(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた基板載置台と、
前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、
前記基板載置台を支持するシャフトと、
前記シャフトを支持するシャフト支持部と、
前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、
前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、
前記ベローズ壁の上端と前記処理容器の底壁との間に設けられる不活性ガス供給孔に接続され、前記ベローズ壁の内側空間へ不活性ガスを供給する第一の不活性ガス供給部と、前記不活性ガス供給孔よりも下方に設けられ、前記内側空間の雰囲気を排気するベローズ側排気孔を介して前記ベローズ壁の内側空間と連通するベローズ側ガス排気部とを有し、前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と、
原料ガスを供給する原料ガス供給部と、不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部とを有する処理ガス供給部と、
前記原料ガス供給部が前記処理容器へ原料ガスを供給する原料ガス供給工程の間、第一の供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気し、前記第二の不活性ガス供給部が前記処理容器へ不活性ガスを供給するパージ工程の間、前記第一の供給量より少ない供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気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】
前記ベローズ側排気孔は、前記ベローズ壁の下端よりも下方に設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板載置台は、基板を搬送する間は搬送位置に設定され、基板を処理する間は処理位置に設定され、
前記基板載置台が処理位置に設定されている間、前記不活性ガス供給孔から不活性ガスを供給すると共に、前記ベローズ側排気孔から前記内側空間の雰囲気を排気する請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記シャフトと前記開口孔の側壁との間のコンダクタンスが、前記ベローズ側排気孔のコンダクタンスよりも高くなるよう、前記第一の不活性ガス供給部と前記ベローズ側ガス排気部を制御する請求項１から請求項３の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記ベローズ側排気孔は、前記シャフトの外周に配置される磁性流体シールよりも高い位置に設けられる請求項１から４の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内に設けられた基板載置台と、
前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、
前記基板載置台を支持するシャフトと、
前記シャフトを支持するシャフト支持部と、
前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、
前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、
前記ベローズ壁の上端と前記処理容器の底壁との間に設けられる不活性ガス供給孔に接続され、前記ベローズ壁の内側空間へ不活性ガスを供給する第一の不活性ガス供給部と、前記不活性ガス供給孔よりも下方に設けられ、前記内側空間の雰囲気を排気するベローズ側排気孔を介して前記ベローズ壁の内側空間と連通するベローズ側ガス排気部とを有し、前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と、
原料ガスを供給する原料ガス供給部と、不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部と、前記原料ガスと反応する反応ガスを供給する反応ガス供給部とを有する処理ガス供給部と、
前記反応ガス供給部が前記処理容器へ反応ガスを供給する反応ガス供給工程の間、第二の供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給し、前記第二の不活性ガス供給部から前記処理容器へ不活性ガスを供給するパージ工程の間、前記第二の供給量より少ない供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給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７】
基板を処理する処理容器と、前記処理容器内に設けられた基板載置台と、前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、前記基板載置台を支持するシャフトと、前記シャフトを支持するシャフト支持部と、前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、前記ベローズ壁の上端と前記処理容器の底壁との間に設けられる不活性ガス供給孔に接続され、前記ベローズ壁の内側空間へ不活性ガスを供給する第一の不活性ガス供給部と、前記不活性ガス供給孔よりも下方に設けられ、前記内側空間の雰囲気を排気するベローズ側排気孔を介して前記ベローズ壁の内側空間と連通するベローズ側ガス排気部とを有し、前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と、原料ガスを供給する原料ガス供給部と不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部とが設けられた処理ガス供給部とを有する基板処理装置の前記処理容器内でシャフトに支持された基板載置台に基板を載置する工程と、
前記原料ガス供給部が前記処理容器内に原料ガスを供給する原料ガス供給工程と、
前記第二の不活性ガス供給部が前記処理容器へ不活性ガスを供給するパージ工程とを有し、
前記原料ガス供給工程の間、第一の供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気し、前記パージ工程の間、前記第一の供給量より少ない供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板を処理する処理容器と、前記処理容器内に設けられた基板載置台と、前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、前記基板載置台を支持するシャフトと、前記シャフトを支持するシャフト支持部と、前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、前記ベローズ壁の上端と前記処理容器の底壁との間に設けられる不活性ガス供給孔に接続され、前記ベローズ壁の内側空間へ不活性ガスを供給する第一の不活性ガス供給部と、前記不活性ガ
ス供給孔よりも下方に設けられ、前記内側空間の雰囲気を排気するベローズ側排気孔を介して前記ベローズ壁の内側空間と連通するベローズ側ガス排気部とを有し、前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と、原料ガスを供給する原料ガス供給部と不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部とが設けられた処理ガス供給部とを有する基板処理装置の前記処理容器内でシャフトに支持された基板載置台に基板を載置する手順と、
