(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内に処理ガスまたは不活性ガスを供給する処理空間ガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、
前記排気バッファ室内に流入したガスを排気するガス排気系と、
前記連通孔と前記ガス流遮断壁との間に設けられた接続箇所から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管を有する排気バッファ室クリーニングガス供給系と、
前記基板載置面上に基板が置かれた状態で、前記排気バッファ室クリーニングガス供給系から前記排気バッファ室に前記クリーニングガスを供給せずに、前記処理空間ガス供給系から前記処理ガスまたは前記不活性ガスを供給して、前記ガス流遮断壁に膜が堆積されつつ前記基板を処理し、前記基板載置面上に基板が存在しない状態で、前記排気バッファ室クリーニングガス供給系から前記排気バッファ室に前記クリーニングガスを供給して前記ガス流遮断壁に堆積された膜を除去する間、前記処理空間ガス供給系から前記処理ガスを供給せずに、前記クリーニングガスが前記処理空間に侵入しないよう前記処理空間ガス供給系から前記処理空間に前記不活性ガスを供給するように、前記処理空間ガス供給系と前記排気バッファ室クリーニングガス供給系を制御するコントローラと
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記排気バッファ室に前記クリーニングガス供給管からクリーニングガスを供給する間、前記不活性ガスの供給量を前記クリーニングガスの供給量よりも多くするように前記処理空間ガス供給系と前記排気バッファ室クリーニングガス供給系を制御する
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記排気バッファ室は、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた排気バッファ空間を持ち、前記処理空間内に供給されたガスが前記排気バッファ空間内に流入するように構成されている
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記クリーニングガス供給管は、複数箇所で、または前記処理空間を囲む周方向に連続するガス供給溝を介して、前記排気バッファ室に対して接続する
請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記処理空間ガス供給系は、前記クリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内へのクリーニングガスの供給開始に先立って、又は遅くとも当該クリーニングガスの供給開始と同時に、前記処理空間内への不活性ガスの供給を開始する
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理空間ガス供給系は、前記処理空間内にクリーニングガスを供給する処理空間クリーニングガス供給系を含み、
前記コントローラは、前記排気バッファ室内へ前記クリーニングガス供給管からクリーニングガスを供給する第一クリーニング処理、及び、前記処理空間内へ前記処理空間クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給する第二クリーニング処理の実施を制御するとともに、前記第一クリーニング処理の実施頻度を前記第二クリーニング処理の実施頻度よりも高くするように制御する
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第一クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度は、前記第二クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度よりも低い
請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
処理空間内の基板載置面上に載置された基板に対して、前記基板載置面と対向する側から処理ガスまたは不活性ガスを供給しつつ、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室を利用して前記処理空間内から処理ガスまたは不活性ガスを排気して、前記排気バッファ室を構成するガス流遮断壁に膜が堆積されつつ前記処理空間内の前記基板を処理する基板処理工程と、
前記基板載置面上に基板が存在しない状態で、前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通するクリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給して、前記ガス流遮断壁に堆積された膜を除去するように前記排気バッファ室内をクリーニングするとともに、前記ガス流遮断壁に堆積された膜を除去する間、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内に前記処理ガスを供給せずに、前記処理空間に前記クリーニングガスが侵入しないよう、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内に前記不活性ガスを供給する排気バッファ室クリーニング工程と、
を備える半導体装置の製造方法。
【請求項９】
処理空間内の基板載置面上に載置された基板に対して、前記基板載置面と対向する側から処理ガスまたは不活性ガスを供給しつつ、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室を利用して前記処理空間内から処理ガスまたは不活性ガスを排気して、前記排気バッファ室を構成するガス流遮断壁に膜が堆積されつつ前記処理空間内の前記基板を処理する手順と、
前記基板載置面上に基板が存在しない状態で、前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通するクリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給して、前記ガス流遮断壁に堆積された膜を除去するように前記排気バッファ室内をクリーニングするとともに、前記ガス流遮断壁に堆積された膜を除去する間、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内に前記処理ガスを供給せずに、前記処理空間に前記クリーニングガスが侵入しないよう、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内に前記不活性ガスを供給する手順と
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
一般に、半導体装置の製造工程では、ウエハ等の基板に対して成膜処理等のプロセス処理を行う基板処理装置が用いられる。基板処理装置としては、基板の大型化やプロセス処理の高精度化等に伴って、基板を一枚ずつ処理する枚葉式のものが普及しつつある。
【０００３】
枚葉式の基板処理装置が行うプロセス処理としては、例えば交互供給法による成膜処理がある。交互供給処理では、処理空間内の基板に対して、原料ガス供給工程、パージ工程、反応ガス供給工程、パージ工程を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（ｎサイクル）繰り返すことで、基板上への膜形成を行う。よって、交互供給処理を効率的に行うためには、処理空間内の基板に対するガス供給の均一化と、処理空間内からの残留ガス排気の迅速化とを両立することが求められる。このことから、枚葉式の基板処理装置としては、ガス分散機構としてのシャワーヘッドを介して上方側から処理空間に処理ガスを供給するとともに、処理空間の側方外周を囲むように設けられ、排気管が下流側に接続される排気バッファ室を介して、基板の中心から基板の外周側（すなわち処理空間の側方）に向かってガスを排出するように構成されたものがある。
【０００４】
ところで、このような基板処理装置においては、シャワーヘッドや処理空間等に付着した不要な膜（反応副生成物等）を定期的に除去する必要がある。このことから、枚葉式の基板処理装置としては、シャワーヘッドを介して処理空間内にクリーニングガスを供給して、処理空間等に対するクリーニング処理を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。また、その他にも、処理空間よりもガス排気方向の下流側に位置する排気管内に直接クリーニングガスを供給して、副生成物等が付着し易く除去し難い箇所である排気管内に対するクリーニング処理を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０９１９４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１１６８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、上述した従来技術では、排気バッファ室内に対するクリーニング処理を十分かつ良好に行えないおそれがある。
【０００７】
例えば、基板に対して交互供給処理を行う場合には、上述したように原料ガスと反応ガスを交互に処理空間内に供給する。このとき、排気バッファ室内では、いずれかのガスが残留し、その排気バッファ室内で意図しない反応が生じてしまうことが考えられる。意図しない反応が生じると、排気バッファ室の内壁には、不要な膜や副生成物等が付着してしまう。特に、排気バッファ室内においては、処理空間内とは異なり、良質な膜を形成する温度条件や圧力条件等が整っていないことから、膜密度や膜厚等にばらつきのある特性の良くない膜が形成されてしまう。このような膜は、ガス供給を切り替える際の圧力変動等で容易に剥がれてしまい、処理空間内に侵入して基板上の膜の特性に悪影響を及ぼしたり歩留まり低下を招いたりするおそれがある。
【０００８】
これらの付着物については、シャワーヘッドを介してクリーニングガスを供給することで除去することが考えられる。ところが、活性なクリーニングガスは、排気バッファ室に到達する前に処理空間内で失活してしまうため、排気バッファ室内に対するクリーニング処理が不十分となる可能性がある。また、排気管内に直接クリーニングガスを供給しても、その上流側に位置する排気バッファ室に対するクリーニング処理を十分に行えるとは言えない。
【０００９】
排気バッファ室内に対するクリーニング処理を十分に行うためには、装置メンテナンス時に作業員による手作業によって付着物を除去することも考えられる。ところが、その場合には、大幅なダウンタイムの増加に繋がってしまい、装置の稼働効率が落ちてしまうという問題が生じてしまう。つまり、排気バッファ室内に対するクリーニング処理を良好に行えるとは言えない。
【００１０】
そこで、本発明は、排気バッファ室を利用してガス排気を行う場合であっても、その排気バッファ室内に対するクリーニング処理を十分かつ良好に行うことを可能に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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、
基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、
前記排気バッファ室内に流入したガスを排気するガス排気系と、
