(57)【要約】【課題】緻密な基板処理をしつつ、スループットを向上させることができる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】基板処理装置は、処理室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、前記処理室にガスを供給するガス供給部と、前記処理室のガスを排気する排気部と、前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、を有する。【選択図】図３
2011222960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、
前記処理室にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室のガスを排気する排気部と、
前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
基板載置面に基板を載置し基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、
第一のガスを第一のガス供給孔から供給する第一のガス供給部と、
前記第一のガスを第一のガス排気孔から排気する第一の排気部と、
第二のガスを第二のガス供給孔から供給する第二のガス供給部と、
前記第二のガスを第二のガス排気孔から排気する第二の排気部と、
前記第一の排気部と前記第二の排気部との間に設けられ、不活性ガスを供給する第三のガス供給部と、
を有し、
前記第一のガス供給孔と前記第一のガス排気孔及び前記第二のガス供給孔と前記第二のガス排気孔のうち、少なくともいずれかの一組は基板載置面よりも重力方向に対して上方に設けられている基板処理装置。
【請求項３】
前記第一のガス供給孔、前記第一のガス排気孔、前記第二のガス供給孔、及び前記第二のガス排気孔は、前記基板載置面と対向するように設けられている請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
第一の排気経路を経由して前記第一のガス排気部に接続された第一のポンプと、
第二の排気経路を経由して前記第二のガス排気部に接続された第二のポンプと、
をさらに有する請求項２又は３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板支持部は、回転軸を中心に回転し、
前記第一のガス供給部及び前記第二のガス供給部とは、前記回転軸の回転方向に対して交互に配置されるとともに、前記回転軸から離れるほどガス供給量が多くなるように構成されている請求項２乃至４いずれか記載の基板処理装置。
【請求項６】
処理室内に設けられ、基板を支持する複数の基板支持部と、
前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、
前記処理室にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室のガスを排気する排気部と、
前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、
を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記ガス供給部からガスを供給しつつ前記排気部からガスを排気するガス供給／排気工程と、
前記ガス供給／排気工程の間、複数の前記基板支持部を移動する移動工程と、
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、基板上に薄膜を形成、もしくは形成されている膜を改質など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】
基板を複数枚一括で処理する所謂バッチ装置として、複数枚の基板を縦に積み上げ、一括で処理をする縦型の基板処理装置が挙げられる（特許文献１）。また、処理室内の基板支持台に基板を載置し、１枚ずつ処理する基板処理装置が挙げられる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５６６９５号
【特許文献２】特開平１１−２８８７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板を処理する装置として、１枚の基板を処理する枚葉装置がある。枚葉装置は、１枚ずつ処理をするため、緻密な処理が可能であることが知られている。また、基板の大型化が検討されている昨今では、機構強度の観点から、複数の基板を積み重ねて処理をするバッチ装置より枚葉装置で処理することが検討されている。
しかしながら、枚葉装置は、１枚ずつ処理をするためスループットが低いという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、基板処理装置において、緻密な基板処理をしつつ、スループットを向上させることができ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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
処理室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、前記処理室にガスを供給するガス供給部と、前記処理室のガスを排気する排気部と、前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、を有する基板処理装置。
【０００７】
更には、次の通りである。
処理室内に設けられ、基板を支持する複数の基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、前記処理室にガスを供給するガス供給部と、前記処理室のガスを排気する排気部と、前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記ガス供給部からガスを供給しつつ前記排気部からガスを排気するガス供給／排気工程と、前記ガス供給／排気工程の間、複数の前記基板支持部を移動する移動工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
この基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、枚葉装置の緻密な処理を可能としつつ、処理スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態である基板処理装置を示す平面図である。
【図２】その一部省略切断斜視図である。
【図３】その一部省略側面断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態である基板処理装置を示す一部省略側面断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態である基板処理装置を示す一部省略側面断面図である。
【図６】本発明の第四実施形態である基板処理装置を示す平面図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る基板処理装置の側面図及び上面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係るシャワーヘッドの拡大図である。
【図９】本発明の第四実施形態における、ウエハを載置した場合の説明図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る基板処理装置の排気系統を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係る基板処理装置のガスの流れを説明する説明図である。
【図１２】本発明の第五実施形態に係る基板処理装置の側面図及び上面図である。
