(57)【要約】【課題】シャワーヘッド内の副生成物を効率よく除去し、パーティクル発生を抑制する。【解決手段】シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、を有するように、半導体装置の製造方法を構成する。【選択図】図２
2015124422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記成膜工程では、前記処理室に設けられた第１の排気系により、前記処理室内の雰囲気を排出し、
前記堆積膜除去工程では、
前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系により、前記シャワーヘッド内の雰囲気を排出する第１の排気工程と、
前記第１の排気工程後、前記処理室内の雰囲気を、前記第１の排気系により排出する第２の排気工程と、
を行う半導体装置の製造方法。
【請求項３】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項４】
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法や基板処理方法、及び該半導体装置の製造方法や基板処理方法に係る工程を実施する基板処理装置に関する。
【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。これらのパターンを形成する際、半導体装置の製造工程の一工程として、基板に酸化処理や窒化処理等の所定の処理を行う工程が実施される場合がある。
【０００３】
上記パターンを形成する方法の一つとして、回路間に溝を形成し、そこにライナー膜や配線を形成する工程が存在する。この溝は、近年の微細化に伴い、高いアスペクト比となるよう形成されている。
【０００４】
ライナー膜等を形成するに際しては、上記溝の上部側面、中部側面、下部側面、底部のそれぞれにおいて、形成される膜厚にばらつきが無い良好なステップカバレッジの膜を形成することが求められている。良好なステップカバレッジの膜とすることで、半導体デバイスの特性を均一にすることができ、それにより半導体デバイスの特性のばらつきを抑制することができる。
【０００５】
このような高いアスペクト比の溝に対して、ガスを加熱して成膜処理することや、ガスをプラズマ状態として成膜処理することが試みられたが、良好なステップカバレッジを有する膜を形成することは容易ではない。良好なステップカバレッジを有する膜を形成する方法として、少なくとも二種類の処理ガスを交互に供給し、基板表面で反応させる方法が知られている。
【０００６】
また、半導体デバイスの特性を均一とする必要があることから、薄膜を形成する際、基板面内に対してガスを均一に供給する必要がある。それを実現するために、基板の処理面に対し均一にガスを供給することが可能な基板処理装置として、例えば枚葉装置が用いられる。この枚葉装置では、ガスをより均一に供給するために、例えば基板上にガスを供給するためのシャワーヘッドを設け、更に、シャワーヘッド内にバッファ空間を設けている。
【０００７】
シャワーヘッドを有する枚葉装置で上述した方法を用いる場合は、各処理ガスが基板表面以外で反応することを抑制するために、各処理ガスを供給しない期間に残処理ガスを不活性ガスでパージ（排出）することが必要であるが、そのようなパージ工程を有するために成膜速度が遅いという問題がある。そこで成膜処理時間を短縮するために、大量のパージガスを流し、残ガスを排出することが有効な手段の一つとして考えられる。
【０００８】
更には、シャワーヘッドの一形態として、各処理ガスの混合を防ぐために、シャワーヘッド内のバッファ空間をガス種ごとに設けることが考えられるが、構造が複雑になるため、メンテナンスに手間がかかると共に、コストが高くなるという問題がある。そのため、複数種類のガスに共通したバッファ空間を有するシャワーヘッドを使用することが現実的である。
【０００９】
このように、ガスの均一供給及び成膜処理の高速化を実現するためには、複数種類のガスの共通シャワーヘッドを用いると共に、残ガスを排出するために大流量のパージガスを流すことが考えられる。しかしながら、パージガスによってシャワーヘッドが冷却されると、シャワーヘッド内に、副生成物が付着することが考えられる。付着した副生成物は、パーティクルとなり、基板上に形成された膜の特性に悪影響を及ぼすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、シャワーヘッド内の堆積膜を効率よく除去し、パーティクル発生を抑制することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための、本発明に係る半導体装置の製造方法の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【００１２】
また、本発明に係るプログラムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【００１３】
また、本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成によれば、シャワーヘッド内の堆積膜を効率よく除去し、パーティクル発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の縦断面概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る成膜工程を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る第３ガス供給系を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る第３ガス供給系を説明する図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、第１実施形態に係る基板処理装置１００（以下、単に装置とも称する。）の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の縦断面（垂直断面）概略図である。基板処理装置１００は、薄膜を形成する装置であり、図１に示されているように、１枚又は数枚ずつ基板を処理する枚葉式基板処理装置として構成されている。
【００１７】
図１に示すとおり、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（水平断面）が円形であり、円筒形の扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２の側壁や底壁は、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。
【００１８】
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を処理する処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、ウエハ２００を処理する処理空間２０１ａと、ウエハ２００を搬送する搬送空間２０１ｂとを含む。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと、下部容器２０２ｂと、天井部であるシャワーヘッド２３０とで、その外殻が構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には、処理空間２０１ａと搬送空間２０１ｂとを仕切る仕切り板２０４が設けられる。
【００１９】
処理空間２０１ａは、上部処理容器２０２ａと、シャワーヘッド２３０と、後述する基板載置部２１０とに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも上方の空間である。搬送空間２０１ｂは、下部容器２０２ｂと基板載置部２１０とに囲まれた空間であって、仕切り板よりも下方の空間である。上部処理容器２０２ａと仕切り板２０４との間（接触部）や、仕切り板２０４と下部容器２０２ｂとの間（接触部）等には、処理容器２０２内を気密に維持するためのＯリング２０８が設けられている。
【００２０】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接して基板搬入出口２０６が設けられている。ウエハ２００は、基板搬入出口２０６を介して、隣接する基板搬送室（不図示）との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が垂直方向に複数設けられている。更に、下部容器２０２ｂは電気的に接地されている。
【００２１】
処理空間２０１ａと搬送空間２０１ｂの間には、ウエハ２００を支持する基板載置部２１０が配置されている。基板載置部２１０は、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。基板載置部２１０は、ウエハ２００を載置する基板載置面２１１と、基板載置部２１０に内包された加熱源としての基板載置部ヒータ２１３を含む。基板載置面２１１は、処理空間２０１ａ内に位置する。基板載置部２１０には、リフトピン２０７が貫通する基板載置部貫通孔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】
基板載置部２１０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の底部を垂直方向に貫通しており、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及び基板載置部２１０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内は気密に維持されている。
【００２３】
基板載置部２１０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の位置（ウエハ搬送位置）となるよう下降し、ウエハ２００の処理時には、図１で示されるように、ウエハ２００が処理位置（ウエハ処理位置）となるよう上昇する。
【００２４】
具体的には、基板載置部２１０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、基板載置部２１０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の上面より下方に埋没して、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と直接接触するため、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。
【００２５】
（ガス導入口）
後述のシャワーヘッド２３０の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２４１が設けられている。ガス導入口２４１に接続されるガス供給系の構成については後述する。
【００２６】
（シャワーヘッド）
処理室２０１の上には、処理室２０１の天井部であるシャワーヘッド２３０が設けられている。ガス導入口２４１は、シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられている。シャワーヘッド２３０は、処理室２０１にガスを分散させるためのガス分散機構である。シャワーヘッド２３０は、ガス導入口２４１と処理室２０１との間に配置され、ガス導入口２４１及び処理室２０１と連通する。
【００２７】
シャワーヘッド２３０は、ガス導入口２４１から導入されるガスを分散させるための分散板２３４を、ガス導入口２４１と処理空間２０１ａとの間に備えている。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。貫通孔２３４ａは、基板載置面２１１と対向するように配置されている。分散板２３４は、貫通孔２３４ａが設けられた凸状部２３４ｂと、凸状部の周囲に設けられたフランジ部２３４ｃとを有する。フランジ部２３４ｃは、電気的に絶縁性の構造体である絶縁ブロック２３３で支持されている。
【００２８】
シャワーヘッド２３０において、蓋２３１と分散板２３４との間には、ガス導入口２４１から導入されたガスを分散板２３４表面の全域に拡散させるためのバッファ空間であるバッファ室２３２が設けられている。
【００２９】
バッファ室２３２内には、バッファ室２３２内に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、ガス導入口２４１と連通し蓋２３１に設けられた蓋穴２３１ａを頂点とし、分散板２３４方向（つまり下方向）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の下端の水平方向の径は、貫通孔２３４ａ群の最外周の径よりも大きい。ガスガイド２３５により、バッファ室２３２内に供給されたガスは、より均一となるように分散される。
【００３０】
こうして、ガス導入口２４１から導入されたガスは、蓋２３１に設けられた蓋穴２３１ａを介して、シャワーヘッド２３０内に設けられたバッファ室２３２内に供給される。そして、分散板２３４とガスガイド２３５により、均一となるように分散され、分散板２３４の貫通孔２３４ａから処理室２０１内へ供給される。
【００３１】
シャワーヘッドの蓋２３１は、導電性のある金属で形成され、バッファ室２３２内又は処理室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の間を電気的に絶縁している。更には、蓋２３１にはシャワーヘッド加熱部である抵抗ヒータ２３１ｂが設けられている。
【００３２】
