半导体处理装置及其使用方法

专利名称：：半导体处理装置及其使用方法
技术领域：
：本发明涉及在半导体晶片等被处理基板上进行半导体处理用的半导体处理装置和该装置的使用方法。所谓半导体处理，表示通过在半导体晶片或LCD(LiquidCrystalDisplay:液晶显示器)那样的FPD(FlatPanelDisplay:平板显示器)用的玻璃基板等的被处理基板上，按规定的图形形成半导体层、绝缘层、导电层等，为了在该被处理基板上制造包含半导体器件或与半导体器件连接的线路、电极等的构造物而实施的各种处理。
背景技术：
：在构成半导体集成电路的半导体器件的制造中，在被处理基板、例如半导体(例如硅)晶片上，进行成膜、蚀刻、氧化、扩散、改质、退火、及自然氧化膜的除去等的各种处理。作为能够利用CVD(化学气相沉积)一次在多片半导体晶片上进行成膜处理的装置，有纵型(立式)(所谓批量(batch)式)的成膜装置(例如，参照日本特开平9-246257号公报，日本特开2002-9009号公报)。在这样的成膜处理中，如下所述，在半导体晶片上形成薄膜。首先，利用加热器，将热处理装置的处理容器内加热至规定的装载温度，装入收容有多片半导体晶片的晶舟。其次，在利用加热器将处理容器内加热至规定的处理温度的同时，从排气口排出处理容器内的气体，将处理容器内减压至规定的压力。其次，将处理容器内维持为规定的温度和压力(继续排气)，并且从处理气体导入管将成膜气体供给处理容器内。例如，当在CVD中，将成膜气体供给处理容器内时，成膜气体引起热反应，生成反应生成物。反应生成物堆积在半导体晶片的表面上，在半导体晶片的表面上形成薄膜。为了防止金属对晶片的污染，处理容器或保温筒或晶舟等石英制的构成构件使用杂质少、纯度高的高品质的石英材料。但是，即使这样，在石英材料中包含极微量的金属，或者，通过制造过程的焊接作业，微量的金属成为例如氧化物混入石英材料中，这样的现象难以避免。由于这样，在还原气氛下对半导体晶片进行处理的情况下，上述石英材料中的金属氧化物起还原反应，金属在表面上析出，会引起对晶片的金属污染。特别是，在这种金属污染中，由铜氧化物引起的铜的污染显著。在现有技术中，为了防止上述金属污染，采用以下的方法。艮口日本特开平5-109640号公报说明了将具有除去金属污染物质的吸气(y、乂夕yy夕、')功能的氢气流入处理容器内，进行除去金属污染物质的清洁处理。日本特开2002-313787号公报说明了使HC气体等卤素化合物流入处理容器内，将金属变为蒸气压高的氯化物，通过使该氯化物升华，除去金属污染物质的清洁处理。这种清洁处理在重新导入由石英材料制成的晶舟或保温筒等的情况下进行，因此，有在这些表面上存在金属污染物质的可能性。另外，每当将成膜处理反复进行规定次数时，定期或不定期地进行该清洁处理，因此，当进行热处理时，存在石英材料中包含的金属污染物质扩散，向表面方向浮出的可能性。
发明内容本发明的目的是提供不会伴随设备成本的大幅度提高，并且能够可靠地除去在处理容器内面上存在的污染物质的半导体处理装置和该装置的使用方法。本发明的第一观点为，提供一种半导体处理装置的使用方法，其特征在于，包括将氧化性气体和还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的上述处理装置的处理容器内的工序；在上述处理容器内，在上述氧化性气体和上述还原性气体活化的第一环境下，使上述氧化性气体和上述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用上述活性种，从上述处理容器的上述内面除去污染物质的工序。本发明的第二观点为，提供一种半导体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板的处理容器；加热上述处理容器内的加热器；排出上述处理容器内气体的排气系统；向上述处理容器内供给在上述被处理基板上实施半导体处理用的主处理气体的主处理气体供给系统；向上述处理容器内供给从上述处理容器的上述内面除去污染物质用的氧化性气体和还原性气体的氧化性气体供给系统和还原性气体供给系统；和控制上述装置的动作的控制部，其中，上述控制部执行下述工序将上述氧化性气体和上述还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的上述处理容器内的工序；在上述处理容器内，在上述氧化性气体和上述还原性气体活化的第一环境下，使上述氧化性气体和上述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用上述活性种，从上述处理容器的上述内面除去污染物质的工序。在上述第二观点中，上述氧化性气体系统和上述还原性气体供给系统的一部分能够作为可相对于上述处理容器自由装卸的气体供给单元而构成，上述气体供给单元包括收容上述氧化性气体的氧化性气体高压容器；收容上述还原性气体的还原性气体高压容器；收容上述氧化性气体高压容器和上述还原性气体高压容器的壳体；与上述氧化性气体高压容器连接、设有流量控制器并且前端部向上述壳体外侧延伸的氧化性气体流路；设在上述氧化性气体流路的前端并与上述处理容器侧的对应的气体通路连接的接头；与上述还原性气体高压容器连接、设有流量控制器并且前端部向上述壳体外侧延伸的还原性气体流路；设在上述还原性气体流路的前端并与上述处理容器侧的对应的气体通路连接的接头；分别设在上述氧化性气体流路和上述还原性气体流路上的第1和第2开闭阀；和控制上述第1和第2开闭阀的动作的阀控制部。