JPH0786172A

JPH0786172A - 処理用ガスの供給方法

Info

Publication number: JPH0786172A
Application number: JP25468693A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ri; 秀樹李
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JP3144665B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス化した処理用液体処理用ガスとして液化
させることなく常に安定した状態で処理室へ供給するこ
とができる処理用ガスの供給方法を提供する。【構成】本処理用ガスの供給方法は、ブランケットタ
ングステン処理を行なうＷＦ₆をそのボンベ１１Ａから
配管１２Ａを介して処理室２へＷＦ₆ガスとして供給す
る際に、上記配管１２Ａの内部を大気圧よりも減圧状態
にし、この減圧状態の配管１２Ａを介してＷＦ₆ガスを
処理室２内へ供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理用ガスの供給方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近半導体集積回路素子は益々高集積化
されて来ており、その集積度が６４ＭＤＲＡＭから２５
６ＭＤＲＡＭの世代に入りつつある。そのため配線構造
の多層化及び微細化が一層顕著になって来ている。この
ように配線構造が多層化するに従って配線工程のステッ
プが増加し、配線工程の効率化及び防塵対策が従来以上
に問題になって来ている。また、配線構造の微細化が進
むに従って、従来のアルミニウム（Ａｌ）配線ではマイ
グレーション断線などが問題となり、Ａｌに代わる材料
としてタングステン（Ｗ）などのマイグレーション耐性
に優れた金属が配線材料として種々検討されている。ま
た、配線構造の多層化が進むに従ってコンタクトホー
ル、ビアホールなどの埋め込み、あるいは配線層間を絶
縁する層間絶縁膜についても材料面など種々検討されて
いる。しかもこれらの材料は無機系材料及び有機系材料
と多岐に亘っている。

【０００３】そして、これらの配線材料、絶縁材料とし
て従来から無機系化合物、有機系化合物が用いられてい
る。有機系化合物は金属カルボニル化合物などのように
室温で気体のものもあるが、アルキル金属化合物などの
ように室温では液体のものも多い。ところが、無機系化
合物は室温以下の温度で気体のものが多く、例えば六フ
ッ化タングステン（ＷＦ₆：ｂ.ｐ.１７.２℃）、ジクロ
ロシラン（ＳｉＨ₂Ｃｌ₂：ｂ.ｐ.８.２℃）、三フッ化
塩素（ＣｌＦ₃：ｂ.ｐ.１１.７５℃）などは無機系化合
物の中でも沸点が比較的高く、０℃〜室温の範囲で液体
であるが、これらの無機系化合物は成膜処理あるいはエ
ッチング処理などによく用いられている。このような無
機系化合物を成膜処理に用いる場合、従来はこれらの無
機系化合物を加熱して成膜処理などの処理用ガスとして
完全にガス化した後、このガスをマスフローコントロー
ラで所定の流量に調整しながら処理室内へ供給するよう
にしている。加熱による従来の処理用ガスの供給方法
は、貯留容器、及びこれと所定の処理室を結ぶ配管など
を加熱用テープなどで被覆し、この加熱用テープにより
容器及び配管などを介して内部の無機系化合物を加熱す
る方法である。そして、その加熱に際し、例えば容器で
は無機系化合物をその沸点前後の温度に加熱し、この容
器から処理室に至る配管では容器側から処理室側に向か
って温度を徐々に上げ、処理室近傍で最も温度が高くな
るように配管を加熱している。このように加熱され、更
に流量調整された処理用ガスは配管内で液化することな
く処理室内へ供給することができ、供給された処理用ガ
スは処理室内で熱ＣＶＤ処理、プラズマＣＶＤ処理など
により被処理体の表面に所定の配線膜、層間絶縁膜など
の成膜に供される。

