(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板載置台の基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔と、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延び、前記連通孔と対向する前記処理空間と反対方向の位置に設けられるガス流遮断壁と、前記連通孔と前記ガス流遮断壁の間に設けられる上壁と、前記上壁の下方に設けられる底壁とを有して構成される排気バッファ室と、
前記ガス流遮断壁と、前記上壁または底壁に設けられ、前記上壁または底壁を所定の温度に加熱すると共に、前記所定の温度よりも高い温度で前記ガス流遮断壁を加熱する第一の加熱部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記排気バッファ室は前記ガス流遮断壁を一つの側壁とする空間を持ち、前記空間が前記処理空間の側方外周を囲むように延びて構成されている
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板載置台は第二の加熱部を有し、
前記処理空間内に処理ガスを供給する間、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部を加熱するよう制御する請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第一の加熱部は、前記第二の加熱部よりも高い温度に制御される請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第二の加熱部の温度は、ガスが分解されない温度である請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第一の加熱部の温度は、ガスが分解される温度以上である請求項１から請求項５の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。 
【請求項７】
前記ガス流遮断壁若しくは前記上壁には、排気孔と、該排気孔を介して前記排気バッファ室の雰囲気を排気する排気管とを少なくとも有する排気系が接続されている請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記排気系の排気管には第三の加熱部が設けられ、前記処理空間内に処理ガスを供給する間、前記第一の加熱部は、前記第三の加熱部よりも高い温度に制御される請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記所定の温度は、前記ガスが自己分解する温度である請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
更に、前記第一の加熱部近傍の温度を検出する温度センサを有し、前記第一の加熱部は、前記温度センサが前記ガス流遮断壁の温度低下を検出したら、低下した温度を補うよう制御される請求項１または請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記排気バッファ室は、前記ガスが最もアタックされる位置に前記ガス流遮断壁が設けられているように構成されている請求項１、請求項９から請求項１０のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第一の加熱部は、前記上壁または前記底壁、前記ガス流遮断壁毎に温度を制御するように構成されている請求項１、請求項９から請求項１１のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記排気バッファ室は、前記連通孔が前記処理空間の高さ方向の大きさと同等の高さ方向の大きさで形成され、前記ガス流遮断壁が前記処理空間の側方に設けられ前記連通孔を通過した前記側方方向のガスの主流が遮られる方向であって前記連通孔と対向する位置に延びるように構成される請求項１、請求項９から請求項１２のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
処理空間に配された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延び、前記連通孔と対向する前記処理空間と反対方向の位置に設けられるガス流遮断壁、前記連通孔と前記ガス流遮断壁の間に設けられる上壁、前記上壁の下方に設けられる底壁、前記ガス流遮断壁と前記上壁または前記底壁とに設けられる第一加熱部、を有して構成される排気バッファ室の内、前記上壁または前記底壁を所定の温度で加熱し、前記ガス流遮断壁を前記所定の温度よりも高い温度で加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程とを有する半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
処理空間に配された基板載置台の基板載置面に基板を載置する手順と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延び、前記連通孔と対向する前記処理空間と反対方向の位置に設けられるガス流遮断壁、前記連通孔と前記ガス流遮断壁の間に設けられる上壁、前記上壁の下方に設けられる底壁、前記ガス流遮断壁と前記上壁または前記底壁とに設けられる第一加熱部、を有して構成される排気バッファ室の内、前記上壁または前記底壁を所定の温度で加熱し、前記ガス流遮断壁を前記所定の温度よりも高い温度で加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する手順とを実行させるプログラム。
【請求項１６】
処理空間に配された基板載置台の基板載置面に基板を載置する手順と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延び、前記連通孔と対向する前記処理空間と反対方向の位置に設けられるガス流遮断壁、前記連通孔と前記ガス流遮断壁の間に設けられる上壁、前記上壁の下方に設けられる底壁、前記ガス流遮断壁と前記上壁または前記底壁とに設けられる第一加熱部、を有して構成される排気バッファ室の内、前記上壁または前記底壁を所定の温度で加熱し、前記ガス流遮断壁を前記所定の温度よりも高い温度で加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する手順とを実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造工程では、ウエハ等の基板に対して成膜処理等のプロセス処理を行う基板処理装置が用いられる。基板処理装置としては、基板の大型化やプロセス処理の高精度化等に伴って、基板を一枚ずつ処理する枚葉式のものが普及しつつある。
【０００３】
枚葉式装置においては、ガスの使用効率を高めるために、例えばガスを基板処理面の上方から供給し、基板の側方からガスを排気する構成である。側方から排気する際、排気を均一にするためのバッファ室を設けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の排気バッファ室には、残留ガス等が供給されるが、その残留ガスによってバッファ室の壁に膜が付着する恐れがある。このような膜が処理室中に逆流し、基板の膜特性等に悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、排気バッファ室を利用してガス排気を行う場合であっても、良好な特性の膜を形成可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
基板載置台の基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、
前記バッファ室を加熱する第一の加熱部と
を有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の更に他の態様によれば、
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を実行させるプログラムが提供される。
【０００９】
本発明の更に他の態様によれば、