前記原料ガス供給部が前記処理容器内に原料ガスを供給する原料ガス供給工程を実行させる手順と、
前記第二の不活性ガス供給部が前記処理容器へ不活性ガスを供給するパージ工程を実行させる手順とを有し、
前記原料ガス供給工程の間、第一の供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気し、前記パージ工程の間、前記第一の供給量より少ない供給量で前記第一の不活性ガス供給部から前記内側空間へ不活性ガスを供給すると共に前記ベローズ側排
気孔から前記内側空間に供給された不活性ガスを排気するよう
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、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラッシュメモリ等の半導体装置は高集積化の傾向にある。それに伴い、パターンサイズが著しく微細化されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
微細化されたパターンでは、パーティクルの影響がより顕著になるため、パーティクルの発生を抑制するよう求められている。
【０００４】
本発明は上記した課題に鑑み、パーティクルの発生を抑制可能な技術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】
【０００５】
本発明の一態様にあっては、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内に設けられた基板載置台と、
前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、
前記基板載置台を支持するシャフトと、
前記シャフトを支持するシャフト支持部と、
前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、
前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、
前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と
を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、パーティクルの発生を抑制可能な技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る第一分散機構の説明図である。
【図３】磁性流体シールを用いて、基板載置台を回転させる例を示す図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の基板処理工程を示すフロー図である。
【図５】図１に示す成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【図６】基板載置台のウエハ搬送ポジションを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
【０００９】
＜装置構成＞
本実施形態に係る基板処理装置１００の構成を図１に示す。基板処理装置１００は、図１に示されているように、枚葉式の基板処理装置として構成されている。
【００１０】
（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。
【００１１】
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。
【００１２】
ゲートバルブ２０５は、弁体２０５ａと駆動体２０５ｂを有する。弁体２０５ａは駆動体２０５ｂの一部に固定されている。ゲートバルブを開く際は、駆動体２０５ｂが処理容器２０２の基板搬入出口２０６から離れるように動作し、弁体２０５ａを処理容器２０２の側壁から離間させる。ゲートバルブを閉じる際は、駆動体２０５ｂが処理容器２０２の基板搬入出口２０６に向かって動き、弁体２０５ａを処理容器２０２の側壁に押し付けるようにして基板搬入出口２０６を閉じる。
【００１３】
処理空間２０１内には、ウエハ２００を支持する基板載置台２１２が設けられている。基板載置台２１２は、ウエハ２００を載置する載置面２１１と、基板載置台２１２に内包された加熱源としてのヒータ２１３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。
【００１４】
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。図においては、基板載置台２１２はシャフト２１７の上端で支持されているが、シャフト２１７が基板載置台２１２を支持すればよく、上端でなくとも良い。例えば、基板載置台２１２の底に穴を設けると共にシャフト２１７の側面に支持機構を設ける構造で合っても良い。この場合、その穴にシャフト２１７を挿入すると共に、シャフト２１７の側面に設けられた支持機構によって基板載置台を支持する。
【００１５】
シャフト２１７の主部は処理容器２０２の底壁に設けられたシャフト２１７の径より若干大きな径の開口孔２０８を貫通しており、更には支持板２１６を介して処理容器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及び支持台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の下方はベローズ２１９により覆われている。処理容器２０２内は気密に保持されている。なお、支持台２１２をシャフト支持部とも呼ぶ。シャフト支持部には、昇降機構２１８を含めても良い。
【００１６】
ベローズ２１９は、例えばステンレスで構成されている。ベローズ２１９は複数の周状のステンレス板を溶接して蛇腹状となるよう接続されたベローズ壁で構成される。ベローズ壁は伸縮可能な構成である。
【００１７】
ベローズ２１９の上端と処理容器２０２の底壁の間には上押さえ部２２０が設けられている。上押さえ部２２０には、不活性ガス供給部の一部である不活性ガス供給管２２１ａが接続され、ベローズ２１９の内側の空間に連通される。
【００１８】
不活性ガス供給管２２１ａには、上流から順に、不活性ガス供給源２２１ｂ、バルブ２２１ｃ、マスフローコントローラ２２１ｄ、圧力検出器２２１ｅが設けられる。不活性ガス供給源２２１ｂから供給される不活性ガスは、バルブ２２１ｃ、マスフローコントローラ２２１ｄを介して、ベローズ２１９の上端と処理容器２０２の底壁の間に供給される。不活性ガス供給部２２１は、主にバルブ２２１ｃ、マスフローコントローラ２２１ｄ、不活性ガス供給管２２１ａで構成される。不活性ガス供給部２２１には、不活性ガス供給部２２１ａに不活性ガス供給源２２１ｂ、圧力検出器２２１ｅを含めても良い。なお不活性ガス供給部２２１をベローズ側不活性ガス供給部、または第一の不活性ガス供給部と呼んでもよい。
【００１９】
支持板２１６には、ベローズ側ガス排気部２２２の一部である排気管２２２ａが接続され、ベローズ２１９の内側の空間に連通される。
【００２０】
ベローズ側排気管２２２ａには、上流からバルブ２２２ｂ、ポンプ２２２ｃが設けられている。バルブ２２２ｂを開とし、ポンプ２２２ｃを稼働させることで、ベローズ２１９の内側空間の雰囲気を排気可能とする。ベローズ側ガス排気部２２２は、主にバルブ２２２ｂ、ベローズ側排気管２２２ａで構成される。また、ベローズ側ガス排気部２２２にポンプ２２２ｃを含めても良い。
尚、第一不活性ガス供給部２２１とベローズ側ガス排気部２２２とを合わせてベローズ側ガス給排気部と呼ぶ。
【００２１】
尚、ベローズ２１９の内側空間とは、ベローズ壁の内側の空間を示す。ここでは  ベローズ２１９の内側空間と呼ぶ。
【００２２】