バッファ室２３２の上方の蓋２３１には、バッファ室２３２内の雰囲気を排出するための第２の排気系（シャワーヘッド排気ライン）２７０が設けられている。第２の排気系２７０については、後述する。
【００３３】
（ガス供給系）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に接続されたガス導入口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には、第１ガス供給管２４３ａと、第２ガス供給管２４４ａと、第３ガス供給管２４５ａとが接続されている。第２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。
【００３４】
第１ガス供給管２４３ａを含む第１ガス供給系２４３からは、第１元素含有ガスが主に供給され、第２ガス供給管２４４ａを含む第２ガス供給系２４４からは、主に第２元素含有ガスが供給される。第３ガス供給管２４５ａを含む第３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や処理室２０１をクリーニングする際には主にクリーニングガスが供給される。
【００３５】
（第１ガス供給系）
第１ガス供給管２４３ａには、ガス流れの上流方向から順に、第１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。
【００３６】
第１ガス供給管２４３ａから、第１元素を含有するガス（以下、「第１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。
【００３７】
第１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１元素は、例えばチタン（Ｔｉ）である。すなわち、第１元素含有ガスは、例えばチタン含有ガスである。チタン含有ガスとしては、例えばＴｉＣｌ４（四塩化チタン）ガスを用いることができる。なお、第１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１元素含有ガスが常温常圧で液体の場合は、第１ガス供給源２３２ｂ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。
【００３８】
なお、第１元素含有ガスとしては、シリコン含有ガスでもよく、例えば有機シリコン材料であるＢＴＢＡＳ（ビス  ターシャリー  ブチル  アミノ  シラン：ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２）や、ヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）や、トリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）等を用いることができる。これらのガスは、プリカーサーとして働く。
【００３９】
第１ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第１不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第１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。
【００４０】
第１ガス供給管２４３ａから供給される不活性ガスは、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。
【００４１】
第１不活性ガス供給管２４６ａからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４６ｃ、バルブ２４６ｄ、第１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。不活性ガスは、後述する成膜工程（Ｓ１０４）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００４２】
主に、第１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１ガス供給系である第１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。
【００４３】
また、主に、第１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１不活性ガス供給系２４６が構成される。なお、不活性ガス供給源２４６ｂ、第１ガス供給管２４３ａを、第１不活性ガス供給系２４６に含めて考えてもよい。
【００４４】
更には、第１ガス供給源２４３ｂ、第１不活性ガス供給系を、第１元素含有ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。
【００４５】
（第２ガス供給系）
第２ガス供給管２４４ａの下流には、リモートプラズマユニット２４４ｅが設けられている。第２ガス供給管２４４ａには、上流方向から順に、第２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。
【００４６】
第２ガス供給管２４４ａからは、第２元素を含有するガス（以下、「第２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２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。
【００４７】
第２元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第２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。
【００４８】
ここで、第２元素含有ガスは、第１元素と異なる第２元素を含有する。第２元素としては、例えば、窒素（Ｎ）があげられる。本実施形態では、第２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は、ＮＨ３ガスが用いられる。
【００４９】
主に、第２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２ガス供給系である第２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。
【００５０】
また、第２ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第２不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第２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。
【００５１】
第２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２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、後述する成膜工程（Ｓ１０４）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００５２】
第２不活性ガス供給管２４７ａから供給される不活性ガスは、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。
【００５３】
主に、第２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２不活性ガス供給系２４７が構成される。なお、不活性ガス供給源２４７ｂ、第２ガス供給管２４４ａ、リモートプラズマユニット２４４ｅを第２不活性ガス供給系２４７に含めて考えてもよい。
【００５４】
更には、第２ガス供給源２４４ｂ、リモートプラズマユニット２４４ｅ、第２不活性ガス供給系２４７を、第２元素含有ガス供給系２４４に含めて考えてもよい。
【００５５】
（第３ガス供給系）
第３ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第３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、パージガスを加熱するガス加熱部である配管加熱部２４５ｅが設けられている。
【００５６】
第３ガス供給源２４５ｂから、例えば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。パージガスとは、処理室２０１又はバッファ室２３２内の雰囲気（ガス）を排出するために、処理室２０１又はバッファ室２３２内に導入されるガスのことである。
【００５７】
第３ガス供給源２４５ｂから供給される不活性ガスは、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。
【００５８】
配管加熱部２４５ｅによって加熱されたパージガスは、バッファ室２３２、分散板２３４を介して処理室２０１に供給される。このようにすることで、分散板２３４を所望の温度に維持することが可能となる。
【００５９】
仮に、パージガスの供給によって分散板２３４が過度に冷却された場合、次の問題が考えられる。すなわち、処理室２０１内に残留しているガスが熱分解温度以下になることによって、分散板２３４の基板対向面に副生成物が堆積されてしまったり、次の処理ガス供給工程（例えば第２元素含有ガスを供給した後の第１元素含有ガス供給工程）において温度に関するプロセスウインドウを維持することができず、その結果次の工程の膜処理特性が悪くなる、という問題が考えられる。
【００６０】
例えば、第１元素含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを供給し、第２元素含有ガスとしてＮＨ３ガスを供給した場合、副生成物として塩化アンモニア（ＮＨ４Ｃｌ）が発生し、分散板２３４の温度が、塩化アンモニアの付着する温度（たとえば１５０℃）まで低下すると、分散板２３４に塩化アンモニアが付着してしまう。
一方、本実施形態のようにパージガスを加熱することで、上記問題を抑制することができる。
【００６１】
第３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３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３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２４８が構成される。なお、クリーニングガス源２４８ｂ、第３ガス供給管２４５ａを、クリーニングガス供給系２４８に含めて考えてもよい。
【００６４】
更には、第３ガス供給源２４５ｂ、クリーニングガス供給系を、第３ガス供給系２４５に含めて考えてもよい。
【００６５】
第３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、後述する成膜工程（Ｓ１０４）では、処理室２０１内やシャワーヘッド２３０内に留まった残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するように用いても良い。
【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内や処理室２０１内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）ガスがあげられる。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】
（第４ガス供給系）
上部容器２０２ａの側壁（つまり処理室２０１の側方）には、第４ガス供給系２４９が設けられている。第４ガス供給系２４９の第４ガス供給管２４９ａには、上流方向から順に、第４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、パージガスを加熱するガス加熱部である配管加熱部２４９ｅが設けられている。
【００７０】
主に、第４ガス供給管２４９ａ、マスフローコントローラ２４９ｃ、バルブ２４９ｄにより、第４ガス供給系２４９が構成される。更には、第４ガス供給源２４９ｂを、第４ガス供給系２４９に含めて考えてもよい。
【００７１】
第４ガス供給源２４９ｂ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２４９ｃ、バルブ２４９ｄ、配管加熱部２４９ｅを介して処理室２０１の処理空間２０１ａに供給される。
【００７２】
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。
【００７３】
後述の成膜工程Ｓ１０４において、配管加熱部２４９ｅによって加熱されたパージガスは、処理室２０１に供給された後、少なくともその一部が、分散板２３４とバッファ室２３２を介して第２の排気系２７０から排出される。このようにすることで、バッファ室２３２内を短時間でパージすることができ、また、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅと同様に、分散板２３４を所望の温度に維持することが可能となる。
【００７４】
あるいは、後述の堆積膜除去工程Ｓ１１０において、配管加熱部２４９ｅで加熱されることなく処理室２０１に供給されたパージガスは、少なくともその一部が、分散板２３４とバッファ室２３２を介して第２の排気系２７０から排出される。堆積膜除去工程Ｓ１１０の詳細は、後述する。
【００７５】
（第１の排気系）
