JP2021100047A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】排気配管への反応副生成物堆積を抑制することを可能にする。【解決手段】基板を処理する処理室と、処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する処理室ガス供給系と、処理室からのガス排気を行う排気配管と、排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続され、堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する排気配管ガス供給系と、処理室ガス供給系からのガス供給および排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する制御部と、を有する技術が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。

半導体装置の製造工程の一工程で用いられる基板処理装置として、基板を収容する処理室に処理ガスを供給するとともに、排気配管を通じて処理室からのガス排気を行うことで、処理室内の基板に対する処理を行うように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１８３２７１号公報

基板処理装置の排気配管では、反応副生成物が堆積することがある。これにより、排気配管内においてガス流のコンダクタンスが低下して、処理室内における圧力勾配が大きくなり、その結果として基板に対する処理の均一性が悪化してしまうおそれがある。

本開示は、排気配管への反応副生成物堆積を抑制することを可能にする技術を提供する。

一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する処理室ガス供給系と、
前記処理室からのガス排気を行う排気配管と、
前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続され、前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する排気配管ガス供給系と、
前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する制御部と、
を有する技術が提供される。

本開示によれば、排気配管への反応副生成物堆積を抑制することができる。

本開示の第１実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。 本開示の第１実施形態に係る基板処理工程の手順を示すフロー図である。 図２における成膜工程の詳細を示すフロー図である。 本開示の第３実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。 本開示の第４実施形態に係る多枚葉基板処理装置における要部の概略構成図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

以下の説明で例に挙げる基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処理対象となる基板に対して所定のプロセス処理を行うように構成されたものである。
処理対象となる基板は、例えば、半導体装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体基板としてのシリコンウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）である。なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
ウエハに対して行う所定のプロセス処理（以下、単に「処理」ということもある。）としては、例えば、酸化処理、拡散処理、アニール処理、エッチング処理、プリクリーニング処理、チャンバクリーニング処理、成膜処理等がある。本実施形態では、特に成膜処理を行う場合を例に挙げる。

＜第１実施形態＞
まず、本開示の第１実施形態について具体的に説明する。

（１）基板処理装置の構成
以下、本実施形態に係る基板処理装置の構成について説明する。ここでは、処理対象となるウエハに対して一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置を例に挙げる。
図１は、本実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。

（処理容器）
図１に示すように、基板処理装置１００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば、横断面が円形であり扁平な密閉容器として、アルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により構成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。

処理容器２０２内には、ウエハ２００に対する処理が行われる処理空間である処理室２０１と、ウエハ２００を処理室２０１に搬送する際にウエハ２００が通過する搬送空間２０３と、が形成されている。

上部容器２０２ａの内部の外周端縁近傍には、排気バッファ室２０９が設けられている。排気バッファ室２０９は、処理室２０１内のガスを側方周囲に向かって排出する際のバッファ空間として機能するものである。そのために、排気バッファ室２０９は、処理室２０１の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ。つまり、排気バッファ室２０９は、処理室２０１の外周側に平面視リング状（円環状）に形成された空間を有している。

下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口２０６を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。

（基板支持部）
処理室２０１内には、ウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ２００を載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２と、基板載置台２１２に内包された加熱源としてのヒータ２１３と、を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。

基板載置台２１２は、シャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、さらには処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７の下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理容器２０２内は気密に保持されている。

基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６に対向する位置（ウエハ搬送位置）まで下降し、ウエハ２００の処理時には、図１に示すように、ウエハ２００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）となるまで上昇する。
具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。

（シャワーヘッド）
処理室２０１の上部（ガス供給方向上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１にはガス導入口２４１が設けられる。当該ガス導入口２４１は、後述するガス供給系が連通するよう構成される。ガス導入口２４１から導入されるガスは、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２に供給される。

シャワーヘッド２３０の蓋２３１は、導電性のある金属で形成され、バッファ空間２３２または処理室２０１内でプラズマを生成するための電極として用いられる。蓋２３１と上部容器２０２ａとの間には絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と上部容器２０２ａの間を絶縁している。

シャワーヘッド２３０は、ガス導入口２４１を介してガス供給系から供給されるガスを分散させるための分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理室２０１である。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。

（ガス供給系）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１には、ガス導入孔２４１と連通するよう共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２は、ガス導入孔２４１を介してシャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２に連通する。また、共通ガス供給管２４２には、第１のガス供給管２４３ａと、第２のガス供給管２４４ａと、第３のガス供給管２４５ａと、が接続されている。第２のガス供給管２４４ａは、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２４４ｅを介して共通ガス供給管２４２に接続される。

これらのうち、第１のガス供給管２４３ａを含む原料ガス供給系２４３からは処理ガスの一つである原料ガスが主に供給され、第２のガス供給管２４４ａを含む反応ガス供給系２４４からは主に処理ガスの他の一つである反応ガスが供給される。第３のガス供給管２４５ａを含むパージガス供給系２４５からは、ウエハ２００を処理する際には主にパージガスとしての不活性ガスが供給され、シャワーヘッド２３０や処理室２０１をクリーニングする際はクリーニングガスが主に供給される。なお、ガス供給系から供給されるガスについては、原料ガスを第１のガス、反応ガスを第２のガス、不活性ガスを第３のガス、クリーニングガス（処理室２０１用）を第４のガスと呼ぶこともある。さらには、ガス供給系の一つである、後述する排気配管クリーニング寄与ガス供給系が供給するクリーニング寄与ガス（排気配管２２２用）を第５のガスと呼ぶこともある。

このように、共通ガス供給管２４２には、第１のガス供給管２４３ａ、第２のガス供給管２４４ａおよび第３のガス供給管２４５ａが接続されている。これにより、共通ガス供給管２４２は、処理ガスとしての原料ガス（第１のガス）もしくは反応ガス（第２のガス）、パージガスとしての不活性ガス（第３のガス）またはクリーニングガス（第４のガス）を、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２を通じて処理室２０１に選択的に供給することになる。つまり、共通ガス供給管２４２は、処理室２０１に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する「第１供給管」として機能する。

（原料ガス供給系）
第１のガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、原料ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、および、開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。そして、第１のガス供給管２４３ａからは、原料ガスが、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。

原料ガス（第１のガス）は、処理ガスの一つであり、例えば、第１元素としてのシリコン（Ｓｉ）元素を含むガスである。具体的には、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２，ｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ：ＤＣＳ）ガスやテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４，Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ＴＥＯＳ）ガス等が用いられる。以下の説明では、ＤＣＳガスを用いた例について説明する。

主に、第１のガス供給管２４３ａ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、原料ガス供給系２４３が構成される。なお、原料ガス供給系２４３は、原料ガス供給源２４３ｂ、後述する第１の不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、原料ガス供給系２４３は、処理ガスの一つである原料ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の一つに該当することになる。