基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、図６に示すように、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、ウエハ搬送ポジション）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、ウエハ処理ポジション）となるまで上昇する。
【００２３】
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】
処理容器２０２には、圧力センサ２２１ｆが設けられている。圧力センサ２２１ｆは反応容器２０２の圧力を検出する。圧力センサ２２１ｆは、例えば処理容器の底壁であって、開口孔２０８の近傍に設けられる。このような位置に設けることで、処理容器２０２内の穴周囲の圧力を検出する。
【００２５】
処理空間２０１の上部（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には第一分散機構２４１が挿入される貫通孔２３１ａが設けられる。第一分散機構２４１は、シャワーヘッド内に挿入される先端部２４１ａと、蓋２３１に固定されるフランジ２４１ｂを有する。
【００２６】
図２は第一分散機構２４１の先端部２４１ａを説明する説明図である。点線矢印は、ガスの供給方向を示す。先端部２４１ａは柱状であり、例えば円柱状に構成される。円柱の側面には分散孔２４１ｃが設けられている。後述するガス供給部（供給系）から供給されるガスは、先端部２４１ａ及び分散孔２４１ｃを介してバッファ空間２３２に供給される。
【００２７】
シャワーヘッドの蓋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。
【００２８】
シャワーヘッド２３０は、ガスを分散させるための第二分散機構としての分散板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。
【００２９】
蓋２３１には、シャワーヘッド２３０を加熱するシャワーヘッド加熱部２３１ｂが設けられる。シャワーヘッド加熱部２３１ｂは、バッファ空間２３２に供給されたガスが再液化しない温度に加熱する。例えば、１００℃程度に加熱するよう制御される。
【００３０】
分散板２３４は例えば円盤状に構成される。貫通孔２３４ａは分散板２３４の全面にわたって設けられている。隣接する貫通孔２３４ａは例えば等間隔で配置されており、最外周に配置された貫通孔２３４ａは基板載置台２１２上に載置されたウエハの外周よりも外側に配置される。
【００３１】
更に、第一分散機構２４１から供給されるガスを分散板２３４まで案内するガスガイド２３５を有する。ガスガイド２３５は、分散板２３４に向かうにつれ径が広がる形状であり、ガスガイド２３５の内側は錐体形状（例えば円錐状。錘状とも呼ぶ。）で構成される。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。
【００３２】
上部容器２０２ａは絶縁ブロック２３３、フランジ２３３ａを有し、フランジ２３３ａ上に絶縁ブロック２３３が載置され、固定される。フランジ２３３ａ上には分散板２３４が載置され、固定される。更に、蓋２３１は絶縁ブロック２３３の上面に固定される。このような構造とすることで、上方から、蓋２３１、分散板２３４、絶縁ブロック２３３の順に取り外すことが可能となる。
【００３３】
ところで、後述する成膜工程はバッファ空間２３２の雰囲気を排気するパージ工程を有する。この成膜工程では、異なるガスを交互に供給すると共に、異なるガスを供給する間に残ガスを除去するパージ工程を行う。この交互供給法は所望の膜厚に至るまでに何回も繰り返すので、成膜時間がかかるという問題がある。そこで、このような交互供給プロセスを行う際は、可能な限り時間を短縮することが求められている。一方で、歩留まりの向上のために、基板面内の膜厚や膜質を均一にすることが求められている。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、ガスを均一に分散する分散板を有すると共に、分散版上流のバッファ空間の容積が少なくなるよう構成している。例えば、処理室２０１の容積よりも小さくする。このようにすることで、バッファ空間の雰囲気を排気するパージ工程を短縮することが可能となる。
【００３５】
（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２３１ａには、第一分散機構２４１が接続されている。第一分散機構２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。第一分散機構２４１にはフランジが設けられ、ねじ等によって、蓋２３１や共通ガス供給管２４２のフランジに固定される。
【００３６】
第一分散機構２４１と共通ガス供給管２４２は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管２４２から供給されるガスは、第一分散機構２４１、ガス導入孔２３１ａを介してシャワーヘッド２３０内に供給される。
【００３７】
共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａ、第二ガス供給管２４４ａ、第三ガス供給管２４５ａ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２４４ｅを介して共通ガス供給管２４２に接続される。
【００３８】
第一ガス供給管２４３ａを含む第一ガス供給系２４３からは第一元素含有ガスが主に供給され、第二ガス供給管２４４ａを含む第二ガス供給系２４４からは主に第二元素含有ガスが供給される。第三ガス供給管２４５ａを含む第三ガス供給系２４５からは、ウエハ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。
【００３９】
（第一ガス供給系）
第一ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第一ガス供給源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。
【００４０】
第一ガス供給管２４３ａから、第一元素を含有するガス（以下、「第一元素含有ガス」）が、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
【００４１】
第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばチタン（Ｔｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、例えばチタン含有ガスである。なお、第一元素含有ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一元素含有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。
【００４２】
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。
【００４３】
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、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。
【００４４】
主に、第一ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第一元素含有ガス供給系２４３（チタン含有ガス供給系ともいう）が構成される。
【００４５】