【０００４】一方、上述のように無機系化合物を加熱し
ながら処理用ガスとして処理室へ供給しながら所定の成
膜処理を何度か繰り返すと、処理室内にも被処理体と同
様にそれぞれの被膜が形成され、これらの被膜がいずれ
は処理室内から剥離してパーティクルなどの原因になっ
て製品の歩留りを低下させることになる。そのため、従
来から所定回数の成膜処理を終了すれば、処理室をクリ
ーニングして被膜などの汚染源を除去するようにしてい
る。このクリーニング方法としては、処理室を解体して
内部に形成された被膜を完全に除去するクリーニング方
法、あるいはＮＦ₃ガスなどのプラズマを利用したクリ
ーニング方法が知られている。しかし、前者のクリーニ
ング方法の場合には、装置の解体、組立、及びその立ち
上げに多大な時間を要するという課題があった。これに
対して後者のクリーニング方法の場合には、装置を解体
する必要がなく、前者の場合と比較して格段にクリーニ
ング時間を短縮することができるという大きな利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加熱による処理用ガスの供給方法の場合には、貯留容器
及び配管などを加熱して処理用液体を処理用ガスとして
ガス化するようにしているが、このような加熱では配管
に取り付けられたマスフローコントローラやバルブなど
ではそれぞれの内部まで十分に加熱することが難しく、
例えば０℃〜室温の範囲で液体である無機系化合物の場
合にはマスフローコントローラやバルブなどで処理用ガ
スとして気化したものが再液化し、これらの部分で無機
系化合物が詰まるなどして処理用ガスの流量が減少した
り、処理用ガスに脈流を生じるなどしてマスフローコン
トローラによる流量制御が難しくなるという課題があっ
た。

【０００６】また、従来の処理用ガスの供給方法により
処理用ガスを供給した場合には上述のようにマスフロー
コントローラやバルブなどで処理用ガスが液化して残留
していることがあるため、例えばＮＦ₃ガスのプラズマ
を利用したクリーニングを行なう際には、プラズマ源と
なる化学的に極めて活性なＮＦ₃ガスが残留する無機系
化合物と激しく反応する虞があるため、この無機系化合
物を完全に除去する必要がある。そこで、系内を真空排
気して液状の無機系化合物をこれらの部分から除去する
ようにしているが、真空排気の際に無機系化合物から気
化熱が奪われ、真空排気が進むに従って無機系化合物が
一層冷却され、その蒸発が益々遅延し、無機系化合物の
除去に多大な時間を要するという課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ガス化した処理用液体処理用ガスとして液
化させることなく常に安定した状態で処理室へ供給する
ことができる処理用ガスの供給方法を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理用ガスの供給方法は、処理用ガスをその供給源よ
り配管を経由して処理室内に供給する処理用ガスの供給
方法において、上記配管内を大気圧よりも減圧状態に
し、この減圧状態の配管を介して上記処理用ガスを上記
処理室内へ供給するようにしたものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に記載の処理用ガ
スの供給方法は、請求項１に記載の発明において、上記
処理用ガスとして上記処理室内をクリーニングするＣｌ
Ｆ₃を供給するようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、処理
用ガスをその供給源より配管を経由して処理室内に供給
する際に、配管内を大気圧よりも減圧状態にし、この減
圧状態の配管を介して処理用ガスを処理室内へ供給する
ことにより、処理用ガスは安定したガス状を維持するこ
とができ、処理用ガスを配管内で結露させることなく安
定した状態で処理室へ供給することができ、もって処理
室内では安定した処理を行なうことができ、また、この
処理後他の処理を行なうために処理用ガスを除去する際
にはバルブ等で処理用ガスが結露していないため処理用
ガスを容易に排気、除去することができる。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記処理用ガス
として処理室内をクリーニングするＣｌＦ₃を供給する
ことにより、クリーニング用ガスとしてのＣｌＦ₃をガ
ス状態のまま安定的に処理室内へ供給し、このＣｌＦ₃
ガスにより処理室内を隅々までクリーニングすることが
できる。

【００１２】

【実施例】まず、本実施例の処理用ガスの供給方法を説
明する前に、この方法を適用するバッチ式コールドウォ
ール処理装置について説明する。このバッチ式コールド
ウォール処理装置は、図１に示すように、半導体ウエハ
１を１枚ずつ処理する処理室２を有している。この処理
室２は、図１に示すように、アルミニウムなどから円筒
状として形成されている。また、この処理室２の外面に
は冷却ジャケット３が配設され、この冷却ジャケット３
により処理室２の壁面を水冷し、その温度を０〜５０℃
の温度範囲に制御できるように構成されている。この処
理室２内の底面２Ａには円環状に形成された回転体４が
回転可能に配設されている。そして、この円環状の回転
体４には半導体ウエハ１を１枚ずつ水平に支持する支持
体としてのサセプタ５が周方向等間隔に例えば図２に示
すように８箇所に装着されている。これらのサセプタ５
は回転体４から多少突出した円盤状に形成されている。
そして、これらのサセプタ５の下方には例えば発熱抵抗
体からなる加熱体６が回転体４内に埋設され、これらの
加熱体６により各サセプタ５を個別に加熱できるように
構成されている。また、これらのサセプタ５及び加熱体
６を有する回転体４の中心部にはその表面から処理室２
の底面を下方へ貫通した中空状の回転軸７が連結されて
いる。この回転軸７の下方には例えば歯車８が取り付け
られ、更にこの歯車８には駆動モータ９の回転軸８Ａに
取り付けられた歯車９Ｂが噛合している。従って、回転
体４は、駆動モータ９の回転軸９Ｂ、歯車９Ａ、歯車９
及び回転軸７を介して伝達される回転力により図１、図
２の矢印方向へ回転するように構成されている。