第１のガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第１の不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第１の不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、ＭＦＣ２４６ｃ、および、バルブ２４６ｄが設けられている。そして、第１の不活性ガス供給管２４６ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４６ｃ、バルブ２４６ｄ、第１のガス供給管２４３ａを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。

不活性ガスは、原料ガスのキャリアガスとして作用するもので、原料とは反応しないガスを用いることが好ましい。具体的には、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスを用いることができる。また、Ｎ_２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。

主に、第１の不活性ガス供給管２４６ａ、ＭＦＣ２４６ｃおよびバルブ２４６ｄにより、第１の不活性ガス供給系が構成される。なお、第１の不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２３６ｂ、第１のガス供給管２４３ａを含めて考えてもよい。また、第１の不活性ガス供給系は、原料ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。

（反応ガス供給系）
第２のガス供給管２４４ａには、下流にＲＰＵ２４４ｅが設けられている。上流には、上流方向から順に、反応ガス供給源２４４ｂ、ＭＦＣ２４４ｃ、および、バルブ２４４ｄが設けられている。そして、第２のガス供給管２４４ａからは、反応ガスが、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、ＲＰＵ２４４ｅ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。反応ガスは、リモートプラズマユニット２４４ｅによりプラズマ状態とされ、ウエハ２００上に照射される。

反応ガス（第２のガス）は、処理ガスの他の一つであり、原料ガスが含有する第１元素（例えばＳｉ）とは異なる第２元素（例えば窒素）を含むガスである。具体的には、例えば、窒素（Ｎ）含有ガスであるアンモニア（ＮＨ_３）ガスが用いられる。

主に、第２のガス供給管２４４ａ、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、反応ガス供給系２４４が構成される。なお、反応ガス供給系２４４は、反応ガス供給源２４４ｂ、ＲＰＵ２４４ｅ、後述する第２の不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、反応ガス供給系２４４は、処理ガスの一つである反応ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の他の一つに該当することになる。

第２のガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第２の不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第２の不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、ＭＦＣ２４７ｃ、および、バルブ２４７ｄが設けられている。そして、第２の不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第２のガス供給管２４４ａ、ＲＰＵ２４４ｅを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。

不活性ガスは、反応ガスのキャリアガスまたは希釈ガスとして作用するものである。具体的には、例えば、Ｎ_２ガスを用いることができる。また、Ｎ_２ガスのほか、例えばＨｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いてもよい。

主に、第２の不活性ガス供給管２４７ａ、ＭＦＣ２４７ｃおよびバルブ２４７ｄにより、第２の不活性ガス供給系が構成される。なお、第２の不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２４７ｂ、第２ガス供給管２４３ａ、ＲＰＵ２４４ｅを含めて考えてもよい。また、第２の不活性ガス供給系は、反応ガス供給系２４４に含めて考えてもよい。

（パージガス供給系）
第３のガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、パージガス供給源２４５ｂ、ＭＦＣ２４５ｃ、および、バルブ２４５ｄが設けられている。そして、第３のガス供給管２４５ａからは、基板処理工程では、パージガスとしての不活性ガスが、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。また、処理空間クリーニング工程では、必要に応じて、クリーニングガスのキャリアガスまたは希釈ガスとしての不活性ガスが、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。

パージガス供給源２４５ｂから供給される不活性ガスは、基板処理工程では、処理容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。また、処理空間クリーニング工程では、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用しても良い。具体的には、不活性ガスとして、例えば、Ｎ_２ガスを用いることができる。また、Ｎ_２ガスのほか、例えばＨｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス等の希ガスを用いてもよい。

主に、第３のガス供給管２４５ａ、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、パージガス供給系２４５が構成される。なお、パージガス供給系２４５は、パージガス供給源２４５ｂ、後述する処理空間クリーニングガス供給系２４８を含めて考えてもよい。

（処理空間クリーニングガス供給系）
第３のガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄよりも下流側には、処理空間クリーニングガス供給管２４８ａの下流端が接続されている。処理空間クリーニングガス供給管２４８ａには、上流方向から順に、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂ、ＭＦＣ２４８ｃ、および、バルブ２４８ｄが設けられている。そして、第３のガス供給管２４５ａは、処理空間クリーニング工程では、クリーニングガスが、ＭＦＣ２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。

処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂから供給されるクリーニングガス（第４のガス）は、処理空間クリーニング工程ではシャワーヘッド２３０や処理容器２０２に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。具体的には、クリーニングガスとして、例えば三フッ化窒素（ＮＦ_３）ガスを用いることが考えられる。また、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）ガス、フッ素（Ｆ_２）ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。

主に、処理空間クリーニングガス供給管２４８ａ、ＭＦＣ２４８ｃおよびバルブ２４８ｄにより、処理空間クリーニングガス供給系２４８が構成される。なお、処理空間クリーニングガス供給系２４８は、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂ、第３のガス供給管２４５ａを含めて考えてもよい。また、処理空間クリーニングガス供給系２４８は、パージガス供給系２４５に含めて考えてもよい。

ここでは、共通ガス供給管（第１供給管）２４２を介して、原料ガス供給系２４３、反応ガス供給系２４４、パージガス供給系２４５および処理空間クリーニングガス供給系２４８のそれぞれと処理室２０１とを連通させる構成の例を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、原料ガス供給系２４３、反応ガス供給系２４４、パージガス供給系２４５および処理空間クリーニングガス供給系２４８のそれぞれにおけるガス供給管を、直接シャワーヘッド２３０や処理室２０１等に接続するようにしてもよい。

なお、原料ガス供給系２４３、反応ガス供給系２４４、パージガス供給系２４５もしくは処理空間クリーニングガス供給系２４８のそれぞれ、またはこれらの組み合わせについては、「処理ガス供給系」と呼んでもよい。その場合に、処理ガス供給系は、シャワーヘッド２３０や処理室２０１等に対して、処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給するものとして機能することになる。

（ガス排気系）
排気配管２２２は、排気バッファ室２０９の上面または側方に設けられた排気口２２１を介して、排気バッファ室２０９内に接続される。これにより、排気配管２２２は、処理室２０１内と連通することになる。

排気配管２２２には、排気バッファ室２０９に連通する処理室２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２２３が設けられる。ＡＰＣバルブ２２３は、開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、後述するコントローラ２６０からの指示に応じて排気配管２２２のコンダクタンスを調整する。以下、排気配管２２２に設けられたＡＰＣバルブ２２３を、単にバルブ２２３ということもある。

また、排気配管２２２において、ＡＰＣバルブ２２３の下流側には、真空ポンプ２２４が設けられる。真空ポンプ２２４は、排気配管２２２を介して、排気バッファ室２０９およびこれに連通する処理室２０１の雰囲気を排気する。これにより、排気配管２２２は、処理室２０１からのガス排気を行う排気配管として機能することになる。