また、主に、第一不活性ガス供給管２４６ａ、マスフローコントローラ２４６ｃ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、不活性ガス供給源２３４ｂ、第一ガス供給管２４３ａを、第一不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００４６】
更には、第一ガス供給源２４３ｂ、第一不活性ガス供給系を、第一元素含有ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。
【００４７】
本明細書においては、第一ガス供給系を第一ガス供給部、もしくは原料ガス供給部とも呼ぶ。
【００４８】
（第二ガス供給系）
第二ガス供給管２４４ａには、下流にリモートプラズマユニット２４４ｅが設けられている。上流には、上流方向から順に、第二ガス供給源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。
【００４９】
第二ガス供給管２４４ａからは、第二元素を含有するガス（以下、「第二元素含有ガス」）が、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、リモートプラズマユニット２４４ｅ、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。第二元素含有ガスは、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。
【００５０】
第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。
【００５１】
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスであるとする。具体的には、窒素含有ガスとして、アンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
【００５２】
主に、第二ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第二元素含有ガス供給系２４４（窒素含有ガス供給系ともいう）が構成される。
【００５３】
また、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。
【００５４】
第二不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第二ガス供給管２４４ａ、リモートプラズマユニット２４４ｅ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、薄膜形成工程（Ｓ１０４）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００５５】
主に、第二不活性ガス供給管２４７ａ、マスフローコントローラ２４７ｃ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、不活性ガス供給源２４７ｂ、第二ガス供給管２４３ａ、リモートプラズマユニット２４４ｅを第二不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００５６】
更には、第二ガス供給源２４４ｂ、リモートプラズマユニット２４４ｅ、第二不活性ガス供給系を、第二元素含有ガス供給系２４４に含めて考えてもよい。
【００５７】
本明細書においては、第二ガス供給系を第二ガス供給部、もしくは反応ガス供給部とも呼ぶ。
【００５８】
（第三ガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第三ガス供給源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。
【００５９】
第三ガス供給管２４５ａから、パージガスとしての不活性ガスが、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
【００６０】
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、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。
【００６１】
第三ガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄよりも下流側には、クリーニングガス供給管２４８ａの下流端が接続されている。クリーニングガス供給管２４８ａには、上流方向から順に、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。
【００６２】
主に、第三ガス供給管２４５ａ、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、第三ガス供給系２４５が構成される。
【００６３】
また、主に、クリーニングガス供給管２４８ａ、マスフローコントローラ２４８ｃ及びバルブ２４８ｄによりクリーニングガス供給系が構成される。なお、クリーニングガス供給源２４８ｂ、第三ガス供給管２４５ａを、クリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
【００６４】
更には、第三ガス供給源２４５ｂ、クリーニングガス供給系を、第三ガス供給系２４５に含めて考えてもよい。
【００６５】
第三ガス供給管２４５ａからは、基板処理工程では、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４５ｃ、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、クリーニング工程では、クリーニングガスが、マスフローコントローラ２４８ｃ、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。
【００６６】
不活性ガス供給源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、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。
【００６７】
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、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。
【００６８】
ここで、クリーニングガスは、例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスである。なお、クリーニングガスとして、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。
【００６９】
尚、第三ガス供給系を不活性ガス供給部、もしくは処理室側不活性ガス供給部とも呼ぶ。また、第一の不活性ガス供給部に対して、第二の不活性ガス供給部とも呼ぶ。
【００７０】
更には、第一ガス供給系、第二ガス供給系、第三ガス供給系をまとめてガス供給部と呼ぶ。
【００７１】
（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、バッファ空間２３２に接続される排気管（第１排気管）２６３と、処理空間２０１に接続される排気管（第２排気管）２６２と、搬送空間２０３に接続される排気管（第３排気管）２６１とを有する。また、各排気管２６１，２６２，２６３の下流側には、排気管（第４排気管）２６４が接続される。
【００７２】
排気管２６１は、搬送空間２０３の側面あるいは底面に接続される。排気管２６１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ＴＭＰ（Ｔｕｒｂｏ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｕｍｐ。ターボ分子ポンプ。第１真空ポンプ）２６５が設けられる。排気管２６１においてＴＭＰ２６５の上流側には搬送空間用第一排気バルブとしてのバルブ２６６が設けられる。排気管２６１、ＴＭＰ２６５をまとめて搬送空間排気部と呼ぶ。