【００１３】一方、各サセプタ５の上方にはガス分散供
給部１０が各サセプタ５に対向して配設され、これらの
ガス分散供給部１０から後述のようにプロセスガスまた
はクリーニングガスを処理室２内へ供給するように構成
されている。これらのガス分散供給部１０はそれぞれ中
空の円盤状に形成され、それぞれの上面中央にガス供給
配管１０Ａが接続され、それぞれの下面には多数のガス
供給孔１０Ｂが形成されている。これらのガス分散供給
部１０のガス供給配管１０Ａにはそれぞれ図１に示すよ
うにプロセスガスを供給するプロセスガス供給系１１が
配管１２を介して接続され、この配管１２に取り付けら
れたバルブ１３を開放することにより所定のプロセスガ
スをガス分散供給部１０を介して処理室２内に供給する
ように構成されている。

【００１４】そして、この処理室２内で例えばブランケ
ットＷ処理を行なう場合にはプロセスガス供給系１１か
らガス分散供給部１０へ例えば六フッ化タングステン
（ＷＦ₆）及び水素をプロセスガスとして供給し、ガス
分散供給部１０の下面に多数分散させて形成されガス供
給孔１０Ｂから処理室２内のサセプタ５上の半導体ウエ
ハ１へプロセスガスを均等に供給して熱ＣＶＤにより半
導体ウエハ１の表面を成膜するように構成されている。
このプロセスガス供給系１１は、プロセスガスであるＷ
Ｆ₆ガスを貯留する、ガス供給源としてのＷＦ₆ガスボン
ベ１１Ａと、このＷＦ₆ガスを還元する水素ガスを貯留
する、ガス供給源としての水素ガスボンベ１１Ｂを備
え、これら両者１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ配管１２から
分岐する配管１２Ａ、１２Ｂの端部にそれぞれ接続され
ている。ＷＦ₆ガスボンベ１１Ｂが接続された配管１２
Ａには上流側から下流側へ減圧バルブ１１Ｃ、マスフロ
ーコントローラ１１Ｄ、バルブ１１Ｅが順次配設され、
また、水素ガスボンベ１１Ｂが接続された配管１２Ｂに
は上流側から下流側へバルブ１１Ｆ、マスフローコント
ローラ１１Ｇ、バルブ１１Ｈが順次配設され、これら両
者１１Ａ、１１Ｂからのガスが配管１２で合流し、バル
ブ１３を開放することにより配管１２、１０Ａを介して
処理室２内へプロセスガスを供給できるように構成され
ている。つまり、ＷＦ₆ガスボンベ１１Ｂ内の液状のＷ
Ｆ₆は減圧バルブ１１Ｃにより一旦減圧され、減圧下で
気化したＷＦ₆ガスがマスフローコントローラ１１Ｄに
より流量調整されて同様に流量調整された水素ガスと所
定比で混合するようにしている。

【００１５】また、配管１２には図１に示すようにクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給系１４が
配管１５を介して接続され、クリーニング時にはこのク
リーニングガス供給系１４から配管１５、配管１２、各
ガス分散供給部１０を介して処理室２内の各サセプタ５
上へクリーニングガスを供給するように構成されてい
る。即ち、これらのガス分散供給部１０は処理室２のク
リーニングガスの供給部としての役割も果たしている。
このクリーニングガス供給系１４は、クリーニングガス
であるＣｌＦ₃ガスを貯留する、ガス供給源としてのＣ
ｌＦ₃ガスボンベ１６と、このＣｌＦ₃ガスを希釈する希
釈用ガス、例えば窒素ガスを貯留する、ガス供給源とし
ての窒素ガスボンベ１７を備え、これら両者１６、１７
はそれぞれ配管１５から分岐する配管１５Ａ、１５Ｂの
端部にそれぞれ接続されている。ＣｌＦ₃ガスボンベ１
６が接続された配管１５Ａには上流側から下流側へ減圧
バルブ１８、マスフローコントローラ１９、バルブ２０
が順次配設され、また、窒素ガスボンベ１７が接続され
た配管１５Ｂには上流側から下流側へバルブ２１、マス
フローコントローラ２２、バルブ２３が順次配設され、
これら両者１６、１７からのガスが配管１５で合流し、
バルブ２４を開放することにより配管１５、１２、１０
Ａを介して処理室２内へクリーニングガスを供給できる
ように構成されている。つまり、ＣｌＦ₃ガスボンベ１
６内の液状のＣｌＦ₃は減圧バルブ１８により一旦減圧
され、減圧下で気化したＣｌＦ₃ガスがマスフローコン
トローラ１９により流量調整されて同様に流量調整され
た窒素ガスと所定比で混合するようにしている。