【図１３】本発明の第五実施形態に係るプラズマ生成源及びその周辺を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第六実施形態である基板処理装置を示す平面図である。
【図１５】比較例としての基板処理装置の側面図及び上面図である。
【図１６】比較例における、ウエハを載置した場合の説明図である。
【図１７】比較例に係る基板処理装置の排気系統を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一の実施形態＞
以下、本発明に係る第一の実施形態を図面に即して説明する。
【００１１】
図１〜図３は、本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係る基板処理装置１０は、半導体集積回路装置（以下、半導体装置という）の製造方法において、半導体装置が形成される基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハ１８という）にプラズマ処理を施す基板処理装置として構成されている。
【００１２】
本実施形態に係る基板処理装置１０は、処理室１２を形成した筐体１１を備えている。筐体１１は長方形筒形状に形成されており、筒中空部が処理室１２を形成している。
【００１３】
筐体１１の正面壁には入口１３が開設されており、入口１３と対向する筐体１１の他方の壁には出口１４が開設されている。入口１３はゲート１３Ａによって開閉されるように構成されており、出口１４はゲート１４Ａによって開閉されるように構成されている。
【００１４】
図１に記載のように、筐体１１の入口１３を有する壁には入口側予備室３３が連結され、出口１４を有する壁には出口側予備室３４がそれぞれ連結されている。両予備室３３、３４は減圧可能に構成されている。
入口側予備室３３には予備室ヒータ３３Ａが設けられ、筐体１１に入る前に、ウエハ１８を加熱する構成としている。また、出口側予備室３４には予備室冷却機構３４Ａが設けられ、筐体１１内で加熱されたウエハ１８を冷却する構造としている。
なお、図２では説明の便宜上、各予備室３３、３４を省略している。
【００１５】
基板処理装置１０には制御部８０が設けられており、制御部８０によって各構成を制御している。
【００１６】
処理室１２内には複数枚の基板保持具１７（基板支持部、後述する）を間隔をあけて並べて移動させる基板支持部移動機構としてのコンベア１５が全長にわたって水平に敷設されている。
コンベア１５は回転するローラ１６を複数本備えており、各ローラ１６の回転によって移動（搬送）対象物としてのウエハ１８を支持した基板保持具１７を搬送するように構成されている。コンベア１５の幅は、基板保持具１７の幅よりも大きく設定されている。
また、処理室１２は複数枚、例えば４枚の基板保持具１７を等しいピッチをもって並べて搬送し得る長さに設定されている。
【００１７】
基板保持具１７は正方形の平板形状に形成されており、外径がウエハ１８の直径よりも大きく設定されている。基板保持具１７は、この基板保持具１７のうち、ローラ１６と向かい合わない面（以下、上面とする）に没設された保持穴１７ａにウエハ１８を収納することにより、ウエハ１８を位置決めして着脱自在に保持するように構成されている。
【００１８】
図１、図２に示されているように、筐体１１の天井壁には、一対の電極を有するプラズマ生成装置２０が複数台、本実施例においては４台、コンベア１５の搬送方向（以下、前後方向とする）に等しいピッチをもってそれぞれ配置されている。
プラズマ生成装置２０は後述するように電極を有しており、電極に電力を投入することで、処理室１２内に供給された処理ガスをプラズマ状態とする。
【００１９】
処理室１２の側壁には、処理室１２内のガスを排気するガス排気口１９ａが形成されており、このガス排気口１９ａにはガス排気管１９ｂが接続されるように設けられている。
ガス排気管１９ｂは、複数台のプラズマ生成装置２０それぞれに対応するように設けられている。ガス排気管１９ｂは下流で合流し、ガス排気管１９ｂの合流した箇所には、上流から順に、圧力調整バルブ１９ｃと、排気装置としての真空ポンプ１９ｄとが設けられており、この圧力調整バルブ１９ｃの開度を調整することで、処理室１２内の圧力が所定の値に調整される。
【００２０】
ガス排気口１９ａとガス排気管１９ｂと圧力調整バルブ１９ｃと真空ポンプ１９ｄとから、ガス排気部１９が構成される。
圧力調整バルブ１９ｃと真空ポンプ１９ｄとは、制御部８０と電気的に接続されており、制御部８０により圧力調整制御される。
なお、図２では説明の便宜上、ガス排気部１９を省略している。
【００２１】
図３に示されているように、本実施形態に係るプラズマ生成装置２０は、絶縁材料が用いられて正方形枠形状に形成されたブラケット２１を備えている。ブラケット２１は筐体１１の天井壁に建て込まれて固定されており、ブラケット２１の枠内にはホルダ２２が嵌め込まれている。
【００２２】
ホルダ２２は、石英（SiO2 ）等の誘電体が用いられて正方形板形状に形成されている。ホルダ２２の上面には、基板保持具１７の進行方向と直交する方向に、複数条（図示例では８条）の細い長方形の長溝２２ａが等しいピッチをもって整列されて、一定深さに没設されている。
【００２３】
プラズマ生成装置２０は一対の電極としてのくし型電極対２３を備えており、くし型電極対２３はアノード電極２４及びカソード電極２５を複数組（図示例では４組）備えている。アノード電極２４及びカソード電極２５は細長い長方形平板形状にそれぞれ形成されており、隣り合う長溝２２ａ、２２ａにそれぞれ収納されている。すなわち、各電極２４、２５はウエハ１８の進行方向と直行するように設けられている。
プラズマ３０は、各電極２４、２５の間であって、これらの電極２４、２５の延伸方向に生成される。
【００２４】
各電極２４、２５をウエハ１８の進行方向に対して直行方向に配置することで、生成されたプラズマ３０がウエハ１８の表面を走査する。従って、ウエハ１８上に均一にプラズマ３０を晒すことができる。
仮にウエハ１８の進行方向と電極２４、２５を並行にした場合、ウエハ１８上に進行方向と並行にプラズマ３０が生成されるため、膜厚がまだらとなってしまう。
【００２５】
長溝２２ａ、２２ａにそれぞれ収納されたアノード電極２４及びカソード電極２５は、長溝２２ａの底壁２２ｂによって処理室１２から分離されている。
このように、くし型電極対２３と処理室１２との間に誘電体製のホルダ２２が設けられるため、電極２４、２５がプラズマ３０によって削られて生成される金属片による金属汚染を防止することができる。このとき、底壁２２ｂは、プラズマ３０を生成できる程度の厚みであって、ウエハ１８への薄膜形成に支障のない厚みとする。
【００２６】
プラズマ生成装置２０には高周波電源２６が接続されており、高周波電源２６は整合器２７及び絶縁トランス２８を介して、くし型電極対２３に接続されている。すなわち、高周波電源２６は、整合器２７を介して絶縁トランス２８の一次側に接続されており、絶縁トランス２８の二次側にはくし型電極対２３が接続されている。くし型電極対２３の複数組のアノード電極２４及びカソード電極２５は、絶縁トランス２８に並列に接続されている。
【００２７】
高周波電源２６や整合器２７及び絶縁トランス２８は、筐体１１の天井壁上に配置された配電盤２９に格納されている（図１及び図２参照）。
なお、プラズマ生成装置２０、高周波電源２６、整合器２７、絶縁トランス２８をプラズマ生成部と呼ぶ。
【００２８】
なお、本実施形態では、入口１３から出口１４に向かって、それぞれ隣接するプラズマ生成部を、第一のプラズマ生成部、第二のプラズマ生成部、第三のプラズマ生成部・・・と呼ぶ。
同様に、入口１３から出口１４に向かって、それぞれ隣接するプラズマ生成装置を、第一のプラズマ生成装置、第二のプラズマ生成装置、第三のプラズマ生成装置・・・と呼ぶ。
【００２９】
底壁２２ｂの内、ウエハ１８と対向する面は、ウエハ１８表面と略平行になるように構成する。すなわち、底壁２２ｂはコンベア１５と略平行になるように構成する。このような形状とすることで、ウエハ１８面上に均一にプラズマ３０を晒すことが可能となる。
