(57)【要約】      （修正有）【課題】基板支持台（サセプタ）の回転時に発生する遠心力等によるウエハの移動に起因したパーティクルの発生を抑制することを可能とした基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】処理室内に不活性ガスと処理ガスを供給するガス供給部と、複数の基板が同一円周状に配置される基板載置部と、前記基板載置部が設けられた基板支持台と、前記基板支持台を回転させる回転制御部と、前記基板支持台の回転速度が一定である間、前記処理室の圧力を所定の第一の圧力とし、前記基板支持台の回転速度が変化する間、前記処理室の圧力を前記第一の圧力より高い第二の圧力とするよう制御する制御部と、を有する。【選択図】図７
2014187258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に不活性ガスと処理ガスを供給するガス供給部と、
複数の基板が同一円周状に配置される基板載置部と、
前記基板載置部が設けられた基板支持台と、
前記基板支持台を回転させる回転制御部と、
前記基板支持台の回転速度が一定である間、前記処理室の圧力を所定の第一の圧力とし、
前記基板支持台の回転速度が変化する間、前記処理室の圧力を前記第一の圧力より高い第二の圧力とするよう制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記回転速度が変化する間、前記処理室に不活性ガスを供給し、前記回転速度が一定である間、前記処理室に不活性ガス及び処理ガスを供給するよう制御する制御部とを有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記回転速度が変化する間、前記処理ガスを供給する供給系に設けられたバルブを閉じるよう制御する請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理室は、不活性ガス供給領域と処理ガス供給領域を円周状に交互に配置するよう分割構造体を介して複数の処理領域に分割され、
前記回転速度が変化する間、前記不活性ガス供給領域及び前記処理ガス供給領域に不活性ガスを供給し、
前記回転速度が一定である間、前記不活性ガス供給領域に不活性ガスを供給し、前記ガス供給領域に処理ガスを供給するよう制御する制御部とを有する請求項１から請求項３の内、いずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
処理室内に設けられた基板支持台表面に同一円周状に配置された複数の基板載置部に基板を載置する基板載置工程と、
前記処理室内に不活性ガスを供給した状態で、回転速度を変化させながら前記基板支持台を回転させる初期回転工程と、
前記初期回転工程を所定の時間実施した後、前記初期回転工程よりも低い圧力とした状態で、前記処理室内に前記不活性ガス及び処理ガスを供給しつつ前記基板支持台を回転させ、基板を処理する成膜工程と、
前記基板処理工程の後、前記処理室から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス作成工程において、シリコンウエハなどの処理基板を加熱しながら該処理基板の表面に薄膜を形成する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置を製造する際、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施されることがある。
【０００３】
薄膜を形成する工程では、形成する薄膜の種類やその膜厚によって様々な処理条件が設定されている。処理条件とは、例えば基板温度、ガスの種類、基板の処理時間、処理室の圧力などである。
【０００４】
前述の基板上に薄膜を形成する工程の一工程を実施する基板処理装置のひとつとして、基板載置台上に載置された複数の基板に対し、同時に薄膜を形成することが可能な薄膜蒸着装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この薄膜蒸着装置は複数の処理領域に等分割された処理室を有し、それぞれの領域に異なるガス種を供給している。複数の基板が、基板処理装置内で複数に分割された処理領域を通過することで、薄膜を形成している。
【特許文献１】特表２００８−５２４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の基板処理装置では、基板支持台（サセプタ）の回転加速時に発生する遠心力等の影響でウエハが移動すると、ウエハと基板支持台の間に摩擦が発生する。それによって、例えば基板載置台に付着した膜が剥がれ、剥がれた膜がパーティクルとなってウエハ上に付着するという問題があった。付着したパーティクルは、膜の品質の低下につながる。本発明は、従来の問題点である、サセプタの回転時に発生する遠心力等によるウエハの移動に起因したパーティクルの発生を抑制することを可能とした基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
処理室内に不活性ガスと処理ガスを供給するガス供給部と、複数の基板が同一円周状に配置される基板載置部と、前記基板載置部が設けられた基板支持台と、前記基板支持台を回転させる回転制御部と、前記基板支持台の回転速度が一定である間、前記処理室の圧力を所定の第一の圧力とし、前記基板支持台の回転速度が変化する間、前記処理室の圧力を前記第一の圧力より高い第二の圧力とするよう制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の態様によれば、
処理室内に設けられた基板支持台表面に同一円周状に配置された複数の基板載置部に基板を載置する基板載置工程と、前記処理室内に不活性ガスを供給した状態で、回転速度を変化させながら前記基板支持台を回転させる初期回転工程と、前記初期回転工程を所定の時間実施した後、前記初期回転工程よりも低い圧力とした状態で、前記処理室内に前記不活性ガス及び処理ガスを供給しつつ前記基板支持台を回転させ、基板を処理する基板処理工程と、  前記基板処理工程の後、前記処理室から基板を搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サセプタの回転時に発生する遠心力等によるウエハの移動に起因したパーティクルの発生を抑制する基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る反応容器の概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る処理炉の横断面概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る処理炉の縦断面概略図であり、図３に示す処理炉のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】本発明の一第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。
【図７】本発明の第１及び第２実施形態の圧力の推移を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（１）基板処理装置の構成
図１は、本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の横断面図である。なお、本発明が適用される基板処理装置では、半導体基板としての基板（ウエハ）２００を搬送するキャリヤとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：以下、ポッドという。）が使用されている。本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。なお、説明の便宜上、図１の真空搬送室１０３から大気搬送室１２１へ向かう方向を前側と呼ぶ。
【００１３】
（真空側の構成）
クラスタ型の基板処理装置１００は、その内部を真空状態などの大気圧未満の圧力（例えば１００Ｐａ）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成された第１搬送室としての真空搬送室１０３を備えている。真空搬送室１０３の筐体１０１は、平面視が例えば六角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
【００１４】
真空搬送室１０３の筐体１０１を構成する六枚の側壁のうち、前側に位置する二枚の側壁には、ゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７を介して，ロードロック室１２２，ロードロック室１２３が真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。