【００１６】また、これらのガス分散供給部１０から処
理室２内へ供給されたガスは、回転体４の回転軸７内に
挿着された排気管２５を介して外部へ排出するように構
成されている。この排気管２５の下流側には真空ポンプ
２６が取り付けられ、、この真空ポンプ２６により処理
室２内を排気して所定の真空度を維持するように構成さ
れている。従って、この排気管２５は処理室２のクリー
ニングガスの排気部としての役割も果たしている。この
真空ポンプ２６としては排気されるガスの影響を受けな
いようにオイルフリーのドライポンプを用いることが好
ましい。更に、この真空ポンプ２６の下流側には真空ポ
ンプ２６から排気されたプロセスガス、クリーニングガ
スなどの有害なガスを捕捉して排気ガスからこれらの有
害ガスを除去する除害装置２７が配設され、この除害装
置２７としてはＣｌＦ₃を良く溶解する溶剤、例えばア
ルカリ溶液などを満たしたものが用いられる。

【００１７】更にまた、上記バッチ式コールドウォール
処理装置では、そのサセプタ５はグランド電位に保持す
るように構成されており、また、このサセプタ５に対向
するガス分散供給部１０には高周波電源２８に接続され
ている。そして、各ガス分散供給部１０に高周波電源２
８により高周波電圧を印加しすれば、ガス分散供給部１
０とサセプタ５間で電位差を生じるように構成されてい
る。従って、真空ポンプ２６により処理室２内を排気
し、処理室２内を所定の真空度に保持しながら各ガス分
散供給部１０から処理室２内へプロセスガスを導入した
状態で、各ガス分散供給部１０に高周波電源２８により
高周波電圧を印加すれば、電極対をなすサセプタ５とガ
ス分散供給部１０との間で真空放電し、これら両者４、
１０間でプロセスガスがプラズマ化し、このプラズマに
よりサセプタ５上で加熱体６により加熱された半導体ウ
エハ１の表面に所定の成膜をできるように構成されてい
る。つまり、このバッチ式コールドウォール処理装置は
熱ＣＶＤ処理装置としても、プラズマＣＶＤ処理装置と
しても使用できるように構成されている。尚、図１にお
いて、２９は処理室２の搬入、搬出口に取り付けられた
ゲートバルブで、このゲートバルブ２９を介して半導体
ウエハ１を処理室２内へ搬入、搬出する搬送室３０に処
理室２を接続することができる。

【００１８】次に、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いた熱ＣＶＤによるブランケットＷによる成膜
処理の一例について説明する。まず、処理室２内が所定
の真空度になるように処理室２内を真空ポンプ２６によ
り真空排気した後、プロセスガス供給系１１からＷＦ₆
ガス及び水素をプロセスガスとして供給するが、この
時、本実施例ではプロセスガス供給系１１の配管１２Ａ
の内部を大気圧よりも減圧状態、例えば６００Torr以下
の圧力にしてＷＦ₆ガスとして気化した後、このＷＦ₆ガ
スを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給する
ようにしているため、プロセスガス供給系１１内でＷＦ
₆ガスが液化することがない。プロセスガス供給系１１
内で所定比で混合されたＷＦ₆ガス及び水素を各ガス分
散供給部１０へプロセスガスとして供給すると、各ガス
分散供給部１０下面の分散孔１０Ａからプロセスガスが
室内の各サセプタ５上の半導体ウエハ１へ均等に供給さ
れる。この際、加熱体６の加熱作用によりサセプタ５上
で支持された半導体ウエハ１が所定温度まで加熱されい
る。そのため、プロセスガスが加熱された半導体ウエハ
１に接触し、その熱エネルギーを得て、水素でＷＦ₆を
還元して半導体ウエハ１の表面にタングステンの被膜を
形成する。この処理でサセプタ５などその他の部分にも
タングステンの被膜を形成することになる。