本发明的第三观点为，提供一种包含用于由处理器执行的程序指令并可由计算机读取的介质，其特征在于，在由处理器执行上述程序指令时，使在半导体处理装置中执行下述工序将氧化性气体和还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的上述处理装置的处理容器内的工序；在上述处理容器内，在上述氧化性气体和上述还原性气体活化的第一环境下，使上述氧化性气体和上述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用上述活性种，从上述处理容器的上述内面除去污染物质的工序。图1为表示本发明的实施方式的纵型半导体处理装置(成膜装置)的图；图2为表示包含本发明的实施方式的清洁方法的工序的处理流程的一个例子的流程图；图3为表示进行清洁处理实验时的各工序的流程的流程图；图4AD为表示进行实施方式的方法和比较例的方法时的Cu(铜)原子数的变化的图形；图5AC为表示进行实施方式的方法和比较例的方法时的Cu(铜)以外的其他金属原子数的变化的图形；图6为表示实验的清洁处理的内容和总合的评价结果的图；图7为表示石英制的构成构件的深度(厚度)方向的铜含有量的分布状态的图形；图8为表示使用被单元化并可移动的气体供给单元的处理装置的一个例子的图；图9为表示本发明的实施方式的气体供给单元的一例子的结构图；图IO为说明气体供给单元的动作的流程图。具体实施方式本发明人等在本发明的开发过程中，研究了除去半导体处理装置中的金属污染物质的技术。结果，本发明者等得到下述的认识。在利用氢气的吸气功能除去金属污染物质的清洁处理的情况下，能够在一定程度上除去金属污染物质，但不能充分地除去。另一方面，在利用HC1气体等卤素化合物除去金属污染物质的清洁处理的情况下，存在由构成处理装置的例如不锈钢等制成的构成构件会产生腐蚀的情况。另外，除了特殊的处理装置外，在一般的处理装置中不设置HC1等的卤素气体供给管路，由于这样，必需重新设置卤素气体供给管路，设备成本提高。上述问题在由石英或碳化硅构成放置支承晶片的基座或处理容器本身的所谓枚页式处理装置中也同样产生。以下，参照附图，说明根据这种认识构成的本发明的实施方式。在以下的说明中，具有大致相同功能和结构的构成元件用相同的符号表示，只在必要的情况下进行重复说明。图1为表示本发明的实施方式的纵型(立式)半导体处理装置(成膜装置)的图。该处理装置2具有纵型处理容器4，该处理容器的下端开放，在上下方向具有规定长度，作成圆筒体形状。处理容器4由耐热和耐腐蚀性好的材料、例如石英(或碳化硅(SiC))构成。石英(或碳化硅)制的晶舟6通过处理容器4的下端开口升降，这样，能够将晶舟6装入处理容器4中或将其从中卸下。作为被处理基板的多片半导体晶片W分多层放置在晶舟6上。具体地是，晶舟6包括，上下配置的石英制的二块支承板6A和连接在这些支承板6A之间的石英制的多个支承杆6B。在本实施方式的情况下，在晶舟6的支承杆6B上可以按照大致相等的间距，分多层支承50100片左右直径为300mm的晶片W。此外，晶片W的尺寸或支承片数并不限定于此。处理容器4下端的开口部被例如石英(或碳化硅)制的盖体8塞住并进行密闭。这时，为了维持气密性，在处理容器4的下端部和盖体8的周边部之间放置例如0形圈等密封件10。此外，盖体8也可以利用不锈钢板形成。晶舟6隔着石英制的保温筒12放置在工作台(table)14上。工作台14被支承在旋转轴16的上端部，该旋转轴贯通对处理容器4的下端开口部进行开闭的盖体8。在旋转轴16的贯通部设置(介設)有例如磁性流体密封件18，可气密地进行密封而且可转动地支承旋转轴16。旋转轴16安装在支承于晶舟升降机等升降机构20上的臂22的前端。利用升降机构20，可使晶舟6和盖体8等一体地升降。另外，将工作台14固定地设在盖体8侧，在使晶舟6不旋转的状态下，进行晶片W的处理也可以。配置确保热稳定性的绝热性壳体26，以包围处理容器4。在壳体26的内表面上配置加热处理容器4内的气氛和晶片W的加热器24。作为加热器24，使用没有污染的升降温特性好的碳金属丝等作为加热器24。将规定气体供给处理容器4内的气体供给机构28与处理容器4的下部侧壁连接。具体地是，气体供给机构28包括供给成膜用的原料气体的原料气体供给系统30;供给作为第一还原性气体的例如NH3气的第一还原性气体供给系统32;供给作为第二还原性气体的例如H2气的第二还原性气体供给系统34和供给作为氧化性气体的例如02气的氧化性气体供给系统36。另外，还配置有不活泼气体供给系统(图中没有示出)，该不活泼气体供给系统供给作为不活泼气体的例如N2气或Ar、He等稀有气体，根据需要用作清洗气体或稀释气体。原料气体供给系统30、第一还原性气体供给系统32、第二还原性气体供给系统34和氧化性气体供给系统36分别具有例如贯通配置在处理容器4的下部侧壁上的石英(或碳化硅)制的第1第4气体喷嘴30A、32A、34A、36A。这些各个气体喷嘴30A36A配置在构成处理容器4的下端部壁厚的法兰部4A。另外，代替这种结构，在处理容器4的下端设置不锈钢制的筒体状的总管，使气体喷嘴30A36A与该总管连接也可以。各气体通路30B、32B、34B、36B分别与第1第4气体喷嘴30A、32A、34A、36A连接。质量流量控制器那样的流量控制器30C、32C、34C、36C和开闭阀30D、32D、34D、36D分别依次设在各气体通路30B、32B、34B、36B中。