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気バッファ室を利用してガス排気を行う場合であっても、良好な特性の膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。
【図２】図１の基板処理装置における排気バッファ室の全体形状の一具体例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図１の基板処理装置における排気バッファ室の断面形状の一具体例を模式的に示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理工程及びクリーニング工程を示すフロー図である。
【図５】図４における成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【図６】図２の排気バッファ室の全体形状の別の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（１）基板処理装置の構成
本実施形態に係る基板処理装置は、処理対象となる基板に対して一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置として構成されている。
処理対象となる基板としては、例えば、半導体装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。
このような基板に対して行う処理としては、エッチング、アッシング、成膜処理等が挙げられるが、本実施形態では特に成膜処理を行うものとする。成膜処理の典型的な例としては、交互供給処理がある。
【００１４】
以下、本実施形態に係る基板処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る枚葉式の基板処理装置の概略構成図である。
【００１５】
（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。
【００１６】
上部容器２０２ａの内部の外周端縁近傍には、排気バッファ室２０９が設けられている。排気バッファ室２０９には、排気バッファ室を加熱するためのヒータ２０９ａが設けられている。排気バッファ室２０９については、その詳細を後述する。
【００１７】
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。
【００１８】
（基板支持部）
処理空間２０１内には、ウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ２００を載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２と、基板載置台２１２に内包された加熱源としてのヒータ２１３（第二の加熱部）と、を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００１９】
基板載置台２１２は、シャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７の下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理容器２０２内は気密に保持されている。
【００２０】
基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６に対向する位置（ウエハ搬送位置）まで下降し、ウエハ２００の処理時には、図１で示されるように、ウエハ２００が処理空間２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）となるまで上昇する。
具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００２１】
（シャワーヘッド）
処理空間２０１の上部（ガス供給方向上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１にはガス導入口２４１が設けられ、当該ガス導入口２４１には後述するガス供給系が接続される。ガス導入口２４１から導入されるガスは、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２に供給される。
【００２２】
シャワーヘッド２３０の蓋２３１は、導電性のある金属で形成され、バッファ空間２３２又は処理空間２０１内でプラズマを生成するための電極として用いられる。蓋２３１と上部容器２０２ａとの間には絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と上部容器２０２ａの間を絶縁している。
【００２３】
シャワーヘッド２３０は、ガス導入口２４１を介してガス供給系から供給されるガスを分散させるための分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理空間２０１である。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。
【００２４】
バッファ空間２３２には、供給されたガスの流れを形成するガスガイド２３５が設けられる。ガスガイド２３５は、ガス導入口２４１を頂点として分散板２３４方向に向かうにつれ径が広がる円錐形状である。ガスガイド２３５は、その下端が、分散板２３４の最も外周側に形成される貫通孔２３４ａよりも更に外周側に位置するように形成される。
【００２５】
（プラズマ生成部）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１には、整合器２５１、高周波電源２５２が接続されている。そして、高周波電源２５２、整合器２５１でインピーダンスを調整することで、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１にプラズマが生成されるようになっている。
【００２６】
（ガス供給系）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられたガス導入孔２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２は、ガス導入孔２４１への接続によって、シャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２に連通することになる。また、共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａと、第二ガス供給管２４４ａと、第三ガス供給管２４５ａと、が接続されている。第二ガス供給管２４４ａは、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２４４ｅを介して共通ガス供給管２４２に接続される。
【００２７】
これらのうち、第一ガス供給管２４３ａを含む原料ガス供給系２４３からは原料ガスが主に供給され、第二ガス供給管２４４ａを含む反応ガス供給系２４４からは主に反応ガスが供給される。第三ガス供給管２４５ａを含むパージガス供給系２４５からは、ウエハ２００を処理する際には主に不活性ガスが供給され、シャワーヘッド２３０や処理空間２０１をクリーニングする際はクリーニングガスが主に供給される。なお、ガス供給系から供給されるガスについては、原料ガスを第一のガス、反応ガスを第二のガス、不活性ガスを第三のガス、クリーニングガス（処理空間２０１用）を第四のガスと呼ぶこともある。
【００２８】
（原料ガス供給系）
第一ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、原料ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。そして、第一ガス供給管２４３ａからは、原料ガスが、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００２９】
