(57)【要約】本発明の一態様によれば、処理室内に設けられた基板載置台と、基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を備える第１のガスバッファと、処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を備える第２のガスバッファと、第１のガスバッファへ処理ガスを供給する第１のガス供給部と、第２のガスバッファへ処理ガスを供給する第２のガス供給部と、前記基板載置台を回転させる回転機構とを有し、第２のガス供給面は第１のガス供給面と基板載置台の中央との間に設けられる基板処理装置、が提供される。これにより、基板に成膜される膜厚等の均一性を向上させることができる。
2016052333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、
前記第１のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記第２のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第２のガス供給部と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、を有し、
前記第２のガス供給面は、前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられる基板処理装置。
【請求項２】
前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量と、前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量とが異なるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される制御部を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量と前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量とがそれぞれ、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比に基づいて設定された供給量となるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比と、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比とが等しくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が大きくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が小さくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理室は、前記処理室内が前記基板載置台の周方向において分割されて形成された複数の処理領域を有し、前記第１のガス供給面及び前記第２のガス供給面は、少なくとも前記複数の処理領域の一つに設けられる、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記複数の処理領域の少なくとも一つには、前記第１のガス供給面及び前記第２のガス供給面を構成し、当該処理領域の上面全体を覆うシャワープレートが設けられる、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第１のガスバッファ及び前記第２のガスバッファは、前記シャワープレートと前記処理領域の天井部との間に形成された空間が前記基板載置台の周方向に延びるように設けられたセパレータによって分割されることにより形成されている、請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記複数の処理領域は、分割構造体により分割される、請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記第１のガスバッファは、前記第１のガス供給面と前記処理室の天井部との間に形成され、前記第２のガスバッファは、前記第２のガス供給面と前記処理室の天井部との間に形成される、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、を備え、
前記第２のガス供給面が前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられている基板処理装置を用いて基板を処理する工程を有し、
前記基板を処理する工程は、
前記基板載置部に前記基板を載置する工程と、
前記基板載置台の中央を中心として前記基板載置台の回転を開始する工程と、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理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１３】
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、
前記第１のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量と、前記第２のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量とが異なるように前記処理ガスを供給する、請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、
前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比に基づいて、前記第１のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量と前記第２のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量の比が設定される、請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、
前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比と、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比とが等しい、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、
前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が大きい、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、
前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が小さい、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、を有し、
前記第２のガス供給面が前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられている基板処理装置を制御して、基板を処理する所定の手順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が読み取り可能な記録媒体であって、
前記所定の手順は、
前記基板載置部に前記基板を載置する手順と、
前記基板載置台の中央を中心として前記基板載置台の回転を開始する手順と、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する手順と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーハ等の基板に、酸化処理、拡散処理、薄膜の生成等の処理を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は反応容器、加熱装置等から成る反応炉を具備し、反応容器内に画成された処理室に基板を収納し、基板を加熱装置で所定温度に加熱し、処理ガスを反応容器内に供給して基板処理を行う。又、基板処理装置には、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。【０００３】
枚葉式の基板処理装置に於いては、反応容器内に処理室内を複数の処理領域に分割する構造を有するものがあり、処理領域毎に処理ガスを供給しつつ、基板が載置されたサセプタを回転させることで、基板が各領域を通過し、成膜が行われる。【０００４】
然し乍ら、従来の基板処理装置に於いては、サセプタの回転中心側からのみ処理ガスを供給し、サセプタの外周側から処理ガスを排気させる構成となっている。従って、上流側の処理ガスの濃度は高いが、処理領域での処理ガスの消費により下流側の処理ガスの濃度が低くなり、ガス種、流量、圧力、温度等の条件により、ガス供給の上流側と下流側で膜厚等が異なることがあった。【０００５】