【００７３】
排気管２６２は、処理空間２０１の側方に接続される。排気管２６２には、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（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２７６が設けられる。ＡＰＣ２７６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からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。また、排気管２６２においてＡＰＣ２７６の上流側にはバルブ２７５が設けられる。排気管２６２とバルブ２７５、ＡＰＣ２７６をまとめて処理容器側排気部と呼ぶ。
【００７４】
排気管２６３は、処理室２０１と接続される面と異なる面に接続される。高さ方向において、分散孔２３４ａと、前記ガスガイド２３５の下端との間に接続される。排気管２６３には、バルブ２７９が備えられる。排気管２６３、バルブ２７９をまとめてシャワーヘッド排気部と呼ぶ。
【００７５】
排気管２６４には、ＤＰ（Ｄｒｙ  Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２８２が設けられる。図示のように、排気管２６４には、その上流側から排気管２６３、排気管２６２、排気管２６１が接続され、さらにそれらの下流にＤＰ２８２が設けられる。ＤＰ２８２は、排気管２６２、排気管２６３、排気管２６１のそれぞれを介してバッファ空間２３２、処理空間２０１および搬送空間２０３のそれぞれの雰囲気を排気する。また、ＤＰ２８２は、ＴＭＰ２６５が動作するときに、その補助ポンプとしても機能する。すなわち、高真空（あるいは超高真空）ポンプであるＴＭＰ２６５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ＤＰ２８２が用いられる。上記した排気系の各バルブには、例えばエアバルブが用いられる。
【００７６】
排気管２６２において、ＡＰＣ２７６と排気管２６４の間にはバルブ２７８が設けられる。バルブ２７８は排気管２６４を通過するガスがＡＰＣ２７６に流れ込まないようにする。そのため、排気管２６４から排気する工程以外では、バルブ２７８を閉とするよう制御する。なお、バルブ２７８を処理容器側排気部に含めても良い。
【００７７】
排気管２６１において、ＴＭＰ２６５と排気管２６４の間にはバルブ２６７が設けられる。バルブ２６７は排気管２６４を通過するガスがＴＭＰ２６５に流れ込まないようにする。そのため、排気管２６４から排気する工程以外では、バルブ２７８を閉とするよう制御する。なお、バルブ２７８を搬送空間排気部に含めても良い。
【００７８】
（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２８０を有している。コントローラ２８０は、演算部２８１及び記憶部２８４を少なくとも有する。コントローラ２８０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２８４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。なお、コントローラ２８０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（ＵＳＢ  Ｆｌａｓｈ  Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）２８３を用意し、外部記憶装置２８３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２８０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２８３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２８３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２８４や外部記憶装置２８３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２８４単体のみを含む場合、外部記憶装置２８３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００７９】
＜基板処理工程＞
次に、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２８０により制御される。
【００８０】
図４は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図５は、図４の成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【００８１】
以下、第一の処理ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用い、第二の処理ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いて、ウエハ２００上に薄膜として窒化チタン膜を形成する例について説明する。
【００８２】
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２）
処理装置１００では基板載置台２１２をウエハ２００の搬送位置（搬送ポジション：図６参照）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。
【００８３】
不活性ガス供給管２２１ａから開口孔２０８及びシャフト２１７に向けての不活性ガス供給を開始する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気の排気を開始する。
【００８４】
ところで、基板載置台２１２が上下動する度にベローズ２１９の板の接続部分がきしむため、それを繰り返すと接続部分が劣化してしまう。ベローズの板は溶接等で接続しているため、劣化するとベローズ２１９の内側空間に細かな金属片が発生する。発生した金属片はシャフトの上下動により巻き上がり、処理容器内２０２内に拡散してしまう恐れがある。
【００８５】
また、図３に示すように、磁性流体シール２９０を設け、基板載置台２１２を回転させる回転軸２９１を機密にシールしつつ回転可能に支持している装置形態が存在する。この場合、磁性流体シール２９０の経年劣化や、熱源が近くにある場合は磁性流体シール２９０が乾燥するなどして、磁性粒子が取り残され、シャフト２１７の上下動によって、磁性粒子が磁性流体シール２９０からベローズ２１９の内側に侵入する。
【００８６】
また、ゲートバルブ２０５を開けた際に、パーティクルがベローズ２１９の内側に入り込む場合がある。それは、ゲートバルブ２０５の解放と同時に、基板搬入出口２０６とゲートバルブ２０５の間やその接触面、隙間等に付着した膜が剥がれ落ちるためである。基板搬入出口２０６とゲートバルブ２０５に付着した膜は、後述する第一ガス供給工程Ｓ２０２や第二ガス供給工程Ｓ２０６において形成される。剥がれ落ちた膜の一部はＴＭＰ２６５等によって処理容器から排出され、他の膜はシャフト２１７にぶつかり、それがベローズ２１９の内側空間に侵入する。
【００８７】
ベローズ２１９内の空間に金属片やパーティクル、磁性粒子等のダストが侵入した場合、ＴＭＰ２６５で排気することが困難である。従って、成膜処理で圧力が変動した時などにベローズ２１９から処理容器２０２内に巻き上がり、その結果ダストが基板に付着し、悪影響を及ぼす可能性がある。従って、基板搬入出工程においても、ベローズ２１９内にダストを侵入させないことが望ましい