原料ガスは、処理ガスの一つであり、例えばＳｉ（シリコン）元素を含む原料であるＳｉＣｌ６（Disilicon hexachloride又はHexachlorodisilane）ガス（すなわちＳｉＣｌ６ガス）である。なお、原料ガスとしては、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。原料ガスが常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源２４３ｂとマスフローコントローラ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは気体として説明する。
【００３０】
主に、第一ガス供給管２４３ａ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、原料ガス供給系２４３が構成される。なお、原料ガス供給系２４３は、原料ガス供給源２４３ｂ、後述する第一不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、原料ガス供給系２４３は、処理ガスの一つである原料ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の一つに該当することになる。
【００３１】
第一ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第一不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第一不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４６ｄが設けられている。そして、第一不活性ガス供給管２４６ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４６ｃ、バルブ２４６ｄ、第一ガス供給管２４３ａを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００３２】
不活性ガスは、原料ガスのキャリアガスとして作用するもので、原料とは反応しないガスを用いることが好ましい。具体的には、例えば、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
【００３３】
主に、第一不活性ガス供給管２４６ａ、ＭＦＣ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより、第一不活性ガス供給系が構成される。なお、第一不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２３６ｂ、第一ガス供給管２４３ａを含めて考えてもよい。また、第一不活性ガス供給系は、原料ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。
【００３４】
（反応ガス供給系）
第二ガス供給管２４４ａには、下流にＲＰＵ２４４ｅが設けられている。上流には、上流方向から順に、反応ガス供給源２４４ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。そして、第二ガス供給管２４４ａからは、反応ガスが、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、ＲＰＵ２４４ｅ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。反応ガスは、リモートプラズマユニット２４４ｅによりプラズマ状態とされ、ウエハ２００上に照射される。
【００３５】
反応ガスは、処理ガスの一つであり、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
【００３６】
主に、第二ガス供給管２４４ａ、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、反応ガス供給系２４４が構成される。なお、反応ガス供給系２４４は、反応ガス供給源２４４ｂ、ＲＰＵ２４４ｅ、後述する第二不活性ガス供給系を含めて考えてもよい。また、反応ガス供給系２４４は、処理ガスの一つである反応ガスを供給するものであることから、処理ガス供給系の他の一つに該当することになる。
【００３７】
第二ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第二不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第二不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４７ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４７ｄが設けられている。そして、第二不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第二ガス供給管２４４ａ、ＲＰＵ２４４ｅを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００３８】
不活性ガスは、反応ガスのキャリアガス又は希釈ガスとして作用するものである。具体的には、例えば、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いてもよい。
【００３９】
主に、第二不活性ガス供給管２４７ａ、ＭＦＣ２４７ｃ、及びバルブ２４７ｄにより、第二不活性ガス供給系が構成される。なお、第二不活性ガス供給系は、不活性ガス供給源２４７ｂ、第二ガス供給管２４３ａ、ＲＰＵ２４４ｅを含めて考えてもよい。また、第二不活性ガス供給系は、反応ガス供給系２４４に含めて考えてもよい。
【００４０】
（パージガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、パージガス供給源２４５ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。そして、第三ガス供給管２４５ａからは、基板処理工程では、パージガスとしての不活性ガスが、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。また、処理空間クリーニング工程では、必要に応じて、クリーニングガスのキャリアガス又は希釈ガスとしての不活性ガスが、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００４１】
パージガス供給源２４５ｂから供給される不活性ガスは、基板処理工程では、処理容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。また、処理空間クリーニング工程では、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用しても良い。具体的には、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。また、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いてもよい。
【００４２】
主に、第三ガス供給管２４５ａ、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、パージガス供給系２４５が構成される。なお、パージガス供給系２４５は、パージガス供給源２４５ｂ、後述する処理空間クリーニングガス供給系を含めて考えてもよい。
【００４３】
（処理空間クリーニングガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄよりも下流側には、処理空間クリーニングガス供給管２４８ａの下流端が接続されている。処理空間クリーニングガス供給管２４８ａには、上流方向から順に、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４８ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４８ｄが設けられている。そして、第三ガス供給管２４５ａは、処理空間クリーニング工程では、クリーニングガスが、ＭＦＣ２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
【００４４】
