨化的情況，可使其處理容易且控制性好地提升淨化的性能。
又，依據本實施形態，係使用NO氣體作為和F2氣體混合的含氧氣體。藉此，可提高FNO的生成效率。此外，在使用N2O氣體或NO2氣體作為含氧氣體來取代NO氣體的情況，由於N2O氣體或NO2氣體難與含氟原子的氣體反應，所以變得需要其專用的預備分解室、即N2O氣體或NO2氣體用的預備分解室。相對地，由於NO氣體在第1淨化氣體供給管232h內會與F2氣體充分地反應，故無需設置如此的專用預備分解室、即NO氣體用的預備分解室。又，當使用O2氣體作為含氧氣體來取代NO氣體時，變得無法生成FNO。
又，依據本實施形態，藉由在處理室201內使含FNO的氣體和NF3氣體混合，創造出NF3氣體和FNO氣體混合存在的狀態，可讓氮化矽膜被蝕刻的比石英還多。藉此，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SiO2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201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，作為和NO氣體混合的含氟原子的氣體，亦可取代NF3氣體，改為採用例如F2氣體或是氟化氯氣體的三氟化氯(ClF3)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ClF3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內為止的路徑，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NO氣體反應性高的含氟原子的氣體與NO氣體事先混合(預混合)，可生成FNO。接著，在淨化工程中，透過在處理室201內創造出F2氣體或ClF3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氣體作為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℃～500℃、處理室內壓力：133Pa(1Torr)～66500Pa(500Torr)、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(20slm)。
又，關於在使用ClF3氣體作為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℃～500℃、處理室內壓力：133Pa(1Torr)～66500Pa(500Torr)、ClF3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，充填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併行地淨化變得困難。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，且因為是將反應性高的氟化氫(HF)作為原料以電氣分解方式製造，故需細心地注意。且氟化氫會成為引起配管等腐蝕之原因。
又，三氟化氯(ClF3)氣體係反應性高且常溫下是液體的氣體，在大氣中的容許濃度(臨界值)非常低，為0.1ppm，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，故附帶設備變得高價。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(NF3)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NF3氣體的容許濃度是30ppm，比起F2氣體的1ppm具有非常高的臨界值，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ClF3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氣體作為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，作為和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、氟化碳氣體來取代NF3氣體。在此種情況，成為在預備分解室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，PFC氣體比起NF3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，較佳為，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O2，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O2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201內為止的路徑增長，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)作為含氟原子的氣體之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201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氣體作為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℃～600℃、處理室內壓力：133Pa(1Torr)～66500Pa(500Torr)、CF4氣體+O2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)。
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。
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。
較佳為，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。
又較佳為，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一氧化氮氣體反應所生成的FNO氣體。
又較佳為，含前述氟原子的氣體係氟氣或氟化氯氣體。
又較佳為，含前述氟原子的氣體係氟化氮氣體或氟化碳氣體。
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。
200．．．晶圓(基板)
201．．．處理室
232h．．．第1淨化氣體供給管
232e．．．第2淨化氣體供給管
240．．．控制器
280f．．．預備分解室
圖1係一般的半導體用CVD薄膜形成裝置之概略構成圖。
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概略構成圖。
圖3係本發明的其他實施形態所適用之基板處理裝置的處理爐之概略構成圖。
202．．．處理爐
200．．．晶圓
206．．．加熱器
217．．．晶舟
263．．．溫度感測器
216．．．斷熱板
220a、220c、220b．．．O型環
219a．．．擋板
246．．．真空排氣裝置
242．．．壓力調整裝置
231．．．排氣管
245．．．壓力感測器
115．．．晶舟昇降器
254．．．旋轉機構
255．．．旋轉軸
230a、230b．．．噴嘴
232a、232b．．．處理氣體供給管
219．．．密封蓋
251．．．加熱器座
209．．．岐管
232c、232d．．．惰性氣體供給管
261a、261b、261c、261d、261e、261f、261g、262a、262b、262c、262d、262e、262f、262g．．．閥
232e．．．第2淨化氣體供給管
232h．．．第1淨化氣體供給管
232f．．．NF3氣體供給管
232g．．．NO氣體供給管
232a．．．處理氣體供給管
241a、241b、241c、241d、241e、241f、241g．．．MFC(質量流量控制器)
271．．．SiH2Cl2氣體供給源
272．．．NH3氣體供給源
273．．．N2氣體供給源
274．．．NF3氣體供給源
275．．．NO氣體供給源
280f．．．預備分解室
203．．．加工處理管
204．．．內管
205．．．外管
201．．．處理室
235．．．氣體供給‧流量控制部