主に、排気配管２２２、ＡＰＣバルブ２２３、および、真空ポンプ２２４によって、ガス排気系が構成される。

（排気配管クリーニング寄与ガス供給系）
ガス排気系を構成する排気配管２２２には、ガス供給系として、処理空間クリーニングガス供給系２４８とは別に、排気配管クリーニング寄与ガス供給系（以下、単に「排気配管ガス供給系」ということもある。）２４９が接続されている。

排気配管ガス供給系２４９には、排気配管２２２に直接連通する排気配管クリーニング寄与ガス供給管（以下、単に「排気配管ガス供給管」ということもある。）２４９ａが含まれる。排気配管ガス供給管２４９ａについては、共通ガス供給管（第１供給管）２４２とは別に設けられていることから、以下「第２供給管」と呼ぶこともある。

排気配管ガス供給管（第２供給管）２４９ａは、排気配管２２２における所定の堆積危惧箇所２２２ａに接続されている。「堆積危惧箇所」とは、副生成物等の不要な反応物が堆積されやすい箇所のことをいう。本実施形態において、堆積危惧箇所２２２ａは、排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に位置するように設定されている。つまり、本実施形態では、排気配管２２２が処理室２０１内と連通するための排気口２２１から、排気配管２２２に設けられたＡＰＣバルブ２２３までの間に、排気配管２２２に対する排気配管ガス供給管２４９ａの接続箇所が位置するように、堆積危惧箇所２２２ａが設定されている。

また、排気配管ガス供給管２４９ａには、上流方向から順に、排気配管クリーニング寄与ガス供給源（以下、単に「排気配管ガス供給源」ということもある。）２４９ｂ、ＭＦＣ２４９ｃ、および、バルブ２４９ｄが設けられている。そして、排気配管ガス供給管２４９ａからは、クリーニング寄与ガスが、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄを介して、排気配管２２２内に供給される。

「クリーニング寄与ガス」とは、排気配管２２２内に付着した副生成物等を除去するためのクリーニング処理に寄与するガスのことをいう。具体的には、例えば、副生成物等を除去するクリーニングガスや、そのクリーニングガスを活性化するクリーニング補助ガス等が、ここでいうクリーニング寄与ガスに相当する。本実施形態では、クリーニング寄与ガスとして、クリーニングガスを用いる。クリーニングガスとしては、例えば、ＮＦ_３ガス、Ｆ_２ガス、ＨＦガス、ＣｌＦ_３ガス等のフッ素含有ガスが挙げられる。

主に、排気配管ガス供給管２４９ａ、ＭＦＣ２４９ｃおよびバルブ２４９ｄにより、排気配管ガス供給系２４９が構成される。なお、排気配管ガス供給系２４９は、排気配管ガス供給源２４９ｂを含めて考えてもよい。

（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ２６０を有している。コントローラ２６０は、演算部２６１および記憶部２６２を少なくとも有する。コントローラ２６０は、上記した各構成に接続され、上位装置や使用者の指示に応じて記憶部２６２からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。具体的には、コントローラ２６０は、ゲートバルブ２０５、昇降機構２１８、ヒータ２１３、ＭＦＣ２４３ｃ〜２４８ｃ、バルブ２４３ｄ〜２４８ｄ、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄ、ＡＰＣバルブ２２３、真空ポンプ２２４等の動作を制御する。つまり、コントローラ２６０による制御対象には、少なくとも処理ガス供給系からのガス供給および排気配管ガス供給系２４９からのガス供給が含まれる。

なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）を用意し、その外部記憶装置を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることにより、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。

また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶部２６２や外部記憶装置は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部２６２単体のみを含む場合、外部記憶装置単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。

（２）基板処理工程
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて、ウエハ２００に対する処理を行う基板処理工程について説明する。
ここでは、基板処理工程として、ウエハ２００上に薄膜を形成する場合を例に挙げる。特に、本実施形態においては、原料ガス（第１のガス）としてＤＣＳガスを用い、反応ガス（第２の理ガス）としてＮＨ_３ガスを用いて、これらのガスを交互に供給してウエハ２００上にシリコン含有膜としてのＳｉＮ（シリコン窒化）膜を形成する例について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は、コントローラ２６０により制御される。

図２は、本実施形態に係る基板処理工程の手順を示すフロー図である。図３は、図２における成膜工程の詳細を示すフロー図である。

（基板搬入・加熱工程：Ｓ１０２）
基板処理装置１００において、基板処理工程に際しては、図２に示すように、まず、基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）を行う。基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）では、処理容器２０２内にウエハ２００を搬入する。そして、処理容器２０２内にウエハ２００を搬入したら、図示せぬ真空搬送ロボットを処理容器２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じて処理容器２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハ２００を載置させる。さらに、基板載置台２１２を上昇させることにより、処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）までウエハ２００を上昇させる。

ウエハ２００が搬送空間２０３に搬入された後、処理室２０１内のウエハ処理位置まで上昇すると、ＡＰＣバルブ２２３を稼働させて、排気バッファ室２０９とＡＰＣバルブ２２３と真空ポンプ２２４の間を連通させる。ＡＰＣバルブ２２３は、排気配管２２２のコンダクタンスを調整することで、真空ポンプ２２４による排気バッファ室２０９の排気流量を制御し、排気バッファ室２０９に連通する処理室２０１を所定の圧力に維持する。

また、ウエハ２００を基板載置台２１２の上に載置する際は、基板載置台２１２の内部に埋め込まれたヒータ２１３に電力を供給し、ウエハ２００の表面が所定の処理温度となるよう制御される。この際、ヒータ２１３の温度は、図示しない温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。

このようにして、基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）では、処理室２０１内を所定の処理圧力となるように制御するとともに、ウエハ２００の表面温度が所定の処理温度となるように制御する。ここで、所定の処理温度、処理圧力とは、後述する成膜工程（Ｓ１０４）において、交互供給法によりＳｉＮ膜を形成可能な処理温度、処理圧力である。すなわち、第１処理ガス（原料ガス）供給工程（Ｓ２０２）で供給する原料ガスが自己分解しない程度の処理温度、処理圧力である。具体的には、処理温度は室温以上５００℃以下、好ましくは室温以上４００℃以下、処理圧力は５０〜５０００Ｐａとすることが考えられる。この処理温度、処理圧力は、後述する成膜工程（Ｓ１０４）においても維持されることになる。

（成膜工程：Ｓ１０４）
基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）の後は、次に、成膜工程（Ｓ１０４）を行う。以下、図３を参照し、成膜工程（Ｓ１０４）について詳細に説明する。なお、成膜工程（Ｓ１０４）は、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返すサイクリック処理である。