上記の問題を解決し、基板に対して均一な処理を行う為、扇状の処理領域内の処理条件をコントロールし、膜厚等の均一性を向上させる技術が必要となる。然し乍ら、従来の一定条件下で最適化されたガス供給方式では、各種処理条件の変更を行うと共に、再度部品交換により最適化する必要があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板に生成される薄膜の膜厚等の均一性を向上させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、処理室内に設けられた基板載置台と、前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、前記第１のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第１のガス供給部と、前記第２のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第２のガス供給部と、前記基板載置台を回転させる回転機構と、を有し、前記第２のガス供給面は、前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられる基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板に成膜される膜厚等の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例に係る基板処理装置の概略を示す側断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る基板処理装置のプロセスチャンバを示す水平断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明の実施例に係る処理領域に於けるガスの流れを示す説明図である。
【図６】内周側バッファ室と外周側バッファ室から供給されるガスの処理領域内に於ける流速分布を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例に係る基板処理装置を用いた基板処理工程を説明するフローチャートである。
【図８】該基板処理装置による成膜工程を説明するフローチャートである。
【図９Ａ】１サイクル終了時に基板上に生成される薄膜について、内周側バッファ室と外周側バッファ室に供給されるガスの流量比率毎の膜厚分布を比較したグラフである。
【図９Ｂ】基板に対するガスの供給方向及び公転方向を説明する説明図である。
【図１０】本実施例の変形例を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１１】
先ず、図１、図２に於いて、本発明の実施例に係る基板処理装置１について説明する。尚、該基板処理装置１は、多枚葉式の基板処理装置となっており、以下の説明に於いては、図１中Ｘ１方向を右、Ｘ２方向を左、Ｙ１方向を前、Ｙ２方向を後ろとする。
【００１２】
該基板処理装置１に於いては、製品としての処理基板（ウェーハ）２やダミーウェーハ３等の基板を搬送するキャリアとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ、以下ポッドと称す）４が使用されている。尚、基板処理装置１は、ウェーハ２を搬送、処理し、更にダミーウェーハ３を搬送する装置であるが、以下の説明ではウェーハ２を主として説明する。
【００１３】
図１、図２に示されている様に、基板処理装置１は、真空状態等の大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第１の搬送室５を備えており、該第１の搬送室５は平面視が５角形で上下両端が閉塞した箱形状となっている。該第１の搬送室５には、負圧下で２枚のウェーハ２を同時に移載可能な第１の基板移載機６が設置されている。該第１の基板移載機６は、第１の基板移載機エレベータ７により、第１の搬送室５の気密性を維持しつつ昇降できる様に構成されている。ここで、第１の基板移載機６は、１枚のウェーハ２を移載できるものであってもよい。
【００１４】
第１の搬送室５を画成する第１の搬送室筐体８の５枚の側壁のうち、前側に位置する２枚の側壁には、予備室（ロードロック室）９，１１がそれぞれゲートバルブ１２，１３を介して連結されている。予備室９，１１は、搬入用の予備室と搬出用の予備室とを併用可能となっており、それぞれ負圧に耐え得る構造となっている。更に、予備室９，１１には基板載置台１４により２枚のウェーハ２を積重ねる様に載置可能となっている。
【００１５】
予備室９，１１には、ウェーハ２，２間に隔壁板（中間プレート）１５が設置される。該隔壁板１５が設置されることで、予備室９，１１内に搬送された処理済のウェーハ２の熱影響により、先に予備室９，１１内に搬送された処理済で冷却中のウェーハ２の温度の下がり具合が遅くなる様な熱干渉を防止することができる。
【００１６】
ここで、一般的な冷却効率を上げる為の手法を説明する。予備室９及び予備室１１、隔壁板１５には冷却水やチラー等を流し、壁面温度を低く抑えることで、ウェーハ２を保持するスロットのどの位置に入った処理済ウェーハ２であっても冷却効率を向上させることができる。尚、負圧下に於いては、ウェーハ２と隔壁板１５の距離が離れすぎていると熱交換による冷却効率が低下する為、冷却効率を向上させる手法として、ウェーハ２を基板載置台１４に載置した後に、該基板載置台１４を上下させて予備室９，１１の壁面に近づける駆動機構を設ける場合もある。
【００１７】
予備室９及び予備室１１の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室１６が、ゲートバルブ１７，１８を介して連結されている。第２の搬送室１６には、ウェーハ２を移載する第２の基板移載機１９が設置されている。該第２の基板移載機１９は、第２の搬送室１６に設置された第２の基板移載機エレベータ２１によって昇降される様に構成されていると共に、リニアアクチュエータ２２によって左右方向に往復移動される様に構成されている。
【００１８】
図１に示される様に、第２の搬送室１６の左側にはオリフラ（ノッチ）合わせ装置２３が設けられている。又、図２に示される様に、第２の搬送室１６の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット２４が設けられている。
【００１９】
又、図１及び図２に示される様に、第２の搬送室１６を画成する第２の搬送室筐体２５の前側には、ウェーハ２を第２の搬送室１６に対して搬入搬出する為の基板搬入搬出口２６と、ポッドオープナ２７が設置されている。
【００２０】
基板搬入搬出口２６を挾んでポッドオープナ２７と反対側、即ち第２の搬送室筐体２５の外側には、ロードポート（ＩＯステージ）２８が設けられている。ポッドオープナ２７は、ポッド４のキャップ２９を開閉すると共に、基板搬入搬出口２６を閉塞可能なクロージャ３１と、該クロージャ３１を駆動する駆動機構３２とを備えている。ロードポート２８に載置されたポッド４のキャップ２９を開閉することにより、ポッド４に対するウェーハ２の出入れが可能となる。又、ポッド４は、図示しない工程内搬送装置（ＯＨＴ等）により、ロードポート２８に対して搬入及び搬出される様になっている。
【００２１】
又、第１の搬送室筐体８の５枚の側壁のうち、後側（背面側）に位置する４枚の側壁には、ウェーハ２に所望の処理を行う第１の処理炉３３と、第２の処理炉３４と、第３の処理炉３５と、第４の処理炉３６とが、ゲートバルブ３７，３８，３９，４０を介してそれぞれ隣接して連結されている。
【００２２】
次に、基板処理装置１を使用した基板処理工程について説明する。尚、以下の制御は、図１及び図２に示されている様に、制御部４２によって制御される。該制御部４２は基板処理装置１全体を制御している。
【００２３】
最大２５枚のウェーハ２がポッド４に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置１へ工程内搬送装置により搬送される。搬送されたポッド４は、工程内搬送装置からロードポート２８上に受渡されて載置される。その後、ポッド４のキャップ２９がポッドオープナ２７によって取外され、ポッド４のウェーハ２の搬入出口が開放される。
【００２４】
ポッド４がポッドオープナ２７により開放されると、第２の搬送室１６に設置された第２の基板移載機１９が、ポッド４からウェーハ２をピックアップして予備室９に搬入し、ウェーハ２を基板載置台１４に移載する。尚、移載作業中には、予備室９の第１の搬送室５側のゲートバルブ１２は閉じられており、第１の搬送室５内の負圧は維持されている。ウェーハ２の基板載置台１４への移載が完了すると、ゲートバルブ１７が閉じられ、予備室９内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【００２５】
予備室９内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ１２が開放され、予備室９と第１の搬送室５とが連通される。続いて、該第１の搬送室５の第１の基板移載機６が、基板載置台１４からウェーハ２を第１の搬送室５に搬入する。ゲートバルブ１２が閉じられた後、ゲートバルブ３８が開放され、第１の搬送室５と第２の処理炉３４とが連通される。ゲートバルブ３８が閉じられた後、第２の処理炉３４内に処理ガスが供給され、ウェーハ２に対して所望の処理が施される。
【００２６】
第２の処理炉３４でウェーハ２に対する処理が完了すると、ゲートバルブ３８が開放され、ウェーハ２は第１の基板移載機６によって第１の搬送室５に搬出される。搬出後、ゲートバルブ３８は閉じられる。
【００２７】
次に、ゲートバルブ１３が開放され、第１の基板移載機６によって第２の処理炉３４から搬出したウェーハ２が予備室１１の基板載置台１４へ搬送され、処理済みのウェーハ２が冷却される。
【００２８】
予備室１１に処理済みのウェーハ２を搬送し、予め設定された冷却時間が経過すると、予備室１１が不活性ガスにより略大気圧迄戻される。該予備室１１内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１８が開放され、ロードポート２８に載置された空のポッド４のキャップ２９がポッドオープナ２７により開放される。
【００２９】
続いて、第２の搬送室１６の第２の基板移載機１９は、基板載置台１４からウェーハ２を第２の搬送室１６に搬出し、該第２の搬送室１６の基板搬入搬出口２６を通してポッド４へ収納する。
【００３０】
ここで、該ポッド４のキャップ２９は、最大２５枚のウェーハ２が戻される迄開け続けていてもよく、空きのポッド４に収納せずにウェーハ２を搬出してきたポッド４に戻してもよい。
【００３１】