这样，可根据需要，在控制上述各气体的流量的同时供给上述各气体。在处理容器4的顶棚部配置向横向弯曲成L字形的排气口40。对处理容器4内进行抽真空的真空排气系统42与排气口40连接。具体地是，在真空排气系统42的排气通路42A上分别依次设置有开闭阀42B、蝶阀那样的压力控制阀42C和真空泵42D。该装置整体的动作利用由计算机等构成的装置控制部44进行控制。装置控制部44具有由例如软盘、闪存、硬盘、CD-ROM、DVD等构成的存储介质46，用于存储可通过计算机进行读取的程序，该程序用于控制该装置整体的动作。其次，说明利用以上这样构成的处理装置2进行的成膜处理和清洁处理。如上所述，以下说明的动作，根据存储在存储介质46中的程序进行。在处理装置2中，当为没有装入半导体晶片W的待机状态时，处理容器4被维持在比处理温度低的温度。处理时，首先，以规定的间隔分多层将未处理的多片半导体晶片W保持在晶舟6上。通过上升驱动晶舟升降机20，将晶舟6从下方插入处理容器4内。另外，通过利用盖体8关闭处理容器4的下端开口部，将处理容器4内密封。其次，增加给加热器24的供给电压，将晶片W升温至规定的处理温度，并且，利用排气系统42，对处理容器4内抽真空。与此同时，将经过了流量控制的规定的成膜气体从气体供给机构28的喷嘴导入处理容器4内。例如，从原料气体供给系统30的气体喷嘴30A供给作为原料气体的例如单硅烷(SiH4)气体，从氧化性气体供给系统36的气体喷嘴36A供给02气。成膜气体在处理容器4内上升，进行热分解反应，在晶片W的表面上堆积形成SiOj莫。当进行多次以上的成膜处理时，在石英(或碳化硅)制的构成构件，例如处理容器4、晶舟6、保温筒12、盖体10、气体喷嘴30A、32A、34A、36A中包含的金属氧化物，由于热扩散等依次在材料表面侧析出。由于这样，定期或不定期地进行用于除去以铜氧化物为首的金属氧化物的清洁处理。另外，在用新的构成构件更换石英(或碳化硅)制的构成构件的情况下，优选进行除去其表面或内部包含的金属氧化物的清洁处理。这里，例示形成SiOj莫的情况，但特别是在还原气氛下对晶片进行处理的情况下，优选进行上述的清洁处理。因此有在还原气氛下，使成为金属污染的原因的金属氧化物还原，成为金属原子，从材料内部析出在表面上的可能性。图2为表示包含本发明实施方式的清洁方法的工序的处理流程一个例子的流程图。在该清洁处理中，通过上升驱动晶舟升降机20，将没有保持产品用晶片W的状态(空状态)下的晶舟6从下方插入处理容器4内。另外，通过利用盖体8关闭处理容器4的下端开口部，将处理4容器内密闭。其次，增加给加热器24的供给电压，将晶片W升温至规定的处理温度，并且，利用排气系统42，对处理容器4内进行抽真空。与此同时，对作为还原性气体的NH3气体进行流量控制，并从第一还原性气体供给系统32，将NH3气供给处理容器4。由此，在处理容器4内，在还原性气体被活化的环境下，进行还原工序(步骤S1)，对存在于例如晶舟6或处理容器4等构成构件的表面附近的金属氧化物进行还原。这表示可在随后接着的清洁工序中容易地除去金属。步骤S1的还原工序的处理温度或处理压力，只要为能够还原金属氧化物的条件即可，没有特别的限制。例如，可将处理温度设定为400。C以上，优选设定为7001000°C。另外，处理压力设定为760Torr(101Kpa)以下，优选为0.13315999Pa。在本实施方式中，在步骤Sl的还原工序中使用的还原性气体采用与在随后接着的清洁工序中使用的还原性气体不同的气体。但是，在该还原工序中使用的还原性气体与清洁工序的还原性气体既可以相同，也可以不同。此外，该还原工序可促进金属的析出，因此，根据情况不同，也可以省略。如上述所述，在还原工序(步骤S1)结束后，进行清洁工序(步骤S2)。在该清洁工序中，从氧化性气体供给系统36，以规定的流量，将作为氧化性气体的02气供给处理容器4;另外，从第二还原性气体供给系统34，以规定的流量供给作为还原性气体的H2气。通过在这两种气体被活化的环境下，使之反应(燃烧)，产生氧活性种、羟基活性种与氢活性种。利用包含这些各个活性种的活性种气氛，进行处理容器4内的各构成部件的清洁。上述02气和H2气两种气体，在处理容器4内从下方向上方上升，并在真空气氛下反应，产生氧活性种、羟基活性种与氢活性种。该活性种气氛分别与各构件构件的表面，例如各个气体喷嘴30A36A的表面或盖体8的表面或保温筒12的表面或处理容器4的内面或晶舟6的表面接触，除去构成构件上的以铜为首的各种金属。利用真空排气系统42，从处理容器4的顶棚部的排气口40将该气体排向系统外。这时的气体流量因处理容器4的大小而不同。例如，在处理容器为能够收容100片左右直径为300mm的晶片的大小的情况下，02气在例如1030000sccm范围内，1€2气在例如15000sccm范围内。具体地是，分别导入处理容器4内的02气和H2气在成为热壁状态的处理容器4内上升，并引起氢的燃烧反应。利用该燃烧反应形成以氧活性种(0*)，羟基活性种(OH*)和氢活性种(H*)为主体的气氛，利用这些活性种除去构成材料表面的金属。这时的金属除去处理还没有很好的说明。但是，上述活性种将构成材料表面附近的金属氧化物还原为金属元素，推测是作为金属烟雾(匕二一A)或在气体气氛中成为稳定的氧化物而被除去。这时的处理温度为400°C以上，例如90(TC左右。当处理温度比400。C低时，上述活性种(自由基)不能很好地产生。