【００１５】
真空搬送室１０３の他の四枚の側壁のうち、二枚の側壁には、ゲートバルブ２４４ａ，ゲートバルブ２４４ｂを介して、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂが真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂは、後述する処理ガス供給部、不活性ガス供給部、排気部等が設けられている。プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂは、後述するように、１つの反応容器内に複数の処理領域及び処理領域と同数のパージ領域が交互に配列されている。そして、反応容器２０３内に設けられる基板支持部としてのサセプタ（基板支持台、回転トレーともいう）２１７を回転させて、基板である基板２００が処理領域及びパージ領域を交互に通過するように構成されている。このような構成とすることで、基板２００に処理ガス及び不活性ガスが交互に供給され、次のような基板処理が為される。具体的には、基板２００上へ薄膜を形成する処理や、基板２００表面を酸化、窒化、炭化等する処理や、基板２００表面をエッチングする処理等の各種基板処理が為される。
【００１６】
真空搬送室１０３の残りの二枚の側壁には、ゲートバルブ２４４ｃ，ゲートバルブ２４４ｄを介して、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄが真空搬送室１０３と連通可能にそれぞれ設けられている。
【００１７】
真空搬送室１０３内には、第１搬送機構としての真空搬送ロボット１１２が設けられている。真空搬送ロボット１１２は、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂと、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄとの間で、例えば２枚の基板２００（図１中、点線で示す）を同時に搬送可能に構成されている。真空搬送ロボット１１２は、エレベータ１１５によって、真空搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降可能に構成されている。また、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３のゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７、プロセスチャンバ２０２ａ，プロセスチャンバ２０２ｂのゲートバルブ２４４ａ，ゲートバルブ２４４ｂ、冷却室２０２ｃ，冷却室２０２ｄのゲートバルブ２４４ｃ，ゲートバルブ２４４ｄのそれぞれの近傍には、基板２００の有無を検知する図示しない基板検知センサが設けられている。基板検知センサを基板検知部とも呼ぶ。
【００１８】
ロードロック室１２２，ロードロック室１２３は、内部が真空状態などの大気圧未満の圧力（減圧）に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。即ち、ロードロック室の前側には、ゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９を介して、後述する第２搬送室としての大気搬送室１２１が設けられている。このため、ゲートバルブ１２６からゲートバルブ１２９を閉じてロードロック室１２２，ロードロック室１２３内部を真空排気した後、ゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７を開けることで、真空搬送室１０３の真空状態を保持しつつ、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と真空搬送室１０３との間で基板２００を搬送可能にしている。また、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３は、真空搬送室１０３内へ搬入する基板２００を一時的に収納する予備室として機能する。この際、ロードロック室１２２内では基板載置部１４０上に、ロードロック室１２３内では基板載置部１４１上にそれぞれ基板２００が載置されるように構成されている。
【００１９】
（大気側の構成）
基板処理装置１００の大気側には、略大気圧下で用いられる、第２搬送室としての大気搬送室１２１が設けられている。即ち、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３の前側（真空搬送室１０３と異なる側）には、ゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９を介して、大気搬送室１２１が設けられている。なお、大気搬送室１２１は、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３と連通可能に設けられている。
【００２０】
大気搬送室１２１には、基板２００を移載する第２搬送機構としての大気搬送ロボット１２４が設けられている。大気搬送ロボット１２４は、大気搬送室１２１に設けられた図示しないエレベータによって昇降されるように構成されているとともに、図示しないリニアアクチュエータによって左右方向に往復移動されるように構成されている。また、大気搬送室１２１のゲートバルブ１２８，ゲートバルブ１２９の近傍には、基板２００の有無を検知する図示しない基板検知センサが設けられている。基板検知センサを基板検知部とも呼ぶ。
【００２１】
また、大気搬送室１２１内には、基板２００の位置補正装置として、ノッチ合わせ装置１０６が設けられている。ノッチ合わせ装置１０６は、基板２００の結晶方向や位置合わせ等を基板２００のノッチで把握し、その把握した情報を元に基板２００の位置を補正する。なお、ノッチ合わせ装置１０６の代わりに、図示しないオリフラ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｆｌａｔ）合わせ装置が設けられてもよい。そして、大気搬送室１２１の上部には、クリーンエアを供給する図示しないクリーンユニットが設けられている。
【００２２】
大気搬送室１２１の筐体１２５の前側には、基板２００を大気搬送室１２１内外に搬送する基板搬送口１３４と、ポッドオープナ１０８とが設けられている。基板搬送口１３４を挟んで、ポッドオープナ１０８と反対側、即ち筐体１２５の外側にはロードポート（Ｉ／Ｏステージ）１０５が設けられている。ロードポート１０５上には、複数枚の基板２００を収納するポッド１０９が載置されている。また、大気搬送室１２１内には、基板搬送口１３４を開閉する蓋（不図示）や、ポッド１０９のキャップ等を開閉させる開閉機構（不図示）と、開閉機構を駆動する開閉機構駆動部（不図示）とが設けられている。ポッドオープナ１０８は、ロードポート１０５に載置されたポッド１０９のキャップを開閉することにより、ポッド１０９に対する基板２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１０９は図示しない搬送装置（例えばＲＧＶ：Ｒａｉｌ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）によって、ロードポート１０５に対して、搬入（供給）および搬出（排出）されるようになっている。
【００２３】
主に、真空搬送室１０３、ロードロック室１２２，ロードロック室１２３、大気搬送室１２１、及びゲートバルブ１２６からゲートバルブ１２９により、本実施形態に係る基板処理装置１００の搬送装置が構成される。
【００２４】
また、基板処理装置１００の搬送装置の構成各部には、後述する制御部（コントローラ）２２１が電気的に接続されている。そして、上述した構成各部の動作を、それぞれ制御するように構成されている。
【００２５】
（基板搬送動作）
次に、本実施形態に係る基板処理装置１００内における基板２００の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置１００の搬送装置の構成各部の動作は、制御部２２１によって制御される。
【００２６】
まず、例えば２５枚の未処理の基板２００を収納したポッド１０９が、図示しない搬送装置によって基板処理装置１００に搬入される。搬入されたポッド１０９は、ロードポート１０５上に載置される。開閉機構は、蓋及びポッド１０９のキャップを取り外し、基板搬送口１３４及びポッド１０９の基板出入口を開放する。
【００２７】
ポッド１０９の基板出入口を開放すると、大気搬送室１２１内に設置されている大気搬送ロボット１２４は、ポッド１０９から基板２００を１枚ピックアップして、ノッチ合わせ装置１０６上へ載置する。
【００２８】