以上の動作が繰返されることにより、２５枚の処理済みのウェーハ２のポッド４への収納が完了すると、キャップ２９がポッドオープナ２７によって閉じられる。閉じられたポッド４は、ロードポート２８の上から次の工程へと工程内搬送装置（図示せず）によって搬送される。
【００３２】
上記の動作は、第２の処理炉３４及び予備室９，１１が使用される場合を例にして説明したが、第１の処理炉３３及び第３の処理炉３５、第４の処理炉３６が使用される場合についても同様の動作が実施される。
【００３３】
又、上記に於いては、４つの処理炉で説明したが、対応する基板や形成する膜の種類により、処理炉の数を決定してもよい。
【００３４】
又、基板処理装置１では、予備室９を搬入用、予備室１１を搬出用としたが、該予備室１１を搬入用、予備室９を搬出用としてもよいし、該予備室９又は予備室１１が搬入用と搬出用を兼用してもよい。
【００３５】
又、予備室９又は予備室１１を、搬入又は搬出専用とすることで、クロスコンタミネーションを低減することができ、搬入と搬出を兼用させることで、ウェーハ２の搬送効率を向上させることができる。
【００３６】
又、全ての処理炉で同じ処理を行ってもよいし、各処理炉で別の処理を行ってもよい。例えば、第１の処理炉３３と第２の処理炉３４で別の処理を行う場合、第１の処理炉３３でウェーハ２にある処理を行った後、続けて第２の処理炉３４で別の処理を行わせてもよい。尚、第１の処理炉３３でウェーハ２に処理を行った後、第２の処理炉３４で別の処理を行わせる場合、予備室９又は予備室１１を経由する様にしてもよい。
【００３７】
又、処理炉は、処理炉３３，３４のいずれか１箇所の連結が成されていればよく、処理炉３５，３６の２箇所等、処理炉３３〜３６の最大４箇所の範囲に於いて可能な組合わせであればいくつ連結してもよい。
【００３８】
又、基板処理装置１で処理するウェーハ２の枚数は、１枚でもよく、複数枚でもよい。同様に、予備室９又は予備室１１について、クーリングするウェーハ２についても１枚でもよく、複数枚でもよい。処理済みのウェーハ２をクーリングできる枚数は、予備室９及び予備室１１のスロットに投入可能な最大４枚の範囲内であれば、どの様な組合わせであってもよい。
【００３９】
又、予備室９内で処理済みのウェーハ２を搬入して冷却を行っている途中で、予備室９のゲートバルブ１２，１７を開閉して処理炉にウェーハ２を搬入し、該ウェーハ２の処理を行ってもよい。同様に、予備室１１内で処理済のウェーハ２を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１１のゲートバルブ１３，１８を開閉して処理炉にウェーハ２を搬入し、該ウェーハ２の処理を行ってもよい。
【００４０】
ここで、十分な冷却時間を経ずに大気側のゲートバルブ１７，１８を開くと、ウェーハ２の輻射熱により予備室９，１１又は該予備室９，１１の周りに接続されている電気部品に損害を与える可能性がある。その為、高温なウェーハ２をクーリングする場合は、予備室９内の処理済みの大きな輻射熱を持つウェーハ２を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１１のゲートバルブ１３，１８を開閉し処理炉にウェーハ２を搬入し、該ウェーハ２の処理を行うことができる。同様に、予備室１１内に処理済みのウェーハ２を搬入して冷却を行っている途中で、予備室９のゲートバルブ１２，１７を開閉して処理炉にウェーハ２を搬入し、該ウェーハ２の処理を行うこともできる。
【００４１】
次に、図３、図４に於いて、本発明の実施例に係る処理炉としてのプロセスチャンバ４５について説明する。尚、図３は該プロセスチャンバ４５の構造を示す水平断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。
【００４２】
該プロセスチャンバ４５は、円筒状の気密容器である反応容器４６を備え、該反応容器４６内にはウェーハ２の処理空間（処理領域）４７が形成されている。該処理空間４７の上側には、中心部から放射状に延びる４枚の仕切板４８が設けられている。処理空間４７を形成する部屋を処理室と呼ぶ。
【００４３】
該仕切板４８は、処理空間４７を第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３を分割する分割構造体としての役割を有する。尚、第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３は、後述するサセプタ（基板載置台）５４の回転方向（周方向）に沿って、この順番に配列される様構成されている。
【００４４】
後述する様に、該サセプタ５４は上面が複数のウェーハ２を載置する載置面となっており、サセプタ５４を回転させることで、該サセプタ５４上に載置されたウェーハ２は、第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３の順に移動することとなる。又、後述する様に、第１の処理領域４９内には第１のガスとしての第１の処理ガスが供給され、第２の処理領域５２内には第２のガスとしての第２の処理ガスが供給され、第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内には、不活性ガスが供給される様に構成されている。
【００４５】
従って、サセプタ５４を回転させることで、ウェーハ２上には、第１の処理ガス、不活性ガス、第２の処理ガス、不活性ガスの順に供給されることとなる。尚、サセプタ５４及びガス供給系の構成については後述する。
【００４６】
第１の処理領域４９には、仕切板４８の下端に掛渡って、第１の処理領域４９の全面を覆うように扇形状のシャワープレート５５が設けられている。該シャワープレート５５と反応容器４６の天井部との間には、シャワープレート５５と反応容器４６の天井部との間に形成されるバッファ室（バッファ空間）を径方向に分割するセパレータ５６が設けられ、該セパレータ５６によりバッファ室が内周部である内周側バッファ室５７と外周部である外周側バッファ室５８とに分割される。
【００４７】
又、シャワープレート５５には、所定の分布で同一径のガス供給孔であるシャワー孔５９が複数穿設されており、該シャワー孔５９を介して、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８とからそれぞれ第１の処理領域４９に第１の処理ガスが供給される様になっている。すなわち、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８へ供給されたガスは、それぞれのバッファ室内において拡散した後、シャワー孔５９を介して第１の処理領域４９に供給される。
【００４８】
尚、シャワー孔５９の分布は、第１の処理領域４９を径方向に細分化した際に、細分化した各エリア（リング状のエリア）間でシャワー孔５９の流路断面積（開口面積）の総和とエリア面積との比（面積比、分布状態）が一定となる様な配置となっている。
【００４９】
外周側バッファ室５８と内周側バッファ室５７は、装置構造の規制上、高さが同じであるが、水平方向の断面積に於いては外周側バッファ室５８の断面積は内周側バッファ室５７の断面積よりも大きくなる。従って、外周側バッファ室５８内は内周側バッファ室５７内よりもガスが拡散し易い。後述する内周側第１のガス供給管８４と外周側第１のガス供給管８７から供給されるガス流量が同じ場合、外周側バッファ室５８の圧力は内周側バッファ室５７の圧力よりも低くなる。従って、該内周側バッファ室５７から処理室へ供給するガス供給速度は、外周側バッファ室５８から処理室へ供給するガス供給速度よりも早い。即ち、通過するウェーハ２に対して供給される単位時間当たりのガス量が、外周側よりも内周側のほうが大きくなる。その為、内周側と外周側でウェーハ２上の膜厚に偏りが出てしまう恐れがある。
【００５０】
そこで本実施例に於いては、通過するウェーハ２に対して供給される単位時間当たりのガス量が、外周側と内周側とで等しくなる様、外周側第１のガス供給管８７から外周側バッファ室５８に供給する単位時間当たりのガスの供給量を、内周側第１のガス供給管８４から内周側バッファ室５７に供給する単位時間当たりのガスの供給量よりも大きくしている。具体的には、後述する内周側ＭＦＣ８５と外周側ＭＦＣ８８を制御することにより各バッファ室に供給するガス供給量を調整する。尚、ここでは「等しく」と記載したが、完全に等しいことだけでなく、製品として許容できる範囲で、膜厚が内周側と外周側で均一になる様なガス量となる様制御できる範囲で等しければよい。ウェーハ２面内を均一に処理することで、歩留まりの高い基板処理が可能となる。
【００５１】
この状態で第１の処理ガスを供給することで、図５に示される様に、シャワー孔５９から噴出されるガス流量を第１の処理領域４９内に於いて均一とすることができる。
【００５２】
又、セパレータ５６は、内周側バッファ室５７に於けるシャワー孔５９の総断面積と、外周側バッファ室５８に於けるシャワー孔５９の総断面積の比が、例えば１：３となる位置に設けられる。この場合、例えば総断面積の比と同様に内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８へのガス供給比を１：３とする。
【００５３】
以上の様な構成とすることで、通過するウェーハ２に対して、各シャワー孔５９から噴出されるガスのウェーハ２に対して供給される単位面積当たりのガス供給量を均一にすることができる。従って、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８とのシャワー孔５９の断面積比が、そのまま基準ガスフロー（均一フロー）とする為のガス供給量の比となる。
【００５４】
図６は、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に対して供給されるガス流量を配分した際の、第１の処理領域４９内の径方向断面流速分布のイメージ図である。
【００５５】