另外，当处理温度比110(TC高时，会超越处理容器4或晶舟6等的耐热温度，不能进行安全的处理。在这种情况下，如果考虑活性种的量，则优选处理温度为600。C以上。这时的处理压力为933Pa(7.0Torr)以下，例如46.6Pa(0.35Torr)左右。当处理压力比7.0Torr大时，不能很好地产生上述的活性种。优选将处理压力设定在3.5Torr以下，更加优选设定为1Torr以下。另夕卜，该压力的下限为0.001Torr(0.133Pa)左右。H2气的流量优选设定为相对于&气和02气的全流量50%以上。根据实验确认，在清洁工序中使用H2气和02气的情况下，氢越丰富，Cu除去效果越高。但是，如后所述，当H2气为10(P/。时，得不到很好的效果。这样，在清洁工序(步骤S2)结束后，卸下晶舟6。另外，晶片W放置在晶舟6上，再次进行主半导体处理、即成膜处理(步骤S3)。利用上述的清洁，能够从构成构件的表面和内部除去金属污染物质，特别是铜。由于能够抑制对于半导体晶片W的金属污染，因此，能够提高产品的生产率。在一般的许多处理装置中，作为现存的设备配置有，供给H2气的第二还原性气体供给系统34或供给02气的氧化性气体供给系统36等。由于这样，由于没有必要设置新的气体供给系统作为清洁气体供给系统，不花费多余的设备成本。(实验)使用上述实施方式的实施例和比较例的方法，进行清洁处理的比较实验。图3为表示进行清洁处理的实验时的各工序的流程的流程图。如图3所示，在每一个实施例和比较例中，使用新的晶舟6，将金属污染量测定用的晶片支承在晶舟6上。分别测定进行清洁工序前和连续三次进行清洁工序时的各清洁后的金属污染量。首先，如步骤S3-l所示，使用新的石英制的晶舟6，在上下方向分散配置3片测定用的晶片W，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-2所示，使NH3气作为还原性气体在处理容器4内流动，进行使构成材料的表面的金属氧化物还原的还原工序。这时的处理温度和处理压力与后述的清洁工序的情况相同。该还原工序的时间大约为1小时。其次，如步骤S3-3所示，从处理容器4内卸下晶舟6。另外，测定该测定用的晶片的金属污染量(测定1)。这时，还没有进行清洁工序，将该测定1的测定值作为评价基准。其次，如步骤S3-4所示，使晶舟6为空状态，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-5所示，如图6所示，使规定的气体流入，进行第一次的清洁工序。这里，在每一个实施例和比较例中，使相同或不同的气体流动。例如，在实施例PE1、PE2时，使"02+H2"气体(同时供给02气和&气)流动。在比较例CE1时，使02气流动。在比较例CE2时使H2气流动。关于处理气体的流量，在实施例PE1、PE2时，02气为2slm，H2气为lslm。在比较例CE1时，02为3slm，112为零。在比较例CE2时，02气为零，H2气为3slm。就处理温度来说，实施例PE1、比较例GE1、CE2都为900。C，实施例PE2为800°C。处理压力在实施例PE1、PE2和比较例CE1、CE2中为0.35Torr。在实施例PE1、PE2和比较例CE1、CE2中，处理时间为12小时。这样，如步骤S3-6所示，在第一次的清洁工序结束后，卸下晶舟6。其次与步骤S3-1同样，将三片新的测定用的晶片W在上下方向分散配置在晶舟6上，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-7所示，与先前的步骤S3-2同样，使用NH3气进行还原工序。其次，如步骤S3-8所示，与先前的步骤S3-3同样，从处理容器4内卸下晶舟6。另外，对测定用的晶片的金属污染量进行测定(测定2)。其次，如步骤S3-9所示，与上述的步骤S3-4同样，使晶舟6为空状态，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-10所示，与上述的步骤S3-5同样，使图6所示的规定的气体流动，进行第二次的清洁工序。这样，如歩骤S3-11所示，在第二次清洁工序结束后，与.h述的步骤S3-6同样，卸下品舟6。其次，在上下方向将新的三片测定用晶片W分散配置在晶舟6上，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-12所示，与先前的步骤S3-2同样，使用NH3气，进行还原工序。其次，如步骤S3-13所示，与先前的步骤S3-3同样，从处理容器4内卸下晶舟6。另外，对测定用的晶片的金属污染量进行测定(测定3)。其次，如步骤S3-14所示，与上述的步骤S3-4同样，使晶舟6为空状态，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-15所示，如图6所示，使规定的气体流动，进行第三次的清洁工序。这样，如步骤S3-16所示，在第三次清洁工序结束后，与上述的步骤S3-6同样，卸F晶舟6。其次，在...ll—F方向将新的三片测定用晶片W分散配置在晶舟6上，装入处理容器4内。其次，如步骤S3-17所示，与先前的步骤S3-2同样，使用NH3气，进行还原工序。其次，如步骤S3-18所示，与先前的步骤S3-3同样，从处理容器4内卸下晶舟6。然后，对测定用的晶片的金属污染量进行测定(测定4)。这样，对于每一个实施例PE1、PE2和比较例CE1、CE2，分别进行测定1测定4的4次测定。