【００３０】
筐体１１の天井壁にはガス供給口３１ａが開設されており、ガス供給口３１ａにはガス供給管３１ｂの一端が接続されている。ガス供給管３１ｂには、上流から順に、ガス供給源３１ｅ、ガス流量を調整する流量制御装置３１ｄ、ガス流路を開閉するバルブ３１ｃが設けられている。バルブ３１ｃを開閉することで、ガス供給管３１ｂから処理室１２内にガスが供給され、又は供給停止される。
【００３１】
ガス供給口３１ａとガス供給管３１ｂとバルブ３１ｃと流量制御装置３１ｄとガス供給源３１ｅとから、ガス供給部３１が構成される。流量制御装置３１ｄとバルブ３１ｃは、制御部８０と電気的に接続されており、制御部８０により制御される。
【００３２】
筐体１１の底にはヒータ３２が設けられており、このヒータ３２は、コンベア１５により搬送されるウエハ１８や基板保持具１７を加熱する。
【００３３】
次に、以上の構成に係る基板処理装置１０の作用及び効果を説明する。各構成の動作は、制御部８０により制御される。
【００３４】
ウエハ１８が搭載された基板保持具１７は、入口側予備室３３に搬入される。入口側予備室３３では、予備室ヒータ３３Ａが基板保持具１７及びウエハ１８を加熱する。加熱と同時に、入口側予備室３３内を、筐体１１と略同じ圧力とする。
また、筐体１１はガス排気部１９及びガス供給部３１の協働により、一定の圧力に維持されている。
【００３５】
ウエハ１８が所定の温度に加熱された後、ゲート１３Ａが開放され、基板保持具１７がコンベア１５上へ載置される。載置された後、ゲート１３Ａが閉じ、筐体１１と入口側予備室３３が区画される。
【００３６】
ウエハ１８を予め保持した第一の基板保持具１７は入口１３から搬入され、コンベア１５上に載置される。コンベア１５上に載置された基板保持具１７及び基板保持具１７上のウエハ１８は、ヒータ３２によって加熱されて、予め設定された処理温度に維持される。
【００３７】
最初に処理する基板保持具１７（第一の基板保持具１７）が１台目のプラズマ生成装置２０（第一のプラズマ生成装置２０）に対向した状態になるように、コンベア１５が第一の基板保持具１７を搬送して停止する。
この状態で、図３に示されているように、ガス供給部３１からガスを供給した後、プラズマ生成装置２０がプラズマ３０を基板保持具１７上に生成し、ウエハ１８にプラズマ処理を施す。
このとき、入口側予備室３３には次の第二の基板保持具１７が待機している。
【００３８】
予め設定された処理時間が経過すると、入口側予備室３３から筐体１１へ第二の基板保持具１７を搬送する。このとき、第一の基板保持具１７と第二の基板保持具１７との距離を、第一のプラズマ生成装置２０と第二のプラズマ生成装置２０との間の距離と同じくするよう、第二の基板保持具１７をコンベア上に載置する。
【００３９】
コンベア１５は第一の基板保持具１７が第二のプラズマ生成装置と対向した状態となるように搬送する。更には第二の基板保持具１７が第一のプラズマ生成装置２０と対向した状態となるよう、第一の基板保持具１７及び第二の基板保持具１７を搬送する。
このとき、入口側予備室３３に第三の基板保持具１７を載置する。
【００４０】
このように、基板保持具１７が順次搬入され、各プラズマ生成装置２０の下でウエハ１８がプラズマ処理される。
各プラズマ生成装置２０の下で順次処理することで、例えば、所望の膜厚を堆積することが可能となる。
【００４１】
出口１４に最も近いプラズマ生成装置２０でプラズマ処理を施されたウエハ１８は、次のように筐体１１から搬出される。
まず、出口１４に最も近いプラズマ生成装置２０で所定の時間、ウエハ１８が処理された後、出口１４のゲート１４Ａが開放される。開放されたら、図示しない搬送機構によって出口側予備室３４へ搬出される。搬出された後、ゲート１４Ａを閉じる。
【００４２】
出口側予備室３４では、搬送された基板保持具１７が予備室冷却機構３４Ａによって冷却される。同時に、ウエハ１８が冷却される。
このようにすることで、ウエハ１８を素早く冷却することが可能となるため、高温状態のウエハ１８を搬入できない他の装置にも、素早く移載することが可能となる。
【００４３】
ところで、例えば、プラズマ生成装置が容量結合型平行平板電極であって一方の電極が連続的に移動する基板保持具によって構成されている場合、次のような問題がある。
ウエハ１８を保持した基板保持具を連続的に移動させながらウエハ１８にプラズマ処理を施すと、基板保持具を連続的に移動する場合、すなわち、移動することによって上部電極と下部電極の位置関係にズレが起きた場合に、平行平板電極間に生成されるプラズマの形成状態（体積や密度、電子温度など）が変化するので、ウエハ１８にプラズマ処理を均一に施すことができない。
【００４４】
本実施形態においては、ウエハ１８や基板保持具１７、コンベア１５等の影響を受けずに、プラズマ生成装置２０の各電極によりプラズマ３０を生成することができるので、ウエハ１８を保持した基板保持具１７をコンベア１５によって連続的に移動させても、プラズマ生成状態に影響を及ぼさない。
したがって、基板保持具１７をコンベア１５によって連続的に移動させても、ウエハ１８に対してプラズマ処理を均一に施すことができる。更には、筐体１１にて複数枚連続してウエハ１８を処理することが可能であるので、従来の枚葉装置に比べスループットを高くすることができる。
【００４５】
＜第二の実施形態＞
図４は本発明の第二の実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、くし型電極対２３を保持するホルダ２２Ａが平板形状に形成されており、くし型電極対２３がホルダ２２Ａの処理室１２内側端面に配置されて、プラズマ３０と接触するように構成されている点、である。他の構成においては、第一の実施例と同様の構成である。
【００４６】
本実施形態においては、くし型電極対２３が石英等の誘電体を介していない。言い換えれば、くし型電極対２３が処理室１２と連通した状態としている。このような構成とした場合、底壁２２ｂの存在する第一の実施例に比べて、くし型電極対２３から発生する電界が維持される。従って、第一の実施形態よりも効率的にプラズマ３０を生成することが可能となる。
また、供給するガスとして腐食性ガスを使用する場合には、くし型電極対２３が劣化したりエッチングされたりする。そこで、炭化シリコン（SiC）等の材料を用いてくし型電極対２３を構成することにより、寿命を延ばすことが可能となる。
【００４７】
＜第三の実施形態＞
図５は本発明の第三の実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、プラズマ生成装置２０に相当するプラズマ生成装置が誘導結合方式（誘導結合型装置２０Ｂ）である点である。他の構成においては、第一の実施例と同様の構成である。
【００４８】
以下に、誘導結合型装置２０Ｂを図５を用いて説明する。
誘導結合型装置２０Ｂは、ブラケット４１を備えている。ブラケット４１は筐体１１の天井壁に建て込まれて固定されており、ブラケット４１の枠内にはドーム４２が嵌め込まれている。
ドーム４２は、酸化アルミニウムまたは石英等の非金属材料が使用されてドーム形状に形成されている。ドーム４２の外周にはコイル４３が設置されており、コイル４３には高周波電力を印加する高周波電源４４が、整合器４５及び絶縁トランス４６を介して接続されている。
高周波電源４４、整合器４５及び絶縁トランス４６は、筐体１１の天井壁上に配置された図示しない配電盤に格納されている。
【００４９】
誘導結合型装置２０Ｂ、コイル４３、高周波電源４４、整合器４５及び絶縁トランス４６からプラズマ生成部が構成される。コイル４３に高周波電力を投入することで、プラズマ４９が生成される。
【００５０】
ドーム４２の天井壁にはガス供給口４８ａが開設されており、ガス供給口４８ａにはガス供給管４８ｂの一端が接続されている。ガス供給管４８ｂには、上流から順に、ガス供給源４８ｅ、ガス流量を調整する流量制御装置４８ｄ、ガス流路を開閉するバルブ４８ｃが設けられている。このバルブ４８ｃを開閉することで、ガス供給管４８ｂから処理室１２内にガスが供給され、又は供給停止される。