図６中、Ａは内周側バッファ室５７に供給されるガス流量と、外周側バッファ室５８に供給されるガス流量の比を、１：０とした場合のガス流速分布となっており、Ｂは内周側バッファ室５７に供給されるガス流量と、外周側バッファ室５８に供給されるガス流量の比を、０：１にした場合のガス流速分布となっている。この時、第１の処理領域４９内に於けるガス流速分布の傾きが最大最小となるガス流量の勾配を持たせることができ、この範囲内で第１の処理領域４９内に於けるガス流速の傾きを、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるガスの流量比により制御可能となる。
【００５６】
図６中Ａの様に内周側のガス流量を高める場合は、内周側に供給されるガスが処理室中央の空間を介して対向する第２の処理領域５２に移動してしまうことが想定される場合に有効である。例えば、図４の様な処理室中央に空間が設けられている場合、第１の処理領域４９と第２の処理領域５２との空間が連通してしまう。連通することで、第１の処理領域４９の内周部に供給されたガスが処理室中央の空間を介して第２の処理領域５２に移動してしまうことがある。仮に内周部と外周部でガスを均一に供給しようとした場合、ガスが第２の処理領域５２に移動した分、通過するウェーハ２に対して供給される単位時間当たりのガス供給量が、外周部よりも内周部において少なくなってしまう。その為、内周を通過する基板の厚みが外周に比べ薄くなってしまうことが考えられる。そこで、図６中のＡの様に、ウェーハ２上に於いて、内周側バッファ室５７から処理室へ供給されるガスの供給速度が、外周側バッファ室５８から処理室へ供給されるガスの供給速度よりも大きくなる様調節して、ウェーハ処理の面内均一性を向上させる。具体的には、内周側バッファ室５７のシャワー孔５９の断面積Ｓ１に対する外周側バッファ室５８のシャワー孔５９の断面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）（即ち基準ガスフローとする為のガス供給量の比）に対して、内周側バッファ室５７へ供給されるガス流量Ｆ１に対する外周側バッファ室５８へ供給されるガス流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を小さくする。（即ち、基準ガスフローとするためのガス供給量の比に対して、内周側バッファ室５７へ供給するガス流量の比率を大きくする。）
【００５７】
図６中Ｂの様に外周側のガス流量を高める場合は、サセプタ５４の外周側から排気する構造を有する際に有効である。例えば、図４の様に、後述する排気孔６０から排気する排気量が多い場合である。該排気孔６０から排気する排気量が多い場合、外周側に流れたガスがウェーハ２上の膜形成に寄与する前に排気されてしまう。この様な場合、内周側の膜厚が厚く、外周側が薄くなってしまう。そこで図６中のＢに記載の様に、ウェーハ２上に於いて、外周側バッファ室５８から処理室へ供給されるガスの供給速度が、内周側バッファ室５７から処理室へ供給されるガスの供給速度よりも大きくなる様調節して、ウェーハ処理の面内均一性を向上させる。具体的には、内周側バッファ室５７のシャワー孔５９の断面積Ｓ１に対する外周側バッファ室５８のシャワー孔５９の断面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）に対して、内周側バッファ室５７へ供給されるガス流量Ｆ１に対する外周側バッファ室５８へ供給されるガス流量Ｆ２の比（Ｆ２／Ｆ１）を大きくする。（即ち、基準ガスフローとするためのガス供給量の比に対して、外周側バッファ室５８へ供給するガス流量の比率を大きくする。）
【００５８】
仕切板４８の端部と反応容器４６の側壁との間には、所定の幅の隙間が形成されており、該隙間をガスが通過する様になっている。該隙間を介し、第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内から、第１の処理領域４９及び第２の処理領域５２内に向けて不活性ガスを噴出させる様にすることで、第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内への処理ガスの侵入を抑制することができ、複数の処理ガスが反応するのを防止することができる様に構成されている。
【００５９】
尚、本実施例に於いては、各仕切板４８の間の角度をそれぞれ９０°としたが、本発明はこれに限定されるものではない、即ち、ウェーハ２への各種ガスの供給時間等を考慮して、例えば第２の処理領域５２を形成する２枚の仕切板４８の間の角度を大きくする等、適宜変更してもよい。
【００６０】
又、本実施例では、各処理領域を仕切板４８で仕切り、更に各処理領域間にパージ領域を形成しているが、それに限るものではなく、第１の処理領域４９と第２の処理領域５２にそれぞれ供給されるガスを混合させない様なガス供給領域を分割できる分割構造体であればよい。
【００６１】
仕切板４８の下側、即ち反応容器４６内の底側中央には、該反応容器４６の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板支持部としてのサセプタ５４が設けられている。該サセプタ５４は、ウェーハ２の金属汚染を低減することができる様、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。尚、サセプタ５４は、反応容器４６とは電気的に絶縁されている。
【００６２】
サセプタ５４は、反応容器４６内で、複数枚（本実施例では例えば５枚）のウェーハ２を同一面上に、且つ同一円周上に並べて支持する様に構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面上に限られるものではなく、サセプタ５４を上面から見た時に、図３及び図４に示される様に、複数枚のウェーハ２が互いに重ならない様に並べられていればよい。
【００６３】
尚、サセプタ５４表面に於けるウェーハ２の支持位置には、基板載置部６１が、処理するウェーハ２それぞれに対応して設けられている。基板載置部６１は、例えば上面から見て円形状であり、側面から見て凹形状となっている。この場合、基板載置部６１の直径はウェーハ２の直径より僅かに大きくなる様構成することが好ましい。基板載置部６１内にウェーハ２を載置することにより、該ウェーハ２の位置決めを容易に行うことができ、又サセプタ５４の回転に伴う遠心力によりウェーハ２がサセプタ５４から飛出すことで発生する位置ずれを防止することができる。
【００６４】
該サセプタ５４の周囲には、該サセプタ５４と反応容器４６の内壁との間を閉塞する排気板５０が設けられている。該排気板５０には、所定の間隔で排気口６０が形成されており、該排気口６０を介して各処理領域に供給されたガスが排気される様になっている。
【００６５】
又、図４に示される様に、サセプタ５４には、該サセプタ５４を昇降させる昇降機構６２が設けられている。サセプタ５４には、貫通孔６３が複数穿設されている。反応容器４６の底面には、該反応容器４６内へのウェーハ２の搬入搬出時に、該ウェーハ２を突上げて該ウェーハ２の裏面を支持する基板突上げピン６４が複数設けられている。
【００６６】
貫通孔６３及び基板突上げピン６４は、該基板突上げピン６４が上昇させられた時、又は昇降機構６２によりサセプタ５４が下降させられた時に、基板突上げピン６４がサセプタ５４とは非接触な状態で貫通孔６３を突抜ける様に、互いに配置されている。
【００６７】
昇降機構６２には、サセプタ５４を回転させる回転機構６５が設けられている。該回転機構６５の図示しない回転軸は、サセプタ５４に接続されており、回転機構６５を作動させることでサセプタ５４を回転させることができる様に構成されている。又、回転機構６５には、後述する制御部４２がカップリング部６６を介して接続されている。
【００６８】
該カップリング部６６は、回転側と固定側との間に金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されており、カップリング部６６によりサセプタ５４の回転が妨げられない様になっている。
【００６９】
又、制御部４２は、サセプタ５４を所定の速度で所定時間回転させる様に、回転機構６５への通電具合を制御する様に構成されている。上述した様に、サセプタ５４を回転させることにより、該サセプタ５４上に載置されたウェーハ２は、第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２及び第２のパージ領域５３を順番に移動することとなる。
【００７０】
サセプタ５４の内部には、加熱部としてのヒータ６７が一体的に埋込まれており、ウェーハ２を加熱できる様に構成されている。ヒータ６７に電力が供給されると、ウェーハ２の表面が所定温度（例えば室温〜１０００℃程度）に迄加熱される様になっている。尚、ヒータ６７は、サセプタ５４に載置されたそれぞれのウェーハ２を個別に加熱する様に、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
【００７１】
サセプタ５４には、温度センサ６８が設けられている。ヒータ６７及び温度センサ６８には、電力供給線６９を介して温度調整器７１、電力調整器７２及びヒータ電源７３が電気的に接続されている。温度センサ６８により検出された温度情報に基づいて、ヒータ６７への通電具合が制御される様に構成されている。
【００７２】
反応容器４６の上側には、第１の処理ガス供給部７４と、第２の処理ガス供給部７５と、不活性ガス導入部７６とを具備するガス供給部７８が設けられている。
【００７３】
第１の処理ガス供給部７４は、シャワープレート５５、内周側バッファ室５７、外周側バッファ室５８を有し、シャワー孔５９が第１のガス噴出口となっている。第２の処理ガス供給部７５の側壁には、第２のガス噴出口７９が設けられている。又、不活性ガス導入部７６の側壁には、第１の不活性ガス噴出口８１及び第２の不活性ガス噴出口８２がそれぞれ対向する様に設けられている。
【００７４】