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁側面には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２２１が設けられている。排気口２２１には排気管２２２が接続されており、排気管２２２には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２３と、真空ポンプ２２４とが、ガス流れの順に直列に接続されている。排気口２２１と、排気管２２２と、圧力調整器２２３とを含むように、第１の排気系（処理室排気ライン）２２０が構成される。なお、真空ポンプ２２４を、第１の排気系２２０に含めるように考えてもよい。
【００７６】
（第２の排気系）
バッファ室２３２の上方の蓋２３１には、バッファ室２３２内の雰囲気を排出するためのシャワーヘッド排気穴２３１ｃが、垂直方向に貫通して設けられている。シャワーヘッド排気口２３１ｃには、排気管２７１が接続されている。排気管２７１には、排気のオン/オフを切り替えるバルブ２７２、バッファ室２３２内を所定の圧力に制御するＡＰＣ等の圧力調整器２７３、真空ポンプ２７４が、ガス流れの順に直列に接続されている。排気管２７１と、バルブ２７２と、圧力調整器２７３とを含むように、第２の排気系（シャワーヘッド排気ライン）２７０が構成される。なお、真空ポンプ２７４を、第２の排気系２７０に含めるように考えてもよい。
【００７７】
シャワーヘッド排気穴２３１ｃは、ガスガイド２３５の上方にあるため、後述するシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４、Ｓ２１０）では、次のようにガスが流れるよう構成されている。すなわち、蓋穴２３１ａから供給された不活性ガスは、ガスガイド２３５によって分散され、バッファ室２３２内の空間中央及び下方に流れる。その後、ガスガイド２３５の端部で折り返して、シャワーヘッド排気穴２３１ｃから排気される。
【００７８】
（プラズマ生成部）
シャワーヘッドの蓋２３１には、整合器２５１を介して、高周波電源２５２が接続されている。整合器２５１でインピーダンスを調整し、高周波電源２５２から蓋２３１に高周波電力を印加することで、シャワーヘッド２３０内（詳しくはバッファ室２３２内）や、処理室２０１内（詳しくは処理空間２０１ａ内）にプラズマが生成される。
【００７９】
（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制御部であるコントローラ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。演算部２６１は、上位コントローラや使用者の指示に応じて、記憶部２６２から基板処理装置１００のプログラムや制御レシピを呼び出し、その内容に応じて基板処理装置１００の各構成を制御する。
【００８０】
（２）基板処理工程
次に、半導体製造装置としての基板処理装置１００を使用して、基板を処理する基板処理工程の概略について説明する。この基板処理工程は、例えば、半導体装置を製造するための一工程である。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や処理は、コントローラ２６０により制御される。図２は、本発明の第１実施形態に係る基板処理工程を説明するフローチャートである。
【００８１】
ここでは、第１元素含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガス（四塩化チタンガス）を用い、第２元素含有ガスとしてＮＨ３ガス（アンモニアガス）を用い、ウエハ２００上に薄膜としてＴｉＮ膜（窒化チタン膜）を形成する例について説明する。なお、例えば、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。
【００８２】
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２）
まず、図２に示すように、ウエハ２００を処理室２０１内へ搬入し、基板載置部２１０上に載置する基板搬入・載置工程Ｓ１０２を行う。
詳しくは、基板載置部２１０をウエハ２００の搬送位置まで下降させることにより、基板載置部２１０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、基板載置部２１０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を開き、図示しないウエハ搬送機を用いて、処理室２０１内にウエハ２００（処理基板）を搬入し、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、基板載置部２１０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】
処理容器２０２内にウエハ２００を搬入した後、ウエハ搬送機を処理容器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、基板載置部２１０を上昇させることにより、基板載置部２１０に設けられた基板載置面２１１上にウエハ２００を載置する。
【００８４】
なお、ウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する際、又はウエハ２００を処理容器２０２内から搬出する際には、第１の排気系２２０により処理容器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（例えばＮ２ガス）を供給することが好ましい。例えば、真空ポンプ２２４を作動させＡＰＣバルブ２２３を開けることにより、第１の排気系２２０から処理容器２０２内を排気している状態で、少なくとも第３ガス供給系２４５のバルブ２４５ｄを開けることにより、処理容器２０２内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、基板搬入出口２０６から処理容器２０２内へのパーティクルの侵入や、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。なお、第１の排気系２２０の真空ポンプ２２４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（Ｓ１０６）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【００８５】
ウエハ２００を基板載置部２１０の上に載置する際は、基板載置部２１０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する。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。室温とは約１０℃〜３０℃の温度帯を示す。ここでは、２０℃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、コントローラ２６０がヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。
【００８６】
（成膜工程Ｓ１０４）
次に、ウエハ２００の表面上に薄膜を形成する成膜工程Ｓ１０４を行う。ここでは、成膜工程Ｓ１０４の基本的な流れについて説明し、成膜工程Ｓ１０４の詳細については、図３を用いて後述する。
【００８７】
成膜工程Ｓ１０４では、まず、シャワーヘッド２３０のバッファ室２３２を介して、第１ガス供給系２４３から処理室２０１内にＴｉＣｌ４ガスを供給してウエハ２００上にチタン含有膜を形成する。ＴｉＣｌ４ガスの供給を開始し、所定の時間経過後、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。そして、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９からパージガス（Ｎ２ガス等の不活性ガス）を供給し、このパージガスにより、バッファ室２３２内と処理室２０１内から、第１の排気系２２０と第２の排気系２７０を介して、ＴｉＣｌ４ガスを排出する。このとき、パージガスを処理室２０１内に供給する際に、パージガスが分散板２３４を冷却しないよう、パージガスを、配管加熱部２４５ｅと配管加熱部２４９ｅにより、所定の温度以上に加熱する。
【００８８】
ＴｉＣｌ４ガスを排出後、バッファ室２３２を介して、第２ガス供給系２４４から処理室２０１内にプラズマ状態のＮＨ３ガスを供給する。ＮＨ３ガスは、形成されたチタン含有膜と反応し、窒化チタン膜を形成する。所定の時間経過後、ＮＨ３ガスの供給を停止する。そして、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９からパージガスを供給し、このパージガスにより、バッファ室２３２内と処理室２０１内から、第１の排気系２２０と第２の排気系２７０を介して、ＮＨ３ガスを排出する。このときも、パージガスを処理室２０１内に供給する際に、パージガスが分散板２３４を冷却しないよう、パージガスを、配管加熱部２４５ｅと配管加熱部２４９ｅにより、所定の温度以上に加熱する。
【００８９】
成膜工程Ｓ１０４では、以上の工程を繰り返すことで、所望の膜厚の窒化チタン膜を形成する。なお、成膜工程１０４の間、バッファ室２３２の内壁に副生成物が付着し堆積するのを抑制するため、シャワーヘッド加熱部２３１ｂにより、バッファ室２３２や分散板２３４を加熱する。
【００９０】
（基板搬出工程Ｓ１０６）
次に、窒化チタン膜が形成されたウエハ２００を、処理容器２０３から搬出する。
詳しくは、基板載置部２１０を下降させ、基板載置部２１０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。その後、第３ガス供給系２４５から処理容器２０２内へ不活性ガスを供給しつつ、ゲートバルブ２０５を開き、ウエハ搬送機を用いて、ウエハ２００を処理容器２０２の外へ搬出する。その後、基板処理工程を終了する場合は、第３ガス供給系２４５から処理容器２０２内への不活性ガス供給を停止する。
【００９１】
（処理回数判定工程Ｓ１０８）
ウエハ２００を搬出後、成膜工程Ｓ１０４の実施回数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場合は、堆積膜除去工程Ｓ１１０に移行する。所定の回数に到達していない場合は、待機している新たなウエハ２００の処理を開始するため、基板搬入・載置工程Ｓ１０２に移行する。
【００９２】
（堆積膜除去工程Ｓ１１０）
成膜工程Ｓ１０４では、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４に副生成物が付着しないよう、バッファ室２３２を加熱しているが、成膜工程Ｓ１０４を繰り返すことにより、副生成物がバッファ室２３２の内壁や分散板２３４に、次第に付着するようになったり、場合により、１回の成膜工程Ｓ１０４だけで多くの副生成物が付着するようになったりする。堆積膜除去工程Ｓ１１０では、成膜工程Ｓ１０４においてバッファ室２３２の内壁や分散板２３４に付着した副生成物による堆積膜を除去する。堆積膜除去工程Ｓ１１０の詳細は、図４を用いて後述する。
【００９３】
（処理回数判定工程Ｓ１１２）
堆積膜除去工程Ｓ１１０を行った後、堆積膜除去工程Ｓ１１０の実施回数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場合は、クリーニング工程Ｓ１１４に移行する。所定の回数に到達していない場合は、待機している新たなウエハ２００の処理を開始するため、基板搬入・載置工程Ｓ１０２に移行する。
【００９４】
（クリーニング工程Ｓ１１４）
処理回数判定工程Ｓ１０８において成膜工程Ｓ１０４の実施回数が所定の回数に到達したと判定された場合は、クリーニング工程Ｓ１１４を行う。クリーニング工程Ｓ１１４では、基板載置部２１０がウエハ処理位置にある状態であって、さらに基板載置部２１０上にウエハ２００がない状態で、クリーニングガス供給系２４８のバルブ２４８ｄを開け、シャワーヘッド２３０を介して、クリーニングガスを処理室２０１内へ供給する。
【００９５】
クリーニングガスがシャワーヘッド２３０内と処理室２０１内を満たした後、高周波電源２５２からシャワーヘッド２３０へ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内（詳しくはバッファ室２３２内）と処理室２０１内（詳しくは処理空間２０１ａ内）にクリーニングガスのプラズマを生成する。生成されたクリーニングガスプラズマは、シャワーヘッド２３０内と処理室２０１内の壁に付着した副生成物を除去する。
【００９６】
次に、成膜工程Ｓ１０４の詳細について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る成膜工程を説明するフローチャートである。
【００９７】
（第１の処理ガス供給工程Ｓ２０２）
基板載置部２１０上のウエハ２００がヒータ２１３により加熱され所望温度に達した後、第１の排気系２２０からの排気を行いつつ、第１ガス供給系２４３のバルブ２４３ｄを開け、ガス導入口２４１、バッファ室２３２、分散板２３４の複数の貫通孔２３４ａを介して、処理室２０１内に第１の処理ガスとしてのＴｉＣｌ４ガスの供給を開始する。バッファ室２３２内では、ガスガイド２３５によってＴｉＣｌ４ガスが均一に分散される。均一に分散されたガスは、複数の貫通孔２３４ａを介して、処理室２０１内のウエハ２００上に均一に供給される。
【００９８】
このとき、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。ＴｉＣｌ４ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。なお、ＴｉＣｌ４ガスとともに、第１不活性ガス供給系２４６からキャリアガスとしてＮ２ガスを、処理室２０１内に流してもよい。また、第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度を適正に調整することにより、処理容器２０２内の圧力を、所定の圧力（例えば１０〜３０００Pａ）とする。