処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂから供給されるクリーニングガスは、処理空間クリーニング工程ではシャワーヘッド２３０や処理容器２０２に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。具体的には、クリーニングガスとして、例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスを用いることが考えられる。また、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。
【００４５】
主に、処理空間クリーニングガス供給管２４８ａ、ＭＦＣ２４８ｃ、及びバルブ２４８ｄにより、処理空間クリーニングガス供給系が構成される。なお、処理空間クリーニングガス供給系は、処理空間クリーニングガス供給源２４８ｂ、第三ガス供給管２４５ａを含めて考えてもよい。また、処理空間クリーニングガス供給系は、パージガス供給系２４５に含めて考えてもよい。
【００４６】
（ガス排気系）
処理容器２０２の雰囲気を排気する排気系は、処理容器２０２に接続された複数の排気管を有する。具体的には、下部容器２０２ｂの搬送空間２０３に接続される第一排気管２６３と、上部容器２０２ａの排気バッファ室２０９に接続される第二排気管２２２と、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２に接続される第三排気管２３６と、を有する。第二排気管２２２には、第三の加熱部としてのヒータ２２５と、第二排気管２２２の温度を検出する温度検出部としての熱電対２２６とが設けられる。ヒータ２２５は、第二排気管２２２を流れるガスが壁に付着しない温度となるよう制御される。
【００４７】
（第一ガス排気系）
第一排気管２６３は、搬送空間２０３の側面に接続される。第一排気管２６３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、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）２６５が設けられる。また、第一排気管２６３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。また、第一排気管２６３においてＴＭＰ２６５の下流側にはバルブ２６７が設けられる。なお、第一排気管２６３には、ＴＭＰ２６５に加えて、図示しないドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）が設けられていてもよい。ＤＰは、ＴＭＰ２６５が動作するときに、その補助ポンプとして機能する。つまり、ＴＭＰ２６５及びＤＰは、第一排気管を介して、搬送空間２０３の雰囲気を排気する。そして、その際に、高真空（あるいは超高真空）ポンプである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ＤＰが用いられる。
【００４８】
主に、第一排気管２６３、及びバルブ２６６、２６７によって、第一ガス排気系が構成される。なお、ＴＭＰ２６５、ＤＰを第一ガス排気系に含めても良い。
【００４９】
（第二ガス排気系）
第二排気管２２２は、排気バッファ室２０９の上面又は側方に設けられた排気孔２２１を介して、排気バッファ室２０９内に接続される。第二排気管２２２には、排気バッファ室２０９に連通する処理空間２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（Auto Pressure Controller）２２３が設けられる。ＡＰＣ２２３は、開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、後述するコントローラ２６０からの指示に応じて第二排気管２２２のコンダクタンスを調整する。第二排気管２２２において、ＡＰＣ２２３の下流側には、真空ポンプ２２４が設けられる。真空ポンプ２２４は、第二排気管２２２を介して、排気バッファ室２０９及びこれに連通する処理空間２０１の雰囲気を排気する。また、第二排気管２２２において、ＡＰＣ２２３の下流側若しくは上流側、またはこれらの両方には、図示しないバルブが設けられる。
【００５０】
主に、第二排気管２２２、ＡＰＣ２２３、及び図示せぬバルブによって、第二ガス排気系が構成される。なお、真空ポンプ２２４を第二ガス排気系に含めても良い。更には、真空ポンプ２２４は、第一ガス排気系におけるＤＰを共用しても構わない。
【００５１】
（第三ガス排気系）
第三排気管２３６は、バッファ空間２３２の上面又は側面に接続される。つまり、第三排気管２３６は、シャワーヘッド２３０に接続され、これによりシャワーヘッド２３０内のバッファ空間２３２に連通することになる。第三排気管２３６には、バルブ２３７が設けられる。また、第三排気管２３６において、バルブ２３７の下流側には、圧力調整器２３８が設けられる。更に、第三排気管２３６において、圧力調整器２３８の下流側には、真空ポンプ２３９が設けられる。真空ポンプ２３９は、第三排気管２３６を介して、バッファ空間２３２の雰囲気を排気する。
【００５２】
主に、第三排気管２３６、バルブ２３７、圧力調整器２３８によって、第三ガス排気系が構成される。なお、真空ポンプ２３９を第三ガス排気系に含めても良い。更には、真空ポンプ２３９は、第一ガス排気系におけるＤＰを共用しても構わない。
【００５３】
第一排気管２６３、第二排気管２２２、第三排気管２３６の下流には、図示しないＤＰ（Ｄｒｙ  Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）が設けられる。ＤＰは、第一排気管２６３、第二排気管２２２、第三排気管２３６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、ＤＰ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ＤＰ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。
【００５４】
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。コントローラ２６０は、演算部２６１及び記憶部２６２を少なくとも有する。コントローラ２６０は、上記した各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部２６２からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。具体的には、コントローラ２６０は、ゲートバルブ２０５、昇降機構２１８、ヒータ２１３、高周波電源２５２、整合器２５１、ＭＦＣ２４３ｃ〜２４８ｃ、バルブ２４３ｄ〜２４８ｄ、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄ、ＡＰＣ２２３、ＴＭＰ２６５、ＤＰ、真空ポンプ２２４，２３９、バルブ２３７等の動作を制御する。
【００５５】
なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）を用意し、その外部記憶装置を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることにより、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。
【００５６】
また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶部２６２や外部記憶装置は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部２６２単体のみを含む場合、外部記憶装置単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。
【００５７】
（２）排気バッファ室の詳細
ここで、処理容器２０２の上部容器２０２ａ内に形成される排気バッファ室２０９について、図２〜図３を参照しながら詳しく説明する。
【００５８】
図２は、本実施形態に係る排気バッファ室の全体形状の一具体例を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る排気バッファ室２０９の断面形状の一具体例を模式的に示す側断面図である。
【００５９】