【００５１】
ガス供給口４８ａとガス供給管４８ｂとバルブ４８ｃと流量制御装置４８ｄとガス供給源４８ｅとから、ガス供給部４８が構成される。流量制御装置４８ｄとバルブ４８ｃは、制御部８０と電気的に接続されており、制御部８０により制御される。
【００５２】
本実施形態においても、ウエハ１８や基板保持具１７、コンベア１５等の影響を受けずに、誘導結合型装置２０Ｂによりプラズマ４９を生成することができるので、ウエハ１８を保持した基板保持具１７をコンベア１５によって連続的に移動させても、プラズマ生成状態に影響を及ぼさない。
したがって、基板保持具１７をコンベア１５によって連続的に移動させても、ウエハ１８に対してプラズマ処理を均一に施すことができる。更には、筐体１１にて複数枚のウエハ１８を連続して処理することが可能なので、従来の枚葉装置に比べスループットを高くすることができる。
【００５３】
＜第四の実施形態＞
図６から図１１は本発明の第四の実施形態を示している。
本実施形態が第一の実施形態と異なる点は、基板処理装置がロータリー式に構成されている点である。
【００５４】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置１００の構成について説明する。
図６は、第四実施形態に係る基板処理装置１００の一部切断平面図である。
図７（Ａ）は、本実施形態に係る基板処理装置１００の側面断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のａ−ａ'矢視図である。また、図７（Ａ）は、図７（Ｂ）のｂ−ｂ'矢視図である。
図８は、第一のシャワーヘッド１３３（あるいは第二のシャワーヘッド１３７）の拡大図である。
図９は、ウエハ１８を載置した場合の説明図である。
図１０は、基板処理装置１００の排気系統を説明する説明図である。
図１１は、基板処理装置１００のガスの流れを説明する説明図である。
【００５５】
本実施形態に係る基板処理装置１００は、処理室１０１を形成した筐体５１を備えている。筐体５１は円筒形状に形成されており、筒中空部が処理室１０１を形成している。処理室１０１は、円状の反応室壁１０３に囲まれて形成されている。
筐体５１の側壁には入口５３及び出口５４が隣り合わせに開設されている。入口５３はゲート５３Ａによって開閉されるように構成されており、出口５４はゲート５４Ａによって開閉されるように構成されている。
【００５６】
筐体５１の入口５３を有する壁には入口側予備室５７が連結され、出口５４を有する壁には出口側予備室５８が連結されている。両予備室５７、５８は減圧可能に構成されている。
入口側予備室５７には予備室ヒータ５７Ａが設けられ、筐体５１に入る前に、ウエハ１８を加熱する構成としている。また、出口側予備室５８には予備室冷却機構５８Ａが設けられ、筐体５１内で加熱されたウエハ１８を冷却する構造としている。
【００５７】
処理室１０１内には、支持部材としての複数の基板保持具１７（基板支持部）を間隔をあけて並べて移動させる基板支持部移動機構としての回転トレー１２０が備えられている。処理室１０１底部には、ウエハ１８を加熱するヒータ１０６が配設され、回転トレー１２０はヒータ１０６の上部に配設されている。
また、回転トレー１２０は回転駆動部１１９に連結されている。回転駆動部１１９が回転軸１２１を回転させることで回転トレー１２０が回転する。
【００５８】
回転トレー１２０のウエハ載置面より上の空間には、処理ガスを供給する処理ガス供給部、不活性ガスを供給する不活性ガス供給部、及びガス排気部が設けられている。
【００５９】
図７に示されているように、第一のガス供給部は、複数の供給孔を有する第一のシャワーヘッド１３３、第一のガス導入ポート１３５、ガス供給管２００ｂ、ガス流路を開閉するバルブ２００ｃ、ガス流量を調整する流量制御装置２００ｄ、ガス供給源２００ｅを有する。
ガス供給管２００ｂは、第一のガス導入ポート１３５に接続しており、このガス供給管２００ｂの上流から順に、ガス供給源２００ｅ、流量制御装置２００ｄ、バルブ２００ｃが設けられている。バルブ２００ｃを開閉することで、ガス供給管２００ｂから処理室１０１内にガスが供給、又は供給停止される。
第一のガス供給部は、第一の処理ガス、例えばジクロロシラン（DCS）を供給する。
【００６０】
第二のガス供給部は、複数の供給孔を有する第二のシャワーヘッド１３７、第二のガス導入ポート１３１、ガス供給管２１２ｂ、ガス流路を開閉するバルブ２１２ｃ、ガス流量を調整する流量制御装置２１２ｄ、ガス供給源２１２ｅを有する。
ガス供給管２１２ｂは、第二のガス導入ポート１３１に接続しており、このガス供給管２１２ｂには上流から順に、ガス供給源２１２ｅ、流量制御装置２１２ｄ、バルブ２１２ｃ、リモートプラズマ機構２１２ｆが設けられている。バルブ２１２ｃを開閉することで、ガス供給管２１２ｂから処理室１０１内にガスが供給され、又は供給停止される。
第二のガス供給部は、第二の処理ガスであるアンモニアガスを供給する。本実施形態においては、リモートプラズマ機構２１２ｆによって活性化されたアンモニアラジカルを供給する。
【００６１】
第一のシャワーヘッド１３３を囲むように、第一の排気孔１２８aが設けられる。また、第一の排気孔１２８ａは、第一のシャワーヘッド１３３と同様、回転トレー１２０のウエハ載置面の上（重力方向に対して上方）の空間に配置される。
【００６２】
図１０に記載のように、第一の排気孔１２８ａは第一の排気経路としての第一の排気管１０４に接続され、第一の排気管１０４は第一の圧力調整バルブ（APCバルブ）２０４を介して第一の排気装置としての第一の排気ポンプ１０７に接続される。
第一の排気孔１２８ａ、第一の排気管１０４、第一の排気ポンプ１０７、及び第一のAPCバルブ２０４を含めて第一の排気部と呼ぶ。
【００６３】
同様に、第二のシャワーヘッド１３７を囲むように、第二の排気孔１２８ｂが設けられる。また、第二の排気孔１２８ｂは、第二のシャワーヘッド１３７と同様、回転トレー１２０のウエハ載置面の上（重力方向に対して上方）の空間に配置される。
【００６４】
図１０に記載のように、第二の排気孔１２８ｂは、第一の排気経路と異なる第二の排気経路としての第二の排気管１０５に接続され、第二の排気管１０５は第二の圧力調整バルブ（APCバルブ）２０６を介して第二の排気装置としての第二の排気ポンプ１０８に接続される。
第二の排気孔１２８ｂ、第二の排気管１０５、第二の排気ポンプ１０８、及び第二のAPCバルブ２０６を含めて第二の排気部と呼ぶ。
【００６５】
各シャワーヘッド１３３、１３７のガス供給面は、図８に記載のように、回転トレー１２０の回転軸１２１から遠い下底１５２が、回転軸１２１に近い上底１５１より長い状態であって、台形状に形成されている。供給面に設けられたガス供給孔は、上底１５１から下底１５２にいくほど多く設けられる。
このような構成とすることで、ウエハ１８に対する下底１５２側のガスが晒される時間を、上底１５１側のガスが晒される時間に近づけることができる。好ましくは、孔の数を調整することで同等とすることができる。
【００６６】
本実施形態において、回転軸１２１を中心としてウエハ１８が回転した場合、ウエハ１８の表面のうち回転軸１２１から遠い場所（点）ほど速度が速い。すなわち、回転軸１２１に近い点と回転軸１２１に遠い点で速度の差がある。
上記のような構造とすることで、ウエハ１８における、回転軸１２１に近い点の供給量と回転軸１２１に遠い点の供給量を近づけることができ、ウエハ１８面に対して、均一な処理（例えば吸着）が可能となる。
【００６７】
仮に、図１５の比較例のような、ウエハ１８における回転軸１２１に近い点、回転軸１２１に遠い点でガス供給量が同じである装置を考える。更には、基板処理として吸着処理を考える。