【００９９】
処理室２０１内において、ＴｉＣｌ４ガスは、所定の時間、例えば０．０５〜０．５秒間、ウエハ２００上に供給される。ウエハ２００表面上には、ＴｉＣｌ４ガスがウエハ２００の表面に接触することによって「第１元素含有層」としてのチタン含有層が形成される。
【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、基板載置部（サセプタ）２１０の温度、処理室２０１での処理時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。
【０１０１】
所定の時間経過後、バルブ２４３ｄを閉じ、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。ただし、第１の排気系２２０からの排気は続行する。
【０１０２】
（第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４）
ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止した後、第２の排気系２７０のバルブ２７２を開とし、シャワーヘッド２３０内（詳しくはバッファ室２３２内）の雰囲気を排出する。具体的には、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９とから、加熱されたパージガスが供給され、分散板２３４およびバッファ室２３２の温度を低下させないように維持しつつ、バッファ室２３２内の雰囲気を排出する。このとき、真空ポンプ２７４は、事前に作動させておく。
【０１０３】
このとき、バッファ室２３２における第２の排気系２７０の排気コンダクタンスが、処理室２０１を介した第１の排気系２２０のコンダクタンスよりも大きくなるよう、第２の排気系２７０のＡＰＣバルブ２７３の弁開度、又は第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度を制御し調整する。このように調整することで、バッファ室２３２の中央からシャワーヘッド排気穴２３１ｃに向けたガス流れが形成される。このようにして、バッファ室２３２の壁に付着したガスや、バッファ室２３２内に浮遊したガスが、処理室２０１に進入することなく第２の排気系２７０から排出される。
【０１０４】
なお、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４において、第３ガス供給系２４５からパージガスを供給するときに、第４ガス供給系２４９からもパージガスを供給することが好ましいが、第４ガス供給系２４９からはパージガスを供給しないよう構成することも可能である。
所定の時間、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４を行った後、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４を終了する。
【０１０５】
（第１の処理室排気工程Ｓ２０６）
第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４が終了後、引き続き第１の排気系２２０及び第２の排気系２７０からの排気を行う。具体的には、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９とから、加熱されたパージガスが供給され、分散板２３４およびバッファ室２３２の温度を維持しつつ、バッファ室２３２内と処理室２０１内の雰囲気を排出する。
【０１０６】
このとき、処理空間２０１ａにおける第１の排気系２２０からの排気コンダクタンスが、シャワーヘッド２３０を介した第２の排気系２７０からの排気コンダクタンスよりも大きくなるよう、ＡＰＣバルブ２７３の弁開度又はＡＰＣバルブ２２３の弁開度を調整する。このように調整することで、シャワーヘッド２３０から処理室２０１内を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れが形成される。したがって、バッファ室２３２に供給された不活性ガスを、確実にウエハ２００上に供給することが可能となり、ウエハ２００上の残留ガスの除去効率が高くなる。
【０１０７】
第１の処理室排気工程Ｓ２０６において供給された不活性ガスは、第１の処理ガス供給工程Ｓ２０２でウエハ２００に結合できなかったチタン成分を、ウエハ２００上から除去する。更には、第１の処理室排気工程Ｓ２０６においても、ＡＰＣバルブ２７３の弁開度又はＡＰＣバルブ２２３の弁開度を制御することにより、シャワーヘッド２３０内（詳しくはバッファ室２３２内）に残留したＴｉＣｌ４ガスを、第２の排気系２７０から除去することができる。
【０１０８】
第１の処理室排気工程Ｓ２０６開始から所定の時間経過後、バルブ２７２を閉じて第２の排気系２７０からの排気を停止する。このように、第１の処理室排気工程Ｓ２０６の開始から所定の時間経過後、第１の排気系２２０からの排気を行いつつ、バルブ２７２を閉じ第２の排気系２７０からの排気を停止することが望ましい。このようにすると、シャワーヘッド２３０から処理室２０１を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れが第２の排気系２７０の影響を受けないので、より確実に不活性ガスをウエハ２００上に供給することが可能となり、ウエハ２００上の残留ガスの除去効率が更に高くなる。
【０１０９】
なお、第１の処理室排気工程Ｓ２０６の開始時点から、第２の排気系２７０からの排気を停止することも可能である。このようにすると、シャワーヘッド２３０から処理室２０１内を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れを形成することが容易になる。
【０１１０】
このように、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４の後に引き続き第１の処理室排気工程Ｓ２０６を行うことで、次の効果を見出すことができる。即ち、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４でバッファ室２３２内の残留物を除去しているので、第１の処理室排気工程Ｓ２０６においてガス流れがウエハ２００上を経由したとしても、残留ガスがウエハ２００上に付着することを防ぐことができる。
【０１１１】
なお、第１の処理室排気工程Ｓ２０６において、上述したように、第３ガス供給系２４５からパージガスを供給するときに、第４ガス供給系２４９からもパージガスを供給するよう構成してもよいが、第４ガス供給系２４９からはパージガスを供給しないよう構成することも可能である。
【０１１２】
所定の時間、第１の処理室排気工程Ｓ２０６を行った後、バルブ２４５ｄとバルブ２４９ｄを閉じて、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９からのパージガスの供給を停止すると共に、バルブ２７２を閉じて第２の排気系２７０からの排気を停止し、第１の処理室排気工程Ｓ２０６を終了する。
【０１１３】
（第２の処理ガス供給工程Ｓ２０８）
第１の処理室排気工程Ｓ２０６の後、第１の排気系２２０からの排気を行いつつ、第２ガス供給系２４４のバルブ２４４ｄを開け、リモートプラズマユニット２４４ｅ、ガス導入口２４１、バッファ室２３２、分散板２３４の複数の貫通孔２３４ａを介して、処理室２０１内に第２の処理ガスとしてのＮＨ３ガスを供給開始する。処理室２０１内に供給されるＮＨ３ガスは、リモートプラズマユニット２４４ｅにより、プラズマ化されている。プラズマ化されたＮＨ３ガスを、バッファ室２３２と貫通孔２３４ａを介して、処理室２０１内に供給するので、ウエハ２００上に均一にＮＨ３ガスを供給することができる。そのため、ウエハ２００上に形成される膜厚を均一にすることができる。
【０１１４】
このとき、ＮＨ３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、ＮＨ３ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。なお、ＮＨ３ガスとともに、第２不活性ガス供給系２４７からキャリアガスとしてＮ２ガスを、処理室２０１内に流してもよい。また、第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度を適正に調整することにより、処理容器２０２内の圧力を、所定の圧力（例えば６０〜６００Pａ）とする。
【０１１５】
処理室２０１内において、プラズマ状態のＮＨ３ガスが、所定の時間、例えば０．１〜０．３秒間、ウエハ２００上に供給される。ウエハ２００上に既に形成されているチタン含有層が、ＮＨ３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、チタン元素および窒素元素を含有する層が形成される。
【０１１６】
チタン元素および窒素元素を含有する改質層は、例えば、処理容器２０３内の圧力、ＮＨ３ガスの流量、基板載置部２１０の温度、プラズマ生成部２５０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。
【０１１７】
所定の時間経過後、バルブ２４４ｄを閉じ、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を停止する。ただし、第１の排気系２２０からの排気は続行する。
【０１１８】
（第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０）
ＮＨ３ガスの供給を停止した後、第２の排気系２７０のバルブ２７２を開とし、シャワーヘッド２３０内の雰囲気を排出する、つまり、バッファ室２３２内の雰囲気を排出する。このとき、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９から、加熱されたパージガスが供給され、分散板２３４およびバッファ室２３２の温度を低下させないように維持しつつ、バッファ室２３２内の雰囲気を排出する。
【０１１９】
第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０においては、バッファ室２３２における第２の排気系２７０の排気コンダクタンスが、処理室２０１を介した第１の排気系２２０のコンダクタンスよりも大きくなるよう、第２の排気系２７０のＡＰＣバルブ２７３の弁開度、又は第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度を制御し調整する。このように調整することで、バッファ空間２３２の中央からシャワーヘッド排気穴２３１ｃに向けたガス流れが形成される。このようにして、バッファ室２３２の壁に付着したガスや、バッファ室２３２内に浮遊したガスが、処理室２０１に進入することなく第２の排気系２７０から排気される。
【０１２０】
なお、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０において、第３ガス供給系２４５からパージガスを供給するときに、上述したように、第４ガス供給系２４９からもパージガスを供給することが好ましいが、第４ガス供給系２４９からはパージガスを供給しないよう構成することも可能である。
所定の時間、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０を行った後、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０を終了する。
【０１２１】
（第２の処理室排気工程Ｓ２１２）
第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０が終了後、引き続き第１の排気系２２０及び第２の排気系２７０からの排気を行う。具体的には、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９とから、加熱されたパージガスが供給され、分散板２３４およびバッファ室２３２の温度を維持しつつ、バッファ室２３２内と処理室２０１内の雰囲気を排出する。
【０１２２】
このとき、処理空間２０１ａにおける第１の排気系２２０からの排気コンダクタンスが、シャワーヘッド２３０を介した第２の排気系２７０からの排気コンダクタンスよりも大きくなるよう、ＡＰＣバルブ２７３の弁開度又はＡＰＣバルブ２２３の弁開度を調整する。このように調整することで、シャワーヘッド２３０から処理室２０１内を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れが形成される。したがって、バッファ室２３２に供給された不活性ガスを、確実にウエハ２００上に供給することが可能となり、ウエハ２００上の残留ガスの除去効率が高くなる。
【０１２３】
第２の処理室排気工程Ｓ２１２において供給された不活性ガスは、第２の処理ガス供給工程Ｓ２０８でウエハ２００に結合できなかった窒素成分を、ウエハ２００上から除去する。更には、第２の処理室排気工程Ｓ２１２においても、ＡＰＣバルブ２７３の弁開度又はＡＰＣバルブ２２３の弁開度を制御することにより、シャワーヘッド２３０内（詳しくはバッファ室２３２内）に残留したＮＨ３ガスを、第２の排気系２７０から除去することができる。
【０１２４】