前記連通孔と前記ガス流遮断壁との間に設けられた接続箇所から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管と、
を備える基板処理装置が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の態様によれば、
処理空間内の基板載置面上に載置された基板に対して、前記基板載置面と対向する側からガスを供給しつつ、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室を利用して前記処理空間内からガスを排気して、前記処理空間内の前記基板を処理する基板処理工程と、
前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通するクリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給して、前記排気バッファ室内をクリーニングする排気バッファ室クリーニング工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、排気バッファ室を利用してガス排気を行う場合であっても、その排気バッファ室内に対するクリーニング処理を十分かつ良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一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２】図１の基板処理装置における排気バッファ室の全体形状の一具体例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図１の基板処理装置における排気バッファ室の断面形状の一具体例を模式的に示す側断面図である。
【図４】図１の基板処理装置における排気バッファ室の平面形状の一具体例を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理工程及びクリーニング工程を示すフロー図である。
【図６】図５における成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜本発明の一実施形態＞
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。
【００１６】
（１）基板処理装置の構成
本実施形態に係る基板処理装置は、処理対象となる基板に対して一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置として構成されている。
処理対象となる基板としては、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ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。
このような基板に対して行う処理としては、エッチング、アッシング、成膜処理等が挙げられるが、本実施形態では特に成膜処理を行うものとする。成膜処理の典型的な例としては、交互供給処理がある。
【００１７】
以下、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。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。
【００１８】
（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構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間２０１と、ウエハ２００を処理空間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。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。
【００１９】
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については、その詳細を後述する。
【００２０】
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。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。
【００２１】
（基板支持部）
処理空間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。
【００２２】
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、更には処理容器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及び基板載置台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。
【００２３】
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で示されるように、ウエハ２００が処理空間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。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００２４】
（シャワーヘッド）
処理空間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にはガス導入孔２４１が設けられ、当該ガス導入孔２４１には後述するガス供給系が接続される。ガス導入孔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。
【００２５】
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又は処理空間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。
【００２６】
シャワーヘッド２３０は、ガス導入孔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、下流側が処理空間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。
【００２７】
バッファ空間２３２には、供給されたガスの流れを形成するガスガイド２３５が設けられる。ガスガイド２３５は、ガス導入孔２４１を頂点として分散板２３４方向に向かうにつれ径が広がる円錐形状である。ガスガイド２３５は、その下端が、分散板２３４の最も外周側に形成される貫通孔２３４ａよりも更に外周側に位置するように形成される。
【００２８】
（プラズマ生成部）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１には、整合器２５１、高周波電源２５２が接続されている。そして、高周波電源２５２、整合器２５１でインピーダンスを調整することで、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１にプラズマが生成されるようになっている。
【００２９】
（ガス供給系）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられたガス導入孔２４１には、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への接続によって、シャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２に連通することになる。また、共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａと、第二ガス供給管２４４ａと、第三ガス供給管２４５ａと、が接続されている。第二ガス供給管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。
【００３０】
これらのうち、第一ガス供給管２４３ａを含む原料ガス供給系２４３からは原料ガスが主に供給され、第二ガス供給管２４４ａを含む反応ガス供給系２４４からは主に反応ガスが供給される。第三ガス供給管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不活性ガスが供給され、シャワーヘッド２３０や処理空間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、原料ガスを第一のガス、反応ガスを第二のガス、不活性ガスを第三のガス、クリーニングガス（処理空間２０１用）を第四のガスと呼ぶこともある。更には、ガス供給系の一つである、後述する排気バッファ室クリーニングガス供給系が供給するクリーニングガス（排気バッファ室２０９用）を第五のガスと呼ぶこともある。
【００３１】
（原料ガス供給系）
第一ガス供給管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、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。そして、第一ガス供給管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。
【００３２】
原料ガスは、処理ガスの一つであり、例えばＳｉ（シリコン）元素を含む原料であるＳｉＣｌ６（Disilicon hexachloride又はHexachlorodisilane）ガス（すなわちＳｉＣｌ６ガス）である。なお、原料ガスとしては、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。原料ガスが常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源２４３ｂとマスフローコントローラ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは気体として説明する。
【００３３】
主に、第一ガス供給管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、後述する第一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。
【００３４】
第一ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第一不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第一不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、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）２４６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４６ｄが設けられている。そして、第一不活性ガス供給管２４６ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４６ｃ、バルブ２４６ｄ、第一ガス供給管２４３ａを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００３５】
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（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２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。