（第１処理ガス供給工程：Ｓ２０２）
成膜工程（Ｓ１０４）では、まず、第１処理ガス（原料ガス）供給工程（Ｓ２０２）を行う。第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）では、原料ガス供給系２４３から処理室２０１内に原料ガス（第１のガス）としてＤＣＳガスを供給する。処理室２０１内に供給されたＤＣＳガスは、ウエハ処理位置にあるウエハ２００の面上に到達する。これにより、ウエハ２００の表面には、ＤＣＳガスが接触することによって「第１元素含有層」としてのシリコン含有層が形成される。シリコン含有層は、例えば、処理容器２０２内の圧力、ＤＣＳガスの流量、基板載置台２１２の温度、処理室２０１の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さおよび所定の分布で形成される。

ＤＣＳガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ２４３ｄを閉じて、ＤＣＳガスの供給を停止する。なお、第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）では、ＡＰＣバルブ２２３によって処理室２０１の圧力が所定圧力となるように制御される。

（パージ工程：Ｓ２０４）
第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）の後は、次に、パージガス供給系２４５からＮ_２ガスを供給し、処理室２０１およびシャワーヘッド２３０のパージを行う。これにより、第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）でウエハ２００に結合できなかったＤＣＳガスは、真空ポンプ２２４により処理室２０１から除去される。

（第２処理ガス供給工程：Ｓ２０６）
パージ工程（Ｓ２０４）の後は、次に、反応ガス供給系２４４から処理室２０１内に反応ガス（第２のガス）としてＮＨ_３ガスを供給する。ＮＨ_３ガスは、ＲＰＵ２４４ｅによりプラズマ状態とされ、ウエハ処理位置にあるウエハ２００の面上に照射されるようにしてもよい。これにより、ウエハ２００の面上では、既に形成されているシリコン含有層が改質され、例えばＳｉ元素およびＮ元素を含有する層であるＳｉＮ膜が形成される。

そして、所定時間の経過後、バルブ２４４ｄを閉じて、ＮＨ_３ガスの供給を停止する。なお、第２処理ガス供給工程（Ｓ２０６）においても、上述した第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）と同様に、ＡＰＣバルブ２２３によって処理室２０１の圧力が所定圧力となるように制御される。

（パージ工程：Ｓ２０８）
第２処理ガス供給工程（Ｓ２０６）の後は、パージ工程（Ｓ２０８）を実行する。パージ工程（Ｓ２０８）における各部の動作は、上述したパージ工程（Ｓ２０４）の場合と同様であるので、ここではその説明を省略する。

（判定工程：Ｓ２１０）
パージ工程（Ｓ２０８）を終えると、続いて、コントローラ２６０は、上述した一連の処理（Ｓ２０２〜Ｓ２０８）を１つのサイクルとし、その１サイクルを所定回数（ｎ ｃｙｃｌｅ）実施したか否かを判定する。そして、所定回数実施していなければ、第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）からパージ工程（Ｓ２０８）までの１サイクルを繰り返す。一方、所定回数実施したときには、成膜工程（Ｓ１０４）を終了する。

このように、成膜工程（Ｓ１０４）では、第１処理ガス供給工程（Ｓ２０２）からパージ工程（Ｓ２０８）までの各工程を順次行うことで、ウエハ２００の面上に所定の厚さのＳｉＮ膜が堆積される。そして、これらの各工程を１サイクルとし、その１サイクルを所定回数繰り返すことで、ウエハ２００の面上に形成されるＳｉＮ膜が所望の膜厚に制御される。

（基板搬入出工程：Ｓ１０６）
以上のような成膜工程（Ｓ１０４）の終了後、基板処理装置１００では、図２に示すように、基板搬入出工程（Ｓ１０６）を行う。基板搬入出工程（Ｓ１０６）では、上述した基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）と逆の手順にて、処理済みのウエハ２００を処理容器２０２の外へ搬出する。そして、基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）と同様の手順にて、次に待機している未処理のウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する。その後、搬入されたウエハ２００に対しては、成膜工程（Ｓ１０４）が実行されることになる。

（判定工程：Ｓ１０８）
基板搬入出工程（Ｓ１０６）を終えると、基板処理装置１００では、上述した一連の処理（Ｓ１０２〜Ｓ１０６）を１つのサイクルとし、その１サイクルを所定回数実施したか否か、すなわち成膜工程（Ｓ１０４）で処理したウエハ２００が所定の枚数に到達したか否かを判定する。そして、所定回数実施していなければ、処理したウエハ２００が所定の枚数に到達していないので、基板搬入・加熱工程（Ｓ１０２）から基板搬入出工程（Ｓ１０６）までの１サイクルを繰り返す。一方、所定回数実施したときには、基板処理工程を終了する。

基板処理工程が終了すると、処理容器２０２内は、ウエハ２００が存在しない状態となる。

（３）処理室のクリーニング工程
次に、半導体装置の製造方法の一工程として、基板処理装置１００の処理容器２０２内に対するクリーニング処理を行う工程について説明する。

上述した基板処理工程を繰り返し行うと、処理容器２０２内（特に、処理室２０１内）では、副生成物等の不要な反応物が壁面に付着してしまうおそれがある。そのため、基板処理装置１００は、所定のタイミング（例えば、所定回数の基板処理工程の実行後、所定枚数のウエハ２００を処理した後、前回のクリーニング処理から所定の時間が経過した後等）で、処理室２０１のクリーニング工程を行う。

処理室２０１のクリーニング工程では、バルブ２４３ｄ、２４４ｄ、２４５ｄ、２４６ｄ、２４７ｄ、２４９ｄを閉とした状態で、バルブ２４８ｄを開状態とする。このようにすることで、処理室２０１には、処理空間クリーニングガス供給系２４８の処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂから、第３のガス供給管２４５ａおよび共通ガス供給管２４２を介して、クリーニングガスが供給される。そして、供給されたクリーニングガスは、バッファ室２３２内や処理室２０１内の付着物（反応副生成物等）を除去する。

これにより、処理室２０１内では、例えば副生成物等が壁面に付着した場合であっても、所定のタイミングで行うクリーニング処理によって、その副生成物等が除去されることになる。

（４）排気配管のクリーニング工程
次に、半導体装置の製造方法の一工程として、基板処理装置１００の排気配管２２２内に対するクリーニング処理を行う工程について説明する。

上述した基板処理工程を繰り返し行うと、副生成物等の不要な反応物は、処理室２０１内のみならず、処理室２０１からのガス排気を行う排気配管２２２の管内にも付着してしまうおそれがある。特に、排気配管２２２における堆積危惧箇所２２２ａである排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間には、副生成物等が付着して堆積しやすい。以下、その理由について簡単に説明する。