第２の処理室排気工程Ｓ２１２開始から所定の時間経過後、バルブ２７２を閉じて第２の排気系２７０からの排気を停止する。このように、第２の処理室排気工程Ｓ２１２開始から所定の時間経過後、第１の排気系２２０からの排気を行いつつ、バルブ２７２を閉じ第２の排気系２７０からの排気を停止することが望ましい。このようにすると、シャワーヘッド２３０から処理室２０１を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れが第２の排気系２７０の影響を受けないので、より確実に不活性ガスをウエハ２００上に供給することが可能となり、ウエハ２００上の残留ガスの除去効率が更に高くなる。
【０１２５】
このように、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０の後に引き続き第２の処理室排気工程Ｓ２１２を行うことで、次の効果を見出すことができる。即ち、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０でバッファ室２３２内の残留物を除去しているので、第２の処理室排気工程Ｓ２１２においてガス流れがウエハ２００上を経由したとしても、残留ガスがウエハ２００上に付着することを防ぐことができる。
【０１２６】
なお、第２の処理室排気工程Ｓ２１２の開始時点から、第２の排気系２７０からの排気を停止することも可能である。このようにすると、シャワーヘッド２３０から処理室２０１内を経由し第１の排気系２２０に向けた不活性ガスの流れを形成することが容易になる。
【０１２７】
また、第２の処理室排気工程Ｓ２１２において、第３ガス供給系２４５からパージガスを供給するときに、上述したように、第４ガス供給系２４９からもパージガスを供給するよう構成してもよいが、第４ガス供給系２４９からはパージガスを供給しないよう構成することも可能である。
【０１２８】
所定の時間、第２の処理室排気工程Ｓ２１２を行った後、バルブ２４５ｄとバルブ２４９ｄを閉じて、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９からのパージガスの供給を停止すると共に、バルブ２７２を閉じて第２の排気系２７０からの排気を停止し、第２の処理室排気工程Ｓ２１２を終了する
【０１２９】
（判定Ｓ２１４）
第２の処理室排気工程Ｓ２１２が終了した後、コントローラ２６０は、第１の処理ガス供給工程Ｓ２０２から第２の処理室排気工程Ｓ２１２までを１サイクルとする処理サイクルを、所定回数実施したか否かを判定する。
【０１３０】
所定回数実施していない場合（Ｓ２１４でＮｏの場合）、第１の処理ガス供給工程Ｓ２０２へ移行し、第１の処理ガス供給工程Ｓ２０２、第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４、第１の処理室排気工程Ｓ２０６、第２の処理ガス供給工程Ｓ２０８、第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０、第２の処理室排気工程Ｓ２１２を行う。所定回数実施した場合（Ｓ２１４でＹｅｓの場合）、成膜工程Ｓ１０４を終了する。
【０１３１】
次に、堆積膜除去工程Ｓ１１０の詳細を、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。
【０１３２】
図４には、成膜工程Ｓ１０４と、基板搬出工程Ｓ１０６と、堆積膜除去工程Ｓ１１０とにおける、ガスＡ（第１の処理ガス、ＴｉＣｌ４ガス）とガスＢ（第２の処理ガス、ＮＨ３ガス）の処理室２０１への供給状態と、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅ及び第４ガス供給系２４９の配管加熱部２４９ｅの加熱状態と、基板載置部ヒータ２１３の加熱状態と、シャワーヘッド加熱部２３１ｂの加熱状態と、第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度状態と、第２の排気系２７０のバルブ２７２の開閉状態とが示されている。
【０１３３】
図４の例では、時刻ｔ１〜ｔ２の成膜工程Ｓ１０４において、ガスＡの供給工程Ａ１、ガスＡの排気工程Ｐ１（第１のシャワーヘッド排気工程Ｓ２０４と第１の処理室排気工程Ｓ２０６）、ガスＢの供給工程Ｂ１、ガスＢの排気工程Ｐ２（第２のシャワーヘッド排気工程Ｓ２１０と第２の処理室排気工程Ｓ２１２）、ガスＡの供給工程Ａ２、ガスＡの排気工程Ｐ３、ガスＢの供給工程Ｂ２、ガスＢの排気工程Ｐ４の順に、処理が行われる。なお、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２には、Ｎ２等の不活性ガスがキャリアガスとして含まれていても良い。また、図４では、パージガス供給工程Ｐ１〜Ｐ４は不連続に描かれているが、連続的でも良い。
【０１３４】
図４に示すように、成膜工程Ｓ１０４においては、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅと第４ガス供給系２４９の配管加熱部２４９ｅと基板載置部ヒータ２１３とシャワーヘッド加熱部２３１ｂは、いずれもオン状態、つまり加熱されている。また、第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３の弁開度は常時開状態である、つまり第１の排気系２２０からの排気が常時行われている。また、第２の排気系２７０のバルブ２７２は、パージガスが供給されるＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の期間のみ、開状態とされている。なお、前述したように、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれにおいて、第１の処理室排気工程Ｓ２０６と第２の処理室排気工程Ｓ２１２では、バルブ２７２を閉じて、第２の排気系２７０からの排気を止めることも可能である。
【０１３５】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の基板搬出工程Ｓ１０６において、処理済みのウエハ２００が処理室２０１から搬出される。基板搬出工程Ｓ１０６においては、第１の排気系２２０からの排気は行われているが、第２の排気系２７０からの排気は停止している。また、第３ガス供給系２４５からパージガスが処理室２０１へ供給される。また、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅと第４ガス供給系２４９の配管加熱部２４９ｅの加熱は、いずれもオフ状態、つまり停止されているが、基板載置部ヒータ２１３とシャワーヘッド加熱部２３１ｂは、いずれもオン状態、つまり加熱されている。
【０１３６】
次に、時刻ｔ３〜ｔ５の堆積膜除去工程Ｓ１１０において、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４に付着した堆積膜の除去が行われる。詳しくは、時刻ｔ３〜ｔ４において堆積膜除去工程Ｓ１１０の第１ステップＣ１が行われ、時刻ｔ４〜ｔ５において堆積膜除去工程Ｓ１１０の第２ステップＣ２が行われる。
【０１３７】
例えば、第１ステップＣ１における処理室２０１内の圧力は約２０５０〜２１００Ｐａであり、バッファ室２３２内の圧力は約２０００Ｐａである。また、第２ステップＣ２における処理室２０１内の圧力は約５００Ｐａであり、バッファ室２３２内の圧力は約２０００Ｐａである。このように、第１ステップＣ１では、処理室２０１内の圧力がバッファ室２３２内の圧力よりも高く、第２ステップＣ２では、バッファ室２３２内の圧力が処理室２０１内の圧力よりも高い。
【０１３８】
堆積膜除去工程Ｓ１１０において、第１の排気系２２０と第２の排気系２７０からの排気が行われる。また、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９から、パージガスが、バッファ室２３２内や処理室２０１内に供給される。また、基板載置部ヒータ２１３とシャワーヘッド加熱部２３１ｂは、いずれもオン状態である。また、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅと第４ガス供給系２４９の配管加熱部２４９ｅの加熱は、いずれもオフ状態である。
【０１３９】
第１ステップＣ１において、第３ガス供給系２４５の配管加熱部２４５ｅと第４ガス供給系２４９の配管加熱部２４９ｅとをオフ状態とし、第３ガス供給系２４５からのパージガスと第４ガス供給系２４９からのパージガスとを加熱しない状態とする。つまり、堆積膜除去工程Ｓ１１０におけるパージガスの温度を、成膜工程Ｓ１０４におけるパージガスの温度よりも低くする。例えば、堆積膜除去工程Ｓ１１０におけるパージガスの温度は、１０℃〜３００℃（好ましくは２８０℃）であり、成膜工程Ｓ１０４におけるパージガスの温度は、３００℃〜５００℃（好ましくは３８０℃）である。このとき、上述したように、シャワーヘッド加熱部２３１ｂをオン状態とし、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４を加熱している。
【０１４０】
このようにすると、バッファ室２３２内に供給されたパージガスと、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４との温度差によって発生する熱応力によって、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４に付着した堆積膜にクラック（割れ）が発生し、膜剥がれを起こし易くなる。
【０１４１】
バッファ室２３２の内壁や分散板２３４の熱膨張率と、堆積膜の熱膨張率とは、温度により異なる。そのため、成膜時にバッファ室２３２の内壁や分散板２３４に付着した堆積膜は、成膜時よりも低温の状態になると、熱膨張率の差により応力を生じる。本実施形態では、さらに、パージガスの温度を成膜時よりも低くするとともに、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４を加熱して、低温のパージガスとの温度差を拡大することにより、より膜剥がれを起こし易くするものである。
【０１４２】
また、第１ステップＣ１において、シャワーヘッド排気バルブ２７２と、処理室排気バルブであるＡＰＣバルブ２２３とを開とし、第１の排気系２２０及び第２の排気系２７０からの排気が行われる。このとき、第２の排気系２７０が排気するパージガスの流量（排気流量）が、第１の排気系２２０が排気するパージガスの流量より大きくなるように第２の排気系２７０のＡＰＣバルブ２７３、又は第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３を制御する。
【０１４３】
このようにすると、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４から剥がれた膜が分散板２３４の貫通孔２３４ａ内に供給されることが抑制される。従って、剥がれた膜によって貫通孔２３４ａが詰まることが抑制される。また、分散板２３４の貫通孔２３４ａ内に目詰まりした堆積膜を剥がして第２の排気系２７０から排出することが容易になる。また、第１の排気系２２０からの排気により、処理室２０１の内壁から剥がれた膜やパーティクルは、処理室２０１内から排出される。
【０１４４】
好ましくは、バッファ室２３２内における第２の排気系２７０のコンダクタンスが、処理室２０１を介した第１の排気系２２０のコンダクタンスよりも大きくなるように、第２の排気系２７０のＡＰＣバルブ２７３、又は第１の排気系２２０のＡＰＣバルブ２２３を制御する。このようにすると、バッファ室２３２内の雰囲気が処理室２０１内に流入せず、処理室２０１内の雰囲気がバッファ室２３２内に流入するようになる。
【０１４５】
こうして、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４から剥がれた膜は、第２の排気系２７０から排出される。そして、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４から剥がれた膜の大部分が、第２の排気系２７０から排出される程度に時間が経過した後、シャワーヘッド排気バルブ２７２を閉じると、第１ステップＣ１が終了し、第２ステップＣ２が開始される。
【０１４６】
なお、第１ステップＣ１において、第１の排気系２２０からの排気を停止するように構成してもよい。このようにしても、処理室２０１の内壁から剥がれた膜やパーティクルを、処理室２０１内から排出することはできないものの、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４から剥がれた膜を、第２の排気系２７０から排出することができる。
【０１４７】
第２ステップＣ２においては、第２の排気系２７０からの排気が停止されているので、第３ガス供給系２４５からのパージガスの流れが、バッファ室２３２から処理室２０１方向となる。また、第４ガス供給系２４９からのパージガスの流れが、処理室２０１からバッファ室２３２方向になることがない。
【０１４８】
第３ガス供給系２４５からのパージガスは、分散板２３４の貫通孔２３４ａを通過するため、貫通孔２３４ａ内の付着物を剥がしつつ、貫通孔２３４ａから押し出す。押し出された付着物は、第１の排気系２２０から排出される。
【０１４９】
なお、上述したように、第２ステップＣ２において、基板載置部ヒータ（サセプタヒータ）２１３をオンとするのが好ましい。サセプタヒータ２１３をオンとすることで、分散板２３４がより加熱され、温度は低い方から、パージガス、堆積膜、分散板２３４、基板載置部２１０の順になる。これにより、分散板２３４とパージガスとの温度差、つまり、分散板２３４に付着した堆積膜とパージガスとの温度差がより大きくなる。即ち、堆積膜の熱応力がより大きくなる。従って、分散板２３４に付着した堆積膜をより剥がしやすくなる。