236．．．壓力控制部
237．．．驅動控制部
250．．．筒狀空間
238．．．溫度控制部
239．．．主控制部
240．．．控制器

Claims (18)

  1. 一種基板處理裝置，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，係以藉由在連接於前述處理容器的配管內使含氟原子的氣體和一氧化氮氣體混合且反應而在前述配管內生成FNO氣體，將該FNO氣體朝前述處理容器內直接供給的方式構成；第2淨化氣體供給系，係以與前述第1淨化氣體供給系分開設置，且將含前述氟原子的氣體朝前述處理容器內直接供給的方式構成；排氣系，係將前述處理容器內排氣；及控制部，係控制前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系、前述第2淨化氣體供給系及前述排氣系，俾進行將前述處理氣體供給於收容著基板的前述處理容器內並排氣，以在前述基板上形成薄膜的處理，將藉由使前述第1淨化氣體供給系在前述配管內將含前述氟原子的氣體和前述一氧化氮氣體混合且反應所生成的FNO氣體朝前述處理後的前述處理容器內直接供給並排氣，並且藉由前述第2淨化氣體供給系將含前述氟原子的氣體朝前述處理容器內直接供給並排氣，將由前述第1淨化氣體供給系所供給之前述FNO氣體與由前述第2淨化氣體供給系所供給之含前述氟原子的氣體，在前述處理 容器內初次混合，使附著在前述處理容器內之含有前述薄膜的沉積物被除去。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述第1淨化氣體供給系係具備：供給含前述氟原子的氣體的含第1氟原子的氣體供給管、及供給前述一氧化氮氣體的一氧化氮氣體供給管；前述第2淨化氣體供給系係具備：供給含前述氟原子的氣體的含第2氟原子的氣體供給管。
  3. 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體或氟化氯氣體。
  4. 一種基板處理裝置，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； 排氣系，係將前述處理容器內排氣；及控制部，係控制前述處理氣體供給系、前述第1淨化氣體供給系、前述第2淨化氣體供給系及前述排氣系，俾進行對收容有基板的前述處理容器內供給前述處理氣體並排氣，以於前述基板上形成薄膜的處理，藉由前述第1淨化氣體供給系將藉由前述預備分解室使含前述氟原子的氣體分解而成的氣體與前述一氧化氮氣體事先混合且供給至前述處理後的前述處理容器內並排氣，並且藉由前述第2淨化氣體供給系將含前述氟原子的氣體供給至前述處理後的前述處理容器內並排氣，以除去含有附著於前述處理容器內的前述薄膜之沉積物。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中前述第1淨化氣體供給系係構成為將藉由前述預備分解室使含前述氟原子的氣體分解而成的氣體與前述一氧化氮氣體混合而生成FNO氣體，並供給該FNO氣體。
  6. 如申請專利範圍第4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氟化碳氣體。
  7. 一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處理氣體並排氣，以於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及朝具有第1淨化氣體供給系的配管內供給含氟原子的氣體和一氧化氮氣體，藉由使該等氣體在前述配管內混合並反應，在前述配管內生成FNO氣體，將該FNO氣 體朝前述處理後的前述處理容器內直接供給並排氣，並且藉由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系，將含前述氟原子的氣體朝前述處理容器內直接供給並排氣，將由前述第1淨化氣體供給系所供給之前述FNO氣體與由前述第2淨化氣體供給系所供給之含前述氟原子的氣體，在前述處理容器內初次混合，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. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中，在除去前述沉積物之工程中，藉由含第1氟原子的氣體供給管朝前述第1淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣體，並藉由含第2氟原子的氣體供給管朝前述第2淨化氣體供給系供給含前述氟原子的氣體。
  9. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中在除去前述沉積物之工程中，藉由連接於前述第1淨化氣體供給系的第1噴嘴，將前述FNO氣體朝前述處理容器內直接供給，且藉由連接於前述第2淨化氣體供給系之和第1噴嘴分開設置的第2噴嘴，將含前述氟原子的氣體朝前述處理容器內直接供給。
  10. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中在除去前述沉積物之工程中，前述FNO氣體和含前述氟原子的氣體係在前述處理 容器內製造出混合的狀態。
  11. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中使用氟氣體、氟化氯氣體、氟化氮氣體及氟化碳氣體中的任一氣體作為含前述氟原子的氣體。
  12. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中使用氟化氯氣體、氟化氮氣體及氟化碳氣體中的任一氣體作為含前述氟原子的氣體。
  13. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中於氟化碳氣體添加氧氣並使用作為含前述氟原子的氣體。
  14. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中使用分子構造中不含雙鍵的氟化碳氣體作為含前述氟原子的氣體。
  15. 如申請專利範圍第7項之半導體裝置的製造方法，其中生成前述FNO氣體之際，使含前述氟原子的氣體預備分解之後使其與前述一氧化氮氣體混合。
  16. 一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處理氣體並排氣，以於前述基板上形成薄膜的處理之工程；及藉由第1淨化氣體供給系將藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解而成的氣體和一氧化氮氣體事先混合後再供給至前述處理後的前述處理容器內並排氣，並且藉由和前述第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至前述處理後的前述處理容器內並排氣，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。
  17. 一種淨化方法，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；及朝具有第1淨化氣體供給系的配管內供給含氟原子的氣體和一氧化氮氣體，藉由使該等氣體在前述配管內混合並反應，在前述配管內生成FNO氣體，將該FNO氣體朝前述處理後的前述處理容器內直接供給並排氣，並且藉由和前述第1淨化氣體供給系分開設置的第2淨化氣體供給系，將含前述氟原子的氣體朝前述處理容器內直接供給並排氣，將由前述第1淨化氣體供給系所供給之前述FNO氣體與由前述第2淨化氣體供給系所供給之含前述氟原子的氣體，在前述處理容器內初次混合，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。
  18. 一種淨化方法，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；及藉由第1淨化氣體供給系將藉由預備分解室使含氟原子的氣體分解而成的氣體和一氧化氮氣體事先混合後再供給至前述處理後的前述處理容器內並排氣，並且藉 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至前述處理後的前述處理容器內並排氣，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。
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