在该测定中，使用ICP(InductiveCoupledPlasma:电感耦合等离子体)测定法。各金属元素的定量下限值Cu为0.027，Cr为0.033，Ni为0.029，Fe为0.031[X1010atoms/cm2]。图4A-D为表示使用实施例的方法和比较例的方法时的Cu(铜)原子数的变化的图形。各数值的单位为[X101Qatoms/cm2]。如图4A所示的实施例PE1和图4B所示的实施例PE2那样，在实施例的方法的情况下，在没有进行一次清洁工序的测定1中，Cu原子数分别高达5X10"atoms/cm2或8Xl(Tatoms/cm2左右。可是，在使用"H2+02"气体，进行清洁工序的测定24中，Cu原子数分别急剧降低至1X1010atoms/cm2或3X1010atoms/cm2以下。因此，能够确认，通过进行清洁工序，能够大幅度且可靠地抑制Cu金属的污染量。特别是，作为处理温度为90(TC的实施例PE1比处理温度为800。C的实施例PE2高100°C，Cu原子数的减少量大。因此能够确认，清洁工序时的温度高能够抑制铜污染量。与此相对，如图4C所示，在比较例CE1的方法中，在不进行清洁工序的测定l和作为清洁工序来说，进行只使用02气(H2气为零)的清洁工序的测定24中，Cu原子数几乎不变动，为大致相同的高值，例如4OX1010atoms/cm2左右。因此确认，几乎不能除去铜金属的污染。另外，同样，如图4D所示，利用比较例CE2的方法，在不进行清洁工序的测定1和作为清洁工序，进行只利用H2气(02气为零)的清洁工序的测定24中，由于Cu原子数几乎相同或稍微降低，其值为2050X101Gatoms/cm2。因此，能够确认，几乎不可能除去铜金属的污染。这样，为了抑制铜金属的污染，在作为清洁工序只利用02气或H2气进行的情况下(比较例CE1、CE2的方法)没有效果。另一方面，当利用"H2+02"气体进行清洁工序时，能够很好地发挥效果。图5AC为表示进行实施例的方法和比较例的方法时的CU以外的其他金属的原子数变化的图形。各数值的单位为[X10"atoms/cm2]。如图5A的实施例PE1和图5B的实施例PE2所示，相对于不进行实施例的方法的清洁工序的测定1，在进行实施例的方法的清洁工序的测定24中，Ni和Fe的原子数都大大减少。因此可以确认，通过清洁工序，能够除去这些金属的污染。另外，Cr金属，由于含有量比当初少，为定量下限值，为测定对象外的部分。与此相对，在图5C的比较例CE1的方法(清洁工序时为02气)的情况下，Fe、Ni、Cr各自的原子数在测定14中分别大致相同。因此可以确认，几乎不能除去金属污染。图6为表示实验的清洁处理的内容和总合的评价结果的图。如图6所示，评价结果，在实施例PE1为"②"非常良好，在实施例PE2为"0"，良好。在比较例CE1、CE2的情况下为"X"不好。(构成材料中的深度方向的Cu分布)在使用实施例PE1和比较例CE1的方法的情况下，测定并评价石英制的构成材料(晶舟6)的深度方向的Cu金属的分布状态。图7为表示构成构件的深度(厚度)方向的铜含有量的分布状态的图形。如图7所示，在比较例CE1的情况下，石英构件的表面的Cu金属的含有量为0.8ng左右，较高，随着深度为lum、2um，Cu金属含有量依次降低。另外，对于从制造者交货后的晶舟，测定深度(厚度)方向上的铜含有量的分布状态，其结果表示与比较例CE1为相同的分布状态。与此相对，在实施例PE1的情况下，石英构件表面的Cu金属含有量为0.3ng左右，比比较例CE1的情况低得多。另外，在深度lum左右显示最低的值，从深度lum逐渐增加，在深度2um左右处，成为与比较例CE1同样的值。结果可以确认，通过进行本发明的实施方式的清洁处理，至少到构成构件的深度(厚度)lum为止，能够大幅度地除去金属(Cu)。(气体供给单元)在图1所示的装置例子中，作为气体供给机构28的一部分的氧化性气体供给系统36或第二还原性气体供给系统34例示了预先配置这些气体供给系统的设备的情况。但是，根据处理装置的种类不同，也可以不配置二种气体供给系统34、36内的任何一个或二个设备。在这种情况下，为了进行上述的清洁处理，必需重新设置该不足的量的气体供给系统，成为大的成本负担。为了消除上述成本负担，将第二还原性气体供给系统34和氧化性气体供给系统36的一部分单元化，使其可以容易地搬送移动。通过使用该单元，能够消除设置新的气体供给系统的必要性。图8为表示使用被单元化并可以移动的气体供给单元的处理装置的一个例子的图。图9为表示本发明的实施方式的气体供给单元的一个例子的结构图。如图8和图9所示，气体供给单元50具有收容还原性气体的还原性气体高压容器52，收容氧化性气体的氧化性气体高压容器54和收容不活泼气体的不活泼气体高压容器56。这些全体以大致密闭状态收容在由例如铁制容器构成的壳体58内。另外，不活泼气体高压容器56能够在氧化性气体或还原性气体的清洗等中使用，但也可以根据需要进行设置。这里，与图1的情况同样，表示使用H2气作为还原性气体，使用02气作为氧化性气体的情况。另外，使用N2气作为不活泼气体，但使用Ar或He等稀有气体代替N2气也可以。为了能够容易移动气体供给单元50自身，在壳体58的下部安装小脚轮(caster)59。还原性气体流路60和氧化性气体流路62分别与还原性气体高压容器52和氧化性气体高压容器54连接，形成第二还原性气体供给系统34和氧化性气体供给系统36。不活泼气体流路64与不活泼气体高压容器56连接。不活泼气体流路64的另一端分支为二个，成为分支管64A、64B。