【０１５０】
また、第１ステップＣ１と第２ステップＣ２のいずれか、又は両方において、第３ガス供給系２４５や第４ガス供給系２４９からのパージガスの流量を、マスフローコントローラ２４５ｃや２４９ｃを制御することにより、成膜工程Ｓ１０４におけるパージガスの流量よりも大きくするのが好ましい。
【０１５１】
このようにすると、成膜工程Ｓ１０４時よりも大流量のパージガスが、バッファ室２３２内壁や分散板２３４に衝突するので、バッファ室２３２内壁や分散板２３４に付着した堆積膜を、より剥がしやすくなる。
【０１５２】
なお、第１ステップＣ１と第２ステップＣ２のいずれか、又は両方において、サセプタヒータ２１３やシャワーヘッド加熱部２３１ｂを、オフ状態にするように構成することもできる。このようにしても、パージガスの温度が、成膜工程Ｓ１０４におけるパージガスの温度よりも低いので、ある程度、バッファ室２３２の内壁や分散板２３４に付着した膜を剥がすことができる。
【０１５３】
また、上述の実施形態では、第３ガス供給系と第４ガス供給系に、パージガスを加熱する配管加熱部を設けたが、代わりに、加熱機能と冷却機能を有し、パージガスの温度を調節する配管調節部としてもよい。このようにすると、堆積膜除去工程において、パージガスを所望の温度とすることが容易になる。
【０１５４】
（４）第１実施形態に係る効果
第１実施形態によれば、以下に示す効果の少なくとも１つを奏することができる。
（Ａ１）堆積膜除去工程において、成膜工程時に供給するパージガス（不活性ガス）よりも低い温度の不活性ガスを、シャワーヘッド内に供給するように構成したので、シャワーヘッド内に設けられているガスガイド等の部材に堆積した堆積膜を冷却することが可能となり、外部に冷却部を設ける場合に比べてシャワーヘッド内の堆積膜に大きな熱応力をかけることが可能となる。すなわち、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することが容易になる。
（Ａ２）堆積膜除去工程において、成膜工程時に供給するパージガス（不活性ガス）よりも低い温度の不活性ガスを、処理室内に供給するように構成したので、処理室内に露出している仕切り版２０４等の処理室内部材に堆積した堆積膜を直接冷却することが可能となり、堆積膜に大きな熱応力をかけることが可能となる。すなわち、処理室内の堆積膜を除去することが容易になる。
（Ａ３）このとき、シャワーヘッド内（内壁や分散板）を加熱するので、さらにシャワーヘッド内の堆積膜を除去することが容易になる。
（Ａ４）堆積膜除去工程では、シャワーヘッドに設けられた第２の排気系により、シャワーヘッド内の雰囲気を排出する第１の排気工程と、第１の排気工程後、処理室に設けられた第１の排気系により、処理室内の雰囲気を排出する第２の排気工程とを行うように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することがより容易になる。
（Ａ５）上記第１の排気工程では、第２の排気系の排気流量が第１の排気系の排気流量よりも大きくなるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜が剥がれて処理室内へ流入することを抑制できる。
（Ａ６）上記第１の排気工程では、処理室内の雰囲気がシャワーヘッド内に流入するように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜が剥がれて処理室内へ流入することをより抑制できる。
（Ａ７）上記第２の排気工程では、第１の排気系の排気流量が第２の排気系の排気流量よりも大きくなるように構成したので、処理室内にあるパーティクルを排出することが容易になる。
（Ａ８）上記第２の排気工程では、シャワーヘッド内の雰囲気が処理室内に流入するように構成したので、処理室内にあるパーティクル（例えば、シャワーヘッド内の堆積膜に起因する）を排出することがより容易になる。
（Ａ９）成膜工程におけるパージ工程では、シャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）が、ガス加熱部により加熱され、堆積膜除去工程では、ガス加熱部による加熱が停止された状態で、シャワーヘッドにパージガス（不活性ガス）が供給されるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することが容易になる。また、成膜工程において、シャワーヘッドの温度をプロセスウインドウの範囲内に維持することが容易になるので、良好な膜質を得ることができる。
（Ａ１０）堆積膜除去工程では、シャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の流量が、成膜工程のパージ工程においてシャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の流量よりも大きくなるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することが容易になる。
（Ａ１１）上記第１の排気工程では、処理室に設けられたパージガス供給系（第４ガス供給系）から処理室内に、パージガス（不活性ガス）を供給するように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することがより容易になる。
【０１５５】
＜第２実施形態＞
次に、図５と図６を用いて本発明の第２実施形態を説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る第３ガス供給系を説明する図である。図６は、本発明の第２実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。第２実施形態の基板処理装置が第１実施形態の基板処理装置と異なる点は、図５に示す第３ガス供給系と該第３ガス供給系を制御するコントローラのみであり、その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【０１５６】
図５に示すように、第２実施形態の第３ガス供給系は、第１実施形態の第３ガス供給系２４５において、第３ガス供給源２４５ｂとマスフローコントローラ２４５ｃとの間に、開閉弁であるバルブ２４５ｆと、ガスを溜めるガス貯留部であるタンク２４５ｇと、開閉弁であるバルブ２４５ｈとを追加したものである。
【０１５７】
図６を用いて、第２実施形態の第３ガス供給系の動作を説明する。図６が第１実施形態の図４と異なる点は、時刻ｔ３〜ｔ４におけるパージガスの流量と、パージガスの流し方であり、その他の点は図４と同様である。
【０１５８】
図６のＰ６に示すように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、堆積膜除去工程Ｓ１１０の第１ステップＣ１において、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９から、加熱されていないパージガスが、バッファ室２３２内や処理室２０１内に供給される。このとき、時刻ｔ３において、第３ガス供給系２４５のタンク２４５ｇに溜められていたパージガスが、バルブ２４５ｄとバルブ２４５ｈが開とされることにより、一気にバッファ室２３２内に供給される。バッファ室２３２内に供給されるパージガスの初期流量（供給開始時の流量）は、第１実施形態におけるパージガスの流量よりも大きくなるように、タンク２４５ｇの容量が設定されている。
【０１５９】
図６のＰ６に示すように、バッファ室２３２内に供給されるパージガスの流量は、供給開始時には大きいが、次第に小さくなり、やがて、第１実施形態においてバッファ室２３２内に供給されるパージガスの流量と同じになる。なお、図６のＰ６の形状は、流量の概略を示すものであり、正確なものではない。
【０１６０】
このように、シャワーヘッドに供給されるパージガス初期流量が、供給終了時の流量よりも大きくなるようにしたので、シャワーヘッドに供給されるパージガスの流量を大きくすることが容易になる。また、バッファ室２３２内壁や分散板２３４に衝突するパージガスの圧力が短時間で変化するとともに、バッファ室２３２内壁や分散板２３４の温度を短時間で大きく冷却することが可能になるので、バッファ室２３２内壁や分散板２３４に付着した堆積膜を、より剥がしやすくなる。
【０１６１】
なお、パージガスをタンク２４５ｇに溜めるのは、時刻ｔ２〜ｔ３のＰ５が終了した後、バルブ２４５ｄとバルブ２４５ｈが閉じられた状態において、バルブ２４５ｆが開とされることにより行われる。その後、パージガスが所定量、タンク２４５ｇに溜まった後、上述したように、図６のｔ３のタイミングで、バルブ２４５ｄとバルブ２４５ｈが開とされることにより、パージガスが、タンク２４５ｇからバッファ室２３２内に一気に供給される。
【０１６２】
第２実施形態の第２ステップＣ２における第３ガス供給系の動作は、第１実施形態の第２ステップＣ２における第３ガス供給系の動作と同様である。また、第２実施形態の成膜工程Ｓ１０４における第３ガス供給系の動作は、バルブ２４５ｆとバルブ２４５ｈが常時開けられた状態で行われるので、第１実施形態の成膜工程Ｓ１０４における第３ガス供給系の動作と同様である。
【０１６３】
なお、第２実施形態において、第４ガス供給系にもタンクを備えて第３ガス供給系と同様の構成とし、第３ガス供給系と同様の動作を行うようにしてもよい。
【０１６４】
第２実施形態によれば、以下に示す効果の少なくとも１つを奏することができる。
（Ｂ１）堆積膜除去工程では、シャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の流量が、成膜工程においてシャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の流量よりも大きくなるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することが容易になる。
（Ｂ２）堆積膜除去工程では、シャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の供給開始時の流量が、供給終了時の流量よりも大きくなるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することがより容易になる。
【０１６５】
＜第３実施形態＞
次に、図７と図８を用いて本発明の第３実施形態を説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る第３ガス供給系を説明する図である。図８は、本発明の第３実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。第３実施形態の基板処理装置が第１実施形態の基板処理装置と異なる点は、図７に示す第３ガス供給系と該第３ガス供給系を制御するコントローラのみであり、その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【０１６６】
図７に示すように、第３実施形態の第３ガス供給系は、第１実施形態の第３ガス供給系２４５において、第３ガス供給源２４５ｂとマスフローコントローラ２４５ｃの間に、第１のガス溜系と第２のガス溜系とを並列に接続したものである。第１のガス溜系は、開閉弁であるバルブ２４５ｆと、ガスを溜めるガス貯留部であるタンク２４５ｇと、開閉弁であるバルブ２４５ｈとを含むように構成されている。第２のガス溜系は、第３ガス供給管２４５ａから分岐したガス分岐管２４５ｐに設けられ、開閉弁であるバルブ２４５ｋと、ガスを溜めるガス貯留部であるタンク２４５ｍと、開閉弁であるバルブ２４５ｎとを含むように構成されている。
【０１６７】
図８を用いて、第３実施形態の第３ガス供給系の動作を説明する。図８が第１実施形態の図４と異なる点は、時刻ｔ３〜ｔ５におけるパージガスの流量と、パージガスの流し方であり、その他の点は図４と同様である。また、第３実施形態の時刻ｔ３〜ｔ４（第１ステップＣ１）における第３ガス供給系の動作は、第２実施形態の時刻ｔ３〜ｔ４（第１ステップＣ１）における第３ガス供給系の動作と同様であるので、説明を省略する。
【０１６８】
図８のＰ７に示すように、第３実施形態では、堆積膜除去工程Ｓ１１０の第２ステップＣ２において、第３ガス供給系２４５と第４ガス供給系２４９から、加熱されていないパージガスが、バッファ室２３２内や処理室２０１内に供給される。このとき、時刻ｔ４において、第３ガス供給系２４５のタンク２４５ｍに溜められていたパージガスが、バルブ２４５ｎが開とされることにより、一気にバッファ室２３２内に供給される。このようなガスの流し方をＦｌｕｓｈ  Ｆｌｏｗ（フラッシュフロー）と呼ぶ。バルブ２４５ｄは、図８のＰ６において既に開とされている。Ｐ７においてバッファ室２３２内に供給されるパージガスの初期流量は、第１実施形態におけるパージガスの流量よりも大きくなるように、タンク２４５ｍの容量が設定されている。
【０１６９】
図８のＰ７に示すように、Ｐ７においてバッファ室２３２内に供給されるパージガスの流量は、供給開始時には大きいが、次第に小さくなり、やがて、第１実施形態においてバッファ室２３２内に供給されるパージガスの流量と同じになる。なお、図８のＰ７の形状は、流量の概略を示すものであり、正確なものではない。
【０１７０】
なお、パージガスをタンク２４５ｍに溜めるのは、時刻ｔ４までの間に、バルブ２４５ｎが閉じられた状態において、バルブ２４５ｋが開とされることにより行われる。その後、パージガスが所定量、タンク２４５ｍに溜まった後、上述したように、図８のｔ４のタイミングで、バルブ２４５ｎが開とされることにより、パージガスが、タンク２４５ｍからバッファ室２３２内に一気に供給される。所定時間が経過し、Ｐ７（第２ステップＣ２）が終了すると、バルブ２４５ｎが閉じられ、パージガスのタンク２４５ｍへの貯留が開始される。