【００１９】また、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いたプラズマＣＶＤによりブランケットＷ処理
を行なう場合には、真空ポンプ２６により所定の真空度
に保たれた処理室２内のサセプタ５上で半導体ウエハ１
を支持し、加熱体６によりサセプタ５上の半導体ウエハ
１を３００〜４００℃に加熱する。これと並行してプロ
セスガス供給系１１のバルブ１３を開き、ここから配管
１２、ガス分散供給部１０を介して所定比のＷＦ₆ガス
と水素ガスの混合ガスを本実施例のガス供給方法により
処理室２内へ供給する。この際、高周波電源２８により
ガス分散供給部１０に高周波電圧を印加していると、サ
セプタ５とガス分散供給部１０間で真空放電が発生し、
この真空放電によりサセプタ５とガス分散供給部１０と
の間でＷＦ₆ガスと水素ガスのプラズマを生成し、ＷＦ₆
が還元されて半導体ウエハ１の表面にタングステン膜を
成膜する。この処理でサセプタ５などその他の部分にも
タングステンの被膜を形成することになる。

【００２０】このような成膜処理により処理室２の内面
及びサセプタ５、処理室２のその他の部分にも被膜が形
成され、成膜処理を所定回繰り返す間に、その被膜が積
層されていずれはこれらが剥離してパーティクルとして
室内を浮遊し清浄な半導体ウエハ１を汚染するようにな
ることは前述の通りである。これらが徐々に処理室２の
底面などに蓄積し、これらが半導体ウエハ１の搬入、搬
出時に舞い上がり半導体ウエハ１を汚染する虞がある。
そこで、所定回数の成膜処理後、その処理を一旦中断し
これらのパーティクル等の塵埃をクリーニングにより除
去する。それにはまず、処理室２の加熱体６などの電源
を切った後、半導体ウエハ１が処理室２にない状態にす
る。次いで、ゲートバルブ２９を閉じて処理室２を外部
から遮断した後、クリーニングガス供給系１４からから
配管１５、１２、各ガス分散供給部１０を介して処理室
２内へ希釈用ガスを含むことがあるＣｌＦ₃ガスをクリ
ーニングガスとして図１の矢印で示すように処理室２内
のサセプタ５に向けて供給することによりクリーニング
を実施する。このクリーニングに際して系内を例えば窒
素置換するが、本実施例の処理用ガスの供給方法では、
系内が常に減圧状態でＷＦ₆が液化しないようにしてい
るため、系内のＷＦ₆ガスを容易に真空排気することが
でき、特にプロセスガス供給系１１の配管１１Ａ、マス
フローコントローラ１１Ｃ、バルブ１１Ｅ内でも減圧下
でＷＦ₆ガスが液化するとがないため、極めて短時間で
窒素置換することができる。

【００２１】次いで、クリーニングガスを処理室２内へ
供給する場合には、そのゲートバルブ２９を閉じて処理
室２を搬送室３０から遮断した後、クリーニングガス供
給系１４からガス分散供給部１０を介して処理室２に対
して希釈用ガス例えば窒素ガスを含むことがあるＣｌＦ
₃ガスをクリーニングガスとして供給し、処理室２の排
気管２５を介して真空ポンプ２６により外部へ排気し、
この間にクリーニングガスにより処理室２の内部に付着
した被膜等の付着物をクリーニングする。クリーニング
ガスはＣｌＦ₃ガスあるいは窒素ガスなどの希釈用ガス
を含むガスとして構成されている。このＣｌＦ₃は化学
的に活性で、特に金属系、非金属系の被膜と良く反応
し、これらの付着物を効果的に除去することができる。