【００３６】
主に、第一不活性ガス供給管２４６ａ、ＭＦＣ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより、第一不活性ガス供給系が構成される。なお、第一不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２３６ｂ、第一ガス供給管２４３ａを含めて考えてもよい。また、第一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。
【００３７】
（反応ガス供給系）
第二ガス供給管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、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）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。そして、第二ガス供給管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。
【００３８】
反応ガスは、処理ガスの一つであり、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
【００３９】
主に、第二ガス供給管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、後述する第二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。
【００４０】
第二ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第二不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第二不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、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）２４７ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４７ｄが設けられている。そして、第二不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第二ガス供給管２４４ａ、ＲＰＵ２４４ｅを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００４１】
不活性ガスは、反応ガスのキャリアガス又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、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２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てもよい。
【００４２】
主に、第二不活性ガス供給管２４７ａ、ＭＦＣ２４７ｃ、及びバルブ２４７ｄにより、第二不活性ガス供給系が構成される。なお、第二不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２４７ｂ、第二ガス供給管２４３ａ、ＲＰＵ２４４ｅを含めて考えてもよい。また、第二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。
【００４３】
（パージガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、パージガス供給源２４５ｂ、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）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。そして、第三ガス供給管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又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。
【００４４】
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、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２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てもよい。
【００４５】
主に、第三ガス供給管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を含めて考えてもよい。
【００４６】
（処理空間クリーニングガス供給系）
第三ガス供給管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、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）２４８ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４８ｄが設けられている。そして、第三ガス供給管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。
【００４７】
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（ＮＦ３）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、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）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。
【００４８】
主に、処理空間クリーニングガス供給管２４８ａ、ＭＦＣ２４８ｃ、及びバルブ２４８ｄにより、処理空間クリーニングガス供給系が構成される。なお、処理空間クリーニングガス供給系は、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂ、第三ガス供給管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は、パージガス供給系２４５に含めて考えてもよい。
【００４９】
（排気バッファ室クリーニングガス供給系）
基板処理装置１００は、ガス供給系として、処理空間クリーニングガス供給系とは別に、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９を備えている。排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９には、排気バッファ室２０９の上面側に直接連通する排気バッファ室クリーニングガス供給管（以下、単に「クリーニングガス供給管」という。）２４９ａが含まれる。クリーニングガス供給管２４９ａには、上流方向から順に、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂ、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）２４９ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４９ｄが設けられている。そして、クリーニングガス供給管２４９ａからは、クリーニングガスが、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄを介して、排気バッファ室２０９内に供給される。
【００５０】
排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂから供給されるクリーニングガスは、排気バッファ室２０９の内壁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（ＮＦ３）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（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）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。なお、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂは、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂと同種のクリーニングガスを供給する場合には、必ずしも処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂと別個に設ける必要はなく、これらのいずれかを共用するようにしても構わない。
【００５１】
主に、クリーニングガス供給管２４９ａ、ＭＦＣ２４９ｃ、及びバルブ２４９ｄにより、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９が構成される。なお、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９は、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂを含めて考えてもよい。
【００５２】
（ガス排気系）
処理容器２０２の雰囲気を排気する排気系は、処理容器２０２に接続された複数の排気管を有する。具体的には、下部容器２０２ｂの搬送空間２０３に接続される第一排気管（ただし不図示）と、上部容器２０２ａの排気バッファ室２０９に接続される第二排気管２２２と、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２に接続される第三排気管２３６と、を有する。
【００５３】
（第一ガス排気系）
第一排気管は、搬送空間２０３の側面あるいは底面に接続される。第一排気管には、高真空あるいは超高真空を実現する真空ポンプとして、図示しないターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）が設けられる。また、第一排気管において、ＴＭＰの下流側若しくは上流側、またはこれらの両方には、図示しないバルブが設けられる。なお、第一排気管には、ＴＭＰに加えて、図示しないドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）が設けられていてもよい。ＤＰは、ＴＭＰが動作するときに、その補助ポンプとして機能する。つまり、ＴＭＰ及びＤＰは、第一排気管を介して、搬送空間２０３の雰囲気を排気する。そして、その際に、高真空（あるいは超高真空）ポンプであるＴＭＰは大気圧までの排気を単独で行うのは困難であるため、大気圧までの排気を行う補助ポンプとしてＤＰが用いられる。
【００５４】
主に、第一排気管、ＴＭＰ、ＤＰ、及びバルブによって、第一ガス排気系が構成される。
【００５５】
（第二ガス排気系）