ノッチ合わせ装置１０６は、載置された基板２００を、水平の縦横方向（Ｘ方向，Ｙ方向）及び円周方向に動かして、基板２００のノッチ位置等を調整する。ノッチ合わせ装置１０６で１枚目の基板２００の位置を調整中に、大気搬送ロボット１２４は、２枚目の基板２００をポッド１０９からピックアップして大気搬送室１２１内に搬入し、大気搬送室１２１内で待機する。
【００２９】
ノッチ合わせ装置１０６により１枚目の基板２００の位置調整が終了した後、大気搬送ロボット１２４は、ノッチ合わせ装置１０６上の１枚目の基板２００をピックアップする。大気搬送ロボット１２４は、そのとき大気搬送ロボット１２４が保持している２枚目の基板２００を、ノッチ合わせ装置１０６上へ載置する。その後、ノッチ合わせ装置１０６は、載置された２枚目の基板２００のノッチ位置等を調整する。
【００３０】
次に、ゲートバルブ１２８が開けられ、大気搬送ロボット１２４は、１枚目の基板２００をロードロック室１２２内に搬入し、基板載置部１４０上に載置する。この移載作業中には、真空搬送室１０３側のゲートバルブ１２６は閉じられており、真空搬送室１０３内の減圧雰囲気は維持されている。１枚目の基板２００の基板載置部１４０上への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、ロードロック室１２２内が図示しない排気装置によって負圧になるよう排気される。
【００３１】
以降、大気搬送ロボット１２４は、上述の動作を繰り返す。但し、ロードロック室１２２が負圧状態の場合、大気搬送ロボット１２４は、ロードロック室１２２内への基板２００の搬入を実行せず、ロードロック室１２２の直前位置で停止して待機する。
【００３２】
ロードロック室１２２内が予め設定された圧力値（例えば１００Ｐａ）に減圧されると、ゲートバルブ１２６が開けられて、ロードロック室１２２と真空搬送室１０３とが連通される。続いて、真空搬送室１０３内に配置された真空搬送ロボット１１２は、基板載置部１４０から１枚目の基板２００をピックアップして、真空搬送室１０３内に搬入する。
【００３３】
真空搬送ロボット１１２が基板載置部１４０から１枚目の基板２００をピックアップした後、ゲートバルブ１２６が閉じられ、ロードロック室１２２内が大気圧に復帰させられ、ロードロック室１２２内に次の基板２００を搬入するための準備が行われる。それと並行して、所定の圧力（例えば１００Ｐａ）にあるプロセスチャンバ２０２ａのゲートバルブ２４４ａが開けられ、真空搬送ロボット１１２が１枚目の基板２００をプロセスチャンバ２０２ａ内に搬入する。この動作をプロセスチャンバ２０２ａ内に基板２００が任意の枚数（例えば５枚）搬入されるまで繰り返す。プロセスチャンバ２０２ａ内への任意の枚数（例えば５枚）の基板２００の搬入が完了したら、ゲートバルブ２４４ａが閉じられる。そして、プロセスチャンバ２０２ａ内に後述するガス供給部から処理ガスが供給され、基板２００に所定の処理が施される。
【００３４】
プロセスチャンバ２０２ａにおいて所定の処理が終了し、後述するようにプロセスチャンバ２０２ａ内で基板２００の冷却が終了すると、ゲートバルブ２４４ａが開けられる。その後、真空搬送ロボット１１２によって、処理済の基板２００がプロセスチャンバ２０２ａ内から真空搬送室１０３へ搬出される。搬出された後、ゲートバルブ２４４ａが閉じられる。
【００３５】
続いて、ゲートバルブ１２７が開けられ、プロセスチャンバ２０２ａから搬出した基板２００は、ロードロック室１２３内へ搬入されて、基板載置部１４１上に載置される。なお、ロードロック室１２３は、図示しない排気装置によって、予め設定された圧力値に減圧されている。そして、ゲートバルブ１２７が閉じられ、ロードロック室１２３に接続された図示しない不活性ガス供給部から不活性ガスが導入され、ロードロック室１２３内の圧力が大気圧に復帰させられる。
【００３６】
ロードロック室１２３内の圧力が大気圧に復帰させられると、ゲートバルブ１２９が開けられる。続いて、大気搬送ロボット１２４が基板載置部１４１上から処理済みの基板２００をピックアップして大気搬送室１２１内に搬出した後、ゲートバルブ１２９が閉じられる。その後、大気搬送ロボット１２４は、大気搬送室１２１の基板搬送口１３４を通して、処理済の基板２００をポッド１０９に収納する。ここで、ポッド１０９のキャップは、最大２５枚の基板２００が戻されるまでずっと開け続けていてもよく、空きのポッド１０９に収納せずに基板を搬出してきたポッド１０９に戻してもよい。
【００３７】
前述の工程によってポッド１０９内の全ての基板２００に所定の処理が施され、処理済みの２５枚の基板２００のすべてが所定のポッド１０９へ収納されると、ポッド１０９のキャップと、基板搬送口１３４の蓋１３５とが開閉機構１４３によって閉じられる。その後、ポッド１０９は、ロードポート１０５上から次の工程へ、図示しない搬送装置によって搬送される。以上の動作が繰り返されることにより、基板２００が２５枚ずつ順次処理される。
【００３８】
（２）プロセスチャンバの構成  
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ２０２ａの構成について、主に図２から図４を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る反応容器の概略斜視図である。図３は、本実施形態に係る処理炉の横断面概略図である。図４は、本実施形態に係る処理炉の縦断面概略図であり、図３に示す処理炉のＡ−Ａ’線断面図である。なお、プロセスチャンバ２０２ｂについては、プロセスチャンバ２０２ａと同様に構成されているため、説明を省略する。
【００３９】
（反応容器）
図２から図４に示すように、処理炉としてのプロセスチャンバ２０２ａは、円筒状の気密容器である反応容器２０３を備えている。反応容器２０３内には、基板２００の処理空間が形成されている。反応容器２０３内の処理空間の上側には、中心部から放射状に延びる４枚の仕切板２０５が設けられている。
【００４０】
４枚の仕切板（分割構造体）２０５は、反応容器２０３内の処理空間を、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂに仕切る（分割する）ように構成されている。即ち、４枚の仕切板２０５はそれぞれ、反応容器２０３内を第１の処理領域２０１ａと、第１のパージ領域２０４ａと、第２の処理領域２０１ｂと、第２のパージ領域２０４ｂとに分割する分割構造体として用いられる。好適には、処理空間は２つ以上の処理領域に分割するように２つ以上の分割構造体が構成されると良い。なお、第一の処理領域２０１ａ、第２の処理領域２０１ｂを処理ガス供給領域とも表現し、第１のパージ領域２０４ａ、第２のパージ領域２０４ｂを不活性ガス供給領域とも表現する。
【００４１】
なお、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂは、後述するサセプタ２１７の回転方向に沿って、この順番に配列するように、即ち処理領域とパージ領域とが交互に配列されるように構成されている。換言すれば、隣り合う分割構造体の間に、ガス供給領域である第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂが配される。
【００４２】
後述するように、サセプタ２１７を回転させることで、サセプタ２１７上に載置された基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動することとなる。また、後述するように、第１の処理領域２０１ａ内には第１のガスとしての第１の処理ガスが供給され、第２の処理領域２０１ｂ内には第２のガスとしての第２の処理ガスが供給され、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内には、不活性ガスが供給されるように構成されている。そのため、サセプタ２１７を回転させることで、基板２００上には、第１の処理ガス、不活性ガス、第２の処理ガス、不活性ガスがこの順に供給されることとなる。サセプタ２１７及びガス供給系の構成については後述する。
【００４３】
仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との間には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。この隙間を介し、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内から第１の処理領域２０１ａ内及び第２の処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させるようにする。このようにすることで、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができ、処理ガスの反応や、その反応による異物の生成を抑制する。