【００２２】このクリーニングガスを構成するＣｌＦ₃
ガスを供給する場合にも本発明の処理用ガスの供給方法
を適用することができる。この際、ＣｌＦ₃の沸点より
高い温度、例えば常温下で真空ポンプ２６を駆動し、処
理室２内から水素ガスを排気して処理室２内の真空度を
所定値に維持する。そして、この排気状態下でクリーニ
ングガス供給系１４の減圧バルブ１８によりＣｌＦ₃を
ガス化し、バルブ２０を所定の開度で開放すると共にマ
スフローコントローラ１９により処理室２におけるＣｌ
Ｆ₃ガスを所定の流量、例えば５リットル／分以下の流
量で配管１５を介して供給する。このクリーニングガス
を配管１５に接続された各ガス分散供給部１０から処理
室２内へ導入し、処理室２でのＣｌＦ₃ガスの圧力を０.
１〜１００Torrに維持する。この状態でクリーニングガ
スは処理室２内に隅々まで行き渡り、処理室２内を隅々
までクリーニングし、消費されたクリーニングガスは処
理室２の排気管２５から真空ポンプ２６などの排気系を
介して常時排気して更新しているため、クリーニング中
は処理室２内のクリーニングガスの圧力が０.１〜１０
０Torrで常に新鮮なクリーニングガスを補充しているた
め、処理室１内を隅々まで効率良くクリーニングするこ
とができる。

【００２３】また、上述のクリーニングではクリーニン
グガスを排気管２５を介して外部へ排出するようにして
いるため、反応生成物の被膜を形成し易い排気管２５に
ついても、処理室２内部と同様にクリーニングガスによ
り除去することができる。また、排気系から排出される
有毒ガスを除害装置２７により除去できるため、クリー
ンな排気を行なうことができる。

【００２４】処理室２内に供給されたＣｌＦ₃ガスは化
学的に活性なガスであるため、処理室２に形成された金
属系、シリコン系の被膜などの付着物と反応して付着物
を処理室２内で除去して処理室２内を清浄にクリーニン
グすることができる。処理室２内に金属系、シリコン系
のパーティクルが堆積しても、その室内でＣｌＦ₃ガス
が隅々まで行き渡り、処理室２の内面は勿論のこと、そ
の室内のサセプタ５に付着したパーティクル等もＣｌＦ
₃ガスにより完全に除去することができる。また、Ｃｌ
Ｆ₃ガスの被膜等との反応が発熱反応であるため、この
発熱によりＣｌＦ₃ガスの反応は益々促進されてより被
膜等の付着物を除去することができる。このようにクリ
ーニングガスとしてＣｌＦ₃ガスを供給する場合にも本
発明の処理用ガスの供給方法を適用することにより、Ｃ
ｌＦ₃ガスをクリーニングガス供給１４系内で液化させ
るとなく処理室２内へ供給することができ、その後の成
膜処理に際して短時間でＣｌＦ₃ガスを置換することが
できる。

【００２５】処理室２内におけるクリーニングガス、例
えばＣｌＦ₃ガスのみを供給する場合には、処理室２内
でのＣｌＦ₃ガスの流量が５リットル／分以下で、その
温度がＣｌＦ₃の沸点〜７００℃、内部の圧力が０.１〜
１００Torrの条件でクリーニングすることが好ましい。
ＣｌＦ₃ガスの流量が５リットル／分を超えると、各チ
ャンバーの構成部材を損ねる虞がある。ＣｌＦ₃ガスの
温度が沸点未満ではＣｌＦ₃が構成部材に結露してその
構成部材を損ねる虞があり、７００℃を超えてもＣｌＦ
₃ガスの活性化されてやはり構成部材を損ねる虞があ
る。ＣｌＦ₃ガスの圧力が０.１Torr未満ではクリーニン
グ効果が期待できなくなる虞があり、１００Torrを超え
ると構成部材を損ねる虞がある。また、ＣｌＦ₃ガスを
主成分とするクリーニングガスは、不活性ガス例えば水
素ガスでＣｌＦ₃を希釈したものである。

【００２６】以上説明したように本実施例によれば、ブ
ランケットＷ処理を行なう際には、ＷＦ₆の液体をプロ
セスガス供給系１１のＷＦ₆ガスボンベ１１Ａから配管
１２Ａを介して処理室２へＷＦ₆ガスとして供給する際
に、配管１２Ａの内部を減圧バルブ１１Ｃにより大気圧
よりも減圧状態にしてＷＦ₆をガス化した後、このＷＦ₆
ガスを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給す
るようにしたため、ＷＦ₆ガスをマスフローコントロー
ラ１１Ｄやバルブ１１Ｅの内部で液化させることなく安
定供給するとができ、安定した処理を行なうことができ
る。また、ＷＦ₆ガスをマスフローコントローラ１１Ｄ
やバルブ１１Ｅの内部で液化することがないため、処理
室２を解体しないでＣｌＦ₃ガスによりその内部をクリ
ーニングする際には、極めて短時間でＷＦ₆ガスをガス
置換することができ、延いてはクリーニング時間を格段
に短縮することができる。しかも、本実施例によれば、
ＣｌＦ₃ガスによるクリーニングを終了した後、その後
の処理を開始する際にもＣｌＦ₃ガスを極めて短時間で
ガス置換することができ、次に処理短時間で立ち上げる
ことができる。