第二排気管２２２は、排気バッファ室２０９の上面又は側方に設けられた排気孔２２１を介して、排気バッファ室２０９内に接続される。第二排気管２２２には、排気バッファ室２０９に連通する処理空間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）２２３が設けられる。ＡＰＣ２２３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第二排気管２２２のコンダクタンスを調整する。第二排気管２２２において、ＡＰＣ２２３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、第二排気管２２２を介して、排気バッファ室２０９及びこれに連通する処理空間２０１の雰囲気を排気する。また、第二排気管２２２において、ＡＰＣ２２３の下流側若しくは上流側、またはこれらの両方には、図示しないバルブが設けられる。
【００５６】
主に、第二排気管２２２、ＡＰＣ２２３、真空ポンプ２２４、及び図示せぬバルブによって、第二ガス排気系が構成される。なお、真空ポンプ２２４は、第一ガス排気系におけるＤＰを共用しても構わない。
【００５７】
（第三ガス排気系）
第三排気管２３６は、バッファ空間２３２の上面又は側面に接続される。つまり、第三排気管２３６は、シャワーヘッド２３０に接続され、これによりシャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２に連通することになる。第三排気管２３６には、バルブ２３７が設けられる。また、第三排気管２３６において、バルブ２３７の下流側には、圧力調整器２３８が設けられる。更に、第三排気管２３６において、圧力調整器２３８の下流側には、真空ポンプ２３９が設けられる。真空ポンプ２３９は、第三排気管２３６を介して、バッファ空間２３２の雰囲気を排気する。
【００５８】
主に、第三排気管２３６、バルブ２３７、圧力調整器２３８、及び真空ポンプ２３９によって、第三ガス排気系が構成される。なお、真空ポンプ２３９は、第一ガス排気系におけるＤＰを共用しても構わない。
【００５９】
（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及び記憶部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、上位コントローラ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、高周波電源２５２、整合器２５１、ＭＦＣ２４３ｃ〜２４８ｃ、バルブ２４３ｄ〜２４８ｄ、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄ、ＡＰＣ２２３、ＴＭＰ、ＤＰ、真空ポンプ２２４，２３９、バルブ２３７等の動作を制御する。
【００６０】
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。
【００６１】
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、又は、その両方を含む場合がある。
【００６２】
（２）排気バッファ室の詳細
ここで、処理容器２０２の上部容器２０２ａ内に形成される排気バッファ室２０９について、図２〜図４を参照しながら詳しく説明する。
【００６３】
図２は、本実施形態に係る排気バッファ室の全体形状の一具体例を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る排気バッファ室の断面形状の一具体例を模式的に示す側断面図である。図４は、本実施形態に係る排気バッファ室の平面形状の一具体例を模式的に示す平面図である。
【００６４】
（全体形状）
排気バッファ室２０９は、処理空間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、図２に示すように、処理空間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、処理空間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。
【００６５】
（断面形状）
排気バッファ室２０９が持つ空間は、図３に示すように、上部容器２０２ａによって空間の天井面及び両側壁面が形成され、仕切り板２０４によって空間の床面が形成されている。そして、空間の内周側には処理空間２０１と連通する連通孔２０９ｂが設けられており、その連通孔２０９ｂを通じて処理空間２０１内に供給されたガスが空間内に流入するように構成されている。空間内に流入したガスは、その空間を構成する外周側の側壁面２０９ａよって流れが遮られて、その側壁面２０９ａに衝突する。つまり、空間を構成する一つの側壁（外周側の側壁）は、連通孔２０９ｂを通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁２０９ａとして機能する。また、ガス流遮断壁２０９ａと対向する他の側壁（内周側の側壁）には、処理空間２０１に連通する連通孔２０９ｂが設けられている。このように、排気バッファ室２０９は、少なくとも、処理空間２０１の側方で当該処理空間２０１に連通する連通孔２０９ｂと、連通孔２０９ｂを通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁２０９ａと、を有して構成されている。
【００６６】
なお、排気バッファ室２０９が持つ空間は、処理空間２０１の側方外周を囲むように延びて構成されている。そのため、空間の内周側側壁に設けられた連通孔２０９ｂについても、処理空間２０１の側方外周の全周にわたって延びるように設けられている。このとき、排気バッファ室２０９がガス排気のバッファ空間として機能することを考慮すると、連通孔２０９ｂの側断面高さ方向の大きさは、排気バッファ室２０９が持つ空間の側断面高さ方向の大きさ（空間の高さ）よりも小さいことが好ましい。
【００６７】
（排気系接続）
排気バッファ室２０９が持つ空間には、図２に示すように、第二ガス排気系の第二排気管２２２が接続する。これにより、排気バッファ室２０９には、処理空間２０１内に供給されたガスが、処理空間２０１と排気バッファ室２０９との間のガス流路となる連通孔２０９ｂを通じて流入し（図中矢印参照）、その流入したガスが第二排気管２２２を通じて排気されることになる。このような構造とすることで、処理空間２０１のガスを迅速に排気することができる。更には、ウエハから外周方向に均一に排気することができる。したがって、ウエハ表面に対してガスを均一に供給することができ、結果基板面内を均一に処理することができる。
【００６８】
（クリーニングガス供給系接続）
また、排気バッファ室２０９が持つ空間の上面側には、図２に示すように、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９のクリーニングガス供給管２４９ａが接続する。これにより、排気バッファ室２０９には、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂから供給されるクリーニングガスが、クリーニングガス供給管２４９ａを通じて供給されることになる。
【００６９】
排気バッファ室２０９に接続するクリーニングガス供給管２４９ａは、円環径方向断面で見ると、図３に示すように、処理空間２０１から排気バッファ室２０９までのガス流路となる連通孔２０９ｂと、排気バッファ室２０９を構成する空間における外周側側壁であるガス流遮断壁２０９ａとの間に、空間に対する接続箇所が設けられている。つまり、クリーニングガス供給管２４９ａは、連通孔２０９ｂよりもガス流れ方向の下流側で、かつ、ガス流遮断壁２０９ａよりもガス流れ方向の上流側で、排気バッファ室２０９内へのクリーニングガスの供給を行う。
【００７０】
なお、クリーニングガス供給管２４９ａは、排気バッファ室２０９内へのクリーニングガスの供給の均一化を図るべく、ガス供給溝２４９ｅを介して排気バッファ室２０９に対して接続していることが好ましい。
【００７１】
ガス供給溝２４９ｅは、図２又は図３に示すように、排気バッファ室２０９が持つ空間の天井面に形成されている。また、ガス供給溝２４９ｅは、図４に示すように、処理空間２０１を囲む周方向に連続するように形成されている。つまり、ガス供給溝２４９ｅは、排気バッファ室２０９の全周にわたって延びるように形成されている。ガス供給溝２４９ｅを構成する溝断面形状については、周方向に連続するものであれば、特に限定されるものではなく、図例のような角溝状であってもよいし、他の形状（例えば丸溝状）であってもよい。
【００７２】
このようなガス供給溝２４９ｅを介して接続していれば、一つのクリーニングガス供給管２４９ａのみが排気バッファ室２０９に接続する場合であっても、そのクリーニングガス供給管２４９ａからのクリーニングガスがガス供給溝２４９ｅを伝って全周に行き渡った後に、排気バッファ室２０９内に供給される。したがって、排気バッファ室２０９内に対するクリーニングガスの供給の均一化が図れ、特定の箇所（例えば、クリーニングガス供給管２４９ａの接続箇所の近傍）に集中的にクリーニングガスが供給されてしまうのを抑制することができる。
【００７３】
ただし、クリーニングガスの供給の均一化が図れるようであれば、クリーニングガス供給管２４９ａは、必ずしもガス供給溝２４９ｅを介して排気バッファ室２０９に接続する必要はない。例えば、複数のクリーニングガス供給管２４９ａを設置可能であれば、各クリーニングガス供給管２４９ａと排気バッファ室２０９とが複数箇所で接続するように構成することも考えられ、その場合にも排気バッファ室２０９内に対するクリーニングガスの供給を均一化させ得るようになる。
【００７４】
（３）基板処理工程
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を使用して、ウエハ２００上に薄膜を形成する工程について説明する。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。
【００７５】
ここでは、原料ガス（第一の処理ガス）としてＳｉＣｌ６ガスを用い、反応ガス（第二の処理ガス）としてＮＨ３ガスを用いて、ウエハ２００上にシリコン含有膜としてＳｉＮ（シリコン窒化）膜を交互供給法により形成する例について説明する。
【００７６】
図５は、本実施形態に係る基板処理工程及びクリーニング工程を示すフロー図である。図６は、図５の成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【００７７】
（基板搬入・載置工程：Ｓ１０２）
基板処理装置１００では、先ず、基板載置台２１２をウエハ２００の搬送位置まで下降させることにより、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２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２０５を開いて搬送空間２０３を移載室（図示せず）と連通させる。そして、この移載室からウエハ移載機（図示せず）を用いてウエハ２００を搬送空間２０３に搬入し、リフトピン２０７上にウエハ２００を移載する。これにより、ウエハ２００は、基板載置台２１２の表面から突出したリフトピン２０７上に水平姿勢で支持される。
【００７８】
処理容器２０２内にウエハ２００を搬入したら、ウエハ移載機を処理容器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、さらに基板載置台２１２を上昇させることにより、前述した処理空間２０１内の処理位置までウエハ２００を上昇させる。
【００７９】
ウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する際は、第一ガス排気系におけるバルブを開状態として（開弁して）、搬送空間２０３とＴＭＰとの間を連通させるとともに、ＴＭＰとＤＰとの間を連通させる。一方、第一ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは閉状態とする（閉弁する）。これにより、ＴＭＰ及びＤＰによって搬送空間２０３の雰囲気が排気され、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−５Ｐａ以下）に到達させる。この工程で処理容器２０２を高真空（超高真空）状態とするのは、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−６Ｐａ以下）に保たれている移載室との圧力差を低減するためである。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を移載室から搬送空間２０３に搬入する。なお、ＴＭＰ及びＤＰは、それらの動作立ち上がりに伴う処理工程の遅延を招かないよう、図５及び図６に示す工程中、常に動作している。
【００８０】
ウエハ２００が搬送空間２０３に搬入された後、処理空間２０１内の処理位置まで上昇すると、第一ガス排気系におけるバルブを閉状態とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰの間が遮断され、ＴＭＰによる搬送空間２０３の排気が終了する。一方、第二ガス排気系におけるバルブを開き、排気バッファ室２０９とＡＰＣ２２３の間を連通させるとともに、ＡＰＣ２２３と真空ポンプ２２４の間を連通させる。ＡＰＣ２２３は、第二排気管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に連通する処理空間２０１を所定の圧力に維持する。なお、他の排気系のバルブは閉状態を維持する。また、第一ガス排気系におけるバルブを閉じるときは、ＴＭＰの上流側に位置するバルブを閉状態とした後、ＴＭＰの下流側に位置するバルブを閉状態とすることで、ＴＭＰの動作を安定に維持する。
【００８１】
なお、この工程において、処理容器２０２内を排気しつつ、不活性ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給してもよい。すなわち、ＴＭＰあるいはＤＰで排気バッファ室２０９を介して処理容器２０２内を排気しつつ、少なくとも第三ガス供給系のバルブ２４５ｄを開けることにより、処理容器２０２内にＮ２ガスを供給してもよい。これにより、ウエハ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。
【００８２】
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。
【００８３】
このようにして、基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）では、処理空間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、第一の処理ガス（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。
【００８４】
（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６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。
【００８５】
（第一の処理ガス供給工程：Ｓ２０２）
成膜工程（Ｓ１０４）では、先ず、第一の処理ガス（原料ガス）供給工程（Ｓ２０２）を行う。なお、第一の処理ガスが例えばＴｉＣｌ４等の液体原料である場合、原料を気化させて原料ガス（すなわちＴｉＣｌ４ガス）を生成（予備気化）させておく。原料ガスの予備気化は、上述した基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）と並行して行ってもよい。原料ガスを安定して生成させるには、所定の時間を要するからである。
【００８６】
第一の処理ガスを供給する際は、バルブ２４３ｄを開くとともに、原料ガスの流量が所定流量となるようにマスフローコントローラ２４３ｃを調整することで、処理空間２０１内への原料ガス（ＳｉＣｌ６ガス）の供給を開始する。原料ガスの供給流量は、例えば１００〜５００ｓｃｃｍである。原料ガスは、シャワーヘッド２３０により分散されて処理空間２０１内のウエハ２００上に均一に供給される。
【００８７】
このとき、第一不活性ガス供給系のバルブ２４６ｄを開き、第一不活性ガス供給管２４６ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給する。不活性ガスの供給流量は、例えば５００〜５０００ｓｃｃｍである。なお、パージガス供給系の第三ガス供給管２４５ａから不活性ガスを流してもよい。
【００８８】
余剰な原料ガスは、処理空間２０１内から排気バッファ室２０９へ均一に流入し、第二ガス排気系の第二排気管２２２内を流れて排気される。具体的には、第二ガス排気系におけるバルブが開状態とされ、ＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。なお、第二ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【００８９】
このときの処理空間２０１内の処理温度、処理圧力は、原料ガスが自己分解しない程度の処理温度、処理圧力とされる。そのため、ウエハ２００上には、原料ガスのガス分子が吸着することになる。
【００９０】
原料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、原料ガスの供給を停止する。原料ガス及びキャリアガスの供給時間は、例えば２〜２０秒である。
【００９１】
（第一のシャワーヘッド排気工程：Ｓ２０４）
原料ガスの供給を停止した後は、第三ガス供給管２４５ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給し、シャワーヘッド２３０のパージを行う。このときのガス排気系のバルブは、第二ガス排気系におけるバルブが閉状態とされる一方、第三ガス排気系におけるバルブ２３７が開状態とされる。他のガス排気系のバルブは閉状態のままである。すなわち、シャワーヘッド２３０のパージを行うときは、排気バッファ室２０９とＡＰＣ２２３の間を遮断し、ＡＰＣ２２３による圧力制御を停止する一方、バッファ空間２３２と真空ポンプ２３９との間を連通する。これにより、シャワーヘッド２３０（バッファ空間２３２）内に残留した原料ガスは、第三排気管２３６を介し、真空ポンプ２３９によりシャワーヘッド２３０から排気される。なお、このとき、ＡＰＣ２２３の下流側のバルブは開としてもよい。
【００９２】
第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）における不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。また、不活性ガスの供給時間は、例えば２〜１０秒である。
【００９３】
（第一の処理空間排気工程：Ｓ２０６）
シャワーヘッド２３０のパージが終了すると、次いで、第三ガス供給管２４５ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給し、処理空間２０１のパージを行う。このとき、第二ガス排気系におけるバルブは開状態とされてＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、第二ガス排気系におけるバルブ以外のガス排気系のバルブは全て閉状態とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程（Ｓ２０２）でウエハ２００に吸着できなかった原料ガスは、第二ガス排気系における真空ポンプ２２４により、第二排気管２２２及び排気バッファ室２０９を介して処理空間２０１から除去される。
【００９４】
第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）における不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。また、不活性ガスの供給時間は、例えば２〜１０秒である。
【００９５】
なお、ここでは、第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）の後に第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）を行うようにしたが、これらの工程を行う順序は逆であってもよい。また、これらの工程を同時に行うようにしてもよい。
【００９６】
（第二の処理ガス供給工程：Ｓ２０８）
シャワーヘッド２３０及び処理空間２０１のパージが完了したら、続いて、第二の処理ガス（反応ガス）供給工程（Ｓ２０８）を行う。第二の処理ガス供給工程（Ｓ２０８）では、バルブ２４４ｄを開けて、リモートプラズマユニット２４４ｅ、シャワーヘッド２３０を介して、処理空間２０１内への反応ガス（ＮＨ３ガス）の供給を開始する。このとき、反応ガスの流量が所定流量となるように、ＭＦＣ２４４ｃを調整する。反応ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。
【００９７】
プラズマ状態の反応ガスは、シャワーヘッド２３０により分散されて処理空間２０１内のウエハ２００上に均一に供給され、ウエハ２００上に吸着している原料ガス含有膜と反応して、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を生成する。
【００９８】
このとき、第二不活性ガス供給系のバルブ２４７ｄを開き、第二不活性ガス供給管２４７ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給する。不活性ガスの供給流量は、例えば５００〜５０００ｓｃｃｍである。なお、パージガス供給系の第三ガス供給管２４５ａから不活性ガスを流してもよい。
【００９９】
余剰な反応ガスや反応副生成物は、処理空間２０１内から排気バッファ室２０９へ流入し、第二ガス排気系の第二排気管２２２内を流れて排気される。具体的には、第二ガス排気系におけるバルブが開状態とされ、ＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。なお、第二ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【０１００】
反応ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ２４４ｄを閉じ、反応ガスの供給を停止する。反応ガス及びキャリアガスの供給時間は、例えば２〜２０秒である。
【０１０１】
（第二のシャワーヘッド排気工程：Ｓ２１０）
反応ガスの供給を停止した後は、第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）を行って、シャワーヘッド２３０に残留している反応ガスや反応副生成物を除去する。この第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）は、既に説明した第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）と同様に行えばよいため、ここでの説明は省略する。
【０１０２】
（第二の処理空間排気工程：Ｓ２１２）
シャワーヘッド２３０のパージが終了した後は、次いで、第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）を行って、処理空間２０１に残留している反応ガスや反応副生成物を除去する。この第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）についても、既に説明した第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）と同様に行えばよいため、ここでの説明は省略する。