【０１７１】
上述したように、第３実施形態の第１ステップＣ１における第３ガス供給系の動作は、第２実施形態の第１ステップＣ１における第３ガス供給系の動作と同様である。また、第３実施形態の成膜工程Ｓ１０４における第３ガス供給系の動作は、バルブ２４５ｆとバルブ２４５ｈが開けられた状態で行われるので、第１実施形態の成膜工程Ｓ１０４における第３ガス供給系の動作と同様である。
【０１７２】
なお、第３実施形態において、第４ガス供給系にもタンクを備えて第３ガス供給系と同様の構成とし、第３ガス供給系と同様の動作を行うようにしてもよい。
【０１７３】
第３実施形態によれば、以下に示す効果の少なくとも１つを奏することができる。
（Ｃ１）第１の排気工程と第２の排気工程のそれぞれにおいて、シャワーヘッドに供給されるパージガス（不活性ガス）の供給開始時の流量が、供給終了時の流量よりも大きくなるように構成したので、シャワーヘッド内の堆積膜を除去することと、処理室内にあるパーティクルを排出することが、より容易になる。
【０１７４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の各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り、その効果も種々の変更に合わせて得ることができる。
【０１７５】
上述の実施形態では、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成するＴｉＮ形成処理について説明したが、本発明は、ＴｉＮ膜形成処理に限られるものではなく、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜を形成するＳｉＯ膜形成処理や、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成するＳｉＮ膜形成処理や、タングステン（Ｗ）膜を形成するＷ膜形成処理等にも適用可能である。
【０１７６】
また、上述の実施形態では、２種類の処理ガスを交互に基板上に供給する成膜処理について説明したが、本発明は、複数種類の処理ガスを交互に基板上に供給する成膜処理に限られるものではなく、複数種類の処理ガスを同時に基板上に供給する成膜処理にも適用可能である。また、成膜処理以外の基板処理にも適用可能である。
【０１７７】
また、上述の実施形態では、基板２００を円形のウエハとしたが、矩形の基板であってもよい。
【０１７８】
以下に、付記として本発明の態様を記す。
(付記１)
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【０１７９】
(付記２)
付記１に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記成膜工程では、前記処理室に設けられた第１の排気系により、前記処理室内の雰囲気を排出し、
前記堆積膜除去工程では、
前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系により、前記シャワーヘッド内の雰囲気を排出する第１の排気工程と、
前記第１の排気工程後、前記第１の排気系により、前記処理室内の雰囲気を排出する第２の排気工程と、
を行う半導体装置の製造方法。
【０１８０】
(付記３)
付記２に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記第１の排気工程では、前記処理室内の雰囲気が、前記シャワーヘッド内に流入する半導体装置の製造方法。
【０１８１】
(付記４)
付記２または付記３に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記第２の排気工程では、前記シャワーヘッド内の雰囲気が、前記処理室内に流入する半導体装置の製造方法。
【０１８２】
(付記５)
付記１ないし付記４のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記第１の排気工程では、前記第２の排気系の排気流量が前記第１の排気系の排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【０１８３】
(付記６)
付記１ないし付記５のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記第２の排気工程では、前記第１の排気系の前記排気流量が前記第２の排気系の前記排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【０１８４】
(付記７)
付記１ないし付記６のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記不活性ガス供給系が、前記不活性ガスを加熱するガス加熱部を有し、
前記成膜工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスが、前記ガス加熱部により加熱される半導体装置の製造方法。
【０１８５】
(付記８)
付記７に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記堆積膜除去工程では、前記ガス加熱部による加熱が停止された状態で、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに不活性ガスが供給される半導体装置の製造方法。
【０１８６】
(付記９)
付記１ないし付記８のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記堆積膜除去工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの流量が、前記成膜工程において前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【０１８７】
(付記１０)
付記１ないし付記９のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記堆積膜除去工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの供給開始時の流量が、供給終了時の流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【０１８８】
(付記１１)
付記１ないし付記１０のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記堆積膜除去工程では、シャワーヘッド内を加熱する半導体装置の製造方法。
【０１８９】
(付記１２)
付記２ないし付記１１のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、
前記第１の排気工程では、前記処理室に接続された第２の不活性ガス供給系から、前記処理室に不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【０１９０】
(付記１３)
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する基板処理方法。
【０１９１】
(付記１４)
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【０１９２】
(付記１５)
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１９３】
(付記１６)
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する基板の製造方法。
【０１９４】
(付記１７)
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【０１９５】
(付記１８)
付記１７に記載された基板処理装置であって、さらに、
前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、
前記制御部は、
前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、
前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【０１９６】
(付記１９)
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、第１の成膜ガスと第２の成膜ガスを交互に供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記不活性ガス供給系に設けられ、前記不活性ガスの供給配管を加熱する配管加熱部と、
前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系と前記配管加熱部と前記シャワーヘッド加熱部とを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記配管加熱部をオンにした状態で、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第１の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給し、その後、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第２の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記配管加熱部をオフにした状態で、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように制御する、基板処理装置。
【０１９７】
(付記２０)
付記１９に記載された基板処理装置であって、さらに、
前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、
前記制御部は、
前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、
前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出するとともに前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【０１９８】
（付記２１）
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記成膜工程時に供給された前記成膜ガスをパージするために不活性ガスを供給し、前記シャワーヘッド内と前記処理室内をパージするパージ工程と、
前記成膜工程によって前記シャワーヘッドおよび前記処理室の内壁に堆積した堆積膜に前記堆積膜よりも低い温度の不活性ガスを供給し、前記堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１９９】
１００…半導体製造装置（基板処理装置）、２００…ウェハ、２０１…処理室、２２０…第１の排気系（処理室排気ライン）、２２１…排気口、２２２…排気管、２２３…圧力調整器（ＡＰＣバルブ）、２２４…真空ポンプ、２３０…シャワーヘッド、２３１…蓋、２３１ａ…蓋穴、２３１ｂ…シャワーヘッド加熱部、２３１ｃ…シャワーヘッド排気穴、２３２…バッファ室、２３４…分散板、２３５…ガスガイド、２４１…ガス導入口、２４３…第１ガス供給系、２４４…第２ガス供給系、２４５…第３ガス供給系、２４６…第１不活性ガス供給系、２４７…第２不活性ガス供給系、２４９…第４ガス供給系、２６０…コントローラ（制御部）、２６１…演算部、２６２…記憶部、２７０…第２の排気系（シャワーヘッド排気ライン）、２７１…排気管、２７２…開閉弁（バルブ）、２７３…圧力調整器（ＡＰＣバルブ）、２７４…真空ポンプ。
【図１】
2015124422.tif 000003
【図２】
2015124422.tif 000004
【図３】
2015124422.tif 000005
【図４】
2015124422.tif 000006
【図５】
2015124422.tif 000007
【図６】
2015124422.tif 000008
【図７】
2015124422.tif 000009
【図８】
2015124422.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月31日(2014.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記成膜工程では、前記処理室に設けられた第１の排気系により、前記処理室内の雰囲気を排出し、
前記堆積膜除去工程では、
前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系により、前記シャワーヘッド内の雰囲気を排出する第１の排気工程と、 
前記第１の排気工程後、前記処理室内の雰囲気を、前記第１の排気系により排出する第２の排気工程と、