（全体形状）
排気バッファ室２０９は、処理空間２０１内のガスを側方周囲に向かって排出する際のバッファ空間として機能するものである。そのために、排気バッファ室２０９は、図２に示すように、処理空間２０１の側方外周を囲むように設けられた空間を持つ。つまり、排気バッファ室２０９は、処理空間２０１の外周側に平面視リング状（円環状）に形成された空間を有している。
【００６０】
（断面形状）
排気バッファ室２０９が持つ空間は、図３に示すように、上部容器２０２ａによって空間の天井面及び両側壁面が形成され、仕切り板２０４によって空間の床面が形成されている。そして、空間の内周側には処理空間２０１と連通する連通孔２０９ｃが設けられており、その連通孔２０９ｃを通じて処理空間２０１内に供給されたガスが空間内に流入するように構成されている。空間内に流入したガスは、その空間を構成する外周側の側壁面２０９ｂによって流れが遮られて、その側壁面２０９ｂに衝突する。つまり、空間を構成する一つの側壁（外周側の側壁）は、連通孔２０９ｃを通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁２０９ｂとして機能する。また、ガス流遮断壁２０９ｂと対向する他の側壁（内周側の側壁）には、処理空間２０１に連通する連通孔２０９ｃが設けられている。このように、排気バッファ室２０９は、少なくとも、処理空間２０１の側方で当該処理空間２０１に連通する連通孔２０９ｃと、連通孔２０９ｃを通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁２０９ｂと、を有して構成されている。
【００６１】
なお、排気バッファ室２０９が持つ空間は、処理空間２０１の側方外周を囲むように延びて構成されている。そのため、空間の内周側側壁に設けられた連通孔２０９ｃについても、処理空間２０１の側方外周の全周にわたって延びるように設けられている。このとき、排気バッファ室２０９がガス排気のバッファ空間として機能することを考慮すると、連通孔２０９ｃの側断面高さ方向の大きさは、排気バッファ室２０９が持つ空間の側断面高さ方向の大きさ（空間の高さ）よりも小さいことが好ましい。
【００６２】
（排気系接続）
排気バッファ室２０９が持つ空間には、図２に示すように、第二ガス排気系の第二排気管２２２が接続する。これにより、排気バッファ室２０９には、処理空間２０１内に供給されたガスが、処理空間２０１と排気バッファ室２０９との間のガス流路となる連通孔２０９ｃを通じて流入し（図中矢印参照）、その流入したガスが第二排気管２２２を通じて排気されることになる。このような構造とすることで、処理空間２０１のガスを迅速に排気することができる。更には、ウエハから外周方向に均一に排気することができる。したがって、ウエハ表面に対してガスを均一に供給することができ、結果基板面内を均一に処理することができる。
【００６３】
（バッファ室加熱部）
排気バッファ室２０９の外周に沿って第一の加熱部であるヒータ２０９aが設けられている。ヒータ２０９ａは、例えばガス遮断壁の内部に設けられている。ヒータ２０９ａには電力供給線を介してヒータ制御部２４９が接続されている。ヒータ制御部２４９はヒータ２０９ａへの電力供給を制御するものであり、それによりヒータ２０９ａの温度を制御する。ヒータ２０９ａは、排気ガスが最もアタックされるガス流遮断壁２０９ｂの内周面２０９ｄを少なくとも加熱する構成である。連通孔２０９ｃを介して排気されるガス量が多く、ガス流遮断壁２０９ｂの内周面２０９ｄにガスが付着する可能性が高いためである。図６には、排気バッファ室２０９の外周に沿ってヒータ２０９ａを設けた例を示している。
【００６４】
より望ましくは、バッファ室の上壁や底壁、もしくは両方にヒータが設けられる。この場合、ガス流遮断壁２０９ｂ、上壁、底壁毎に温度を制御するようにしても良い。それぞれの温度を制御することで、各壁に付着するガスの量に応じた加熱制御が可能となる。例えば、上壁、底壁をガスが自己分解する温度以上であって且つ膜が形成できる程度の温度とし、ガス流遮断壁２０９ｂの温度をそれよりも高い温度としても良い。高い温度とすることで、より緻密で膜応力が均一な膜を形成できるので、ガス流遮断壁ガス流２０９ｂにガスが衝突したとしても、物理的な乖離を抑制することができる。なお、上壁、底壁の場合、大量のガスが衝突することが無いので、ガス流遮断壁２０９ｂよりも弱い応力で良く、具体的にはガス流遮断壁よりも疎密度の膜でも良い。
【００６５】
また、ガス流遮断壁に衝突したガスによって壁の温度が低下したとしても膜を形成可能なよう、温度低下を補いつつ膜形成可能な程度の温度に制御しても良い。このようにすることで、例えガス流遮断壁に衝突したガスによってガス流遮断壁の温度が下がったとしても、膜を形成する温度に維持することができる。
【００６６】
ヒータ２０９ａは、基板載置台２１２に設けられたヒータ２１３よりも高い温度になるよう制御可能な構成とする。
【００６７】
（３）基板処理工程
次に、半導体装置の製造方法の一工程として、基板処理装置１００を使用して、ウエハ２００上に薄膜を形成する工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作はコントローラ２６０により制御される。
【００６８】
ここでは、原料ガス（第一の処理ガス）としてＳｉＣｌ６ガスを用い、反応ガス（第二の処理ガス）としてＮＨ３ガスを用いて、ウエハ２００上にシリコン含有膜としてＳｉＮ（シリコン窒化）膜を交互供給法により形成する例について説明する。
【００６９】
図４は、本実施形態に係る基板処理工程及びクリーニング工程を示すフロー図である。図５は、図４の成膜工程の詳細を示すフロー図である。
【００７０】
（基板搬入載置・加熱工程：Ｓ１０２）
基板処理装置１００では、先ず、基板載置台２１２をウエハ２００の搬送位置まで下降させることにより、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２０５を開いて搬送空間２０３を移載室（図示せず）と連通させる。そして、この移載室からウエハ移載機（図示せず）を用いてウエハ２００を搬送空間２０３に搬入し、リフトピン２０７上にウエハ２００を移載する。これにより、ウエハ２００は、基板載置台２１２の表面から突出したリフトピン２０７上に水平姿勢で支持される。
【００７１】
処理容器２０２内にウエハ２００を搬入したら、ウエハ移載機を処理容器２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じて処理容器２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハ２００を載置させ、さらに基板載置台２１２を上昇させることにより、前述した処理空間２０１内の処理位置までウエハ２００を上昇させる。
【００７２】
ウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する際は、第一ガス排気系におけるバルブを開状態として（開弁して）、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５との間を連通させるとともに、ＴＭＰ２６５とＤＰとの間を連通させる。一方、第一ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは閉状態とする（閉弁する）。これにより、ＴＭＰ２６５及びＤＰによって搬送空間２０３の雰囲気が排気され、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−5Ｐａ以下）に到達させる。この工程で処理容器２０２を高真空（超高真空）状態とするのは、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−6Ｐａ以下）に保たれている移載室との圧力差を低減するためである。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を移載室から搬送空間２０３に搬入する。なお、ＴＭＰ及びＤＰは、それらの動作立ち上がりに伴う処理工程の遅延を招かないよう、図４及び図５に示す工程中、常に動作している。
【００７３】