【０１０３】
（判定工程：Ｓ２１４）
以上の第一の処理ガス供給工程（Ｓ２０２）、第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）、第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）、第二の処理ガス供給工程（Ｓ２０８）、第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）、第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）を１サイクルとして、コントローラ２６０は、このサイクルを所定回数（ｎサイクル）実施したか否かを判定する（Ｓ２１４）。サイクルを所定回数実施すると、ウエハ２００上には、所望膜厚のシリコン窒化（ＳｉＮ）膜が形成される。
【０１０４】
（処理枚数判定工程：Ｓ１０６）
以上の各工程（Ｓ２０２〜Ｓ２１４）からなる成膜工程（Ｓ１０４）の後は、図５に示すように、次に、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（Ｓ１０６）。
【０１０５】
成膜工程（Ｓ１０４）で処理したウエハ２００が所定の枚数に到達していなければ、その後は、処理済のウエハ２００を取り出して、次に待機している新たなウエハ２００の処理を開始するため、基板搬出入工程（Ｓ１０８）に移行する。また、所定の枚数のウエハ２００に対して成膜工程（Ｓ１０４）を実施した場合には、処理済のウエハ２００を取り出して、処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態にするため、基板搬出工程（Ｓ１１０）に移行する。
【０１０６】
（基板搬出入工程：Ｓ１０８）
基板搬出入工程（Ｓ１０８）では、基板載置台２１２を下降させ、基板載置台２１２の表面から突出させたリフトピン２０７上にウエハ２００を支持させる。これにより、ウエハ２００は、処理位置から搬送位置となる。その後、ゲートバルブ２０５を開き、ウエハ移載機を用いてウエハ２００を処理容器２０２の外へ搬出する。このとき、バルブ２４５ｄを閉じ、第三ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスを供給することを停止する。
【０１０７】
基板搬出入工程（Ｓ１０８）において、ウエハ２００が処理位置から搬送位置まで移動する間は、第二ガス排気系におけるバルブを閉状態とし、ＡＰＣ２２３による圧力制御を停止する。一方、第一ガス排気系におけるバルブを開状態とし、ＴＭＰ及びＤＰによって搬送空間２０３の雰囲気を排気することにより、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−５Ｐａ以下）に維持し、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−６Ｐａ以下）に維持されている移載室との圧力差を低減する。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を処理容器２０２から移載室へと搬出する。
【０１０８】
その後、基板搬出入工程（Ｓ１０８）では、前述した基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）の場合と同様の手順で、次に待機している新たなウエハ２００を処理容器２０２へ搬入して、そのウエハ２００を処理空間２０１内の処理位置まで上昇させるとともに、処理空間２０１内を所定の処理温度、処理圧力として、次の成膜工程（Ｓ１０４）を開始可能な状態にする。そして、処理空間２０１内の新たなウエハ２００に対して、成膜工程（Ｓ１０４）及び処理枚数判定工程（Ｓ１０６）を行う。
【０１０９】
（基板搬出工程：Ｓ１１０）
基板搬出工程（Ｓ１１０）では、前述した基板搬出入工程（Ｓ１０８）の場合と同様の手順で、処理済のウエハ２００を処理容器２０２内から取り出して移載室へと搬出する。ただし、基板搬出入工程（Ｓ１０８）の場合とは異なり、基板搬出工程（Ｓ１１０）では、次に待機している新たなウエハ２００の処理容器２０２内への搬入は行わずに、処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態のままとする。
【０１１０】
基板搬出工程（Ｓ１１０）が終了すると、その後は、クリーニング工程に移行する。
【０１１１】
（４）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、引き続き図５を参照しながら説明する。
【０１１２】
（排気バッファ室クリーニング工程：Ｓ１１２）
基板処理装置１００では、基板搬出工程（Ｓ１１０）が終了する度に、すなわち所定の枚数のウエハ２００に対する成膜工程（Ｓ１０４）を実施し、その後処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態になる度に、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）を行う。
【０１１３】
ウエハ２００に対する成膜工程（Ｓ１０４）を実施すると、処理空間２０１内からの排気ガスは、連通孔２０９ｂを通じて排気バッファ室２０９内へ流入し、ガス流遮断壁２０９ａに衝突して流れが遮られた後に、第二ガス排気系の第二排気管２２２から排気されるまで、排気バッファ室２０９内に一時的に滞留する。そのために、所定の枚数のウエハ２００に対する成膜工程（Ｓ１０４）を繰り返し実施すると、特に、排気バッファ室２０９内におけるガス流遮断壁２０９ａ及びその近傍には、反応副生成物や残ガス同士の反応物等が堆積されやすい。このことから、基板処理装置１００では、所定の枚数のウエハ２００に対する成膜工程（Ｓ１０４）を実施する度に、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）を行って、排気バッファ室２０９内に対するクリーニング処理を行うのである。
【０１１４】
排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）では、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９のバルブ２４９ｄを開け、クリーニングガス供給管２４９ａを通じて、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂからのクリーニングガスを排気バッファ室２０９内に供給する。供給されたクリーニングガスは、排気バッファ室２０９の内壁に付着した堆積物（反応副生成物等）を除去する。このように、排気バッファ室２０９内へクリーニングガス供給管２４９ａからクリーニングガスを供給して行うクリーニング処理を、以下「第一クリーニング処理」と称する。
【０１１５】
このとき、クリーニングガス供給管２４９ａは、連通孔２０９ｂとガス流遮断壁２０９ａとの間で排気バッファ室２０９内に接続している。そのため、クリーニングガスは、ガス流遮断壁２０９ａよりもガス流れ方向のやや上流側にて排気バッファ室２０９内に供給される。したがって、ガス流遮断壁２０９ａの近傍にてクリーニングガスが供給されることになり、失活する前にクリーニングガスをガス流遮断壁２０９ａに到達させることができるので、ガス流遮断壁２０９ａにおける堆積物を効果的に除去することが可能となる。
【０１１６】
さらに、クリーニングガス供給管２４９ａがガス供給溝２４９ｅを介して排気バッファ室２０９に接続していれば、クリーニングガスは、ガス供給溝２４９ｅを伝って全周に行き渡った後に、排気バッファ室２０９内に供給される。そのため、排気バッファ室２０９内に対して均一にクリーニングガスを供給することができ、これにより排気バッファ室２０９の内壁に付着した堆積物を全周にわたって均一に除去することが可能となる。つまり、クリーニングガス供給管２４９ａの接続箇所の近傍におけるオーバーエッチングを抑制し得るとともに、クリーニングガス供給管２４９ａの接続箇所から離れた箇所におけるエッチング残りの発生を防ぐことができる。
【０１１７】
また、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）では、クリーニングガス供給管２４９ａからのクリーニングガスの供給に合わせて、バルブ２４３ｄ、２４４ｄ、２４６ｄ、２４７ｄ、２４８ｄを閉とした状態で、バルブ２４５ｄを開状態とする。このようにすることで、処理空間２０１には、クリーニングガス供給管２４９ａからの排気バッファ室２０９内へのクリーニングガスの供給に合わせて、パージガス供給系２４５のパージガス供給源２４５ｂから第三ガス供給管２４５ａ及び共通ガス供給管２４２を通じて不活性ガスが供給されることになる。なお、ここでいう「クリーニングガスの供給に合わせて」とは、換言すると「排気バッファ室２０９内へのクリーニングガスが処理空間２０１内に侵入しないようにするために」ということを意味する。したがって、クリーニングガスと不活性ガスの供給タイミングは、具体的には、クリーニングガスの供給に先立って予め不活性ガスの供給を開始しておき、その後にクリーニングガスの供給を開始するか、又は遅くとも不活性ガスの供給をクリーニングガスの供給開始と同時に開始することになる。
【０１１８】
このとき、パージガス供給系２４５のＭＦＣ２４５ｃは、排気バッファ室２０９内に供給されたクリーニングガスが連通孔２０９ｂから処理空間２０１内に進入しないように、処理空間２０１内へ供給する不活性ガスの供給量を調整する。具体的には、不活性ガスの供給量をクリーニングガスの供給量よりも多くする。
【０１１９】
このようにすることで、排気バッファ室２０９内に供給されたクリーニングガスは、排気バッファ室２０９内の第一クリーニング処理のためだけに用いられ、排気バッファ室２０９の内壁の堆積物を確実に除去する上で有効なものとなる。また、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）において、排気バッファ室２０９内に供給されたクリーニングガスが処理空間２０１内に入り込むのを防止し得るようになり、これにより後述する処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）等を行ったときの処理空間２０１内における排気バッファ室２０９の近傍箇所のオーバーエッチング等を未然に防止することが可能となる。
【０１２０】
排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）は、以上のような第一クリーニング処理を所定時間行った後に終了する。所定時間は、予め適宜設定されたものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、排気バッファ室クリーニングガス供給系２４９のバルブ２４９ｄ、及び、パージガス供給系２４５のバルブ２４５ｄを閉状態にすることで、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）を終了する。
【０１２１】
（処理回数判定工程：Ｓ１１４）
以上のような排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）の後は、次いで、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）の実施回数が所定の回数に到達したか否かを判定する（Ｓ１１４）。