【００８８】
そこで、本実施形態においては、基板搬入出工程の間、ベローズ２１９内に入り込まないよう、不活性ガス供給管２２１ａから不活性ガスを供給する。
【００８９】
更には、ベローズ２１９や磁性流体シール２９０から発生したゴミが処理室に侵入しないよう、ベローズ２１９内の雰囲気をベローズ側排気孔２２２ａから排気して、金属片を処理容器２０２内に入れないようにする。
【００９０】
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（基板処理ポジション）までウエハ２００を上昇させる。
【００９１】
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、バルブ２６６とバルブ２６７を閉とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５の間、ならびに、ＴＭＰ２６５と排気管２６４との間が遮断され、ＴＭＰ２６５による搬送空間２０３の排気が終了する。一方、バルブ２７８とバルブ２７５を開き、処理空間２０１とＡＰＣ２７６の間を連通させると共に、ＡＰＣ２７６とＤＰ２８２の間を連通させる。ＡＰＣ２７６は、排気管２６３のコンダクタンスを調整することで、ＤＰ２８２による処理空間２０１の排気流量を制御し、処理空間２０１を所定の圧力（例えば１０−5〜１０−1Ｐａの高真空）に維持する。
【００９２】
この間、すなわち基板載置台２１２が処理位置にある間、不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８を構成する壁の間に不活性ガスを供給する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気を排気する。このようにすることで、シャフト２１７下方に巻きまわるガスがベローズ２１９内に侵入することを防ぐと共に、ベローズ２１９や磁性流体シール２９０から発生するゴミを処理容器に入れないようにする。シャフト２１７と底壁に設けられた開口孔２０８の側壁との間のコンダクタンスが、前記ベローズ側排気孔２２２ａのコンダクタンスよりも高くなるよう、ベローズ側不活性ガス供給部とベローズ側ガス排気部２２２を制御する
【００９３】
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、ＴＭＰ２６５あるいはＤＰ２８２で処理容器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。
【００９４】
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の表面が所定の温度となるよう制御される。ウエハ２００の温度は、例えば室温以上５００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって４００℃以下である。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。
【００９５】
（成膜工程Ｓ１０４）
次に、薄膜形成工程Ｓ１０４を行う。以下、図５を参照し、成膜工程Ｓ１０４について詳説する。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交互供給処理である。
【００９６】
（第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２）
ウエハ２００を加熱して所望とする温度に達すると、バルブ２４３ｄを開くと共に、ＴｉＣｌ４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２４３ｃを調整する。なお、ＴｉＣｌ４ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ２４５ｄを開き、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からＮ２ガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスの供給を開始していてもよい。
【００９７】
更に、不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８を構成する側壁との間の空間への不活性ガス供給を開始する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気の排気を開始する。このとき不活性ガスの供給量を、後述するパージ工程Ｓ２０８よりも多くする。多くすることで、より確実にベローズ２１９内の空間への第一ガスの侵入をより確実に防ぐことができる。
【００９８】
より良くは、処理容器２０２内の開口孔２０８近傍の圧力が、シャフト２１７と開口孔２０８を構成する側壁との間の空間よりも低くなるよう、不活性ガス供給が制御される。このようにすることで、処理容器２０２の雰囲気がベローズ２１９の内側空間へ侵入することをより確実に防ぐことができる。
【００９９】
第一分散機構２４１を介して処理空間２０１に供給されたＴｉＣｌ４ガスはウエハ２００上に供給される。ウエハ２００の表面には、ＴｉＣｌ４ガスがウエハ２００の上に接触することによって「第一元素含有層」としてのチタン含有層が形成される。一方、第一分散機構２４１から供給されたＴｉＣｌ４ガスは隙間２３２ｂにも滞留する。
【０１００】
チタン含有層は、例えば、処理容器２０２内の圧力、ＴｉＣｌ４ガスの流量、基板載置台２１２の温度、処理空間２０１の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。なお、ウエハ２００上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ２００または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
【０１０１】
ＴｉＣｌ４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、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。上記したＳ２０２の工程では、図４に示すように、バルブ２７５およびバルブ２７８が開とされ、ＡＰＣ２７６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。Ｓ２０２において、バルブ２７５およびバルブ２７８、バルブ２２２ｂ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【０１０２】
（パージ工程Ｓ２０４）
次いで、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスを供給し、シャワーヘッド２３０および処理空間２０１のパージを行う。このときも、バルブ２７５およびバルブ２７８は開とされてＡＰＣ２７６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、バルブ２７５およびバルブ２７８以外の排気系のバルブは全て閉とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２でウエハ２００に結合できなかったＴｉＣｌ４ガスは、ＤＰ２８２により、排気管２６２を介して処理空間２０１から除去される。
【０１０３】