【００４４】
（サセプタ）
図２から図４に示すように、仕切板２０５の下側、即ち反応容器２０３内の底側中央には、反応容器２０３の中心に回転軸の中心を有し、所望の角速度で回転するように構成されたサセプタ２１７が設けられている。サセプタ２１７を基板支持部とも呼ぶ。サセプタ２１７は、基板２００の金属汚染を低減することができるように、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。なお、サセプタ２１７は、反応容器２０３とは電気的に絶縁されている。
【００４５】
サセプタ２１７は、反応容器２０３内にて、複数枚（本実施形態では例えば５枚）の基板２００を同一面上に、かつ基板の中心が同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではない。例えば、サセプタ２１７を上面から見たときに、図２及び図３に示すように、複数枚の基板２００が互いに重ならないように並べられていればよい。
【００４６】
なお、サセプタ２１７表面における基板２００の支持位置には、同一円周状に配置され、円形状かつザグリ形状である複数の基板載置部２１７ｂを設けておく。この基板載置部２１７ｂは、その直径が基板２００の直径よりもわずかに大きくなるように構成されている。この基板載置部２１７ｂ内に基板２００を載置することにより、基板２００の位置決めを容易に行うことができる。また、サセプタが回転する際、基板２００に遠心力が発生するが、基板２００を基板載置部２１７ｂ内に載置することで、遠心力による基板２００の位置ずれがわずかながら発生してしまう。サセプタ２１７が回転すると、基板２００にはサセプタ２１７の中心から見て外側方向に遠心力が生じ、基板２００は基板載置部２１７ｂ内を外方向にずれることとなり、基板２００と基板載置部２１７ｂの底面との間及び基板２００の周縁部と基板載置部２１７ｂの内側面が接触することによりパーティクルが発生してしまう。
【００４７】
図４に示すように、サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７には、基板載置部２１７ｂ内に貫通孔２１７ａが複数設けられている。上述の反応容器２０３の底面には、基板突き上げピン２６６が複数設けられている。基板突き上げピン２６６は、反応容器２０３内への基板２００の搬入・搬出時に、基板２００を突き上げて、基板２００の裏面を支持する。貫通孔２１７ａ及び基板突き上げピン２６６は、基板突き上げピン２６６が上昇させられた時、又は昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、基板突き上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で基板載置部２１７ｂ及び貫通孔２１７ａを突き抜けるように、互いに配置されている。
【００４８】
昇降機構２６８には、サセプタ２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の図示しない回転軸は、サセプタ２１７に接続されており、回転機構２６７を作動させることでサセプタ２１７を回転させることができるように構成されている。回転機構２６７には、後述する制御部２２１が、カップリング部２６７ａを介して接続されている。カップリング部２６７ａは、回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ２１７の回転が妨げられないようになっている。制御部２２１は、サセプタ２１７を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構２６７への通電具合を制御するように構成されている。上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、サセプタ２１７上の基板載置部２１７ｂに載置された基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ及び第２のパージ領域２０４ｂをこの順番に移動することとなる。
【００４９】
（加熱部）
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１８が一体的に埋め込まれており、基板２００を加熱できるように構成されている。ヒータ２１８に電力が供給されると、基板２００表面が所定温度（例えば室温〜１０００℃程度）にまで加熱されるようになっている。なお、ヒータ２１８は、サセプタ２１７に載置されたそれぞれの基板２００を個別に加熱するように、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
【００５０】
サセプタ２１７には温度センサ２７４が設けられている。ヒータ２１８及び温度センサ２７４には、電力供給線２２２を介して、温度調整器２２３、電力調整器２２４及びヒータ電源２２５が電気的に接続されている。温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいて、ヒータ２１８への通電具合が制御されるように構成されている。
【００５１】
（ガス供給部）    
反応容器２０３の上側には、第１の処理ガス導入機構２５１と、第２の処理ガス導入機構２５２と、不活性ガス導入機構２５３と、を備えるガス供給機構２５０が設けられている。ガス供給機構２５０は、反応容器２０３の上側に開設された開口に気密に設けられている。第１の処理ガス導入機構２５１の側壁には、第１のガス噴出口２５４が設けられている。第２の処理ガス導入機構２５２の側壁には、第２のガス噴出口２５５が設けられている。不活性ガス導入機構２５３の側壁には、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７がそれぞれ対向するように設けられている。ガス供給機構２５０は、第１の処理ガス導入機構２５１から第１の処理領域２０１ａ内に第１の処理ガスを供給し、第２の処理ガス導入機構２５２から第２の処理領域２０１ｂ内に第２の処理ガスを供給し、不活性ガス導入機構２５３から第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給機構２５０は、各処理ガス及び不活性ガスを混合させずに個別に供給することができる。また、ガス供給機構２５０は、各処理ガス及び不活性ガスを併行して供給することができるように構成されている。
【００５２】
（処理ガス供給部）
第１の処理ガス導入機構２５１の上流側には、第１のガス供給管２３２ａが接続されている。第１のガス供給管２３２ａの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３３ａ、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）２３４ａ、及び開閉弁であるバルブ２３５ａが設けられている。
【００５３】
第１のガス供給管２３２ａからは、第１のガス（第１の処理ガス）として、例えば、シリコン含有ガスが、マスフローコントローラ２３４ａ、バルブ２３５ａ、第１のガス導入部２５１及び第１のガス噴出口２５４を介して、第１の処理領域２０１ａ内に供給される。シリコン含有ガスとしては、例えばトリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）ガスを用いることができる。なお、第１の処理ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良いが、ここでは気体として説明する。第１の処理ガスが常温常圧で液体の場合は、原料ガス供給源２３３ａとマスフローコントローラ２３４ａとの間に、図示しない気化器を設ければよい。
【００５４】
なお、シリコン含有ガスとしては、ＴＳＡの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２、略称：ＢＴＢＡＳ）等を用いることができる。
【００５５】
第２の処理ガス導入機構２５２の上流側には、第２のガス供給管２３２ｂが接続されている。第２のガス供給管２３２ｂの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３３ｂ、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）２３４ｂ、及び開閉弁であるバルブ２３５ｂが設けられている。
【００５６】