この場合、回転軸１２１から遠い点において均一に吸着するような速度に合わせて回転させることによって、ウエハ１８面内に均一に吸着することが可能となる。回転軸１２１に近い点では、ウエハ１８に対するガス供給時間が長くなったとしても、セルフリミット現象によって均一に吸着されるためである。ここで、セルフリミット現象とは、処理ガス雰囲気であっても、それ以上膜が成長しない状態を言う。
しかしながら、遠い点における速度で吸着する回転速度に合わせた場合、スループットが低くなるという問題がある。
本実施形態のような構造とすることで、よりスループットの高い処理が可能となる。
【００６８】
上底１５１と下底１５２の距離、すなわち台形の高さに相当する距離ｈは、ウエハ１８の径に相当、もしくはウエハ１８の径より大きくする。このような構造とすることで、回転トレー１２０上のウエハ１８表面に、確実にガスを供給することが可能となる。
【００６９】
不活性ガス供給部は、第一及び第二のガス排気孔１２８ａ、１２８ｂの間に設けられたシャワー板１３４、ガス導入ポート１３６、ガス供給管２０２ｂ、ガス流路を開閉するバルブ２０２ｃ、ガス流量を調整する流量制御装置２０２ｄ、ガス供給源２０２ｅを有する。
ガス供給管２０２ｂは、ガス導入ポート１３６に接続しており、このガス供給管２０２ｂの上流から順に、ガス供給源２０２ｅ、流量制御装置２０２ｄ、バルブ２０２ｃが設けられている。バルブ２０２ｃを開閉することで、ガス供給管２０２ｂから処理室１０１内にガスが供給され、又は供給停止される。
シャワー板１３４は、ガス導入ポート１３６から供給された不活性ガス（例えば窒素）を、処理室１０１内に均等に供給する。
【００７０】
このように、シャワー板１３４、ガス導入ポート１３６、ガス供給管２０２ｂ、ガス流路を開閉するバルブ２０２ｃ、ガス流量を調整する流量制御装置２０２ｄ、ガス供給源２０２ｅにより、第三のガス供給部としての不活性ガス供給部が構成される。
【００７１】
第一のシャワーヘッド１３３、第二のシャワーヘッド１３７、シャワー板１３４は、図７（Ｂ）のように配置されている。
すなわち、第一のシャワーヘッド１３３、第二のシャワーヘッド１３７は、回転トレー１２０の回転軸１２１を中心として、水平方向に交互に配置されている（回転軸１２１の回転方向に対して交互に配置されている）。また、シャワー板１３４は、それぞれ各排気孔１２８ａ、１２８ｂ内に間隙を設けるように配置されている。
【００７２】
回転駆動部１１９、ガス供給部、ガス排気部等は、制御部８０に電気的に接続されている。制御部８０は、これらの構成を制御する。
【００７３】
（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１００により実施される本実施形態に係る半導体装置（デバイス）の製造工程としての一工程として、基板上に絶縁膜を成膜するシーケンス例について説明する。なお、以下の説明において、上述の半導体製造装置の各部の動作は、制御部８０により制御される。
【００７４】
ここでは第一の元素をシリコン（Si）、第二の元素を窒素（N）とする。第一の元素を含む処理ガスとしてシリコン含有ガスであるジクロロシラン（DCS）ガス（第一のガス）を、第二の元素を含む処理ガスとして窒素含有ガスであるアンモニア（NH3）ガス（第二のガス）を用い、ウエハ１８上に絶縁膜としてシリコン窒化膜（SiN膜）を形成する例について説明する。
【００７５】
（ウエハ搬入工程）
まず、入口５３のゲート５３Ａを開け、図示しない搬送装置により処理室１０１内に複数のウエハ１８（ここでは４枚）を搬入して、回転軸１２１を中心として回転トレー１２０上に載置する。そして、ゲート５３Ａを閉じる。
【００７６】
（圧力調整工程）
次に、第一及び第二の排気ポンプ１０７、１０８を作動させ、第一及び第二のAPCバルブ２０４、２０６の開度を調整し、処理室１０１内が所望の圧力（成膜圧力）になるように制御する。
また、ヒータ１０６に電力を投入し、ウエハ１８の温度（成膜温度）を所望の温度（例えば350 ℃）に維持するように制御する。
また、加熱しつつ回転トレー１２０を1[回転/秒]で回転させ、更にシャワー板１３４から不活性ガス（ここでは窒素）を供給する。
【００７７】
（成膜工程）
回転トレー１２０が回転された状態で、第一のシャワーヘッド１３３から第一の処理ガスであるDCSを処理室１０１に供給する。
DCSガスの供給により、第一のシャワーヘッド１３３の下を通過するウエハ１８表面の下地膜上に、第一の元素としてのシリコンを含む第一の層が形成される（化学吸着する）。すなわち、ウエハ１８上（下地膜上）に１原子層未満から数原子層のシリコン含有層としてのシリコン層（Si層）が形成される。シリコン含有層は、DCSの化学吸着（表面吸着）層であってもよい。なお、シリコンは、それ単独で固体となる元素である。
【００７８】
ここでシリコンを含む層とは、シリコンにより構成される連続的な層の他、不連続な層やこれらが重なってできる薄膜をも含む。なお、シリコンにより構成される連続的な層を薄膜という場合もある。
また、DCSの化学吸着層とは、DCS分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。
【００７９】
なお、ウエハ１８上に形成されるシリコン含有層の厚さが数原子層を超えると、窒化工程が後続する場合に窒化の作用がシリコン含有層の全体に届かなくなる場合がある。また、ウエハ１８上に形成可能なシリコン含有層の最小値は１原子層未満である。
よって、シリコン含有層の厚さは１原子層未満から数原子層とするのが好ましい。
【００８０】
なお、ウエハ温度及び処理室１０１内の圧力等の条件を調整することにより、DCSガスが自己分解する条件下では、ウエハ１８上にシリコンが堆積することでシリコン層が形成され、DCSガスが自己分解しない条件下では、２ウエハ１８上にDCSが化学吸着することでDCSの化学吸着層が形成されるよう、形成される層を調整することができる。
【００８１】
また、第二のシャワーヘッド１３７から第二の処理ガスであるアンモニアを、リモートプラズマ機構２１２ｆによって活性化された状態（活性種）で供給する。アンモニアガスは、流量制御装置２１２ｄによって流量調整される。
NH3ガスは反応温度が高く、上記のようなウエハ温度、処理室内圧力では反応しづらいので、プラズマ励起することにより活性種としてから流すようにしている。このためウエハ１８の温度は上述のように設定した低い温度範囲のままでよい。そのため、ヒータ１０６の温度を変化させる必要がない。
【００８２】
なお、NH3ガスを供給する際にプラズマ励起せず、ヒータ１０６の温度を適正に調整してウエハ１８の温度を例えば600 ℃以上の温度とし、さらに第二のAPCバルブ２０６を適正に調整して処理室１０１内の圧力を例えば50 〜 3000 Paの範囲内の圧力とすることで、NH3ガスをノンプラズマで熱的に活性化することも可能である。
なお、NH3ガスは熱で活性化させて供給すると、ソフトな反応を生じさせることができるが高温にする必要がある。
【００８３】
このため、高温処理に弱いウエハを処理する場合は熱による活性化は適さない。ここで、高温処理に弱いウエハとは、例えば、アルミニウム等を含む配線を有するウエハである。このようなウエハの場合、高温処理することで、配線が酸化、あるいは、変形するおそれがある。
また、第一のガスによる処理温度（ウエハ温度）も上昇してしまうため、第一のガスによる処理が所望の温度範囲を超えてしまうことが考えられる。
そのため、熱によって活性化したガスを使用する場合は、高温処理でも可能なウエハであって、更には第一のガス処理が高温でも可能な処理であることが望ましい。
【００８４】
一方、プラズマ生成部によりガスを活性化させた場合、次の利点がある。
すなわち、第一のガスと第二のガスで処理するウエハ温度が異なる場合、いずれか低いウエハ温度に合わせてヒータ１０６を制御すればよい。
そのため、高温処理に弱いウエハにおいても処理が可能となる。
【００８５】
第一のシャワーヘッド１３３の下から第二のシャワーヘッド１３７の下へ移動したウエハ１８上には、第一の層としてのシリコン含有層が形成されており、活性種となったNH3ガスは、シリコン含有層の一部と反応する。