ＡＰＣバルブ２２３は、処理室２０１内の圧力や排気配管２２２内（特に、排気配管２２２における排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間）の圧力等を調整する。例えば、ＡＰＣバルブ２２３は、基板処理工程時に、処理室２０１内が所定圧力となるように調整する。
ところで、基板処理工程時において、処理室２０１内は、ヒータ２１３によって所定の処理温度に加熱される。その一方で、排気配管２２２は、ヒータ２１３の熱影響を受けないよう構成されている。排気配管２２２と処理容器２０２との間には、シール部材として耐熱性が低いＯリング（ただし不図示）が配されているからである。
また、基板処理工程時において、排気配管２２２の管内は、広い処理室２０１から狭い（細い）管内にガスが流れるため、圧力が高くなる。
このように、排気配管２２２のうち、特に排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間は、圧力が高く低温であるため、副生成物等が付着して堆積しやすい環境にある。

このことから、本実施形態においては、処理室２０１のクリーニング工程を行った後に、続いて、排気配管２２２のクリーニング工程を行う。

排気配管２２２のクリーニング工程に際しては、まず、処理室２０１のクリーニング工程で行っていた共通ガス供給管２４２からのクリーニングガスの供給を停止するとともに、共通ガス供給管２４２からのパージガスの供給を開始する。具体的には、バルブ２４８ｄを開状態から閉状態にするとともに、バルブ２４５ｄを閉状態から開状態にすることで、パージガス供給源２４５ｂから第３のガス供給管２４５ａおよび共通ガス供給管２４２を通じて処理室２０１にパージガスを供給する。

その後、排気配管２２２のクリーニング工程では、バルブ２４９ｄを開状態とする。このようにすることで、排気配管２２２には、堆積危惧箇所２２２ａである排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に、排気配管ガス供給管２４９ａを介して、排気配管ガス供給源２４９ｂからクリーニング寄与ガスとしてのクリーニングガスが供給される。つまり、共通ガス供給管２４２から処理室２０１へのパージガス供給と並行して、排気配管ガス供給管２４９ａから排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａにクリーニングガスを供給する。これにより、供給されたクリーニングガスは、堆積危惧箇所２２２ａにおける付着物（反応副生成物等）を除去することになる。

このとき、処理室２０１内には、パージガスを供給している。そのため、排気配管２２２内に直接クリーニングガスを供給しても、そのクリーニングガスが処理室２０１内に入り込んでしまうことが抑制される。つまり、処理室２０１に供給するパージガスは、排気配管２２２内に供給したクリーニングガスが処理室２０１内に入り込まないようにする役割を有する。その場合に、排気配管２２２へのクリーニングガス供給の開始よりも先に処理室２０１へのパージガス供給を行うことで、クリーニングガスが処理室２０１内に侵入することを確実に防げるようになる。

（５）実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態において、排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａには、排気配管ガス供給管２４９ａが接続されている。そのため、堆積危惧箇所２２２ａが、副生成物等が付着して堆積しやすい環境にあっても、その堆積危惧箇所２２２ａへのクリーニング寄与ガスの供給によって、堆積危惧箇所２２２ａにおける付着物（反応副生成物等）を除去することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、処理室２０１内のみならず、排気配管２２２内についても、反応副生成物堆積を抑制することが可能である。したがって、排気配管２２２内への反応副生成物堆積に起因するガス流のコンダクタンス低下を抑制でき、コンダクタンス低下による処理室２０１内の圧力勾配増大も招くことがないので、その結果としてウエハ２００に対する処理の均一性悪化を防止することができる。

（ｂ）本実施形態において、排気配管２２２における堆積危惧箇所２２２ａは、処理室２０１内と連通するための排気口２２１から排気配管２２２に設けられたＡＰＣバルブ２２３までの間に位置するように設定されている。排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間は、圧力が高く低温であり、そのために副生成物等が付着して堆積しやすい。つまり、特に反応副生成物堆積が生じやすい箇所に、排気配管ガス供給管２４９ａが接続されている。したがって、排気配管２２２における反応副生成物堆積の抑制を、非常に有効かつ効率的に行うことが実現可能である。

（ｃ）本実施形態において、排気配管ガス供給系２４９からは、クリーニング寄与ガスとしてのクリーニングガスを供給する。つまり、排気配管２２２内に付着した副生成物等の除去に直接的に寄与するクリーニングガスを、クリーニング寄与ガスとして供給する。したがって、排気配管２２２に堆積した反応副生成物等を除去する上で、非常に有用かつ確実なものとなる。

（ｄ）本実施形態において、排気配管ガス供給管２４９ａから排気配管２２２内へのガス供給を行う際には、共通ガス供給管２４２から処理室２０１へのパージガスの供給を行う。そのため、排気配管２２２内に直接クリーニングガスを供給しても、そのクリーニングガスが処理室２０１内に入り込んでしまうことを抑制することができる。特に、排気配管２２２へのクリーニングガス供給の開始よりも先に処理室２０１へのパージガス供給を行うことで、クリーニングガスが処理室２０１内に侵入することを確実に防ぐことができる。

＜第２実施形態＞
次に、本開示の第２実施形態について具体的に説明する。ここでは、主として、上述した第１実施形態との相違点について説明し、その他の点については説明を省略する。

本実施形態では、排気配管ガス供給系２４９の構成と、その排気配管ガス供給系２４９を利用して行う排気配管２２２のクリーニング工程とが、第１実施形態の場合とは相違する。

本実施形態において、排気配管ガス供給系２４９の排気配管ガス供給源２４９ｂからは、クリーニング寄与ガスとしてクリーニング補助ガスが供給されるようになっている。クリーニング補助ガスとしては、処理室２０１にクリーニングガスとしてＮＦ_３ガスやＦ_２ガス等のフッ素含有ガスが供給される場合であれば、そのクリーニングガスを活性化する一酸化窒素（ＮＯ）ガスや酸素（Ｏ_２）ガス等の酸素含有ガスが挙げられる。なお、排気配管ガス供給系２４９は、クリーニング補助ガスに加えて、クリーニングガスを供給するように構成されていてもよい。

続いて、このような排気配管ガス供給系２４９を利用して行う排気配管２２２のクリーニング工程について説明する。

処理室２０１のクリーニング工程では、共通ガス供給管２４２を通じて処理室２０１にクリーニングガスを供給する。そして、処理室２０１内に供給されたクリーニングガスは、排気バッファ室２０９および排気配管２２２を通じて、処理容器２０２外に排気される。

その場合において、クリーニングガスは、排気配管２２２に到達するころには、エネルギーが失活している。特に、排気配管２２２内では、処理室２０１に比べて圧力が高くなるので、なおさらクリーニングガスの運動効率が落ち、クリーニング効果が低くなる。