第２のガス供給管２３２ｂからは、第２のガス（第２の処理ガス）として、例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスが、マスフローコントローラ２３４ｂ、バルブ２３５ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を介して、第２の処理領域２０１ｂ内に供給される。第２の処理ガスである酸素ガスは、後述のプラズマ生成部２０６によりプラズマ状態とされ、基板２００に供給される。なお、第２の処理ガスである酸素ガスは、ヒータ２１８の温度及び反応容器２０３内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、酸素含有ガスとしては、オゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いてもよい。
【００５７】
主に、第１の処理ガス導入機構２５１、第１のガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２３４ａ及びバルブ２３５ａにより、第１の処理ガス供給部（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。なお、原料ガス供給源２３３ａ、第１の処理ガス導入機構２５１、第１のガス噴出口２５４を、第１の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第２の処理ガス導入機構２５２、第２のガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２３４ｂ及びバルブ２３５ｂにより、第２の処理ガス供給部（酸素含有ガス供給系ともいう）が構成される。なお、原料ガス供給源２３３ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２、第２のガス噴出口２５５を、第２の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第１のガス供給系及び第２のガス供給系により、処理ガス供給部が構成される。
第１の処理ガス供給部と第２の処理ガス供給部を合わせて処理ガス供給部とも表現する。
【００５８】
（不活性ガス供給部）
不活性ガス導入機構２５３の上流側には、第１の不活性ガス供給管２３２ｃが接続されている。第１の不活性ガス供給管２３２ｃの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３３ｃ、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）２３４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３５ｃが設けられている。
【００５９】
第１の不活性ガス供給管２３２ｃからは、不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３５ｃ、不活性ガス導入機構２５３、第１の不活性ガス噴出口２５６及び第２の不活性ガス噴出口２５７を介して、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内にそれぞれ供給される。第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程（Ｓ１０６）ではパージガスとして作用する。なお、不活性ガスとしては、Ｎ２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ることができる。
【００６０】
第１のガス供給管２３２ａのバルブ２３５ａよりも下流側には、第２の不活性ガス供給管２３２ｄの下流端が接続されている。第２の不活性ガス供給管２３２ｄの上流端は、第１の不活性ガス供給部のマスフローコントローラ２３４ｃとバルブ２３５ｃとの間に接続されている。第２の不活性ガス供給管２３２ｄには、開閉弁であるバルブ２３５ｄが設けられている。
【００６１】
また、第２のガス供給管２３２ｂのバルブ２３５ｂよりも下流側には、第３の不活性ガス供給管２３２ｅの下流端が接続されている。第３の不活性ガス供給管２３２ｅの上流端は、第１の不活性ガス供給部のマスフローコントローラ２３４ｃとバルブ２３５ｃとの間に接続されている。第３の不活性ガス供給管２３２ｅには、開閉弁であるバルブ２３５ｅが設けられている。
【００６２】
第３の不活性ガス供給管２３２ｅからは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３５ｅ、第２のガス供給管２３２ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を介して、第２の処理領域２０１ｂ内に供給される。第２の処理領域２０１ｂ内に供給される不活性ガスは、第１の処理領域２０１ａ内に供給される不活性ガスと同様に、成膜工程（Ｓ１０６）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００６３】
主に、第１の不活性ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ及びバルブ２３５ｃにより第１の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、不活性ガス導入機構２５３、第１の不活性ガス噴出口２５６、第２の不活性ガス噴出口２５７を、第１の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第２の不活性ガス供給管２３２ｄ及びバルブ２３５ｄにより第２の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ、第１のガス供給管２３２ａ、第１のガス導入部２５１及び第１のガス噴出口２５４を、第２の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第３の不活性ガス供給管２３２ｅ及びバルブ２３５ｅにより第３の不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２３３ｃ、マスフローコントローラ２３４ｃ、第２のガス供給管２３２ｂ、第２の処理ガス導入機構２５２及び第２のガス噴出口２５５を、第３の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第１の不活性ガス供給部、第２の不活性ガス供給部、第３の不活性ガス供給部により、不活性ガス供給部が構成される。
【００６４】
（プラズマ生成部）
図３に示すように、第２の処理領域２０１ａの上方には、供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部２０６が設けられている。プラズマ状態とすることで、低温で基板２００の処理を行うことができる。プラズマ生成部２０６は、例えば、少なくとも一対の対向する電極を備えている。該電極には、絶縁トランスが電気的に接続されている。高周波電源の出力する交流電力が、整合器を介して電極に供給されると、電極の周辺にプラズマが生成されるように構成されている。
【００６５】
電極は、サセプタ２１７に支持された基板２００の処理面から５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の高さ位置に、基板２００の処理面と対向するように配置することが好ましい。このように、電極を基板２００の処理面の極近傍に設けると、活性化させた処理ガスが基板２００に到達する前に失活してしまうことを抑制できる。
【００６６】
（排気部）
図４に示すように、反応容器２０３には、処理領域２０１ａ，２０１ｂ内及びパージ領域２０４ａ，２０４ｂ内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、反応容器２０３内（処理領域２０１ａ，２０１ｂ内及びパージ領域２０４ａ，２０４ｂ内）の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５、及び圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、反応容器２０３内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して反応容器２０３内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、及び圧力センサ２４５により排気部が構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気部に含めて考えてもよい。
【００６７】
（制御部）
制御部（制御手段）であるコントローラ２２１は、以上説明した各構成の制御を行うものである。
【００６８】