分支管64A，64B分别与还原性气体流路60和氧化性气体流路62连接。还原性气体流路60和氧化性气体流路62的各自前端部贯通壳体58的侧壁，向壳体58外延伸。在其前端部配置作成为可伸縮和弯曲的蛇腹状的波纹管66、68。另外，在其前端还分别配置还原性气体用的接头66A和氧化性气体用的接头68A。还原性气体用接头66A和连通使H2流动的气体喷嘴34A的气体通路34B的端部的接头34X接合。开闭阀34Y设在H2通路34B中。氧化性气体用接头68A和连通使02流动的气体喷嘴36A的气体通路36B的端部的接头36X接合。在02通路36B中设置开闭阀36Y。在还原性气体流路60上，从还原性气体高压容器52向下游侧分别依次设置，手动的开闭阀72A、调节器72B、第一自动开闭阀72C、压力计72D、质量流量控制器那样的流量控制器72E、监视器用流量计72F和第二自动开闭阀72G。分支管64A连接在第一自动开闭阀72C和压力计72D之间。在氧化性气体流路62上，从氧化性气体高压容器54向下游侧分别依次设置，手动开闭阀74A、调节器74B、第一自动开闭阀74C，压力计74D、质量流量控制器那样的流量控制器74E、监视器用流量计74F和第二自动开闭阀74G。分支管64B连接在第一自动开闭阀74C和压力计74D之间。在不活泼气体流路64上，从不活泼气体高压容器56向下游侧依次设置手动开闭阀76A和调节器76B。另外，在从不活泼气体流路64分支的各分支管64A、64B上分别设置自动开闭阀76X、76Y。在壳体58内配置检测处理容器4内的压力用的压力检测部80。压力检测部80例如由电容压力计构成。从压力检测部80伸出的管路82贯通壳体58的侧壁向外侧延伸。在其前端部配置形成为可伸縮和屈伸的蛇腹状的波纹管84。另外，在其前端配置接头84A。如图8所示，接头84A可装和卸地与设在处理容器4的下部侧壁上的口86的接头86A连接。为了检测氢泄漏，在壳体58内配置检测氢浓度的氢检测器88。为了控制气体供给单元50的整体的动作，配置例如由计算机构成的控制部90。控制部90输入压力计72D、74D，压力检测部80，氢检测部88的各个检测值，同时，控制上述各开闭阀的动作，还进行通往各流量控制器72E、74E的流量指示等。控制部90在图8所示的装置控制部44的控制下，通过用于进行各种控制信号等的通信的外部输入输出端子92与装置控制部44连接。此外，使控制部90不在装置控制部44的控制下，被独立地控制也可以。利用这样构成的气体供给单元50进行先前参照图1说明的还原工序或清洁工序。图IO为说明气体供给单元的动作的流程图。这里，以在处理容器4内进行清洁工序的情况为例进行说明。首先，将气体供给单元50搬送至处理装置2附近。使还原性气体用的接头66A与接头34X连接，使氧化性气体用的接头68A与接头36X连接。使波纹管84的接头84A与接头86A连接。另外，使手动幵闭闸72A、74A、76A分别为开状态。另外，从装置控制部44引出的信号线94也与外部输入输出端子92连接。这时的状态表示在图8中。在规定的泄漏检测(步骤Sll)后，使开闭阀34Y、36Y分别为开状态，这样，准备阶段结束。另外，在处理装置2的处理容器4内，在抽真空的状态下，进行以后的各工序。首先，利用N2气预充满气体供给单元50内的各流路使之成为大气压状态。由于处理容器4内抽真空，处理容器4内的气氛不能向气体流路34B、36B侧逆流，所以能够防止气体供给单元50被污染。作为电容压力计的压力检测部80对减压进行检测，在操作者按压安全按钮(图中没有示出)后，该顺序O—亇y只)开始。其次，如果可以得到外部输入输出，则可从处理装置得到压力或温度等数据，对没有处理装置(处理容器4)侧的错误进行确认(步骤S12)。如果确认了没有处理装置的错误，首先使02用的开闭阀74C，74G为开状态，进行流量控制，并使02流入处理容器4内(步骤S13)。这时，确认02用的流量控制器74E、压力计74D、容器内压力正常(步骤S14)。以后，连续地进行该确认动作。其次，使H2用的开闭阀72C、72G为开状态，进行流量控制，并使H2流入处理容器4内(步骤S15)。这时，确认H2用流量控制器72E、压力计72D、容器内压力为正常(步骤S16)。以后，连续地进行该确认动作。这样，如先前的实施方式中说明的那样，处理容器4内维持为规定的温度和规定的压力，进行清洁工序(步骤S17)。该清洁工序进行规定的时间(步骤S18的NO)。如果将清洁工序进行规定的时间(步骤S18的YES)，则关闭各开闭阀72C、74C，停止向处理容器4内供给&和02气(步骤S19)。其次，打开N2用的各开闭阀76X、76Y，使N2气在还原性气体(H2)流路60，氧化性气体(02)流路62中流动，排出残留在各气体流路60、62内的&和02气(步骤S20)。另外，用N2气充满还原性气体流路60和氧化性气体流路62内，在维持为大气压状态下，关闭全部开闭阀(步骤S21)。这样，结束清洁工序。当进行上述清洁工序时，经常将测定各气体的供给压力的各压力计72D、74D的检测值，氢检测器88的检测值，检测处理容器4内的压力的压力检测部80的检测值等输入控制部90。控制部90在发现异常时中断处理。这样，设置具有氧化性气体(02)高压容器54，还原性气体(H2)高压容器52和控制这二种气体的流量的流量控制器74E，72E等的气体供给单元，可以搬送气体供给单元。这样，相对于没有上述氧化性气体例如02或还原性气体例如H2的供给系统的处理装置，可进行不会提高设备改造费用的上述清洁处理。