【００２７】また、本発明の処理用ガスの供給方法は図
３に示すマルチチャンバー処理装置に対しても適用する
ことができる。このマルチチャンバー処理装置には例え
ば上述したバッチ式コールドウォール処理装置などの成
膜装置が組み込まれ、同一真空系内で他の処理と連続的
に成膜処理することができる。このマルチチャンバー処
理装置は、図３に示すように、３つの処理室３１、３
２、３３を備え、これらの処理室のうち少なくとも一つ
はバッチ式コールドウォール処理装置によって構成され
ている。そして、これらの処理室３１、３２、３３は、
図１に示すように、略矩形状に形成された第１搬送室３
４の３箇所の側面にゲートバルブ３５、３６、３７を介
して接続され、これらのゲートバルブ３５、３６、３７
を開放することにより第１搬送室３４と連通し、これら
を閉じることにより第１搬送室３４から遮断できるよう
に構成されている。また、この第１搬送室３４内には各
処理室３１、３２、３３へ被処理体、例えば半導体ウエ
ハ３８を搬送する搬送装置３９を備え、処理室３１、３
２、３３と同程度の真空度を保持できるように構成され
ている。この搬送装置３９は、第１搬送室３４の略中央
に配設されており、屈伸可能に構成されたアーム３９Ａ
を有し、このアーム３９Ａに半導体ウエハ３８を載せて
半導体ウエハ３８を搬送するように構成されている。更
に、この第１搬送室３４の底面には例えば図１に示すよ
うにガス供給部としてガス供給口３４Ａが形成され、こ
のガス供給口３４Ａはクリーニングガスを供給するクリ
ーニングガス供給系１４へ接続されている。また、この
ガス供給口３４Ａから供給されたクリーニングガスは第
１搬送室３４の底面にガス排気部として形成されたガス
排気口３４Ｂから排気するように構成されている。更
に、第１搬送室４の残りの一側面にはゲートバルブ４
０、４１を介して２つの後述する真空予備室４２、４３
がそれぞれ連通可能に並設され、これらの真空予備室４
２、４３はゲートバルブ４０、４１を開放することによ
り第１搬送室３４に連通し、これらのゲートバルブ４
０、４１を閉じることにより第１搬送室３４から遮断で
きるように構成されている。従って、所定の真空雰囲気
下で第１搬送装置３９により半導体ウエハ３８を例えば
真空予備室４２から所定の処理室へ移載し、この処理室
内で所定の成膜処理などを行なった後、その処理室から
第１搬送装置３９を介して順次他の処理室へ移載してそ
れぞれの処理室で所定の処理を終了した後、再び他の真
空予備室４３へ移載するように構成されている。

【００２８】これらの各真空予備室４２、４３は、ゲー
トバルブ４０、４１に対向する側で、ゲートバルブ４
４、４５を介して第２搬送室４６に連通可能に接続さ
れ、これらのゲートバルブ４４、４５を開放することに
より第２搬送室４６と連通し、これらを閉じることによ
り第２搬送室４６から遮断できるように構成されてい
る。また、この第２搬送室４６の左右両側面にはゲート
バルブ４７、４８を介してカセット４９を収納するカセ
ット室５０、５１が連通可能に接続され、これらのカセ
ット室５０、５１は、ゲートバルブ４７、４８を開放す
ることにより第２搬送室４６と連通し、これらを閉じる
ことにより第２搬送室４６から遮断できるように構成さ
れている。また、第２搬送室４６内には左右のカセット
室５０、５１間の中央に位置させた第２搬送装置５３が
配設され、この第２搬送装置５３により真空予備室４
２、４３とカセット室５０、５１間で半導体ウエハ３８
を移載するように構成されている。更に、この第２搬送
装置５３と真空予備室４２、４３の間には半導体ウエハ
３８のオリエンテーションフラットにより半導体ウエハ
３８の位置決めをする位置決め装置５４が配設され、こ
の位置決め装置５４により一旦位置決めした後、第２搬
送装置５３により真空予備室４２へ半導体ウエハ３８を
移載するように構成されている。