これによりシリコン含有層は窒化されて、シリコン（第一の元素）及び窒素（第二の元素）を含む第二の層、すなわち、シリコン窒化層（SiN層）へと改質される。
このように、第一のシャワーヘッド１３３及び第二のシャワーヘッド１３７の下をウエハ１８が通過し、シリコン窒化膜が形成される処理をシリコン窒化膜形成処理とする。
【００８６】
回転トレー１２０と共にウエハ１８が回転することで、ウエハ１８は第一のシャワーヘッド１３３、第二のシャワーヘッド１３７、続いてもう一方の第一のシャワーヘッド１３３、第二のシャワーヘッド１３７の下を通過する。
このようなウエハ１８上へのシリコン窒化膜形成処理を繰り返すことで、所望の膜厚のシリコン窒化膜を形成する。
【００８７】
続いて、図１０及び図１１を用いて、供給されるガスの流れについて説明する。
第一のシャワーヘッド１３３から供給されたDCSガスは、ウエハ１８上に晒された後、シャワー板１３４から供給される不活性ガスと共に、第一の排気孔１２８ａから排気される。
また、第二のシャワーヘッド１３７から供給されたNH3ガスは、ウエハ１８上に晒された後、シャワー板１３４から供給される不活性ガスと共に、第二の排気孔１２８ｂから排気される。
【００８８】
第一の排気管１０４、第一の排気孔１２８ａによって排気されるDCSガスと、第二の排気管１０５、第二の排気孔１２８ｂによって排気されるNH3との間には、シャワー板１３４から供給される不活性ガスが存在するので、DCSガスとNH3ガスとの混合による気相反応を防ぐことが可能となる。
【００８９】
所定時間が経過して所望の膜厚のシリコン窒化膜が形成されたら、バルブ２００ｃ等を閉め、DCS及びNH3ガスの供給を停止する。
【００９０】
（真空引き工程）
ガス導入ポート１３６のバルブ２０２ｃを引き続き開として、流量制御装置２０２ｄにより流量調整されたキャリアガス（不活性ガス）である窒素（N2）を処理室１０１内に供給する。
このとき、第一の排気管１０４及び第二の排気管１０５それぞれの第一のAPCバルブ２０４及び第二のAPCバルブ２０６は開状態を維持し、第一の排気ポンプ１０７、第二の排気ポンプ１０８により処理室１０１内が20 Pa以下となるよう、残ガスを排気する。
これにより、処理室１０１を窒素（N2）に置換する。
【００９１】
（ウエハ搬出工程）
第一の排気管１０４及び第二の排気管１０５の第一のAPCバルブ２０４及び第二のAPCバルブ２０６は開状態を維持し、出口側予備室５８と同程度の圧力（例えば、大気圧）に復帰させる。そして、上述の工程の逆工程により処理済みのウエハ１８を処理室１０１内から搬出する。
【００９２】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、第一の排気部と第二の排気部との間に設けられた不活性ガスを供給する第三のガス供給部と、ガス供給孔及びガス排気孔の内少なくとも一組のガス供給孔及びガス排気孔とは、前記基板支持部の基板載置面より上に設けられているので、第一のガス供給部から供給される第一のガスと、第二の供給部から供給される第二のガスとの混合を防ぐことができる。
【００９３】
＜第五の実施形態＞
図１２、図１３は本発明の第五の実施形態を示している。
本実施形態が第四の実施形態と異なる点は、プラズマ源１３８によってNH3ガスをプラズマ状態とする点である。
【００９４】
具体的には、第四の実施形態に係る基板処理装置１００では、NH3ガスをリモートプラズマ機構２１２ｆにより活性化したが、本実施形態に係る基板処理装置１００では、処理室１０１に設けたプラズマ源１３８によってNH3ガスをプラズマ状態とする点で異なる。
【００９５】
（１）基板処理装置１００の構成
本実施形態に係る基板処理装置１００について、図１２、１３を用いて説明する。
なお、第四の実施形態と同様の番号は、本実施形態においても同様の機能を有する構成のため、説明を省略する。
図１２（Ａ）は、本実施形態に係る基板処理装置１００の側面断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のｃ−ｃ'矢視図である。また、図１２（Ａ）は、図１２（Ｂ）のｄ−ｄ'矢視図である。
図１３は、プラズマ源１３８の拡大図である。
【００９６】
（プラズマ生成部）
本実施形態においては、第二のガス供給部として、第二のシャワーヘッド１３７に替わりプラズマ源１３８を設けている。プラズマ源１３８では、導電性材料で構成したくし型電極１１３を石英板１１１と石英ブロック１１２で挟むよう構成する。
【００９７】
くし型電極１１３は、くし形に分割された２つの電極をかみ合わせて一体としたもので、両電極に180度位相のずれた高周波電力を印加する構造となっている。
くし型電極１１３の両端には電力供給端子１３０の一方がそれぞれ接続され、電力供給ポート１３０の他方は絶縁トランス１１４、整合器１１８を介して高周波電源１１７が接続される。
【００９８】
第二の処理ガスであるNH3ガスは、ガス導入ポート１３１から石英板１１１と石英ブロック１１２の間に供給される。供給されたNH3ガスは、くし型電極１１３によってプラズマ状態とされ、石英板１１１に設けた複数の小穴１４２から処理室１０１へ供給される。
【００９９】
ガス導入ポート１３１にはガス供給管２１２ｂが接続しており、このガス供給管２１２ｂには上流から順に、ガス供給源２１２ｅ、流量制御装置２１２ｄ、バルブ２１２ｃが設けられている。バルブ２１２ｃを開閉することで、ガス供給管２１２ｂから処理室１０１内にガスが供給され、又は供給停止される。
【０１００】
くし型電極１１３及び石英ブロック１１２の周囲には、第二の排気管１０５に通気された電極カバー１４３が設けられている。電極カバー１４３と石英ブロック１１２との間には空間が設けられ、第二の排気孔１２８ｂとして活用される。
電極カバー１４３はつば１２７により、反応室壁１０３に気密を保持して取り付けられる。
【０１０１】
電力供給ポート１３０、ガス導入ポート１３１、及び電極カバー１４３の接続箇所は、シールリング１３２に設けた図示しないＯリングによって気密を確保している。更に、石英ブロック１１２を保持するための絶縁ブロック１２２は、電極カバー１４３に気密を保持して取り付けられる。
【０１０２】
（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１００により実施される本実施形態に係る半導体装置（デバイス）の製造工程としての一工程として、ウエハ１８上に絶縁膜を成膜するシーケンス例について説明する。
なお、以下の説明において、上述の基板処理装置１００の各部の動作は、制御部８０により制御される。
【０１０３】
ウエハ搬入工程、圧力調整工程については、第四の実施形態と同様なので説明を省略する。
【０１０４】
（成膜工程）
回転トレー１２０が回転された状態で、くし型電極１１３に高周波電力を供給する。
また、回転トレー１２０が回転された状態で、第一のシャワーヘッド１３３から第一の処理ガスであるDCSガスを処理室１０１に供給する。
【０１０５】
また、ガス導入ポート１３１から第二の処理ガスであるアンモニア（NH3）を、石英板１１１と石英ブロック１１２の間に供給する。アンモニアガスは、流量制御装置２１２ｄによって流量調整される。
供給されたアンモニアガスは、くし型電極１１３に印加された高周波電力によってプラズマ状態とされる。アンモニアプラズマは石英板１１１の表面（処理室１０１側）に生成される。
【０１０６】
NH3ガスは反応温度が高く、上記のようなウエハ温度、処理室内圧力では反応しづらいので、本実施形態においては、プラズマ励起することにより、アンモニアガスの活性種を生成すると共にアンモニアイオンを生成し、その作用を利用している。
このため、ウエハ１８の温度は上述のように設定した低い温度範囲のままでよい。プラズマ状態で改質する場合は、第四の実施形態のリモートプラズマ機構で生成した活性種に比べ、DCSとの反応性を高くすることができる。一方、反応性が高くなることで、よりDCSとNH3ガスの混合を抑制する必要がある。
【０１０７】