ガス供給部７８は、第１の処理ガス供給部７４から第１の処理領域４９内に第１の処理ガスを供給し、第２の処理ガス供給部７５から第２の処理領域５２内に第２の処理ガスを供給し、不活性ガス導入部７６から第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内に不活性ガスを供給する様に構成されている。ガス供給部７８は、各処理ガス及び不活性ガスを混合させずに個別に各領域に供給することができ、又各処理ガス及び不活性ガスを並行して各領域に供給することができる様に構成されている。
【００７５】
内周側バッファ室５７には内周側第１のガス供給管８４が接続され、内周側第１のガス供給管８４には上流側から順に、流量制御器（流量制御部）である内周側マスフローコントローラ（ＭＦＣ）８５、及び開閉弁である内周側バルブ８６が設けられている。又、外周側バッファ室５８には外周側第１のガス供給管８７が接続され、外周側第１のガス供給管８７には上流側から順に、流量制御器（流量制御部）である外周側ＭＦＣ８８、及び開閉弁である外周側バルブ８９が設けられている。
【００７６】
尚、内周側第１のガス供給管８４、内周側ＭＦＣ８５、内周側バルブ８６により内周側ガス供給部が構成され、外周側第１のガス供給管８７、外周側ＭＦＣ８８、外周側バルブ８９により外周側ガス供給部が構成される。
【００７７】
又、内周側第１のガス供給管８４と外周側第１のガス供給管８７は上流側で合流して第１の処理ガス供給管９１となり、第１の処理ガス供給管９１には上流側から順に、第１の原料ガス供給源９２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ９３、及び開閉弁であるバルブ９４が設けられている。
【００７８】
第１の処理ガス供給管９１からは、第１のガス（第１の処理ガス）として、例えばシリコン含有ガスが、ＭＦＣ９３、バルブ９４、内周側ＭＦＣ８５、内周側バルブ８６を介して内周側バッファ室５７内に供給され、ＭＦＣ９３、バルブ９４、外周側ＭＦＣ８８、外周側バルブ８９を介して外周側バッファ室５８に供給される。内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給された第１の処理ガスは、シャワー孔５９を介して第１の処理領域４９内に供給される。
【００７９】
シリコン含有ガスとしては、例えばプリカーサーとして、トリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）ガスを用いることができる。尚、第１の処理ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体の何れであってもよいが、ここでは気体として説明する。第１の処理ガスが常温常圧で液体の場合には、第１の原料ガス供給源９２とＭＦＣ９３との間に、図示しない気化器を設ければよい。
【００８０】
尚、シリコン含有ガスとしては、ＴＳＡの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）等を用いることができる。尚、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜。以下、ＳｉＯ膜と称す）を成膜しようとする場合、その成膜速度は、第１の処理ガスであるシリコン含有ガスの１分子中のシリコン原子（Ｓｉ）の数に比例する。ＴＳＡは１分子中にＳｉ原子を３つ有しているのに対し、ＨＭＤＳは１分子中にＳｉ原子を２つ有している。又、ＨＭＤＳの１モル中のシリコン含有量は３４．８％であるのに対し、ＴＳＡの１モル中のシリコン含有量は７５．８％である。この為、ＨＤＭＳよりもＴＳＡを用いた方が、短時間の暴露でより多くのＳｉ原子を供給することができ、成膜速度を向上させることができる。これに加え、ＴＳＡは分子中に有機成分を含まない為、電気的な絶縁性に優れた酸化膜が形成できると考えられる。従って、第１の処理ガスとしてＴＳＡを用いることが好ましい。尚、第１の処理ガスは、後述する第２の処理ガスより粘着度の高い材料が用いられる。
【００８１】
第２の処理ガス供給部７５の上流側には、第２の処理ガス供給管９５が接続されている。該第２の処理ガス供給管９５には、上流側から順に第２の原料ガス供給源９６、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ９７、及び開閉弁であるバルブ９８が設けられている。
【００８２】
第２の処理ガス供給管９５からは、第２のガス（第２の処理ガス、反応ガス）として、例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスが、ＭＦＣ９７、バルブ９８、第２の処理ガス供給部７５及び第２のガス噴出口７９を介して第２の処理領域５２内に供給される。第２の処理ガスである酸素ガスは、プラズマ生成部９９によりプラズマ状態とされ、ウェーハ２上に曝される。尚、第２の処理ガスである酸素ガスは、ヒータ６７の温度及び反応容器４６内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させたものでもよい。又、酸素含有ガスとしては、オゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いてもよい。これら第２の処理ガスは、第１の処理ガスより粘着度が低い材料が用いられる。
【００８３】
主に、第１の処理ガス供給管９１、ＭＦＣ９３、バルブ９４、内周側第１のガス供給管８４、内周側ＭＦＣ８５、内周側バルブ８６、外周側第１のガス供給管８７、外周側ＭＦＣ８８、外周側バルブ８９により、第１の処理ガス導入部（シリコン含有ガス導入部ともいう）１０１が構成される。又、主に第２の処理ガス供給管９５、ＭＦＣ９７及びバルブ９８により、第２の処理ガス導入部（酸素含有ガス導入部）１０２が構成される。
【００８４】
尚、第１の原料ガス供給源９２、第１の処理ガス供給部７４を第１の処理ガス導入部１０１に含めて考えてもよい。又、第２の原料ガス供給源９６、第２の処理ガス供給部７５を第２の処理ガス導入部１０２に含めて考えてもよい。更に、第１の処理ガス導入部１０１と第２の処理ガス導入部１０２により、処理ガス導入部が構成される。
【００８５】
不活性ガス導入部７６の上流側には、第１の不活性ガス供給管１０３が接続されている。該第１の不活性ガス供給管１０３には、上流側から順に第１の不活性ガス供給源１０４、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ１０５、及び開閉弁であるバルブ１０６が設けられている。
【００８６】
第１の不活性ガス供給管１０３からは、例えば窒素（Ｎ２）ガスで構成される不活性ガスが、ＭＦＣ１０５、バルブ１０６、不活性ガス導入部７６、第１の不活性ガス噴出口８１及び第２の不活性ガス噴出口８２を介して、第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内にそれぞれ供給される。第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程ではパージガスとして作用する。尚、不活性ガスとして、Ｎ２ガスの他、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。
【００８７】
又、第１の処理ガス供給管９１のバルブ９４よりも下流側には、第２の不活性ガス供給管１０７の下流端が接続されている。該第２の不活性ガス供給管１０７には、上流側から順に、第２の不活性ガス供給源１０８、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ１０９、及び開閉弁であるバルブ１１１が設けられている。
【００８８】
第２の不活性ガス供給管１０７からは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、ＭＦＣ１０９、バルブ１１１、第１の処理ガス供給管９１、第１の処理ガス供給部７４を介して第１の処理領域４９内に供給される。該第１の処理領域４９内に供給される不活性ガスは、成膜工程ではキャリアガス或は希釈ガスとして作用する。
【００８９】
又、第２の処理ガス供給管９５のバルブ９８よりも下流側には、第３の不活性ガス供給管１１２の下流端が接続されている。該第３の不活性ガス供給管１１２には、上流側から順に、第３の不活性ガス供給源１１３、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ１１４、及び開閉弁であるバルブ１１５が設けられている。
【００９０】
第３の不活性ガス供給管１１２からは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、ＭＦＣ１１４、バルブ１１５、第２の処理ガス供給管９５、第２の処理ガス供給部７５及び第２のガス噴出口７９を介して、第２の処理領域５２内に供給される。該第２の処理領域５２内に供給される不活性ガスは、第１の処理領域４９内に供給される不活性ガスと同様に、成膜工程ではキャリアガス或は希釈ガスとして作用する。
【００９１】
主に、第１の不活性ガス供給管１０３、第１の不活性ガス供給源１０４、ＭＦＣ１０５及びバルブ１０６により第１の不活性ガス供給系が構成される。尚、不活性ガス導入部７６、第１の不活性ガス噴出口８１、第２の不活性ガス噴出口８２を第１の不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００９２】
又、主に、第２の不活性ガス供給管１０７、第２の不活性ガス供給源１０８、ＭＦＣ１０９、バルブ１１１により第２の不活性ガス供給系が構成される。尚、第１の処理ガス供給管９１、第１の処理ガス供給部７４を第２の不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００９３】
又、主に、第３の不活性ガス供給管１１２、第３の不活性ガス供給源１１３、ＭＦＣ１１４及びバルブ１１５により第３の不活性ガス供給系が構成される。尚、第２の処理ガス供給管９５、第２の処理ガス供給部７５及び第２のガス噴出口７９を第３の不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。更に、主に第１の不活性ガス供給系〜第３の不活性ガス供給系により、不活性ガス供給系が構成される。