ウエハ２００が搬送空間２０３に搬入された後、処理空間２０１内の処理位置まで上昇すると、第一ガス排気系におけるバルブを閉状態とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５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、第二ガス排気系におけるバルブを開き、排気バッファ室２０９とＡＰＣ２２３の間を連通させるとともに、ＡＰＣ２２３と真空ポンプ２２４の間を連通させる。ＡＰＣ２２３は、第二排気管２２２のコンダクタンスを調整することで、真空ポンプ２２４による排気バッファ室２０９の排気流量を制御し、排気バッファ室２０９に連通する処理空間２０１を所定の圧力に維持する。なお、他の排気系のバルブは閉状態を維持する。また、第一ガス排気系におけるバルブを閉じるときは、ＴＭＰ２６５の上流側に位置するバルブを閉状態とした後、ＴＭＰ２６５の下流側に位置するバルブを閉状態とすることで、ＴＭＰ２６５の動作を安定に維持する。
【００７４】
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ＤＰで排気バッファ室２０９を介して処理容器２０２内を排気しつつ、少なくとも第三ガス供給系のバルブ２４５ｄを開けることにより、処理容器２０２内にＮ２ガスを供給してもよい。これにより、ウエハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。
【００７５】
また、ウエハ２００を基板載置台２１２の上に載置する際は、基板載置台２１２の内部に埋め込まれたヒータ２１３に電力を供給し、ウエハ２００の表面が所定の処理温度となるよう制御される。それと並行して、排気バッファ室２０９のヒータ２０９ａに電力を供給し、排気バッファ室２０９の壁が所定の処理温度となるよう制御される。
この際、ヒータ２１３の温度は温度センサ２１６で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。また、ヒータ２０９ａの温度は、温度センサ２５０により検出された温度情報に基づいてヒータ２０９ａへの通電具合を制御することによって調整される。更には、ヒータ２２５の温度は温度センサ２２６で検出された温度情報に基づいてヒータ２２５への通電具合を制御することによって調整される。
【００７６】
このようにして、基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）では、処理空間２０１内を所定の処理圧力となるように制御するとともに、ウエハ２００の表面温度が所定の処理温度となるように制御する。更に、排気配管２２２の温度をガスが付着しないような温度となるよう制御する。
【００７７】
なお、より良くはバッファ室２０９の壁の温度が基板載置台２１２よりも高くなるように制御しても良い。この場合、ヒータ２０９ａが基板載置台２１２の外周側面を加熱するので、基板載置台２１２の外周側面からの熱逃げを防ぐことが可能となる。
【００７８】
ここで、所定の処理温度、処理圧力とは、後述する成膜工程（Ｓ１０４）において、交互供給法によりＳｉＮ膜を形成可能な処理温度、処理圧力である。すなわち、第一の処理ガス（原料ガス）供給工程（Ｓ２０２）で供給する原料ガスが自己分解しない程度の処理温度、処理圧力である。具体的には、処理温度は室温以上５００℃以下、好ましくは室温以上４００℃以下、処理圧力は５０〜５０００Ｐａとすることが考えられる。この処理温度、処理圧力は、後述する成膜工程（Ｓ１０４）においても維持されることになる。
また、バッファ室２０９の温度は、原料ガスが自己分解する温度以上とする。具体的には、４００℃以上７００℃以下とする。更に排気配管２２０を２００℃以上５００℃以下とする。極低温酸化膜（ＵＬＴＯ：Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｘｉｄｅ）では、処理室温度が室温上３００℃以下、バッファ室が１００℃以上４００℃以下、排気配管が１００℃以上３００℃以下とする。ＴｉＮ、ＴｉＯ、ＡｌＯ、ＡｌＮ、ＨｆＯ、ＺｒＯでは処理室が室温以上４００℃以下、バッファ室２００℃以上５００℃以下、排気配管２００℃以上４００℃以下とする。
【００７９】
（成膜工程：Ｓ１０４）
基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）の後に、成膜工程（Ｓ１０４）を行う。以下、図５を参照し、成膜工程（Ｓ１０４）について詳細に説明する。なお、成膜工程（Ｓ１０４）は、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返すサイクリック処理である。
【００８０】
（第一の処理ガス供給工程：Ｓ２０２）
成膜工程（Ｓ１０４）では、先ず、第一の処理ガス（原料ガス）供給工程（Ｓ２０２）を行う。なお、第一の処理ガスが例えばＴｉＣｌ４等の液体原料である場合、原料を気化させて原料ガス（すなわちＴｉＣｌ４ガス）を生成（予備気化）させておく。原料ガスの予備気化は、上述した基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）と並行して行ってもよい。原料ガスを安定して生成させるには、所定の時間を要するからである。
【００８１】
第一の処理ガスを供給する際は、バルブ２４３ｄを開くとともに、原料ガスの流量が所定流量となるようにマスフローコントローラ２４３ｃを調整することで、処理空間２０１内への原料ガス（ＳｉＣｌ６ガス）の供給を開始する。原料ガスの供給流量は、例えば１００〜５００ｓｃｃｍである。原料ガスは、シャワーヘッド２３０により分散されて処理空間２０１内のウエハ２００上に均一に供給される。
【００８２】
このとき、第一不活性ガス供給系のバルブ２４６ｄを開き、第一不活性ガス供給管２４６ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給する。不活性ガスの供給流量は、例えば５００〜５０００ｓｃｃｍである。なお、パージガス供給系の第三ガス供給管２４５ａから不活性ガスを流してもよい。
【００８３】
余剰な原料ガスは、処理空間２０１内から排気バッファ室２０９へ均一に流入し、第二ガス排気系の第二排気管２２２内を流れて排気される。具体的には、第二ガス排気系におけるバルブが開状態とされ、ＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。なお、第二ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【００８４】
このときの処理空間２０１内の処理温度、処理圧力は、原料ガスが自己分解しない程度の処理温度、処理圧力とされる。そのため、ウエハ２００上には、原料ガスのガス分子が吸着することになる。
【００８５】
排気バッファ室２０９においては、原料ガスが自己分解し、処理室壁に原料ガス含有膜が形成される。
【００８６】
原料ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ２４３ｄを閉じ、原料ガスの供給を停止する。原料ガス及びキャリアガスの供給時間は、例えば２〜２０秒である。
【００８７】
（第一のシャワーヘッド排気工程：Ｓ２０４）
原料ガスの供給を停止した後は、第三ガス供給管２４５ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給し、シャワーヘッド２３０のパージを行う。このときのガス排気系のバルブは、第二ガス排気系におけるバルブが閉状態とされる一方、第三ガス排気系におけるバルブ２３７が開状態とされる。他のガス排気系のバルブは閉状態のままである。すなわち、シャワーヘッド２３０のパージを行うときは、排気バッファ室２０９とＡＰＣ２２３の間を遮断し、ＡＰＣ２２３による圧力制御を停止する一方、バッファ空間２３２と真空ポンプ２３９との間を連通する。これにより、シャワーヘッド２３０（バッファ空間２３２）内に残留した原料ガスは、第三排気管２３６を介し、真空ポンプ２３９によりシャワーヘッド２３０から排気される。なお、このとき、ＡＰＣ２２３の下流側のバルブは開としてもよい。
【００８８】
第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）における不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。また、不活性ガスの供給時間は、例えば２〜１０秒である。