プラズマ状態となったNH3ガスは、第一のシャワーヘッド１３３の下からプラズマ源１３８の下へ移動したウエハ１８上に形成された第一の層としてのシリコン含有層の一部と反応する。
これによりシリコン含有層は窒化されて、シリコン（第一の元素）及び窒素（第二の元素）を含む第二の層、すなわち、シリコン窒化層（SiN層）へと改質される。
このように、第一のシャワーヘッド１３３及びプラズマ源１３８の下をウエハ１８が通過し、シリコン窒化膜が形成される処理をシリコン窒化膜形成処理とする。
【０１０８】
回転トレー１２０と共にウエハ１８が回転することで、ウエハ１８は第一のシャワーヘッド１３３、プラズマ源１３８、続いてもう一方の第一のシャワーヘッド１３３、プラズマ源１３８の下を通過する。
このようなウエハ１８上へのシリコン窒化膜形成処理を繰り返すことで、所望の膜厚のシリコン窒化膜を形成する。
【０１０９】
続いて、供給されるガスの流れについて説明する。
第一のシャワーヘッド１３３から供給されたDCSガスは、ウエハ１８上に晒された後、シャワー板１３４から供給される不活性ガスと共に、第一の排気孔１２８ａから排気される。
また、プラズマ源１３８から供給されたアンモニアプラズマは、ウエハ１８上に晒された後、シャワー板１３４から供給される不活性ガスと共に、第二の排気孔１２８ｂから排気される。
【０１１０】
第一の排気管１０４、第一の排気孔１２８ａから排気されるDCSガスと、第二の排気管１０５、第二の排気孔１２８ｂから排気されるNH3との間には、シャワー板１３４から供給される不活性ガスが存在するので、DCSガスとNH3ガスとの混合による気相反応を防ぐことが可能となる。
【０１１１】
所定時間が経過して所望の膜厚のシリコン窒化膜が形成されたら、バルブ２００ｃ、２１２ｃを閉め、DCSガス及びNH3ガスの供給を停止する。
【０１１２】
なお、本発明における第五の実施形態では、プラズマ源１３８としてくし型電極１１３を例に説明したが、それに限るものではなく、ICP（Inductively Coupled Plasma）源を用いても良い。
【０１１３】
なお、第四、第五の実施形態においては、シャワーヘッド（第一のシャワーヘッド１３３及び第二のシャワーヘッド１３７）のガス供給面を台形状として説明したが、これに限らず三角形状としてもよい。すなわち、回転軸１２１から回転トレー１２０の端部にいくほど、言い換えれば、回転軸１２１から離れるほど、ガス供給量を多くするような構造であればよい。
【０１１４】
また、第四、第五の実施形態においては、基板保持具１７でウエハ１８を保持したが、これに限らず、基板保持具１７の替わりに複数のピンによりウエハ１８を保持するようにしてもよい。
【０１１５】
＜第六の実施形態＞
図１４は、本発明の第六の実施形態を示している。
本実施形態が第四の実施形態と異なる点は、プラズマ生成装置２０が４台設けられている点で異なる。
【０１１６】
本実施形態において、基板処理装置１００には、移動装置としての移動台５５が水平に敷設されている。すなわち、移動台５５は回転するトレー５６を備えており、各トレー５６の回転によって移動（搬送）対象物としてのウエハ１８を保持した支持部材としての基板保持具１７を公転させるように構成されている。
【０１１７】
トレー５６は直径がウエハ１８の外径の２倍よりも大きく、４枚のウエハ１８を等しいピッチすなわち90度の位相差をもって並べて搬送し得る大きさに設定されている。
図１４に示されているように、筐体５１の天井壁には一対の電極を有するプラズマ生成装置２０が４台、回転するトレー５６の回転方向に等しいピッチすなわち９０度の位相差をもってそれぞれ配置されている。
なお、プラズマ生成装置２０は誘導結合型装置２０Ｂ（図５参照）に置き換えることができる。
【０１１８】
本実施形態においても、他の実施形態と同様にスループットを向上させることができる。
また、本実施形態においても、基板保持具１７を移動台５５によって連続的に移動させても、ウエハ１８に対してプラズマ処理を均一に施すことができる。
【０１１９】
なお、本発明は前記実施の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に変更が可能であることはいうまでもない。
【０１２０】
例えば、プラズマ生成装置は、くし型電極対及び誘導結合型装置によって構成するに限らず、ＭＭＴ装置等によって構成してもよい。
【０１２１】
プラズマ生成装置は４台設けるに限らず、１〜３または５台以上設けてもよい。
【０１２２】
前記実施形態においては、半導体装置の製造方法においてウエハ１８にプラズマ処理を施す場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ＬＣＤの製造方法においてガラスパネルにプラズマ処理を施す場合等の基板処理装置全般に適用することができる。
【０１２３】
＜比較例の説明＞
続いて比較例について、説明する。
（１）比較例における基板処理装置の構成
比較例の基板処理装置３００について、図１５〜１７を用いて説明する。なお、他の実施形態と同様の番号は、本実施形態においても同様の機能を有する構成のため、説明を省略する。
【０１２４】
図１５（Ａ）は、本実施形態に係る基板処理装置３００の側面断面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のｇ−ｇ'矢視図である。
図１６は、ウエハ１８を載置した場合の説明図である。
図１７は、比較例における基板処理装置３００の排気系統を説明する図である。
【０１２５】
図１５は、回転トレー１２０の上に載置した複数(例では４枚)のウエハ１８を回転しながらウエハ１８の表面に薄膜を成膜する装置の断面を示したものである。
ｇ−ｇ'矢視図は回転トレー１２０から処理室１０１の上側の構造を見た図で、ｈ−ｈ'矢視図は処理室１０１の中央部の断面図で回転トレー１２０及びヒータ１０６なども含めて示してある。
【０１２６】
処理室１０１は、反応室壁１０３で気密に構成され、処理室１０１の下部には、回転トレー１２０上の被処理ウエハ１８を加熱するためのヒータ１０６が設けてある。
ヒータ１０６の上部には、回転トレー１２０が回転可能に設けてあり、回転駆動部１１９が回転トレー１２０と連結された回転軸１２１を回転する構造となっている。
【０１２７】
図１６に示すように、回転トレー１２０の上には、複数の被処理ウエハ１８を載置できるようになっている。
処理室１０１の上部には、反応性ガスを供給するためのシャワーヘッド１２３、１２４が設けてあり、それぞれ別のガスを複数のガス吹き出し口１２６からシャワー状に供給することが可能で、また不活性ガスを供給するための一対のシャワーヘッド１１６が設けてある。
【０１２８】
さらにそれぞれのシャワーヘッド１２３、１２４を仕切るように仕切りブロック１２５が設けて有り、仕切りブロック１２５に設けたガス吹き出し口１２６から不活性ガスを供給して、反応性ガスが処理室１０１の回転トレー１２０上で混合するのを抑制する構造となっている。
【０１２９】
各シャワーヘッド１２３、１２４にはガス供給ポート１１０が設けてあり、必要なガスをシャワーヘッド１２３、１２４を経由して処理室１０１内に供給する構造となっている。
【０１３０】
図１７は、図１５のｇ−ｇ'矢視図と排気系を模式的に示したものである。
反応室壁１０３の側面には排気管１１５が設けてあり、処理室１０１内のガスを排気装置１４１（図１７参照）で排気する構造となっている。
【０１３１】
ガス導入ポート１１０にはガス供給管２２２ｂが接続しており、このガス供給管２２２ｂには上流から順に、ガス供給源２２２ｅ、流量制御装置２２２ｄ、バルブ２２２ｃが設けられている。バルブ２２２ｃを開閉することで、ガス供給管２２２ｂから処理室１０１内にガスが供給され、又は供給停止される。
【０１３２】
（２）基板処理工程
次に比較例の装置による基板処理のシーケンス例を説明する。
ここでは一例としてジクロロシラン(DCS)とリモートプラズマで励起したアンモニア(NH3)の活性種を交互に供給して窒化膜を一層ずつ形成するALD（Atomic Layer Deposition）法について説明する。