【０１２２】
その結果、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）の実施回数が所定の回数に到達していなければ、実施回数のカウント数を１回分加算した後に、次に待機している新たなウエハ２００に対して、基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）から始まる一連の各工程（Ｓ１０２〜Ｓ１１２）を行い得る状態にする。一方、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）の実施回数が所定の回数に到達してれば、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）に移行する。
【０１２３】
（処理空間クリーニング工程：Ｓ１１６）
処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）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、処理空間２０１には、処理空間クリーニングガス供給系の処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂから、第三ガス供給管２４５ａ及び共通ガス供給管２４２を通じて、クリーニングガスが供給されることになる。供給されたクリーニングガスは、処理空間２０１内の付着物（反応副生成物等）を除去する。このように、処理空間２０１内へ処理空間クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給して行うクリーニング処理を、以下「第二クリーニング処理」と称する。
【０１２４】
ところで、処理空間２０１内の付着物は、排気バッファ室２０９内のものよりも剥がれ難い膜である。なぜならば、排気バッファ室２０９の内壁への付着物は温度、圧力が成膜条件とは異なる条件下で付着したものなので膜厚や膜密度等が安定していない一方、処理空間２０１内の付着物は温度、圧力が成膜条件と同一条件下で付着したものであるため膜厚や膜密度等が安定した膜となっているからである。そのため、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で行う第二クリーニング処理にて用いるクリーニングガスは、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で行う第一クリーニング処理にて用いるクリーニングガスに比べて、高いクリーニング力が必要となる。
【０１２５】
そこで、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で行う第二クリーニング処理の際には、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で行う第一クリーニング処理よりも、活性度の高いクリーニングガスを供給する。ここでいう活性度とは、クリーニングガスのエネルギーのことであり、活性度が高く高エネルギーであればクリーニング力が高く、密な膜に対してもクリーニング処理で除去することが可能となる。
【０１２６】
高エネルギーのクリーニングガスの供給は、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂと排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂとが別個に設けられていれば、それぞれから異なる種類のクリーニングガスを供給することによって実現される。つまり、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂからは活性度が高く高エネルギーのクリーニングガスを供給し、排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂからは活性度が低く低エネルギーのクリーニングガスを供給する。
【０１２７】
ただし、高エネルギーのクリーニングガスの供給は、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂと排気バッファ室クリーニングガス供給源２４９ｂとが同種のクリーニングガスを供給する場合であっても、以下に述べるようにすることで実現が可能である。
【０１２８】
具体的には、例えば、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で行う第二クリーニング処理の際には、ヒータ２１３をオンとする。このようにすることで、第二クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスのエネルギーを、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で行う第一クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスのエネルギーよりも高くすることが可能となる。そして、このような高エネルギーのクリーニングガスを供給することで、第二クリーニング処理の際には、第一クリーニング処理に比べて、密な膜に対してもクリーニング処理で除去し得るようになる。
【０１２９】
また、例えば、第二クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスのエネルギーを補填するためには、ヒータ２１３をオンとすることに限られることはなく、そのクリーニングガスをプラズマ状態として、第一クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスよりも高エネルギーとしてもよい。すなわち、第二クリーニング処理の際にクリーニングガスがシャワーヘッド２３０、処理空間２０１を満たしたら、高周波電源２５２で電力を印加すると共に整合器２５１によりインピーダンスを整合させ、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１にクリーニングガスのプラズマを生成してもよい。また、第一クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスをプラズマ状態とする場合であれば、第二クリーニング処理の際には、それよりも更に高いエネルギーのプラズマとなるように整合器２５１及び高周波電源２５２を制御する。
【０１３０】
（第一クリーニング処理と第二クリーニング処理の実施頻度）
以上のように、基板処理装置１００では、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で第一クリーニング処理を所定回数だけ実施した後に、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で第二クリーニング処理を行う。つまり、これらの各工程（Ｓ１１２，Ｓ１１６）を制御するコントローラ２６０は、排気バッファ室２０９内へクリーニングガス供給管２４９ａからクリーニングガスを供給する第一クリーニング処理と、処理空間２０１内へ処理空間クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給する第二クリーニング処理とについて、これらの実施頻度を相違させ、第一クリーニング処理の実施頻度を第二クリーニング処理の実施頻度よりも高くする。これは、以下に述べる理由による。
【０１３１】
排気バッファ室２０９の内壁への付着物は、温度、圧力が成膜条件とは異なる条件下で付着したものなので、膜厚や膜密度等が安定しておらず、熱応力や物理的な応力がかかると剥がれ落ちやすい。一方、処理空間２０１内の付着物は、温度、圧力が成膜条件と同一条件下で付着したものであるため、膜厚や膜密度等が安定した膜となっている。つまり、排気バッファ室２０９の内壁への付着物は、処理空間２０１内の付着物に比べて、脆く剥がれやすい。そのため、ガスの供給を切り替える圧力変動時等によって、排気バッファ室２０９の内壁の付着物が剥がれてしまうことが考えられる。このことから、コントローラ２６０は、第一クリーニング処理の実施頻度を第二クリーニング処理の実施頻度よりも高くするように制御するのである。
【０１３２】
（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つ又は複数の効果を奏する。
【０１３３】
（ａ）本実施形態によれば、処理空間２０１の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室２０９に対して、その排気バッファ室２０９が持つ空間に連通するクリーニングガス供給管２４９ａを用いて、直接的にクリーニングガスを供給する。したがって、排気バッファ室２０９の内壁に不要な膜や副生成物等が堆積物として付着した場合であっても、排気バッファ室２０９内にクリーニングガスを失活する前に到達させることができるので、堆積物を確実に除去することができ、その結果として排気バッファ室２０９内に対するクリーニング処理を十分に行うことができるようになる。しかも、排気バッファ室２０９内に対するクリーニング処理は、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で行うことから、装置メンテナンス時に作業員が手作業で行う場合とは異なり、装置の稼働効率が落ちてしまうのを抑制することができるので、そのクリーニング処理を良好に行えると言える。
【０１３４】
しかも、本実施形態によれば、クリーニングガス供給管２４９ａが連通孔２０９ｂとガス流遮断壁２０９ａとの間に設けられた接続箇所（すなわち、ガス流遮断壁２０９ａよりもガス流れ方向のやや上流側）から排気バッファ室２０９内にクリーニングガスを供給するので、排気バッファ室２０９内において特に堆積物が付着しやすいガス流遮断壁２０９ａに対して、その堆積物を除去するクリーニング処理を効果的に行うことが可能となる。
【０１３５】
つまり、本実施形態によれば、排気バッファ室２０９を利用して処理空間２０１からのガス排気を行う場合であっても、その排気バッファ室２０９内に対するクリーニング処理を、十分かつ良好に行うことができる。
【０１３６】
（ｂ）また、本実施形態によれば、クリーニングガス供給管２４９ａが複数箇所で、または処理空間２０１を囲む周方向に連続するガス供給溝２４９ｅを介して、排気バッファ室２０９に対して接続しているので、排気バッファ室２０９内に対するクリーニングガスの供給の均一化が図れ、特定の箇所（例えば、クリーニングガス供給管２４９ａの接続箇所の近傍）に集中的にクリーニングガスが供給されてしまうのを抑制することができる。したがって、排気バッファ室２０９内における堆積物を全周にわたって均一に除去することができる。
【０１３７】
（ｃ）また、本実施形態によれば、クリーニングガス供給管２４９ａからの排気バッファ室２０９内へのクリーニングガスの供給に合わせて、パージガス供給系２４５のパージガス供給源２４５ｂから第三ガス供給管２４５ａ及び共通ガス供給管２４２を通じて処理空間２０１内に不活性ガスを供給するので、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）において、排気バッファ室２０９内に供給されたクリーニングガスが処理空間２０１内に入り込むのを防止することができる。したがって、排気バッファ室２０９内にクリーニングガスを供給する場合であっても、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）等を行ったときの処理空間２０１内における排気バッファ室２０９の近傍箇所のオーバーエッチング等を未然に防止することが可能となる。