【００９４】
図４に示される様に、反応容器４６には、第１の処理領域４９内、第１のパージ領域５１内、第２の処理領域５２内、第２のパージ領域５３内の雰囲気を排気する排気管１１６が設けられている。該排気管１１６には、ガス流量を制御する流量制御器（流量制御部）としての流量調整バルブ１１７、及び圧力調整器（圧力調整部）としてＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ１１８を介して、真空排気装置としての真空ポンプ１１９が接続されており、反応容器４６内の圧力が所定の圧力（真空度）となる様真空排気し得る様に構成されている。尚、ＡＰＣバルブ１１８は、弁を開閉して反応容器４６内の真空排気や真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管１１６、流量調整バルブ１１７及びＡＰＣバルブ１１８により排気系が構成される。又、該排気系には、真空ポンプ１１９を含めてもよい。
【００９５】
尚、第１の処理領域４９内、第１のパージ領域５１内、第２の処理領域５２内、第２のパージ領域５３内の雰囲気は、排気口６０を介して排気管１１６より排気される様になっており、真空ポンプ１１９を作動させた際には、排気板５０の下方の領域が負圧になる様になっている。
【００９６】
基板処理装置１は、該基板処理装置１の各部の動作を制御する制御部４２を有している。該制御部４２は、演算部及び記憶部を少なくとも有する。制御部４２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からプログラムやレシピを呼出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。尚、制御部４２は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ  Ｆｌａｓｈ  Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）を用意し、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、本実施例に係る制御部４２を構成することができる。又、コンピュータにプログラムを供給する為の手段は、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様にしてもよい。尚、記憶部や外部記憶装置は、コンピュータ読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。尚、本明細書に於いて記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部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。
【００９７】
以下、該制御部４２により制御されるサセプタ５４の周辺構造、及び該サセプタ５４の動作を説明する。
【００９８】
反応容器４６には、第１の搬送室筐体８がゲートバルブ３７〜４０の何れかを介して隣接する様に設けられている。例えば、ゲートバルブ３８が開かれることで、反応容器４６内と第１の搬送室筐体８とが連通する様になっている。第１の基板移載機６は第２の基板移載機１９を介して、ポッド４とサセプタ５４の基板載置部６１との間で、ウェーハ２を搬送する。
【００９９】
ここで、サセプタ５４には、内周側バッファ室５７に対向する面と外周側バッファ室５８に対向する面とを跨ぐ様に、ウェーハ２を載置する基板載置部６１が複数形成されている。本実施例に於いては、該基板載置部６１はそれぞれが順時計方向に対して等間隔（例えば７２°の間隔）となる様に５つ設けられ、サセプタ５４が回転することで、５つの基板載置部６１が一括して回転される様になっている。
【０１００】
次に、図７、図８を用い、本実施例に係る半導体製造工程の一工程として、反応容器４６を備えるプロセスチャンバ４５を用いて実施される基板処理工程について説明する。尚、図７は、本実施例に係る基板処理工程を示すフローチャートであり、図８は本実施例に係る基板処理工程に於ける成膜工程でのウェーハ２への処理を示すフローチャートである。又、以下の説明に於いて、基板処理装置１のプロセスチャンバ４５の構成各部の動作は、制御部４２により制御される。
【０１０１】
ここでは、第１の処理ガスとして、シリコン含有ガスであるトリシリルアミン（ＴＳＡ）を用い、第２の処理ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスを用い、ウェーハ２上に絶縁膜としてＳｉＯ膜を形成する例について説明する。
【０１０２】
ＳＴＥＰ：０１（基板搬入・載置工程）
先ず、ウェーハ２の搬送位置迄基板突上げピン６４を上昇させ、サセプタ５４の貫通孔６３に基板突上げピン６４を貫通させる。その結果、該基板突上げピン６４がサセプタ５４の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３８を開き、第１の基板移載機６を用いて反応容器４６内に所定枚数（例えば５枚）のウェーハ２（処理基板）を搬入する。そして、サセプタ５４の図示しない回転軸を中心として、各ウェーハ２が重ならない様にサセプタ５４の同一面上に載置する。これにより、ウェーハ２はサセプタ５４の表面から突出した基板突上げピン６４上に水平姿勢で支持される。
【０１０３】
反応容器４６内にウェーハ２を搬入した後、第１の基板移載機６を反応容器４６外へと退避させ、ゲートバルブ３８を閉じて反応容器４６内を密閉する。その後、基板突上げピン６４を下降させて第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３の各底面のサセプタ５４に設けられた基板載置部６１上にウェーハ２を載置する。
【０１０４】
尚、該ウェーハ２を反応容器４６内に搬入する際には、排気系により該反応容器４６内を排気しつつ、不活性ガス供給系から反応容器４６内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。即ち、真空ポンプ１１９を作動させ、ＡＰＣバルブ１１８を開けることにより、反応容器４６内を排気しつつ、少なくとも第１の不活性ガス供給系のバルブ１０６を開けることにより、反応容器４６内にＮ２ガスを供給することが好ましい。
【０１０５】
これにより、第１の処理領域４９内、第２の処理領域５２内へのパーティクルの侵入や、ウェーハ２上へのパーティクルの付着を抑制することができる。ここで、更に第２の不活性ガス供給系及び第３の不活性ガス供給系から不活性ガスを供給してもよい。尚、真空ポンプ１１９は、少なくとも基板搬入・載置工程（ＳＴＥＰ：０１）から、後述する基板搬出工程（ＳＴＥＰ：０４）が終了する迄の間は、常に作動させた状態とする。
【０１０６】
ＳＴＥＰ：０２（昇温・圧力調整工程）
続いて、サセプタ５４に埋込まれたヒータ６７に電力を供給し、ウェーハ２の表面が所定の温度（例えば２００℃以上であって４００℃以下）となる様に加熱する。この際、ヒータ６７の温度は、温度センサ６８により検出された温度情報に基づき、ヒータ６７への通電具合を制御することによって調整される。
【０１０７】
尚、シリコンで構成されるウェーハ２の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上に迄加熱すると、該ウェーハ２の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。ウェーハ２の温度を上述の様に制限することにより、該ウェーハ２の表面に形成されたソース領域やドレイン領域に於ける不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
【０１０８】
又、反応容器４６内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａ〜３００Ｐａ、好ましくは２０Ｐａ〜４０Ｐａ）となる様に、該反応容器４６内を真空ポンプ１１９により真空排気する。この際、反応容器４６内の圧力は図示しない圧力センサで測定され、測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ１１８の開度をフィードバック制御する。
【０１０９】
又、ウェーハ２を加熱しつつ、回転機構６５を作動して、サセプタ５４の回転を開始させる。この際、該サセプタ５４の回転速度は制御部４２によって制御される。サセプタ５４の回転速度は、例えば１回転／秒である。該サセプタ５４を回転させることにより、ウェーハ２は、第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３の順に移動を開始し、各領域をウェーハ２が通過する。
【０１１０】
ＳＴＥＰ：０３（成膜工程）
次に、第１の処理領域４９内に第１の処理ガスとして、例えばシリコンを含有するトリシリルアミン（ＴＳＡ）ガスを供給し、第２の処理領域５２内に第２の処理ガスとしての酸素ガスを供給し、ウェーハ２上にＳｉＯ膜を成膜する工程を例に成膜工程を説明する。尚、以下の説明に於いては、ＴＳＡガスの供給、酸素ガスの供給、不活性ガスの供給を各領域に並行して行っている。
【０１１１】
ウェーハ２を加熱して所望の温度に達し、サセプタ５４が所望の回転速度に到達した後、少なくともバルブ９４、内周側バルブ８６、外周側バルブ８９、バルブ９８及びバルブ１０６を開放し、第１の処理領域４９、第２の処理領域５２への処理ガスの供給及び第１のパージ領域５１、第２のパージ領域５３への不活性ガスの供給を開始する。
【０１１２】