【００８９】
（第一の処理空間排気工程：Ｓ２０６）
シャワーヘッド２３０のパージが終了すると、次いで、第三ガス供給管２４５ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給し、処理空間２０１のパージを行う。このとき、第二ガス排気系におけるバルブは開状態とされてＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、第二ガス排気系におけるバルブ以外のガス排気系のバルブは全て閉状態とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程（Ｓ２０２）でウエハ２００に吸着できなかった原料ガスは、第二ガス排気系における真空ポンプ２２４により、第二排気管２２２及び排気バッファ室２０９を介して処理空間２０１から除去される。
【００９０】
第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）における不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。また、不活性ガスの供給時間は、例えば２〜１０秒である。
【００９１】
なお、ここでは、第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）の後に第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）を行うようにしたが、これらの工程を行う順序は逆であってもよい。また、これらの工程を同時に行うようにしてもよい。
【００９２】
（第二の処理ガス供給工程：Ｓ２０８）
シャワーヘッド２３０及び処理空間２０１のパージが完了したら、続いて、第二の処理ガス（反応ガス）供給工程（Ｓ２０８）を行う。第二の処理ガス供給工程（Ｓ２０８）では、バルブ２４４ｄを開けて、リモートプラズマユニット２４４ｅ、シャワーヘッド２３０を介して、処理空間２０１内への反応ガス（ＮＨ３ガス）の供給を開始する。このとき、反応ガスの流量が所定流量となるように、ＭＦＣ２４４ｃを調整する。反応ガスの供給流量は、例えば１０００〜１００００ｓｃｃｍである。
【００９３】
プラズマ状態の反応ガスは、シャワーヘッド２３０により分散されて処理空間２０１内のウエハ２００上に均一に供給され、ウエハ２００上に吸着している原料ガス含有膜と反応して、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を生成する。
【００９４】
このとき、第二不活性ガス供給系のバルブ２４７ｄを開き、第二不活性ガス供給管２４７ａから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給する。不活性ガスの供給流量は、例えば５００〜５０００ｓｃｃｍである。なお、パージガス供給系の第三ガス供給管２４５ａから不活性ガスを流してもよい。
【００９５】
余剰な反応ガスや反応副生成物は、処理空間２０１内から排気バッファ室２０９へ流入し、第二ガス排気系の第二排気管２２２内を流れて排気される。具体的には、第二ガス排気系におけるバルブが開状態とされ、ＡＰＣ２２３によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。なお、第二ガス排気系におけるバルブ以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
【００９６】
ところで、排気バッファ室２０９は原料ガスの分解温度よりも高い温度、例えば反応ガスと原料ガスが反応する温度に加熱されているので、余剰な反応ガスの大部分は排気バッファ室の壁に付着した原料ガス含有膜と反応し、緻密なＳｉＮ膜が形成される。形成された緻密な膜は、膜応力が均一な膜であるため剥がれにくい。従って、剥がれた膜が処理室に逆流することが無い。一方、バッファ室２０９内の余剰ガスは、第二排気管２２２を介して排気される。第二排気管２２２はバッファ室と異なりガスが付着しない温度に制御されているので、第二排気管２２２の内壁に付着することなく排気される。また、バッファ室２０９を第二排気管２２２よりも高温としていることから、連通する排気孔２２１に近傍では、バッファ室２０９の圧力が第二排気管２２２の圧力よりも高くなる。従って、バッファ室２０９から第二排気管２２２へのガス流れが形成され、排気効率が高くなる。排気効率が高まることで、余剰ガスが処理室に逆流することを抑制する。
【００９７】
反応ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ２４４ｄを閉じ、反応ガスの供給を停止する。反応ガス及びキャリアガスの供給時間は、例えば２〜２０秒である。
【００９８】
（第二のシャワーヘッド排気工程：Ｓ２１０）
反応ガスの供給を停止した後は、第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）を行って、シャワーヘッド２３０に残留している反応ガスや反応副生成物を除去する。この第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）は、既に説明した第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）と同様に行えばよいため、ここでの説明は省略する。
【００９９】
（第二の処理空間排気工程：Ｓ２１２）
シャワーヘッド２３０のパージが終了した後は、次いで、第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）を行って、処理空間２０１に残留している反応ガスや反応副生成物を除去する。この第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）についても、既に説明した第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）と同様に行えばよいため、ここでの説明は省略する。
【０１００】
（判定工程：Ｓ２１４）
以上の第一の処理ガス供給工程（Ｓ２０２）、第一のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２０４）、第一の処理空間排気工程（Ｓ２０６）、第二の処理ガス供給工程（Ｓ２０８）、第二のシャワーヘッド排気工程（Ｓ２１０）、第二の処理空間排気工程（Ｓ２１２）を１サイクルとして、コントローラ２６０は、このサイクルを所定回数（ｎサイクル）実施したか否かを判定する（Ｓ２１４）。サイクルを所定回数実施すると、ウエハ２００上には、所望膜厚のシリコン窒化（ＳｉＮ）膜が形成される。
【０１０１】
（処理枚数判定工程：Ｓ１０６）
以上の各工程（Ｓ２０２〜Ｓ２１４）からなる成膜工程（Ｓ１０４）の後は、図４に示すように、次に、成膜工程（Ｓ１０４）で処理したウエハ２００が所定の枚数に到達したか否かを判定する（Ｓ１０６）。
【０１０２】
成膜工程（Ｓ１０４）で処理したウエハ２００が所定の枚数に到達していなければ、その後は、処理済のウエハ２００を取り出して、次に待機している新たなウエハ２００の処理を開始するため、基板搬出入工程（Ｓ１０８）に移行する。また、所定の枚数のウエハ２００に対して成膜工程（Ｓ１０４）を実施した場合には、処理済のウエハ２００を取り出して、処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態にするため、基板搬出工程（Ｓ１１０）に移行する。
【０１０３】
（基板搬出入工程：Ｓ１０８）
基板搬出入工程（Ｓ１０８）では、基板載置台２１２を下降させ、基板載置台２１２の表面から突出させたリフトピン２０７上にウエハ２００を支持させる。これにより、ウエハ２００は、処理位置から搬送位置となる。その後、ゲートバルブ２０５を開き、ウエハ移載機を用いてウエハ２００を処理容器２０２の外へ搬出する。このとき、バルブ２４５ｄを閉じ、第三ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスを供給することを停止する。
【０１０４】