このことから、本実施形態においては、処理室２０１のクリーニング工程と並行して、排気配管２２２のクリーニング工程を行う。

排気配管２２２のクリーニング工程では、バルブ２４９ｄを開状態とすることで、排気配管２２２の堆積危惧箇所２２２ａである排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に、排気配管ガス供給管２４９ａを介して、排気配管ガス供給源２４９ｂからクリーニング寄与ガスとしてのクリーニング補助ガスを供給する。つまり、共通ガス供給管２４２から処理室２０１へのクリーニングガス供給と並行して、排気配管ガス供給管２４９ａから排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａにクリーニング補助ガスを供給する。

これにより、共通ガス供給管２４２から供給され、処理室２０１を介して排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａに到達したクリーニングガスは、その堆積危惧箇所２２２ａに対して供給されるクリーニング補助ガスによって活性化される。そして、活性化されたクリーニングガスは、エネルギー効率が高まり、排気配管２２２内でのクリーニング能力が高められた状態で、排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａにおける付着物（反応副生成物等）を除去することになる。

このとき、排気配管ガス供給管２４９ａからは、クリーニング補助ガスに加えて、これと同時にクリーニングガスを供給するようにしてもよい。同時にクリーニングガスを供給すれば、クリーニングガス濃度が高まり、これにより排気配管２２２内でのクリーニング能力をより一層高められるようになる。

以上に説明した本実施形態によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。

（ｅ）本実施形態においては、共通ガス供給管２４２から処理室２０１へのクリーニングガス供給と並行して、排気配管ガス供給系２４９からクリーニング寄与ガスとしてのクリーニング補助ガスを供給する。つまり、クリーニング補助ガスの供給によって、排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ａに到達したクリーニングガスを活性化する。したがって、活性化によってクリーニングガスのクリーニング能力が高められるので、排気配管２２２に堆積した反応副生成物等を除去する上で、非常に有用かつ確実なものとなる。

（ｆ）本実施形態においては、クリーニング寄与ガスとしてクリーニング補助ガスを用いる。これにより、処理室２０１のクリーニング工程と、排気配管２２２のクリーニング工程とを、並行して行うことができる。したがって、それぞれのクリーニング工程を別々に行う場合に比べると、クリーニング工程に要する時間の短縮化が図れ、その結果として基板処理装置１００の稼働率向上が図れるようになる。

＜第３実施形態＞
次に、本開示の第３実施形態について具体的に説明する。ここでも、主として、上述した第１実施形態または第２実施形態との相違点について説明し、その他の点については説明を省略する。

本実施形態では、排気配管ガス供給系２４９の構成と、その排気配管ガス供給系２４９を利用して行う排気配管２２２のクリーニング工程とが、第１実施形態の場合とは相違する。
図４は、本実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。

図４に示すように、本実施形態の基板処理装置１００ａにおいて、排気配管ガス供給系２４９には、第１実施形態で説明した排気配管ガス供給管２４９ａ、排気配管ガス供給源２４９ｂ、ＭＦＣ２４９ｃおよびバルブ２４９ｄとは別に、排気配管２２２に直接連通する排気配管ガス供給管（第２供給管）２４９ｅが含まれている。排気配管ガス供給管２４９ｅには、上流方向から順に、排気配管ガス供給源２４９ｆ、ＭＦＣ２４９ｇ、および、バルブ２４９ｈが設けられている。そして、排気配管ガス供給管２４９ｅからは、クリーニング寄与ガスが、ＭＦＣ２４９ｇ、バルブ２４９ｈを介して、排気配管２２２内に供給される。

排気配管ガス供給管（第２供給管）２４９ｅは、排気配管ガス供給管２４９ａとは別の堆積危惧箇所２２２ｂに接続されている。当該堆積危惧箇所２２２ｂは、排気配管２２２に設けられたＡＰＣバルブ２２３の下流側に位置するように設定されている。さらに詳しくは、ＡＰＣバルブ２２３の下流側のうち、そのＡＰＣバルブ２２３の直後に位置するように、堆積危惧箇所２２２ｂが設定されている。つまり、本実施形態では、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後に、排気配管２２２に対する排気配管ガス供給管２４９ｅの接続箇所が位置するように、堆積危惧箇所２２２ｂが設定されている。なお、ここでいうＡＰＣバルブ２２３の「直後」とは、ＡＰＣバルブ２２３からの距離が離れておらず、詳細を後述するように分圧および温度が低くなり得る領域範囲のことである。

このような堆積危惧箇所２２２ｂに対して排気配管ガス供給管２４９ｅを通じて供給するクリーニング寄与ガスとしては、例えば、第１実施形態の場合と同様に、クリーニングガスを用いる。ただし、これに限らず、例えば、第２実施形態の場合と同様に、クリーニング補助ガスを用いるようにしてもよい。

続いて、このような排気配管ガス供給系２４９を利用して行う排気配管２２２のクリーニング工程について説明する。ここでは、クリーニング寄与ガスとしてクリーニングガスを用いる場合を例に挙げる。

本実施形態においても、処理室２０１のクリーニング工程を行った後に、堆積危惧箇所２２２ａである排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に対して、排気配管ガス供給管２４９ｅからクリーニングガスを供給してクリーニング処理を行う点は、第１実施形態の場合と同様である。

その後、堆積危惧箇所２２２ａに対するクリーニング処理が終了すると、本実施形態においては、ＡＰＣバルブ２２３を閉じるとともに、バルブ２４９ｈを開状態とする。このようにすることで、排気配管２２２には、堆積危惧箇所２２２ａとは別の堆積危惧箇所２２２ｂであるＡＰＣバルブ２２３の下流側直後に、排気配管クリーニング寄与ガス供給源２４９ｆから排気配管ガス供給管２４９ｅを通じて、クリーニング寄与ガスとしてのクリーニングガスが供給される。

ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後の領域範囲は、真空ポンプ２２４の影響により分圧が低くなり、同時に温度が低くなる。そのため、かかる領域範囲は、副生成物等が付着して堆積しやすい環境にある。

そこで、本実施形態においては、かかる領域範囲を堆積危惧箇所２２２ｂとし、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後にクリーニングガスを供給することで、その堆積危惧箇所２２２ｂにおける付着物（反応副生成物等）を除去するのである。

なお、ここでは、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後の副生成物等を除去するために、クリーニングガスを供給する場合を例に挙げたが、第２実施形態で説明したようにクリーニング補助ガスを用いるようにしてもよい。

また、ここでは、排気配管２２２のクリーニング工程として、排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に対するクリーニング処理を行った後に、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後に対するクリーニング処理を行う場合を例に挙げたが、これに限らず、例えば、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後に対するクリーニング処理のみを行うようにしてもよい。つまり、排気配管ガス供給系２４９は、排気配管ガス供給管２４９ｅのみが排気配管２２２に接続されており、堆積危惧箇所２２２ｂとしてＡＰＣバルブ２２３の下流側直後のみが設定されたものであってもよい。