即ち、バルブ９４、内周側バルブ８６、外周側バルブ８９を開放して第１の処理領域４９内にＴＳＡガスの供給を開始すると同時に、バルブ９８を開放して第２の処理領域５２内に酸素ガスを供給し、更に同時にバルブ１０６を開放して第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内に不活性ガスであるＮ２ガスを供給する。この時、ＡＰＣバルブ１１８を適正に調整し、反応容器４６内の圧力を１０Ｐａ〜１０００Ｐａの範囲内の圧力、例えば３００Ｐａとする。又、この時のヒータ６７の温度は、ウェーハ２の温度が、例えば２００℃〜４００℃の範囲内の温度となる様な温度に設定する。
【０１１３】
具体的には、バルブ９４、内周側バルブ８６、外周側バルブ８９を開放し、第１の処理ガス供給管９１から内周側第１のガス供給管８４、外周側第１のガス供給管８７、第１の処理ガス供給部７４、シャワー孔５９を介して第１の処理領域４９内にＴＳＡガスを供給する。ＴＳＡガスがウェーハ２と接触することで、第一元素含有層としてのシリコン含有層が形成される。この際、ＴＳＡガスは、各シャワー孔５９を介して内周側と外周側に供給される。ガスを供給する際は、前述の様に処理室の条件に応じて供給量を制御する。
【０１１４】
シャワー孔５９を介して第１の処理領域４９内に供給されたＴＳＡガスは、排気口６０を介して排気管１１６から排気される。この時、排気板５０の下方は負圧となっているので、ＴＳＡガスは排気板５０の下方から他の領域に侵入することなく第１の処理領域４９内の排気口６０より排気される。
【０１１５】
又この時、ＴＳＡガスの流量が所定の流量となる様に、ＭＦＣ９３を調整し、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスが所定の流量配分となる様に、内周側ＭＦＣ８５と外周側ＭＦＣ８８を調整する。尚、ＭＦＣ９３で制御するＴＳＡガスの供給流量は、例えば１．５ＳＬＭ〜５．０ＳＬＭの範囲内の流量とする。
【０１１６】
この時、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給するガス流量比を制御することで、第１の処理領域４９内に於ける流速分布の傾きを、流速平均値（ｍ／ｓ）に対して−０．００９［（ｍ／ｓ）／ｍｍ］〜０．００２５［（ｍ／ｓ）／ｍｍ］の範囲で制御することができる。
【０１１７】
ＴＳＡガスを、内周側バッファ室５７及び外周側バッファ室５８を介して第１の処理領域４９内に供給する際には、バルブ１１１を開き、第２の不活性ガス供給管１０７からキャリアガス或は希釈ガスとしてのＮ２ガスを第１の処理領域４９内に供給することが好ましい。これにより、該第１の処理領域４９内へのＴＳＡガスの供給を促進させることができる。
【０１１８】
又、バルブ９４と同時にバルブ９８を開き、第２の処理ガス供給管９５から第２の処理ガス供給部７５及び第２のガス噴出口７９を介して第２の処理領域５２に酸素ガスを供給しつつ、排気口６０を介して排気管１１６より排気する。この時、酸素ガスの流量が所定の流量となる様に、ＭＦＣ９７を調整する。尚、該ＭＦＣ９７で制御する酸素ガスの供給流量は、例えば１０００ｓｃｃｍ〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
【０１１９】
酸素ガスを第２の処理領域５２内に供給する際には、バルブ１１５を開き、第３の不活性ガス供給管１１２からキャリアガス或は希釈ガスとしてのＮ２ガスを第２の処理領域５２内に供給することが好ましい。これにより、該第２の処理領域５２内への酸素ガスの供給を促進することができる。
【０１２０】
又、バルブ９４及びバルブ９８を開くと同時に、更にバルブ１０６を開き、パージガスとしての不活性ガスであるＮ２ガスを、第１の不活性ガス供給管１０３から不活性ガス導入部７６、第１の不活性ガス噴出口８１及び第２の不活性ガス噴出口８２を介して第１のパージ領域５１及び第２のパージ領域５３にそれぞれ供給しつつ排気する。この時、Ｎ２ガスの流量が所定の流量となる様に、ＭＦＣ１０５を調整する。
【０１２１】
尚、仕切板４８の端部と反応容器４６の側壁との間の隙間を介し、第１の処理領域４９内及び第２の処理領域５２内に向けて不活性ガスを噴出させることで、第１のパージ領域５１内及び第２のパージ領域５３内への処理ガスの侵入を抑制することができる。
【０１２２】
ガスの供給開始と共に、第２の処理領域５２の上方に設けられたプラズマ生成部９９に図示しない高周波電源から高周波電力を供給する。第２の処理領域５２内に供給され、プラズマ生成部９９の下方を通過した酸素ガスは、第２の処理領域５２内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種がウェーハ２に供給される。
【０１２３】
酸素ガスは反応温度が高く、上述の様なウェーハ２、反応容器４６内の圧力では反応しづらいが、本実施例の様に、酸素ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を供給する様にすると、例えば４００℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。尚、第１の処理ガスと第２の処理ガスとで要求する処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の処理ガス温度に合わせてヒータ６７を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の処理ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。
【０１２４】
この様に、プラズマを利用することによりウェーハ２を低温で処理することができ、例えばアルミニウム等の熱に弱い配線等を有するウェーハ２に対する熱ダメージを抑制することが可能となる。又、処理ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、ウェーハ２上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。又、プラズマ状態とした酸素ガスの高い酸化力よって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
【０１２５】
上述した様に、サセプタ５４を回転させることにより、ウェーハ２は、第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３の順に移動を繰返す。その為、図８のフローチャートに示される様に、ウェーハ２には、ＴＳＡガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）が交互に所定回数実施されることになる。ここで、ＳＴＥＰ：０３の成膜処理シーケンスの詳細について、図８を用いて説明する。
【０１２６】
ＳＴＥＰ：１１（第１の処理領域通過）
先ず、第１の処理領域４９を通過したウェーハ２表面及びサセプタ５４のウェーハ２が載置されていない部分にＴＳＡガスが供給され、該ウェーハ２上にシリコン含有層が形成される。
【０１２７】
ＳＴＥＰ：１２（第１のパージ領域通過）
次に、シリコン含有層が形成されたウェーハ２が、第１のパージ領域５１を通過する。この時、該第１のパージ領域５１には不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【０１２８】
ＳＴＥＰ：１３（第２の処理領域通過）
次に、第２の処理領域５２を通過したウェーハ２及びサセプタ５４のウェーハ２が載置されていない部分に酸素ガスが供給され、該ウェーハ２上にシリコン酸化層（ＳｉＯ層）が形成される。即ち、酸素ガスは、第１の処理領域４９でウェーハ２上に形成されたシリコン含有層の一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、シリコン及び第二元素としての酸素を含むＳｉＯ層へと改質される。
【０１２９】
ＳＴＥＰ：１４（第２のパージ領域通過）
そして、第２の処理領域５２でＳｉＯ層が形成されたウェーハ２が、第２のパージ領域５３を通過する。この時、該第２のパージ領域５３には不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
【０１３０】
ＳＴＥＰ：１５（サイクル数の確認）
この様に、サセプタ５４の１回転を１サイクルとし、即ち第１の処理領域４９、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３のウェーハ２の通過を１サイクルとし、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、該ウェーハ２上に所定膜厚のＳｉＯ膜を成膜することができる。
【０１３１】
ここでは、上記サイクルを所定の回数実施したか否かが判断され、サイクルを所定回数実施した場合には、所望の膜厚に到達できたと判断し、成膜処理を終了する。又、サイクルを所定の回数実施しなかった場合には、所望の膜厚に到達できなかったと判断し、ＳＴＥＰ：１１に戻りサイクル処理を継続する。
【０１３２】
図９Ａは、１サイクル終了時にウェーハ２上に生成される薄膜について、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率毎の膜厚分布を比較したグラフであり、図９Ｂは、ウェーハ２に対するＴＳＡガスの供給方向、及び該ウェーハ２の公転方向の関係を説明する説明図である。
【０１３３】
尚、図９Ａ中、Ｂ１＝１００％は内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率を１：０にした場合の膜厚分布を示し、Ｂ１＝５０％は内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率を１：１にした場合の膜厚分布を示し、Ｂ１＝２５％は内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率を１：３にした場合の膜厚分布を示し、Ｂ１＝０％は内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率を０：１にした場合の膜厚分布を示している。又、図９Ｂ中、１２１の矢印はＴＳＡガスの流れる方向を示し、１２２の矢印はウェーハ２の公転方向を示している。