なお、コントローラ２２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。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、係る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等により、本実施形態に係るコントローラ２２１を構成することができる。なお、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、記憶装置や外部記憶装置は、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、記憶装置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。
【００６９】
（３）基板処理工程
続いて、第１実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器２０３を備えるプロセスチャンバ２０２ｂを用いて実施される基板処理工程について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図であり、図６は、第１実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置１０のプロセスチャンバ２０２の構成各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。
【００７０】
ここでは、第一のガスとして、シリコン含有ガスであるトリシリルアミン（ＴＳＡ）を用い、第二の処理ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスを用い、基板２００上に絶縁膜として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を形成する例について説明する。
【００７１】
（基板搬入・載置工程（Ｓ１０２））
まず、基板２００の搬送位置まで基板突き上げピン２６６を上昇させ、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａ及び基板載置部２１７ｂに基板突き上げピン２６６を貫通させる。その結果、基板突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２４４ａを開き、第一の基板移載機１１２を用いて、反応容器２０３内に所定枚数（例えば５枚）の基板２００（処理基板）を搬入する。そして、サセプタ２１７の図示しない回転軸を中心として、各基板２００が重ならないように、サセプタ２１７の同一面上に載置する。これにより、基板２００は、サセプタ２１７の表面から突出した基板突き上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【００７２】
反応容器２０３内に基板２００を搬入したら、第一の基板移載機１１２を反応容器２０３外へ退避させ、ゲートバルブ２４４ａを閉じて反応容器２０３内を密閉する。その後、基板突き上げピン２６６を下降させて、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの各底面のサセプタ２１７に設けられた載置部２１７ｂ上にそれぞれ基板２００を載置する。
【００７３】
なお、基板２００を反応容器２０３内に搬入する際には、排気部により反応容器２０３内を排気しつつ、不活性ガス供給部から反応容器２０３内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。即ち、真空ポンプ２４６を作動させ、ＡＰＣバルブ２４３を開けることにより、反応容器２０３内を排気しつつ、少なくとも第一の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｃを開けることにより、反応容器２０３内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理領域２０１内へのパーティクルの侵入や、基板２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。ここで、さらに第二の不活性ガス供給部及び第三の不活性ガス供給部から不活性ガスを供給してもよい。なお、真空ポンプ２４６は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）から後述する基板搬出工程（Ｓ１１２）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【００７４】
（昇温・圧力調整工程（Ｓ１０４））
続いて、サセプタ２１７の内部に埋め込まれたヒータ２１８に電力を供給し、基板２００の表面が所定の温度（例えば２００℃以上であって４００℃以下）となるように加熱する。この際、ヒータ２１８の温度は、温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいてヒータ２１８への通電具合を制御することによって調整される。
【００７５】
なお、シリコンで構成される基板２００の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上にまで加熱すると、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。基板２００の温度を上述のように制限することにより、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
【００７６】
また、基板２００を加熱しつつ、回転機構２６７を作動して、サセプタ２１７の回転を開始させる。この際、サセプタ２１７の回転速度はコントローラ２２１によって制御される。サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動を開始し、各領域を基板２００が通過する。サセプタ２１７の回転開始時は、回転速度が徐々に上昇し、回転停止時には回転速度は徐々に下降する。回転開始時は、例えば０〜６０ｒｐｍの間をリニアに上昇させる。これを３０秒から１分間程度継続する。このサセプタ２１７の回転を開始する開始時及び回転が停止する際を含め回転速度が変化する間とも表現する。また、後述する基板処理を行う際のサセプタ２１７を回転速度が一定（安定）している間を回転速度が一定である間とも表現する。
【００７７】
回転速度が変化する間、サセプタ２１７の回転速度を上げつつ、反応容器２０３内の圧力を第一の圧力に上昇させていく。反応容器２０３内の圧力が上がることにより、基板２００は基板載置部２１７ｂの底面に押し付けられ、遠心力による急加速を伴う基板２００の位置移動が起きづらくなる。また、基板２００が基板載置部２１７ｂを移動し、基板２００と基板載置部２００ｂの間の摩擦によってパーティクルが発生してしまった場合でも、パーティクルの飛散を抑えることが可能となる。
【００７８】
排気系のＡＰＣバルブ２４３の調整による圧力の上昇を行う場合には、反応容器２０３内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａ〜３００Ｐａ、好ましくは２０Ｐａ〜４０Ｐａ）となるように、反応容器２０３内を真空ポンプ２４６によって真空排気する。この際、反応容器２０３内の圧力は図中省略の圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４３の開度をフィードバック制御する。
【００７９】
また、不活性ガス（例えばＮ２ガス）の供給量を増加させて第一の圧力へ上昇させる場合には、第一のガス供給部のバルブ２３５ａと第二のガス供給部のバルブ２３５ｂを閉じる。更に第一の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｃ、第二の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｄ、第三の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｅを開にする。この状態で不活性ガスを反応容器２０３内に供給することにより、各領域を不活性ガス雰囲気とし、圧力が上昇される。
【００８０】
このとき、所定の時間（基板２００が基板載置部２１７ｂ内で遠心力により徐々に移動し、基板載置部２１７ｂの周縁部側面に接触するまでの時間）をかけて基板２００が移動し、摩擦によるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。さらに、基板載置部２１７ｂの周縁部側面が基板２００を支持することで、サセプタ回転中の基板２００の位置ズレや、基板載置部２１７ｂから基板２００が飛び出すことを防ぐことが可能となる。
【００８１】
尚、基板２００が基板載置部２１７ｂ内で遠心力により徐々に移動し、基板載置部２１７ｂの周縁部側面に接触するまでの時間（所定の時間）の間を初期回転工程と呼ぶ。
【００８２】
（成膜工程（Ｓ１０６））