以上に説明した本実施形態によれば、第１実施形態または第２実施形態で説明した効果に加えて、以下に示す効果を奏する。

（ｇ）本実施形態において、排気配管２２２における堆積危惧箇所２２２ｂは、排気配管２２２に設けられたＡＰＣバルブ２２３の下流側に位置するように設定されている。ＡＰＣバルブ２２３の下流側は、分圧が低くなり、同時に温度が低くなるため、副生成物等が付着して堆積しやすい。つまり、特に反応副生成物堆積が生じやすい箇所に、排気配管ガス供給管２４９ｅが接続されている。したがって、排気配管２２２における反応副生成物堆積の抑制を、非常に有効かつ効率的に行うことが実現可能である。

＜第４実施形態＞
次に、本開示の第４実施形態について具体的に説明する。ここでも、主として、上述した第１実施形態または第２実施形態との相違点について説明し、その他の点については説明を省略する。

図５は、本実施形態に係る多枚葉基板処理装置における要部の概略構成図である。

図５に示すように、本実施形態の基板処理装置１００ｂにおいて、処理室２０１内には、処理ガスの一つである原料ガス（第１のガス）が供給される領域である原料ガス供給領域２０１ａと、パージガスが供給される領域であるパージガス供給領域２０１ｂと、処理ガスの他の一つである反応ガス（第２のガス）が供給される領域である反応ガス供給領域２０１ｃと、パージガスが供給される領域であるパージガス供給領域２０１ｄとが、並ぶように形成されている。そして、ウエハ２００が載置された基板載置台が回転し、ウエハ２００が各領域２０１ａ〜２０１ｄを順に通過することで、ウエハ２００の面上への成膜処理を行うように構成されている。

処理室２０１における原料ガス供給領域２０１ａの近傍には、処理室２０１内から排気される原料ガスが流れる原料ガス排気管部２２２ｃが接続されている。また、処理室２０１における反応ガス供給領域２０１ｃの近傍には、処理室２０１内から排気される反応ガスが流れる反応ガス排気管部２２２ｄが接続されている。そして、原料ガス排気管部２２２ｃと反応ガス排気管部２２２ｄとは、それぞれの下流側に位置する合流部２２２ｅにて合流する。つまり、本実施形態の基板処理装置１００ｂにおいて、処理室２０１からのガス排気を行う排気配管として機能する排気配管２２２は、原料ガスが流れる原料ガス排気管部２２２ｃと、反応ガスが流れる反応ガス排気管部２２２ｄと、これらが合流する合流部２２２ｅと、を有して構成されている。

第２排気配管の合流部２２２ｅよりも下流側には、真空ポンプ２２４が設けられている。真空ポンプ２２４は、排気配管２２２を介して、処理室２０１の雰囲気（特に、原料ガスおよび反応ガス）を排気する。このように、真空ポンプ２２４が合流部２２２ｅの下流側に位置しているので、処理室２０１からの原料ガスおよび反応ガスの排気を行う場合であっても、それぞれに対して個別のポンプを要することなく、単一の真空ポンプ２２４を用いて排気を行うことができる。

このような構成の基板処理装置１００ｂでは、処理室２０１内に対して、原料ガス供給と反応ガス供給とが同時に為される。各ガスに対応する排気口は別々に設けられるが、それぞれの排気口と連通する原料ガス排気管部２２２ｃと反応ガス排気管部２２２ｄとは、下流側の合流部２２２ｅにて合流する。したがって、合流部２２２ｅにおいては、原料ガスと反応ガスとが反応し、これにより副生成物等が付着して堆積しやすい。つまり、合流部２２２ｅは、本実施形態における堆積危惧箇所２２２ｅとなる。なお、副生成物等の堆積を回避すべく、原料ガスと反応ガスの排気を分けて合流部２２２ｅを設けないようにすると、それぞれに対して個別のポンプを要することになり、装置構成の複雑化や高コスト化等を招くため好ましくない。

そこで、本実施形態の基板処理装置１００ｂは、合流部２２２ｅが堆積危惧箇所２２２ｅであることから、その合流部２２２ｅに排気配管ガス供給管（第２供給管）２４９ｉが接続されている。排気配管ガス供給管２４９ｉには、上流方向から順に、排気配管クリーニング寄与ガス供給源２４９ｊ、ＭＦＣ２４９ｋ、および、バルブ２４９ｌが設けられている。そして、排気配管ガス供給管２４９ｉからは、クリーニング寄与ガスが、ＭＦＣ２４９ｋ、バルブ２４９ｌを介して、排気配管２２２内に供給される。

合流部（堆積危惧箇所）２２２ｅに対して排気配管ガス供給管２４９ｉを通じて供給するクリーニング寄与ガスとしては、例えば、第１実施形態の場合と同様に、クリーニングガスを用いる。ただし、これに限らず、例えば、第２実施形態の場合と同様に、クリーニング補助ガスを用いるようにしてもよい。

続いて、以上のように構成された基板処理装置１００ｂで行う排気配管２２２のクリーニング工程について説明する。ここでは、クリーニング寄与ガスとしてクリーニングガスを用いる場合を例に挙げる。

本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、処理室２０１のクリーニング工程を行う。そして、処理室２０１のクリーニング工程を行った後に、続いて、排気配管２２２のクリーニング工程を行う。

排気配管２２２のクリーニング工程では、バルブ２４９ｌを開状態とする。このようにすることで、排気配管２２２における合流部（堆積危惧箇所）２２２ｅには、排気配管ガス供給源２４９ｊから排気配管ガス供給管２４９ｉを通じて、クリーニング寄与ガスとしてのクリーニングガスが供給される。これにより、供給されたクリーニングガスは、排気配管２２２内の堆積危惧箇所２２２ｅにおける付着物（反応副生成物等）を除去することになる。

なお、ここでは、排気配管２２２における合流部（堆積危惧箇所）２２２ｅの副生成物等を除去するために、クリーニングガスを供給する場合を例に挙げたが、第２実施形態で説明したようにクリーニング補助ガスを用いるようにしてもよい。

また、ここでは、排気配管２２２のクリーニング工程として、合流部（堆積危惧箇所）２２２ｅに対するクリーニング処理のみを行う場合を例に挙げたが、これと併せて、例えば、排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間に対するクリーニング処理を行ったり、ＡＰＣバルブ２２３の下流側直後に対するクリーニング処理を行ったり、これらの両方にするクリーニング処理を行うようにしてもよい。

以上に説明した本実施形態によれば、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態で説明した効果に加えて、以下に示す効果を奏する。

（ｈ）本実施形態において、排気配管２２２における堆積危惧箇所２２２ｅは、原料ガス排気管部２２２ｃと反応ガス排気管部２２２ｄとが合流する合流部２２２ｅに位置するように設定されている。合流部２２２ｅは、原料ガスと反応ガスとが反応し、これにより副生成物等が付着して堆積しやすい。つまり、特に反応副生成物堆積が生じやすい箇所に、排気配管ガス供給管２４９ｉが接続されている。したがって、排気配管２２２における反応副生成物堆積の抑制を、非常に有効かつ効率的に行うことが実現可能である。