以上，例示使用气体供给单元50，清洁石英制的处理容器4的内壁或石英制的内部构造物的情况。但是在清洁石英制的构件，除去其表面和内部的金属污染物质的情况下，也能够使用气体供给单元50。例如，在清洁石英制的LCD基板本身的情况或清洁石英制的光学透镜本身的情况下，也能够使用上述气体供给单元。在上述实施方式中，使用02气作为氧化性气体，使用H2气作为还原性气体。上述氧化性气体能够使用选自02、03和NxOy(x、y为整数)中的一种以上的气体。在上述NxOy中例如包含NO、N20、N02等。另外，上述还原性气体能够使用选自H2、NH3、CH4、HC1、D(重氢)、D2、ND3、CD4与DC1中的一种以上的气体。另外，在这里，例示了形成Si02膜的成膜处理作为用处理装置2进行的规定处理。成膜处理对于氮化硅膜或氧氮化硅膜等其他的薄膜也可以。在形成氮化硅膜的情况下从处理气体供给系统供给硅源气体和NH3气体等氮化气体。在形成氧氮化硅膜的情况下，从处理气体供给系统供给硅源气体、一氧化二氮(N20)、一氧化氮(NO)那样的氧氮化气体。当进行多次这种成膜处理时，由成膜处理生成的膜成分，作为副生成物膜不但堆积(附着)在半导体晶片W的表面上，而且堆积在处理容器的内面等上。由于这样，在进行规定次数的成膜处理后，在进行上述的清洁处理前，优选进行除去以这种膜成分为主成分的副生成物膜的处理。作为除去氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜的副生成物膜的气体，能够包含选自由含有卤素元素和氢元素的气体、例如HF,Cl3、NF3、F2中的一种以上的气体。本发明对其他膜种，例如金属膜、绝缘膜、导电膜等所有的膜种的成膜处理都可适用。另外，本发明不限于成膜处理，在氧化扩散处理，退火处理，改质处理等各种半导体处理装置中也可使用。在上述实施方式中，作为处理装置使用单管结构的批量式热处理装置。不仅如此，本发明在处理容器为由内管和外管构成的二层管结构的批量式纵型处理装置中也可适用。另外，本发明还可在枚页式热处理装置中使用。特别是，本发明对使用石英制的处理容器、基座、喷淋头的枚页式处理装置有效。作为被处理基板，能够以玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等为对象，代替半导体晶片。权利要求1.一种半导体处理装置的使用方法，其特征在于，包括将氧化性气体和还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理装置的处理容器内的工序；在所述处理容器内，在所述氧化性气体和所述还原性气体活化的第一环境下，使所述氧化性气体和所述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用所述活性种，从所述处理容器的所述内面除去污染物质的工序。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于所述污染物质为包含金属的污染物质。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于-所述第一环境的温度设定为4001100°C。4.如权利要求l所述的方法，其特征在于所述第一环境的压力设定为0.133933Pa。5.如权利要求l所述的方法，其特征在于所述氧化性气体包含选自02、03和NxQy(x、y为整数)中的1种以上的气体，所述还原性气体包含选自H2、NH3、CH4、HC1、D(重氢)、D2、ND3、CD4和DC1中的1种以上的气体。6.如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在供给所述氧化性气体和所述还原性气体的工序前，将预备还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理容器内，在所述预备还原性气体活化的预备环境下，对所述污染物质进行预备还原的工序。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述污染物质为包含金属氧化物的污染物质。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述金属氧化物为选自Cu、Ni、Fe中的一种以上的氧化物。9.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述预备环境的温度设定为7001000°C。10.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述预备环境的压力设定为0.13315999pa。11.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述预备还原性气体为与所述还原性气体相同或不同的气体。12.如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在供给所述氧化性气体和所述还原性气体的工序前，在所述处理容器内，利用CVD在产品用被处理基板上形成膜的工序。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在形成所述膜的工序和供给所述氧化性气体和所述还原性气体的工序之间，利用膜除去气体除去附着在所述处理容器的所述内面上的副生成物膜的工序。