所定の時間（基板２００が基板載置部２１７ｂ内で遠心力により徐々に移動し、基板載置部２１７ｂの周縁部側面に接触するまでの時間）経過後、サセプタ２１７の回転速度を維持する。サセプタ２１７の回転速度が維持されたら、第一のガス供給部のバルブ２３５ａと第二のガス供給部のバルブ２３５ｂを開とする。第一の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｃは引き続き開とし、第二の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｄ、第三の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｅは、ガスの種類に応じて開閉を制御する。具体的には、第一のガスが常温で液体となる原料ガスの場合は、バルブ２３５ｄを開とし、キャリアガスとしてＮ２ガスを使用する。第一のガスがそれ以外の場合は、第一のガスの希釈を防ぐためバルブ２３５ｄは閉とする。第二のガスの希釈を防ぐため、第三の不活性ガス供給部のバルブ２３５ｅは閉とする。この際、処理ガスの反応温度より基板温度が低いため、第一のガスと第二のガスは反応しない。
【００８３】
この成膜工程であるサセプタ２１７の回転速度が一定である間の反応容器２０３内の圧力は、サセプタ２１７の回転速度が上がっている（変化している）際の第一の圧力より低い第二の圧力とする。換言すると、サセプタ２１７の回転速度が一定（安定）である間、反応容器２０３の圧力を第一の圧力とし、サセプタ２１７の回転速度が一定である間は第一の圧力より低い第二の圧力とする。（図７参照）
【００８４】
以下、より詳細に説明する。第１の処理領域２０１ａ内に第一の処理ガスとしてのＴＳＡガスを供給し、第２の処理領域２０１ｂ内に第二の処理ガスとしての酸素ガスを供給して、基板２００上にＳｉＯ膜を成膜する工程を例に、成膜工程を説明する。なお、以下の説明では、ＴＳＡガス、酸素ガス、不活性ガスを併行してそれぞれの領域に供給する。換言すれば、ＴＳＡガスの供給、酸素ガスの供給、不活性ガスの供給は、少なくとも基板に対する処理が完了する間は継続して行われる。
【００８５】
基板２００を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ２１７が所望とする回転速度に到達（所定の時間：基板２００が基板載置部２１７ｂ内で遠心力により徐々に移動し、基板載置部２１７ｂの周縁部側面に接触するまでの時間）したら、少なくともバルブ２３５ａ，バルブ２３５ｂ及びバルブ２３５ｃを同時に開け、処理ガス及び不活性ガスの処理領域２０１及びパージ領域２０４への供給を開始する。
【００８６】
即ち、バルブ２３５ａを開けて第１の処理領域２０１ａ内にＴＳＡガスを供給し、バルブ２３５ｂを開けて第２の処理領域２０１ｂ内に酸素ガスを供給することで、処理ガス供給部から処理ガスを供給する。さらにバルブ２３５ｃを開けて第１のパージ領域２０４ａ及び第２のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスであるＮ２ガスを供給することで、不活性ガス供給部から不活性ガスを供給する。
【００８７】
第１の処理領域２０１ａや第２の処理領域２０１ｂには、基板処理に影響する量の不活性ガスが混入しないよう、処理ガスの供給量を調整する。このようにすると、処理領域における基板処理において、不活性ガスが基板２００に形成された膜と供給されたガスとの間の反応を邪魔することがないので、不活性ガスが処理領域に供給される場合と比べ、成膜速度を高くすることができる。
【００８８】
このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して反応容器２０３内の圧力を、例えば１０Ｐａ〜１０００Ｐａの範囲内の圧力とする。このときヒータ２１８の温度は、基板２００の温度が、例えば２００℃〜４００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
【００８９】
圧力を調整する際、バルブ２３５ａを開け、第一のガス供給管２３２ａから第一のガス導入機構２５１及び第一のガス噴出口２５４を介して第１の処理領域２０１ａにＴＳＡガスを供給しつつ、排気管２３１から排気する。このとき、ＴＳＡガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３２ｃを調整する。なお、マスフローコントローラ２３２ｃで制御するＴＳＡガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ〜５０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【００９０】
また、バルブ２３５ｂを開け、第二のガス供給管２３３ａから第二のガス導入機構２５２及び第二のガス噴出口２５５を介して第２の処理領域２０１ｂに酸素ガスを供給しつつ、排気管２３１から排気する。このとき、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３３ｃを調整する。なお、マスフローコントローラ２３３ｃで制御する酸素ガスの供給流量は、例えば１０００ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【００９１】
また、バルブ２３５ａ、バルブ２３５ｂ、バルブ２３５ｃを開け、パージガスとしての不活性ガスであるＮ２ガスを、第一の不活性ガス供給管２３４ａから不活性ガス導入機構２５３、第一の不活性ガス噴出口２５６及び第二の不活性ガス噴出口２５７を介して第１のパージ領域２０４ａ及び第２のパージ領域２０４ｂにそれぞれ供給しつつ排気する。このとき、Ｎ２ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３４ｃを調整する。なお、仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との隙間を介し、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内から第１の処理領域２０１ａ内及び第２の処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させることで、第１のパージ領域２０４ａ内及び第２のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができる。
【００９２】
ガスの供給開始と共に、第２の処理領域２０１ｂの上方に設けられたプラズマ生成部２０６に高周波電源２０９から高周波電力を供給する。第２の処理領域２０１ｂ内に供給され、プラズマ生成部２０６の下方を通過した酸素ガスは、第２の処理領域２０１ｂ内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種が基板２００に供給される。
【００９３】
酸素ガスは反応温度が高く、上述のような基板２００の処理温度、反応容器２０３内の圧力では反応しづらいが、第１実施形態のように酸素ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を供給するようにすると、例えば４００℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。なお、第一の処理ガスと第二の処理ガスとで要求する処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の処理ガスの温度に合わせてヒータ２１８を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の処理ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。このようにプラズマを利用することにより基板２００を低温で処理することができ、例えばアルミニウム等の熱に弱い配線等を有する基板２００に対する熱ダメージを抑制することが可能となる。また、処理ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、基板２００上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。また、プラズマ状態とした酸素ガスの高い酸化力によって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
【００９４】
上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ、第２のパージ領域２０４ｂの順に移動を繰り返す。
【００９５】
各領域を通過する際、基板２００には、ＴＳＡガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）が交互に所定回数実施されることになる。ここで、成膜処理シーケンスの詳細について、図６を用いて説明する。