【０１３８】
（ｄ）また、本実施形態によれば、排気バッファ室クリーニング工程（Ｓ１１２）で行う第一クリーニング処理と、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で第二クリーニング処理とについて、これらの実施頻度を相違させ、第一クリーニング処理の実施頻度を第二クリーニング処理の実施頻度よりも高くする。したがって、排気バッファ室２０９の内壁への付着物が処理空間２０１内の付着物に比べて脆く剥がれやすい場合であっても、排気バッファ室２０９に対するクリーニング頻度を高くすることによって、排気バッファ室２０９内における付着物を適切に除去することができる。つまり、排気バッファ室２０９の内壁への付着物がガス供給を切り替える際の圧力変動等で容易に剥がれてしまうおそれがあっても、その付着物が処理空間２０１内に侵入してウエハ２００上の膜の特性に悪影響を及ぼしたり歩留まり低下を招いたりするのを未然に防止することができる。
【０１３９】
（ｅ）また、本実施形態によれば、第一クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度が、第二クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度よりも低い。つまり、排気バッファ室２０９の内壁への付着物が処理空間２０１内の付着物に比べて脆く剥がれやすいことから、第一クリーニング処理で排気バッファ室２０９内へ供給するクリーニングガスのエネルギーを、第二クリーニング処理で処理空間２０１内へ供給するクリーニングガスのエネルギーよりも低く設定している。このようにすることで、排気バッファ室２０９内に直接的にクリーニングガスを供給する場合であっても、排気バッファ室２０内のオーバーエッチングを防ぐことができる。
【０１４０】
（ｆ）また、本実施形態によれば、処理空間クリーニング工程（Ｓ１１６）で行う第二クリーニング処理の際にヒータ２１３をオンとすることで、第二クリーニング処理の際に供給するクリーニングガスのエネルギーを補填することができ、処理空間２０１内に密な膜が付着している場合であっても、その膜を確実に除去することができる。
【０１４１】
＜本発明の他の実施形態＞
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。
【０１４２】
例えば、上述した実施形態では、基板処理装置１００が行う処理として成膜処理を例にあげたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理の他、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。また、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理だけでなく、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理にも好適に適用できる。さらに、本発明は、他の基板処理装置、例えばアニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置、プラズマを利用した処理装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。また、本発明は、これらの装置が混在していてもよい。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【０１４３】
＜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。
【０１４４】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、
前記排気バッファ室内に流入したガスを排気するガス排気系と、
前記連通孔と前記ガス流遮断壁との間に設けられた接続箇所から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管と、
を備える基板処理装置が提供される。
【０１４５】
［付記２］
好ましくは、
前記排気バッファ室は、前記ガス流遮断壁を一つの側壁とする空間を持ち、当該一つの側壁と対向する他の側壁に前記連通孔が形成されており、前記空間が前記処理空間の側方外周を囲むように延びて構成されている
付記１記載の基板処理装置が提供される。
【０１４６】
［付記３］
本発明の他の一態様によれば、
基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持ち、前記処理空間内に供給されたガスが前記空間内に流入するように構成された排気バッファ室と、
前記排気バッファ室内に流入したガスを排気するガス排気系と、
前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通して前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給管と、
を備える基板処理装置が提供される。
【０１４７】
［付記４］
好ましくは、
前記クリーニングガス供給管は、前記処理空間から前記排気バッファ室までのガス流路となる連通孔と、前記排気バッファ室を構成する前記空間における外周側の側壁との間に、前記空間に連通する接続箇所が設けられている
付記３記載の基板処理装置が提供される。
【０１４８】
［付記５］
好ましくは、
前記クリーニングガス供給管は、複数箇所で、または前記処理空間を囲む周方向に連続するガス供給溝を介して、前記排気バッファ室に対して接続する
付記１から４のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１４９】
［付記６］
好ましくは、
前記ガス供給系は、前記処理空間内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を含み、
前記不活性ガス供給系は、前記クリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内へのクリーニングガスの供給開始に先立って、又は遅くとも当該クリーニングガスの供給開始と同時に、前記処理空間内への不活性ガスの供給を開始する
付記１から５のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１５０】
［付記７］
好ましくは、
前記ガス供給系は、前記処理空間内にクリーニングガスを供給する処理空間クリーニングガス供給系を含み、
前記排気バッファ室内へ前記クリーニングガス供給管からクリーニングガスを供給する第一クリーニング処理、及び、前記処理空間内へ前記処理空間クリーニングガス供給系からクリーニングガスを供給する第二クリーニング処理の実施を制御するコントローラを備える
付記１から６のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１５１】
［付記８］
好ましくは、
前記コントローラは、前記第一クリーニング処理の実施頻度を前記第二クリーニング処理の実施頻度よりも高くするように制御する
付記７記載の基板処理装置が提供される。
【０１５２】
［付記９］
好ましくは、
前記第一クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度は、前記第二クリーニング処理で供給するクリーニングガスの活性度よりも低い
付記７又は８記載の基板処理装置が提供される。
【０１５３】
［付記１０］
好ましくは、
前記基板載置面には、加熱源としてのヒータが埋め込まれており、
前記ヒータは、前記コントローラによってオン／オフが制御され、
前記コントローラは、前記第二クリーニング処理の際に前記ヒータをオンにするよう制御する
付記７から９のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
【０１５４】
［付記１１］
本発明の他の一態様によれば、
処理空間内の基板載置面上に載置された基板に対して、前記基板載置面と対向する側からガスを供給しつつ、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室を利用して前記処理空間内からガスを排気して、前記処理空間内の前記基板を処理する基板処理工程と、
前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通するクリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給して、前記排気バッファ室内をクリーニングする排気バッファ室クリーニング工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５５】
［付記１２］
前記排気バッファ室クリーニング工程では、前記クリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内へのクリーニングガスの供給開始に先立って、又は遅くとも当該クリーニングガスの供給開始と同時に、前記処理空間内に前記基板載置面と対向する側から不活性ガスの供給を開始する
付記１１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５６】
［付記１３］
好ましくは、
前記処理空間内に対して、前記基板載置面上に基板が無い状態で、前記基板載置面と対向する側からクリーニングガスを供給し、前記処理空間内をクリーニングする処理空間クリーニング工程を備え、
前記排気バッファ室クリーニング工程の実施頻度を前記処理空間クリーニング工程の実施頻度よりも高くする
付記１１又は１２記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０１５７】
［付記１４］
本発明の他の一態様によれば、
処理空間内の基板載置面上に載置された基板に対して、前記基板載置面と対向する側からガスを供給しつつ、前記処理空間の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ排気バッファ室を利用して前記処理空間内からガスを排気して、前記処理空間内の前記基板を処理する基板処理工程と、
前記排気バッファ室を構成する前記空間に連通するクリーニングガス供給管から前記排気バッファ室内にクリーニングガスを供給して、前記排気バッファ室内をクリーニングする排気バッファ室クリーニング工程と、
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【符号の説明】
【０１５８】
１００・・・基板処理装置
２００・・・ウエハ（基板）
２０１・・・処理空間
２０９・・・排気バッファ室
２０９ａ・・・ガス流遮断壁
２０９ｂ・・・連通孔
２１１・・・基板載置面
２２２・・・第二排気管
２３０・・・シャワーヘッド
２４２・・・共通ガス供給管
２４９ａ・・・クリーニングガス供給管
【図２】
0005941491.tif 000002
【図３】
0005941491.tif 000003
【図４】
0005941491.tif 000004
【図５】
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【図６】
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【図１】
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