【００２９】また、第２搬送室４６は室内に窒素ガス等
の不活性ガスを供給し、そのガス圧を大気圧に調整して
保持する気圧調整装置（図示せず）とを備え、この気圧
調整装置によって大気圧に調整された窒素ガス中で、第
２搬送装置５３を用いてカセット室５０、５１内のカセ
ット４９と真空予備室４２、４３の間での半導体ウエハ
３８を搬送するように構成されている。また、この第２
搬送室４６はクリーニング時に所定の真空度を保持でき
るように構成されている。

【００３０】また、この第２搬送室４６の底面にはガス
供給口５５Ａが形成され、このガス供給口５５Ａは配管
（図示せず）を介してクリーニングガスを供給するクリ
ーニングガス供給系１２へ接続されている。そして、こ
のガス供給口５５Ａから供給されたクリーニングガスは
第２搬送室４６の底面にガス排気部として形成されたガ
ス排気口５５Ｂから排気するように構成されている。こ
のガス排気口５５Ｂは例えば真空予備室４２、４３の排
気系にバルブ（図示せず）を介して接続され、この排気
系を利用してクリーニング時の真空排気するように構成
され、その他の時はバルブを閉じて真空予備室４２、４
３のみを真空排気するように構成されている。尚、５
６、５７はカセット室５０、５１の正面に取り付けられ
たゲートバルブである。

【００３１】このようなマルチチャンバー処理装置の各
処理室３１、３２、３３内へプロセスガスを供給する場
合にも本発明の処理用ガスの供給方法を適用することに
より各処理室３１、３２、３３へプロセスガスを安定供
給することができ、一連の処理を正確に行なうことがで
き、製品の歩留りを向上させることができる。

【００３２】尚、上記実施例では処理用ガスとしてＷＦ
₆ガス及びＣｌＦ₃ガスを用いたものについて説明した
が、本発明では、その他の成膜処理用ガス、クリーニン
グ処理用ガスについても適用することができる。また、
上記実施例では減圧バルブ１１Ｃ、１８を用いてＷＦ₆
ガスあるいはＣｌＦ₃ガスを減圧してガス化する方法に
ついて説明したが、本発明は上記実施例に制限されるも
のではない。例えば、バルブの使用態様については単に
模式的な図に基づいて説明したに過ぎず、その使用態様
は必要に応じて種々の使用態様を採用することができ
る。また、上記実施例では本発明をバッチ式コールドウ
ォール処理装置に適用したものについて説明したが、本
発明は処理用ガスを供給して被処理体を処理する装置全
てに適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、処理用ガスをその供給源より配管を経由して処理室
内に供給する際に、配管内を大気圧よりも減圧状態に
し、減圧状態で処理用ガスを処理室内へ供給するように
したため、処理用ガスを液化させることなく常に安定し
た状態で処理室へ供給する処理用ガスの供給方法を提供
することができる。

【００３４】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記処理用ガス
として処理室内をクリーニングするＣｌＦ₃を供給する
ようにしたため、ＣｌＦ₃を処理用ガスとして液化させ
ることなく常に安定した状態で処理室へ供給する処理用
ガスの供給方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理用ガスの供給方法を実施すること
ができる処理装置の一例としてのバッチ式コールドウォ
ール処理装置の要部を示す構成図である。

【図２】図１に示す処理室をＩＩ−ＩＩ線方向の断面を
示す断面図である。

【図３】図１に示すバッチ式コールドウォール処理装置
を組み込んだマルチチャンバー処理装置の全体を示す平
面図である。

【符号の説明】

２処理室１１プロセスガス供給系１１ＡＷＦ₆ガスボンベ（ガス供給源）１１Ｂ水素ガスボンベ（ガス供給源）１１Ｃ、１８減圧バルブ１２Ａ、１２Ｂ配管１５Ａ、１５Ｂ配管１４クリーニングガス供給系１５配管１６ＣｌＦ₃ガスボンベ（ガス供給源）１７窒素ガスボンベ（ガス供給源）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理用ガスをその供給源より配管を経由
して処理室内に供給する処理用ガスの供給方法におい
て、上記配管内を大気圧よりも減圧状態にし、この減圧
状態の配管を介して上記処理用ガスを上記処理室内へ供
給することを特徴とする処理用ガスの供給方法。
【請求項２】上記処理用ガスとして上記処理室内をク
リーニングするＣｌＦ₃を供給することを特徴とする請
求項１に記載の処理用ガスの供給方法。