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于利用所述CVD形成膜的工序包括下述工序向所述处理容器内供给包含含硅气体的第一成膜气体和包含选自氮化气体、氧化气体和氧氮化气体中的气体的第二成膜气体，形成选自硅氮化物、硅氧化物和硅氧氮化物中的物质的膜的工序。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述膜除去气体具有包含卤素元素和氢元素的气体。16.如权利要求l所述的方法，其特征在于所述处理容器的所述内面以选自石英、碳化硅中的材料为主成分。17.—种半导体处理装置，其特征在于，包括收容被处理基板的处理容器；加热所述处理容器内的加热器；排出所述处理容器内气体的排气系统；向所述处理容器内供给在所述被处理基板上实施半导体处理用的主处理气体的主处理气体供给系统；向所述处理容器内供给从所述处理容器的所述内面除去污染物质用的氧化性气体和还原性气体的氧化性气体供给系统和还原性气体供给系统；和控制所述装置的动作的控制部，其中，所述控制部执行下述工序将所述氧化性气体和所述还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理容器内的工序；在所述处理容器内，在所述氧化性气体和所述还原性气体活化的第一环境下，使所述氧化性气体和所述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用所述活性种，从所述处理容器的所述内面除去污染物质的工序。18.如权利要求17所述的装置，其特征在于所述控制部还执行下述工序，在供给所述氧化性气体和所述还原性气体的工序前，将预备还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理容器内，在所述预备还原性气体活化的预备环境下，对所述污染物质进行预备还原。19.如权利要求17所述的装置，其特征在于所述氧化性气体系统和所述还原性气体供给系统的一部分作为可相对于所述处理容器自由装卸的气体供给单元而构成，所述气体供给单元包括收容所述氧化性气体的氧化性气体高压容器；收容所述还原性气体的还原性气体高压容器；收容所述氧化性气体高压容器和所述还原性气体高压容器的壳体；与所述氧化性气体高压容器连接、设有流量控制器并且前端部向所述壳体外侧延伸的氧化性气体流路；设在所述氧化性气体流路的前端并与所述处理容器侧的对应的气体通路连接的接头；与所述还原性气体高压容器连接、设有流量控制器并且前端部向所述壳体外侧延伸的还原性气体流路；设在所述还原性气体流路的前端并与所述处理容器侧的对应的气体通路连接的接头；分别设在所述氧化性气体流路和所述还原性气体流路上的第1和第2开闭阀；和控制所述第1和第2开闭阀的动作的阀控制部。20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述气体供给单元在所述壳体内还包括收容不活泼气体的不活泼气体高压容器；一端与所述不活泼气体高压容器连接，同时另一端分支为二个，成为分支管，分别与所述氧化性气体流路和所述还原性气体流路连接的不活泼气体流路；和设在所述各分支管上，并且由所述阀控制部控制动作的第3开闭阀。21.如权利要求20所述的装置，其特征在于所述气体供给单元还包括分别设在所述氧化性气体流路、所述还原性气体流路和所述不活泼气体流路上的调节器。22.如权利要求19所述的装置，其特征在于所述气体供给单元还包括可装卸地与所述处理容器连接并检测所述处理容器内的压力的压力检测部，所述阀控制部根据所述压力检测部的检测值，控制所述第1第3开闭阀的动作。23.如权利要求19所述的装置，其特征在于所述气体供给单元还包括分别设在所述氧化性气体流路和所述还原性气体流路上的压力计，所述阀控制部根据所述压力计的检测值控制所述第1第3开闭阀的动作。24.如权利要求19所述的装置，其特征在于所述气体供给单元还包括检测所述壳体内的氢浓度的氢检测器，所述阀控制部根据所述氢检测器的检测值控制所述第1第3开闭阀。25.—种包含用于由处理器执行的程序指令并可由计算机读取的介质，其特征在于，在由处理器执行所述程序指令时，使在半导体处理装置中执行下述工序将氧化性气体和还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理装置的处理容器内的工序；在所述处理容器内，在所述氧化性气体和所述还原性气体活化的第一环境下，使所述氧化性气体和所述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用所述活性种，从所述处理容器的所述内面除去污染物质的工序。全文摘要本发明涉及半导体处理装置及其使用方法，该半导体处理装置的使用方法包括将氧化性气体和还原性气体供给没有收容产品用被处理基板的所述处理装置的处理容器内的工序；在所述处理容器内，在所述氧化性气体和所述还原性气体活化的第一环境下，使所述氧化性气体及所述还原性气体反应，产生活性种的工序；和使用所述活性种，从所述处理容器的所述内面除去污染物质的工序。文档编号C23C16/44GK101165207SQ20071018120公开日2008年4月23日申请日期2007年10月19日优先权日2006年10月19日发明者亮孙,富田正彦,梅泽好太,西村俊治申请人:东京毅力科创株式会社