基板搬出入工程（Ｓ１０８）において、ウエハ２００が処理位置から搬送位置まで移動する間は、第二ガス排気系におけるバルブを閉状態とし、ＡＰＣ２２３による圧力制御を停止する。一方、第一ガス排気系におけるバルブを開状態とし、ＴＭＰ及びＤＰによって搬送空間２０３の雰囲気を排気することにより、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−5Ｐａ以下）に維持し、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−6Ｐａ以下）に維持されている移載室との圧力差を低減する。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を処理容器２０２から移載室へと搬出する。
【０１０５】
その後、基板搬出入工程（Ｓ１０８）では、前述した基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）の場合と同様の手順で、次に待機している新たなウエハ２００を処理容器２０２へ搬入して、そのウエハ２００を処理空間２０１内の処理位置まで上昇させるとともに、処理空間２０１内を所定の処理温度、処理圧力として、次の成膜工程（Ｓ１０４）を開始可能な状態にする。そして、処理空間２０１内の新たなウエハ２００に対して、成膜工程（Ｓ１０４）及び処理枚数判定工程（Ｓ１０６）を行う。
【０１０６】
（基板搬出工程：Ｓ１１０）
基板搬出工程（Ｓ１１０）では、前述した基板搬出入工程（Ｓ１０８）の場合と同様の手順で、処理済のウエハ２００を処理容器２０２内から取り出して移載室へと搬出する。ただし、基板搬出入工程（Ｓ１０８）の場合とは異なり、基板搬出工程（Ｓ１１０）では、次に待機している新たなウエハ２００の処理容器２０２内への搬入は行わずに、処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態のままとする。
【０１０７】
基板搬出工程（Ｓ１１０）が終了すると、その後は、クリーニング工程に移行する。
【０１０８】
（４）クリーニング工程
次に、半導体装置の製造方法の一工程として、基板処理装置１００の処理容器２０２内に対するクリーニング処理を行う工程について、引き続き図４を参照しながら説明する。
【０１０９】
（クリーニング工程：Ｓ１１２）
基板処理装置１００では、基板搬出工程（Ｓ１１０）が終了する度に、すなわち所定の枚数のウエハ２００に対する成膜工程（Ｓ１０４）を実施し、その後処理容器２０２内にウエハ２００が存在しない状態になる度に、クリーニング工程（Ｓ１１２）を行う。
【０１１０】
ここでは、基板の無い状態でバルブ２４８ｄを開け、バッファ空間２３２や処理空間２０１、排気バッファ室２０９にクリーニングガスを供給する。供給されたクリーニングガスは、処理空間２０１、排気バッファ空間２３２の壁に付着した膜をクリーニングし、その後第二排気管２２２を介して排気される。
【０１１１】
本実施形態においては排気バッファ室２０９の壁に緻密な膜を付着させている。そのため、クリーニングガスがバッファ室を通過したとしても、バッファ室２０９の壁をオーバーエッチングすることが無い。
【０１１２】
ところで、処理空間２０１内の付着物は、排気バッファ室２０９内のものよりも剥がれ難い膜である。なぜならば、排気バッファ室２０９の内壁に付着した膜は温度条件が制御されているに過ぎず、処理室のような圧力や温度を制御して製膜した場合よりも膜厚や膜密度等が安定していない。一方、処理空間２０１内の付着物は温度、圧力が成膜条件と同一条件下で付着したものであるため膜厚や膜密度等が安定した膜となっている。
【０１１３】
そのため、処理室内の付着物をクリーニングするような高エネルギーのクリーニングガスを供給する場合に、バッファ室の内壁がオーバーエッチングされてしまうことが考えられる。しかしながら、バッファ室を介して処理室に供給されたクリーニングガスは、その過程で各部のクリーニングを行うため、徐々にクリーニングのエネルギーが失活される。そのため、バッファ室２０９でオーバーエッチングされることが無い。
【０１１４】
（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。
【０１１５】
〔付記１〕
基板載置台の基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、
前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、
少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、
前記バッファ室を加熱する第一の加熱部と
を有する基板処理装置。
【０１１６】
〔付記２〕
前記バッファ室には、バッファ室の雰囲気を排気する排気系が接続される付記１記載の基板処理装置。
【０１１７】
〔付記３〕
前記バッファ室は前記ガス流遮断壁を一つの側壁とする空間を持ち、当該一つの側壁と対向する他の側壁に前記連通孔が形成されており、前記空間が前記処理空間の側方外周を囲むように延びて構成されている
付記１または２に記載の基板処理装置
【０１１８】
〔付記４〕
前記第一の加熱部は、少なくとも前記ガス流遮断壁に設けられている付記１から３の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
【０１１９】
〔付記５〕
前記基板載置台は第二の加熱部を有し、
前記処理空間内に処理ガスを供給する間、前記第一の加熱部と前記第二の加熱部を加熱するよう制御する付記１から４の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
【０１２０】
〔付記６〕
前記第一の加熱部は、前記第二の加熱部よりも高い温度に制御される付記５記載の基板処理装置。
【０１２１】
〔付記７〕
前記第二の加熱部の温度は、ガスが分解されない温度である付記６記載の基板処理装置。
【０１２２】
〔付記８〕
前記排気系は、第三の加熱部を有する排気配管を有し、前記処理空間内に処理ガスを供給する間、前記第一の加熱部は、前記第三の加熱部よりも高い温度に制御される付記２から７の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
【０１２３】
〔付記９〕
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【０１２４】
〔付記１０〕
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を実行させるプログラム。
【０１２５】
〔付記１１〕
処理空間に内包された基板載置台の基板載置面に基板を載置する工程と、
前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室を加熱しつつ、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給する工程と
を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【符号の説明】
【０１２６】
１００・・・半導体製造装置
２００・・・ウエハ（基板）
２０１・・・処理空間
２０９・・・排気バッファ室
２０９ａ・・・ヒータ
２０９ｂ・・・ガス流遮断壁
２０９ｃ・・・連通孔
２１１・・・基板載置面
２２２・・・第二排気管
２３０・・・シャワーヘッド
２４２・・・共通ガス供給管
２４９ａ・・・クリーニングガス供給管
【要約】
【課題】排気バッファ室を利用してガス排気を行う場合であっても、良好な特性の膜を形成可能な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】
基板載置台の基板載置面上に載置された基板を処理する処理空間と、前記基板載置面と対向する側から前記処理空間内にガスを供給するガス供給系と、少なくとも、前記処理空間の側方で当該処理空間に連通する連通孔、及び、前記連通孔を通るガスの流れを遮る方向に延びるガス流遮断壁、を有して構成される排気バッファ室と、前記バッファ室を加熱する第一の加熱部とを有する基板処理装置を提供する。
【選択図】図２【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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