【００９６】
（第一の処理ガス領域通過（Ｓ２０２））
まず、第１の処理領域２０１ａを通過した基板２００表面及びサセプタ２１７の基板が載置されていない部分にＴＳＡガスが供給され、基板２００上にシリコン含有層が形成される。
第１の処理領域２０１ａには、第一の処理ガス導入機構２５１から第一のガス噴出口２５４を通して、水平方向にガスが噴出される。
【００９７】
（第一のパージ領域通過（Ｓ２０４））
次に、シリコン含有層が形成された基板２００が第１のパージ領域２０４ａを通過する。このとき、第一のパージ領域を通過する基板２００に対して不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【００９８】
（第二の処理ガス領域通過（Ｓ２０６））
次に、第２の処理領域２０１ｂを通過した基板２００及びサセプタ２１７の基板が載置されていない部分に酸素ガスが供給される。基板２００上にはシリコン酸化層（ＳｉＯ層）が形成される。即ち、酸素ガスは、第１の処理領域２０１ａで基板２００上に形成されたシリコン含有層の少なくとも一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、シリコン及び酸素を含むＳｉＯ層へと改質される。
第２の処理領域２０１ｂには、第二の処理ガス導入機構２５２から第二のガス噴出口２５５を通して、水平方向にガスが噴出される。
【００９９】
（第二のパージ領域通過（Ｓ２０８））
そして、第２の処理領域２０１ｂでＳｉＯ層が形成された基板２００が第２のパージ領域２０４ｂを通過する。このとき、第二のパージ領域を通過する基板２００に対して不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【０１００】
（サイクル数の確認（Ｓ２１０））
このように、サセプタ２１７の１回転を１サイクルとし、即ち第１の処理領域２０１ａ、第１のパージ領域２０４ａ、第２の処理領域２０１ｂ及び第２のパージ領域２０４ｂの基板２００の通過を１サイクルとし、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、基板２００上に所定膜厚のＳｉＯ膜を成膜することができる。
ここでは、前述のサイクルを所定回数実施したか否かを確認する。
サイクルを所定の回数実施した場合、所望の膜厚に到達できたと判断し、成膜処理を終了する。サイクルを所定の回数実施しなかった場合、即ち所望の膜厚に到達できなかったと判断し、Ｓ２０２に戻りサイクル処理を継続する。
【０１０１】
Ｓ２１０にて、前述のサイクルを所定回数実施し、基板２００上に所望の膜厚のＳｉＯ膜が形成されたと判断した後、少なくともバルブ２３５ａ及びバルブ２３５ｂを閉じ、ＴＳＡガス及び酸素ガスの第１の処理領域２０１ａ及び第２の処理領域２０１ｂへの供給を停止する。このとき、プラズマ生成部２０６への電力供給も停止する。さらに、ヒータ２１８の通電量を制御して温度を低くするか、あるいはヒータ２１８への通電を停止する。更に、サセプタ２１７の回転速度を徐々に下げ回転を停止する。この時、回転速度によって基板２００の位置ずれが起きる場合、更に圧力を上昇させて、基板２００の位置ずれを防止する。
【０１０２】
（基板搬出工程（Ｓ１０８））
成膜工程１０６が終了したら、次のように基板を搬出する。
まず、基板突き上げピン２６６を上昇させ、サセプタ２１７の表面から突出させた基板突き上げピン２６６上に基板２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４ａを開き、第一の基板移載機１１２を用いて基板２００を反応容器２０３の外へ搬出し、第１実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、上記において、基板２００の温度、反応容器２０３内の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部２０６に印加する電力、処理時間等の処理条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１０４】
更には、本実施形態においては、ガスを供給する形態として、サセプタ中央から外側に向けガスを供給しているが、それに限らず、サセプタと対向する基板処理室の上側にサセプタ中央から外側に亘りノズルを設け、このノズルに設けられた複数のガス供給口からガスを供給しても良い。
【０１０５】
また、本実施形態においては、分割構造体として仕切り板を用いていたが、隣り合う処理ガス供給領域間でガスを混合させないような構造であればよい。例えば、パージガス供給領域の天井を低くしてパージガスの流速を高める構造や、パージガス専用の排気部を設けて、処理ガスを混合させないようなガス流れを設ける構造でも良い。
【０１０６】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１０７】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
処理室内に不活性ガスと処理ガスを供給するガス供給部と、複数の基板が同一円周状に配置される基板載置部と、前記基板載置部が設けられた基板支持台と、前記基板支持台を回転させる回転制御部と、前記基板支持台の回転速度が変化する間、前記処理室の圧力を所定の第一の圧力とし、前記基板支持台の回転速度が一定である間、前記処理室の圧力を前記第一の圧力より低い第二の圧力とするよう制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１０８】
（付記２）
また、本発明の他の態様によれば、
前記回転速度が変化する間、前記処理室に不活性ガスを供給し、前記回転速度が一定である間、前記処理室に不活性ガス及び処理ガスを供給するよう制御する制御部と、を有する付記１記載の基板処理装置が提供される。
【０１０９】
（付記３）
本発明の他の態様によれば、
前記回転速度が変化する間、前記処理ガスを供給する供給系に設けられたバルブを閉じるよう制御する付記１または２記載の基板処理装置が提供される。
【０１１０】
（付記４）
前記処理室は、不活性ガス供給領域と処理ガス供給領域を円周状に交互に配置するよう分割構造体を介して複数の処理領域に分割され、前記回転速度が変化する間、前記不活性ガス供給領域及び前記処理ガス供給領域に不活性ガスを供給し、前記回転速度が一定である間、前記不活性ガス供給領域に不活性ガスを供給し、前記ガス供給領域に処理ガスを供給するよう制御する制御部とを有する付記１から付記３の内、いずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１１１】
（付記５）
また、本発明の他の態様によれば、
前記基板載置部はザグリ形状である付記１から４の内いずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１１２】
（付記６）
また、本発明の他の態様によれば、
処理室内に不活性ガスと処理ガスを供給するガス供給部と、複数の基板が同一円周状に配置される基板載置部と、前記基板載置部が設けられた基板支持台と、前記基板支持台を回転させる回転制御部と、前記基板支持台の回転速度が一定である間、前記処理室に不活性ガス及び処理ガスを供給し、前記基板支持台の回転速度が変化する間、前記処理室に不活性ガスを供給するように制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１１３】
（付記７）
また、本発明の他の態様によれば、
処理室内に設けられた基板支持台表面に同一円周状に配置された複数の基板載置部に基板を載置する基板載置工程と、
前記処理室内に不活性ガスを供給した状態で、回転速度を変化させながら前記基板支持台を回転させる初期回転工程と、
前記初期回転工程を所定の時間実施した後、前記初期回転工程よりも低い圧力とした状態で、前記処理室内に前記不活性ガス及び処理ガスを供給しつつ前記基板支持台を回転させ、基板を処理する成膜工程と、
前記基板処理工程の後、前記処理室から基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【符号の説明】
【０１１４】
１００    基板処理装置
２００    基板
２０１    処理室
２０３    反応容器
２０５    仕切板（分割構造体）
２１７    基板支持台（サセプタ、回転トレー）
２１７ｂ  基板載置部
２２１    コントローラ(制御部)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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