を行う半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記処理室内の雰囲気が、前記シャワーヘッド内に流入する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された半導体装置の製造方法であって、前記第２の排気工程では、前記シャワーヘッド内の雰囲気が、前記処理室内に流入する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記第２の排気系の排気流量が前記第１の排気系の排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記第２の排気工程では、前記第１の排気系の前記排気流量が前記第２の排気系の前記排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記不活性ガス供給系が、前記不活性ガスを加熱するガス加熱部を有し、前記成膜工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスが、前記ガス加熱部により加熱される半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記ガス加熱部による加熱が停止された状態で、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに不活性ガスが供給される半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの流量が、前記成膜工程において前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスの供給開始時の流量が、供給終了時の流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、  前記堆積膜除去工程では、シャワーヘッド内を加熱する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項２から請求項１１のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記処理室に接続された第２の不活性ガス供給系から、前記処理室に不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項１４】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１５】
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系とを制御する制御部と、 
を有する基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載された基板処理装置であって、さらに、前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、前記制御部は、前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【請求項１７】
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、 
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、第１の成 
膜ガスと第２の成膜ガスを交互に供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
前記不活性ガス供給系に設けられ、前記不活性ガスの供給配管を加熱する配管加熱部と、
前記成膜ガス供給系と前記不活性ガス供給系と前記配管加熱部と前記シャワーヘッド加熱部とを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記配管加熱部をオンにした状態で、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第１の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給し、その後、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第２の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記配管加熱部をオフにした状態で、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように制御する、基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載された基板処理装置であって、さらに、  前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、
前記制御部は、前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出するとともに前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【請求項１９】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスを供給し、前記基板上に膜を形成 
する成膜工程と、
前記成膜工程時に供給された前記成膜ガスをパージするために不活性ガスを供給し、前記シャワーヘッド内と前記処理室内をパージするパージ工程と、
前記成膜工程によって前記シャワーヘッドおよび前記処理室の内壁に堆積した堆積膜に前記堆積膜よりも低い温度の不活性ガスを供給し、前記堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月17日(2015.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体装置の製造方法であって、
前記成膜工程では、前記処理室に設けられた第１の排気系により、前記処理室内の雰囲気を排出し、
前記堆積膜除去工程では、
前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系により、前記シャワーヘッド内の雰囲気を排出する第１の排気工程と、 
前記第１の排気工程後、前記処理室内の雰囲気を、前記第１の排気系により排出する第２の排気工程と、
を行う半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記処理室内の雰囲気が、前記シャワーヘッド内に流入する半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された半導体装置の製造方法であって、前記第２の排気工程では、前記シャワーヘッド内の雰囲気が、前記処理室内に流入する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記第２の排気系の排気流量が前記第１の排気系の排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記第２の排気工程では、前記第１の排気系の前記排気流量が前記第２の排気系の前記排気流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記シャワーヘッドに接続された第１の不活性ガス供給系が、前記不活性ガスを加熱するガス加熱部を有し、前記成膜工程では、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給される不活性ガスが、前記ガス加熱部により加熱される半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記ガス加熱部による加熱が停止された状態で、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに不活性ガスが供給される半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記シャワーヘッドに供給される前記不活性ガスの流量が、前記成膜工程において前記シャワーヘッドに供給される前記不活性ガスの流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程では、前記シャワーヘッドに供給される前記不活性ガスの供給開始時の流量が、供給終了時の流量よりも大きい半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載された半導体装置の製造方法であって、  前記堆積膜除去工程では、シャワーヘッド内を加熱する半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項７に記載された半導体装置の製造方法であって、前記第１の排気工程では、前記処理室に接続された第２の不活性ガス供給系から、前記処理室に不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜工程と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項１４】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスと不活性ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する成膜手順と、
前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜工程時に供給する前記不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜工程によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１５】
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給系と、
前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように前記成膜ガス供給系と前記第１の不活性ガス供給系とを制御する制御部と、 
を有する基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載された基板処理装置であって、さらに、前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、前記制御部は、前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【請求項１７】
シャワーヘッドを有し、基板を処理する処理室と、 
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、第１の成 
膜ガスと第２の成膜ガスを交互に供給する成膜ガス供給系と、
前記シャワーヘッドに接続され、前記シャワーヘッドを介して前記処理室へ、不活性ガスを供給する第１の不活性ガス供給系と、
前記第１の不活性ガス供給系に設けられ、前記不活性ガスの供給配管を加熱する配管加熱部と、
前記成膜ガス供給系と前記第１の不活性ガス供給系と前記配管加熱部と前記シャワーヘッド加熱部とを制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記配管加熱部をオンにした状態で、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第１の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給し、その後、前記成膜ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記第２の成膜ガスを前記処理室内に供給した後、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドを介して前記不活性ガスを前記処理室内に供給して、膜を基板上に形成する成膜処理と、該成膜処理後に、前記処理室内に基板が無い状態において、前記配管加熱部をオフにした状態で、前記成膜処理時に供給する不活性ガスよりも低い温度の不活性ガスを、前記第１の不活性ガス供給系から前記シャワーヘッドに供給することにより、前記成膜処理によって前記シャワーヘッド内に堆積した堆積膜を除去する堆積膜除去処理とを行うように制御する、基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載された基板処理装置であって、さらに、  前記処理室に設けられた第１の排気系と、前記シャワーヘッドに設けられた第２の排気系とを有し、
前記制御部は、前記成膜処理では、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出し、前記堆積膜除去処理では、前記シャワーヘッド内の雰囲気を前記第２の排気系により排出するとともに前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第１の排気処理と、前記第１の排気処理後、前記処理室内の雰囲気を前記第１の排気系により排出する第２の排気処理と、を行う基板処理装置。
【請求項１９】
シャワーヘッドを介して処理室内の基板上に成膜ガスを供給し、前記基板上に膜を形成 
する成膜工程と、
前記成膜工程時に供給された前記成膜ガスをパージするために不活性ガスを供給し、前記シャワーヘッド内と前記処理室内をパージするパージ工程と、
前記成膜工程によって前記シャワーヘッドおよび前記処理室の内壁に堆積した堆積膜に前記堆積膜よりも低い温度の不活性ガスを供給し、前記堆積膜を除去する堆積膜除去工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、前記堆積膜除去工程時に供給される前記不活性ガスは、１０℃〜３００℃である半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の半導体装置の製造方法であって、前記成膜工程時に供給される前記不活性ガスは、３００℃〜５００℃である半導体装置の製造方法。