【０１３３】
処理室１０１内を排気装置１４１で所定の圧力まで排気する。
ウエハ１８を図示しない搬送ロボットで回転トレー１２０上に載置する。またヒータ１０６に電力を投入して回転トレー１２０と共にウエハ１８を350 ℃に加熱する。
【０１３４】
ウエハ１８を４枚載置した回転トレー１２０を１[回転/秒]で回転させると共に仕切りブロック１２５から窒素を供給する。
この状態で二つのシャワーヘッド１１６からは窒素を供給し、別のシャワーヘッド１２３からDCSガスを供給し、もう一つのシャワーヘッド１２４からはリモートプラズマで励起したNH3ガスを供給する。
【０１３５】
回転トレー１２０上の一枚のウエハ１８に着目すると、回転トレー１２０の回転に伴って順次ジクロロシラン、窒素、アンモニアの活性種、窒素の供給を受ける。
最初にジクロロシランの供給によりウエハ１８にジクロロシラン分子が吸着し、その後窒素の供給で余分なジクロロシランが除去される。
【０１３６】
この状態でアンモニアの活性種が供給され化学反応により窒化膜が一層分形成され、次のシャワーヘッドで余分な反応性生物はパージされる。回転トレー１２０の回転により上記一連のガス供給が繰り返され、窒化膜が一層ずつ形成されて行く。
【０１３７】
ジクロロシランとアンモニアの活性種は、仕切りブロック１２５から供給される窒素によって回転トレー１２０上で混合することが抑制されるため気相反応せず薄膜の堆積は一層ずつ進行する。
しかし、処理室１０１に供給されたジクロロシランとアンモニアは反応室壁１０３の側面付近出混合し、排気管１１５を経由して排気装置１４１で排気される。
【０１３８】
処理室１０１に供給されたジクロロシランとアンモニアは混合すると気相反応し反応生成物が生じる。本比較例の構造では仕切りブロック１２５から供給される窒素によってウエハ１８の周辺でのジクロロシランとアンモニアの混合が抑制されているが、反応室壁１０３付近で混合してから排気管１１５で排気される。
このため、処理室１０１内部の反応室壁１０３の特に排気管１１５の近くでジクロロシランとアンモニアが気相反応して塩化アンモニウム等の反応副生成物が生成され、反応室壁や排気経路に付着する。この塩化アンモニウムはやがて異物発生の原因となるため、これを除去する為に頻繁にメンテナンスが必要になる。
【０１３９】
また、排気装置１４１の中でも混合したガスは塩化アンモニウム等の副生成物を生じ、ポンプの性能劣化の原因となる。
排気管１１５及び排気装置１４１にも反応性生物が付着するためこれを除去したり、あるいは排気装置１４１をオーバーホールしたりする為に、頻繁に装置を停止する必要が有る為、稼働率が低下しまたメンテナンス費用もかかる。
【０１４０】
［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。
【０１４１】
本発明の一態様によれば、処理室内に設けられ、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、前記処理室にガスを供給するガス供給部と、前記処理室のガスを排気する排気部と、前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１４２】
本発明の他の態様によれば、基板載置面に基板を載置し基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、第一のガスを第一のガス供給孔から供給する第一のガス供給部と、前記第一のガスを第一のガス排気孔から排気する第一の排気部と、第二のガスを第二のガス供給孔から供給する第二のガス供給部と、前記第二のガスを第二のガス排気孔から排気する第二の排気部と、前記第一の排気部と前記第二の排気部との間に設けられ、不活性ガスを供給する第三のガス供給部と、を有し、前記第一のガス供給孔と前記第一のガス排気孔及び前記第二のガス供給孔と前記第二のガス排気孔のうち、少なくともいずれかの一組は基板載置面よりも重力方向に対して上方に設けられている基板処理装置が提供される。
【０１４３】
好ましくは、前記第一のガス供給孔、前記第一のガス排気孔、前記第二のガス供給孔、及び前記第二のガス排気孔は、前記基板載置面と対向するように設けられている。
【０１４４】
好ましくは、第一の排気経路を経由して前記第一のガス排気部に接続された第一のポンプと、第二の排気経路を経由して前記第二のガス排気部に接続された第二のポンプと、をさらに有する。
【０１４５】
好ましくは、前記基板支持部は、回転軸を中心に回転し、前記第一のガス供給部及び前記第二のガス供給部とは、前記回転軸の回転方向に対して交互に配置されるとともに、前記回転軸から離れるほどガス供給量が多くなるように構成されている。
【０１４６】
本発明の他の態様によれば、処理室内に設けられ、基板を支持する複数の基板支持部と、前記基板支持部を移動する基板支持部移動機構と、前記処理室にガスを供給するガス供給部と、前記処理室のガスを排気する排気部と、前記基板支持部と対向するように設けられたプラズマ生成部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記ガス供給部からガスを供給しつつ前記排気部からガスを排気するガス供給／排気工程と、前記ガス供給／排気工程の間、複数の前記基板支持部を移動する移動工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１４７】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記基板を支持する支持部材と、前記処理室内に敷設され、複数の前記支持部材を間隔をあけて並べて移動させる移動装置と、該移動装置と対向する位置に設けられたプラズマ生成装置と、を備えた基板処理装置が提供される。
【０１４８】
好ましくは、前記プラズマ生成装置は、前記支持部材が移動する方向に、間隔をあけて複数設けられている。
【０１４９】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室内に設けられ、前記基板を支持する支持部材を複数、同心円状で移動させる移動装置と、前記移動装置と対向する位置に設けられたプラズマ生成装置と、を備えた基板処理装置が提供される。
【符号の説明】
【０１５０】
１０    基板処理装置
１１    筐体
１２    処理室
１３    入口
１４    出口
１５    コンベア
１６    ローラ
１７    基板保持具
１８    ウエハ
１９    ガス排気部
２０    プラズマ生成装置
２３    型電極対
３０    プラズマ
３１    ガス供給部
３２    ヒータ
３３    入口側予備室
３４    出口側予備室
４８    ガス供給部
５１    筐体
５５    移動台
５６    トレー
５７    入口側予備室
５８    出口側予備室
８０    制御部
１００    基板処理装置
１０１    処理室
１０３    反応室壁
１０４    第一の排気管
１０５    第二の排気管
１０７    第一の排気ポンプ
１０８    第二の排気ポンプ
１１９    回転駆動部
１２０    回転トレー
１２１    回転軸
１３３    第一のシャワーヘッド
１３４    シャワー板
１３７    第二のシャワーヘッド
１３８    プラズマ源
１４１    排気装置
【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１０】
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【図１４】
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【図１７】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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