＜他の実施形態＞
以上に、本開示の実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の各実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

例えば、上述した第１実施形態および第２実施形態において、堆積危惧箇所２２２ａである排気口２２１からＡＰＣバルブ２２３までの間にクリーニング寄与ガスを供給する際、ＡＰＣバルブ２２３を完全に閉状態として、その堆積危惧箇所２２２ａにクリーニング寄与ガスを封じ込めるようにしてもよい。このようにすれば、堆積危惧箇所２２２ａにおけるクリーニングガス濃度が高くなるので、クリーニング効率を向上させる上で非常に有効である。

また、上述した各実施形態では、基板処理工程において、原料ガス（第１のガス）としてＤＣＳガスを用い、反応ガス（第２の理ガス）としてＮＨ_３ガスを用いて、これらのガスを交互に供給してウエハ上にＳｉＮ膜を形成する場合を例に挙げたが、本開示がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスは、ＤＣＳガスやＮＨ_３ガス等に限られることはなく、他の種類のガスを用いて他の種類の薄膜を形成しても構わない。さらには、３種類以上の処理ガスを用いる場合であっても、本開示を適用することが可能である。

また、上述した第２実施形態では、ウエハ上に窒化膜であるＳｉＮ膜を形成する場合に、クリーニングガスとしてＮＦ_３ガスやＦ_２ガス等を用い、クリーニング補助ガスとしてＮＯガスやＯ_２ガス等を用いる例を挙げたが、本開示がこれに限定されることはない。例えば、ウエハ上に酸化膜（例えばＳｉＯ膜）を形成する場合であれば、クリーニングガスとしてフッ化水素（ＨＦ）を用い、クリーニング補助ガスとして水（Ｈ_２Ｏ）またはアルコールを用いることが考えられる。このとき、ＨＦとＨ_２Ｏとをサイクル供給してもよい。ＨＦとＨ_２Ｏとを混合すると腐食性が高くなるので、それぞれが混合しないように、サイクル供給により分離させるためである。

＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。

［付記１］
本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する処理室ガス供給系と、
前記処理室からのガス排気を行う排気配管と、
前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続され、前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する排気配管ガス供給系と、
前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。

［付記２］
好ましくは、
前記制御部は、前記排気配管ガス供給系からのガス供給を行う際に、前記処理室ガス供給系から前記処理室にパージガスを供給するように構成されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記３］
好ましくは、
前記制御部は、前記処理室ガス供給系から前記処理室へのガス供給と並行して、前記排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所に前記クリーニング寄与ガスとしてのクリーニングガスを供給するように構成されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記４］
好ましくは、
前記制御部は、前記処理室ガス供給系から前記処理室へのガス供給と並行して、前記排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所に前記クリーニング寄与ガスとしてのクリーニング補助ガスを供給するように構成されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記５］
好ましくは、
前記排気配管に設けられたバルブを有し、
前記バルブは、前記排気配管ガス供給系からの前記クリーニング寄与ガスの供給の際に閉状態とされる
付記１から４のいずれか１態様に記載の基板処理装置が提供される。

［付記６］
好ましくは、
前記堆積危惧箇所は、前記処理室から前記排気配管に設けられたバルブまでの間に位置するように設定されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記７］
好ましくは、
前記堆積危惧箇所は、前記排気配管に設けられたバルブの下流側に位置するように設定されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記８］
好ましくは、
前記排気配管は、前記処理ガスの一つである原料ガスが流れる原料ガス排気管部と、前記処理ガスの他の一つである反応ガスが流れる反応ガス排気管部と、前記原料ガス排気管部と前記反応ガス排気管部とが合流する合流部と、を有して構成されており、
前記堆積危惧箇所は、前記合流部に位置するように設定されている
付記１に記載の基板処理装置が提供される。

［付記９］
本開示の他の一態様によれば、
基板を処理する処理室に接続する処理室ガス供給系から前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する工程と、
前記処理室に接続する排気配管を通じて前記処理室からのガス排気を行う工程と、
前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続する排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する工程と、
前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。

［付記１０］
本開示のさらに他の一態様によれば、
基板を処理する処理室に接続する処理室ガス供給系から前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する手順と、
前記処理室に接続する排気配管を通じて前記処理室からのガス排気を行う手順と、
前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続する排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する手順と、
前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが提供される。

１００…基板処理装置、２００…ウエハ（基板）、２０１…処理室、２２２…排気配管、２２２ａ，２２２ｂ…堆積危惧箇所、２２２ｅ…合流部（堆積危惧箇所）、２２３…ＡＰＣバルブ、２４２…共通ガス供給管（第１供給管）、２４９ａ，２４９ｅ，２４９ｉ…排気配管ガス供給管（第２供給管）、２６０…コントローラ

Claims (7)

1. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する処理室ガス供給系と、
   前記処理室からのガス排気を行う排気配管と、
   前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続され、前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する排気配管ガス供給系と、
   前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する制御部と、
   を有する基板処理装置。
2. 前記制御部は、前記排気配管ガス供給系からのガス供給を行う際に、前記処理室ガス供給系から前記処理室にパージガスを供給するように構成されている
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、前記処理室ガス供給系から前記処理室へのガス供給と並行して、前記排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所に前記クリーニング寄与ガスとしてのクリーニング補助ガスを供給するように構成されている
   請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記堆積危惧箇所は、前記排気配管に設けられたバルブの下流側に位置するように設定されている
   請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記排気配管は、前記処理ガスの一つである原料ガスが流れる原料ガス排気管部と、前記処理ガスの他の一つである反応ガスが流れる反応ガス排気管部と、前記原料ガス排気管部と前記反応ガス排気管部とが合流する合流部と、を有して構成されており、
   前記堆積危惧箇所は、前記合流部に位置するように設定されている
   請求項１に記載の基板処理装置。
6. 基板を処理する処理室に接続する処理室ガス供給系から前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する工程と、
   前記処理室に接続する排気配管を通じて前記処理室からのガス排気を行う工程と、
   前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続する排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する工程と、
   前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
7. 基板を処理する処理室に接続する処理室ガス供給系から前記処理室に処理ガス、パージガスまたはクリーニングガスを供給する手順と、
   前記処理室に接続する排気配管を通じて前記処理室からのガス排気を行う手順と、
   前記排気配管における所定の堆積危惧箇所に接続する排気配管ガス供給系から前記堆積危惧箇所にクリーニング寄与ガスを供給する手順と、
   前記処理室ガス供給系からのガス供給および前記排気配管ガス供給系からのガス供給を制御する手順と、
   をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。

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