次いで、第三ガス供給管２４５ａから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、バルブ２７５およびバルブ２７８が閉とされる一方、バルブ２７９が開とされる。他の排気系のバルブは閉のままである。すなわち、シャワーヘッド２３０のパージを行うときは、処理空間２０１とＡＰＣ２７６の間を遮断すると共に、ＡＰＣ２７６と排気管２６４の間を遮断し、ＡＰＣ２７６による圧力制御を停止する一方、バッファ空間２３２とＤＰ２８２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ＴｉＣｌ４ガスは、排気管２６２を介し、ＤＰ２８２によりシャワーヘッド２３０から排気される。
【０１０４】
更に、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２に引き続き、不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８との間の空間への不活性ガスを供給する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気を排気する。このとき、不活性ガスの供給量を第一ガス供給工程Ｓ２０２よりも少なくする。少なくすることで、ガスを効率的に使用することができる。
【０１０５】
シャワーヘッド２３０のパージが終了すると、バルブ２７８およびバルブ２７５を開としてＡＰＣ２７６による圧力制御を再開すると共に、バルブ２７９を閉としてシャワーヘッド２３０と排気管２６４との間を遮断する。他の排気系のバルブは閉のままである。このときも第三ガス供給管２４５ａからのＮ２ガスの供給は継続され、シャワーヘッド２３０および処理空間２０１のパージが継続される。なお、パージ工程Ｓ２０４において、排気管２６２を介したパージの前後に排気管２６３を介したパージを行うようにしたが、排気管２６２を介したパージのみであってもよい。また、排気管２６２を介したパージと排気管２６３を介したパージを同時に行うようにしてもよい。
【０１０６】
（第二の処理ガス供給工程Ｓ２０６）
パージ工程Ｓ２０４の後、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内にプラズマ状態のアンモニアガスの供給を開始する。
【０１０７】
このとき、アンモニア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２４４ｃを調整する。なお、アンモニアガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。なお、アンモニアガスとともに、第二不活性ガス供給系からキャリアガスとしてＮ２ガスを流してもよい。また、この工程においても、第三ガス供給系のバルブ２４５ｄは開とされ、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスが供給される。
【０１０８】
第一分散機構２４１を介して処理容器２０２に供給されたプラズマ状態のアンモニアガスはウエハ２００上に供給される。既に形成されているチタン含有層がアンモニアガスのプラズマによって改質されることにより、ウエハ２００の上には、例えばチタン元素および窒素元素を含有する層が形成される。
【０１０９】
改質層は、例えば、処理容器２０３内の圧力、窒素含有ガスの流量、基板載置台２１２の温度、リモートプラズマユニット２４４ｅの電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、チタン含有層に対する所定の窒素成分等の侵入深さで形成される。
【０１１０】
所定の時間経過後、バルブ２４４ｄを閉じ、窒素含有ガスの供給を停止する。
【０１１１】
Ｓ２０６においても、上記したＳ２０２と同様に、バルブ２７５およびバルブ２７８が開とされ、ＡＰＣ２７６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。また、バルブ２７５およびバルブ２７８、バルブ２２２ｂ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【０１１２】
パージ工程Ｓ２０４に引き続き、不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８の側壁との間の空間に不活性ガスを供給する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気を排気する。このとき、不活性ガスの供給量をパージガス供給工程Ｓ２０４よりも多くする。多くすることで、より確実に第二ガスの侵入を防ぐことが可能となる。
【０１１３】
（パージ工程Ｓ２０８）
次いで、Ｓ２０４と同様のパージ工程を実行する。各部の動作はＳ２０４と同様であるので説明は省略する。
【０１１４】
（判定Ｓ２１０）
コントローラ２８０は、上記１サイクルを所定回数（ｎ  ｃｙｃｌｅ）実施したか否かを判定する。
【０１１５】
所定回数実施していないとき（Ｓ２１０でＮｏの場合）、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２、パージ工程Ｓ２０４、第二の処理ガス供給工程Ｓ２０６、パージ工程Ｓ２０８のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき（Ｓ２１０でＹｅｓの場合）、図５に示す処理を終了する。
【０１１６】
尚、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２では第一の処理ガスが基板載置台２１２と仕切り板２０４の間から漏れて搬送空間２０３に供給され、更に基板搬入出口２０６に侵入することがある。第二の処理ガス供給工程も同様に、第二の処理ガスが基板載置台２１２と仕切り板２０４の間から漏れて搬送空間２０３に供給され、更に基板搬入出口２０６に侵入することがある。パージ工程Ｓ２０４、Ｓ２０６では、基板載置台２１２と仕切り板２０４によって区画されているため、搬送室２０３の雰囲気を排気することは困難である。そのため、基板搬入出口２０６に侵入したガス同士が反応し、基板搬入出口２０６の内側表面や弁体２０５ａの搬送室２０３と向かい合う面に膜が形成されてしまう。形成された膜は、前述のように基板搬入・載置工程Ｓ１０２にてダストとなってしまう。そこで、基板搬入・載置工程Ｓ１０２で記載のように、基板搬入・載置工程Ｓ１０２の間、少なくとも不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８の間に不活性ガスを供給する。
【０１１７】
図４の説明に戻ると、次いで、基板搬出工程Ｓ１０６を実行する。
【０１１８】
（基板搬出工程Ｓ１０６）
基板搬出工程Ｓ１０６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。
【０１１９】
次いで、ウエハ２００が搬送位置まで移動すると、バルブ２６２を閉とし、搬送空間２０３と排気管２６４との間を遮断する。一方、バルブ２６６とバルブ２６７を開とし、ＴＭＰ２６５（およびＤＰ２８２）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。この間、ベローズ２１９内にパーティクルが侵入しないよう、不活性ガス供給管２２１ａからシャフト２１７と開口孔２０８の間への不活性ガス供給を開始する。それと並行して、ベローズ側排気管２２２ａからベローズ２１９の内側雰囲気の排気を開始する。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。
【０１２０】
（処理回数判定工程Ｓ１０８）
ウエハ２００を搬出後、薄膜形成工程が所定の回数に到達したか否かを判定する。所定の回数に到達したと判断されたら、処理を終了する。所定の回数に到達していないと判断されたら、次に待機しているウエハ２００の処理を開始するため、基板搬入・載置工程Ｓ１０２に移行する。
【０１２１】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態として成膜技術について説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。例えば、上記で例示した薄膜以外の成膜処理や、拡散処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。また、本発明は、アニール処置装置の他、薄膜形成装置、エッチング装置、酸化処理装置、窒化処理装置、塗布装置、加熱装置等の他の基板処理装置にも適用できる。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。
【０１２２】
また、上記実施例においては、第一元素含有ガスとしてＴｉＣｌ４を例にして説明し、第一元素としてＴｉを例にして説明したが、それに限るものではない。例えば、第一元素としてＳｉやＺｒ、Ｈｆ等種々の元素であっても良い。また、第二元素含有ガスとしてＮＨ３を例にして説明し、第二元素としてＮを例にして説明したが、それに限るものではない。例えば、第二元素としてＯ等であっても良い。
【０１２３】
（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。
【０１２４】
〔付記１〕
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理容器内に設けられた基板載置台と、
前記処理容器に接続される処理容器側排気部と、
前記基板載置台を支持するシャフトと、
前記シャフトを支持するシャフト支持部と、
前記シャフトが貫通される前記処理容器の底壁に設けられた開口孔と、
前記開口孔と前記シャフト支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁を有し、前記ベローズ壁の内側空間が前記処理容器の空間と連通するベローズと、
前記ベローズ壁の内側空間への不活性ガスの供給と、前記内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部と
を有する基板処理装置が提供される。
【０１２５】
〔付記２〕
好ましくは、
前記ベローズ側ガス給排気部は、
前記ベローズ壁の上端と前記処理容器の底壁との間に設けられる不活性ガス供給孔に接続され、前記内側空間へ不活性ガスを供給する第一の不活性ガス供給部と、
前記不活性ガス供給孔よりも下方に設けられ、前記内側空間の雰囲気を排気するベローズ側排気孔を介して前記ベローズ壁の内側空間と連通するベローズ側ガス排気部と
を有する付記１記載の基板処理装置が提供される。
【０１２６】
〔付記３〕
好ましくは、
前記ベローズ側排気孔は、前記ベローズ壁の下端よりも下方に設けられる付記２記載の基板処理装置が提供される。
【０１２７】
〔付記４〕
好ましくは、
前記基板載置台は、基板を搬送する間は搬送位置に設定され、基板を処理する間は処理位置に設定され、
前記基板載置台が処理位置に設定されている間、前記不活性ガス供給孔から不活性ガスを供給すると共に、前記ベローズ側排気孔から前記内側空間の雰囲気を排気する付記２または付記３に記載の基板処理装置が提供される。
【０１２８】
〔付記５〕
好ましくは、
前記処理ガス供給部は、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部とを有し、
前記ベローズ側ガス給排気部は、前記原料ガス供給部が前記処理容器へ原料ガスを供給する間、第一の供給量で前記内部空間へ不活性ガスを供給し、前記第二の不活性ガス供給部から前記処理容器へ不活性ガスを供給する間、前記第一の供給量より少ない供給量で前記内部空間へ不活性ガスを供給する付記１から付記３のうち、いずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
【０１２９】
〔付記６〕
好ましくは、
前記処理ガス供給部は、反応ガスを供給する反応ガス供給部と、不活性ガスを供給する第二の不活性ガス供給部とを有し、
前記ベローズ側ガス給排気部は、前記反応ガス供給部が前記処理容器へ反応ガスを供給する間、第二の供給量で前記内部空間へ不活性ガスを供給し、前記第二の不活性ガス供給部から前記処理容器へ不活性ガスを供給する間、前記第二の供給量より少ない供給量で前記内部空間へ不活性ガスを供給する付記１から付記３のうち、いずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
【０１３０】
〔付記７〕
好ましくは、
前記シャフトと前記開口孔の側壁との間のコンダクタンスが、前記ベローズ側排気孔のコンダクタンスよりも高くなるよう、前記第一の不活性ガス供給部と前記ベローズ側ガス排気部を制御する付記２から５の内、いずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
【０１３１】
〔付記８〕
好ましくは、
前記ベローズ側排気孔は、前記シャフトの外周に配置される磁性流体シールよりも高い位置に設けられる付記２から６の内、いずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
【０１３２】
〔付記９〕
別の形態によれば、
処理容器内でシャフトに支持された基板載置台に基板を載置する工程と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理ガスを供給する工程では、前記シャフトが貫通される前記処理容器の底に設けられた開口孔と前記シャフトを支持するシャフト支持部との間に設けられたベローズ壁の内側空間に、不活性ガスの供給と雰囲気の排気を並行して行う
半導体装置の製造方法が提供される。
【０１３３】
〔付記１０〕
更に別の形態によれば、
処理容器内でシャフトに支持された基板載置台に基板を載置する手順と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する手順とを有し、
前記処理ガスを供給する手順では、前記シャフトが貫通される前記処理容器の底に設けられた開口孔と前記シャフトを支持するシャフト支持部との間に設けられたベローズ壁の内側空間に、不活性ガスの供給と雰囲気の排気を並行して行うよう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】
【０１３４】
１００・・・・基板処理装置
２００・・・・ウエハ（基板）
２０１・・・・処理空間
２０２・・・・反応容器
２０３・・・・搬送空間
２０８・・・・開口孔
２１７・・・・シャフト
２１９・・・・ベローズ
２２１ａ・・・不活性ガス供給管
２２２ａ・・・排気管
２３２・・・・バッファ空間
【要約】      （修正有）【課題】パーティクル発生を抑制可能な基板処理装置の提供。【解決手段】基板２００を処理する処理容器２０２と、処理容器２０２に処理ガスを供給する処理ガス供給部２４２と、処理容器２０２内に設けられた基板載置台２１２と、処理容器２０２に接続される処理容器側排気部２６４と、上端で基板載置台２１２を支持するシャフト２１７と、シャフト２１７を支持するシャフト支持部と、シャフト２１７が貫通される処理容器２０２の底壁に設けられた開口孔２０８と、開口孔２０８とシャフト２１７支持部の間に配置される伸縮可能なベローズ壁２１９を有し、ベローズ壁２１９の内側空間が処理容器２０２の空間と連通するベローズ２１９と、ベローズ壁２１９の内側空間への不活性ガス供給部２２１と、内側空間の雰囲気の排気とを並行して行うベローズ側ガス給排気部２２２とを有する基板処理装置１００。【選択図】図１【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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