【０１３４】
図９Ａに示される様に、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるＴＳＡガスの流量比率を変化させることで、ウェーハ２の上流側と下流側で膜厚に傾斜を持たせられることが分った。このことから、シャワープレート５５、及び内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給されるガスの流量比率制御を行うことにより、ウェーハ２上に生成される薄膜の膜厚分布の制御性を向上させることができる。
【０１３５】
ＳＴＥＰ：１５にて、前述のサイクルを所定回数実施し、ウェーハ２上に所望の膜厚のＳｉＯ膜が形成されたと判断した後、少なくともバルブ９４及びバルブ９８を閉じ、ＴＳＡガス及び酸素ガスの第１の処理領域４９及び第２の処理領域５２への供給を停止する。この時、プラズマ生成部９９への電力供給も停止する。又、ヒータ６７の通電量を制御して温度を低くするか、或は該ヒータ６７への通電を停止する。更に、サセプタ５４の回転を停止する。
【０１３６】
ＳＴＥＰ：０４（基板搬出工程）
ＳＴＥＰ：０３（ＳＴＥＰ：１１〜ＳＴＥＰ：１５）の成膜処理工程が終了すると、以下の様にウェーハ２を搬出する。
【０１３７】
先ず、基板突上げピン６４を上昇させ、サセプタ５４の表面から突出させた基板突上げピン６４上にウェーハ２を支持させる。次に、ゲートバルブ３８を開き、第１の基板移載機６を用いてウェーハ２を反応容器４６の外へと搬出し、本実施例に係る基板処理工程を終了する。
【０１３８】
尚、上記に於いて、ウェーハ２の温度、反応容器４６の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部９９に印加する電力、処理時間等の条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
【０１３９】
ＳＴＥＰ：０５（処理回数の確認）
ＳＴＥＰ：０５では、基板搬入・載置工程（ＳＴＥＰ：０１）から基板搬出工程（ＳＴＥＰ：０４）のサイクルを所定回数実施したか否かを判断する。ここで、所定の回数とは、成膜処理を継続して、所定の厚みの膜を形成した状態になる回数を言う。
【０１４０】
この回数は、予めシミュレーション等でクリーニングが必要な処理回数を導き出し、設定する。
【０１４１】
上述の様に、本実施例では、第１の処理領域４９にシャワープレート５５を設け、該シャワープレート５５を径方向に細分化して得られるリング状のエリアの、各エリア間で面積比が一定となる様に複数のシャワー孔５９を穿設しているので、該シャワー孔５９から噴出されるガス流速を第１の処理領域４９内で均一化することができ、ウェーハ２上に生成される薄膜の膜厚、膜質の均一性を向上させることができる。
【０１４２】
又、本実施例では、セパレータ５６によりシャワープレート５５上方のバッファ室を内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に分割し、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８とにそれぞれ処理ガスを供給できる様にした。従って、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給される処理ガスの流量比率を制御することで、第１の処理領域４９内のガス流速分布を制御できるので、ウェーハ２の上流側と下流側で処理ガスの濃度差があった領域に対し、ガス流速分布を基に処理ガスの流量比率を制御することでガス濃度を均一化することができ、ウェーハ２に成膜される膜厚及び膜質の均一性を向上させることができる。
【０１４３】
又、ガス流速分布を基に、第１の処理領域４９内のガス濃度分布を制御することにより、該第１の処理領域４９内に供給される処理ガスの供給量を最適化することができ、処理ガスの過剰供給を抑制して原料の消費量を低減することができる。
【０１４４】
又、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給される処理ガスの総流量、処理圧力が変更された場合であっても、流量比が同一であれば第１の処理領域４９内の平均ガス流速が変化しても流速分布の傾向には変化がないので、処理条件の変更による膜厚分布への影響を低減させることができる。
【０１４５】
又、第１の処理領域４９内の処理ガスの流速分布を制御できるので、処理圧力、ガス種、ガス流量等処理条件が変更された際に、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８に供給される処理ガスの流量比を変更することで、シャワープレート５５等の部品を交換することなく最適化を行うことができ、コストの低減及び作業性の向上を図ることができる。
【０１４６】
尚、本実施例に於いては、セパレータ５６により、シャワープレート５５上方のバッファ室を内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８の２つに分割しているが、３つ以上のバッファ室に分割してもよい。３つ以上のバッファ室に分割することで、より緻密に第１の処理領域４９内のガス流速分布、ガス濃度を制御することができる。
【０１４７】
又、本実施例では、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８のシャワー孔５９の径は全て同一であったが、図１０に示される様に、内周側と外周側とで該シャワー孔５９の径を異ならせることで、第１の処理領域４９内のガス流速分布、濃度分布を制御してもよい。この場合、バッファ室に供給する処理ガスの供給系は１系統でよいのでコストを低減することができる。
【０１４８】
更に、本実施例に於いては、第１の処理領域４９にのみシャワープレート５５及びセパレータ５６を設けているが、第１のパージ領域５１、第２の処理領域５２、第２のパージ領域５３についても同様の構成とし、ガスの流量比を制御することで、処理領域内のガス流速分布、ガス濃度分布を制御できる様にしてもよいのは言う迄もない。
【０１４９】
以上、本実施例を具体的に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１５０】
上述の実施例では、処理ガスとしてシリコン含有ガス及び酸素含有ガスを用い、ウェーハ２上にＳｉＯ膜を形成しているが、これに限られるものではない。即ち、処理ガスとして、例えばハフニウム（Ｈｆ）含有ガス及び酸素含有ガス、ジルコニウム（Ｚｒ）含有ガス及び酸素含有ガス、チタン（Ｔｉ）含有ガス及び酸素含有ガスを用いて、酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ膜）、酸化ジルコニウム膜（ＺｒＯ膜）、酸化チタン膜（ＴｉＯ膜）等のＨｉｇｈ−ｋ膜等をウェーハ２上に形成してもよい。又、プラズマ化する処理ガスとして、酸素含有ガスの他に、窒素（Ｎ）含有ガスであるアンモニア（ＮＨ３）ガス等を用いてもよい。
【０１５１】
又、上述の実施例では、酸素ガスを処理室に供給し、プラズマ生成部９９でプラズマを生成していたが、それに限るものではなく、処理室の外でプラズマを生成するリモートプラズマ方法や、エネルギーレベルの高いオゾンを用いてもよい。
【０１５２】
又、上述の実施例では、ガス供給部７８の不活性ガス導入部７６を、第１のパージ領域５１と第２のパージ領域５３とで共通としたが、不活性ガス導入部７６は個別に設けてもよい。
【０１５３】
又、上述の実施例では、基板突上げピン６４が昇降することでウェーハ２を処理位置や搬送位置に移動させたが、昇降機構６２を用い、サセプタ５４を昇降させることで、ウェーハ２を処理位置や搬送位置に移動させてもよい。
【０１５４】
又、上述の実施例では、内周側バッファ室５７と外周側バッファ室５８によって供給したがそれに限るものではなく、サセプタ５４の径方向に複数のバッファ室を設けてもよい。その際は、各バッファ室に応じたガス供給制御を行う。
【０１５５】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１５６】
＜付記１＞
本発明の一態様によれば、
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、
前記第１のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第１のガス供給部と、
前記第２のガスバッファへ前記処理ガスを供給する第２のガス供給部と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、を有し、
前記第２のガス供給面は、前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられる基板処理装置、が提供される。
【０１５７】
＜付記２＞
付記１に記載の装置であって好ましくは、
前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量と、前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量とが異なるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される制御部を有する。
【０１５８】
＜付記３＞
付記２に記載の装置であって好ましくは、
前記制御部は、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量と前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量とがそれぞれ、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比に基づいて設定された供給量となるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される。
【０１５９】
＜付記４＞
付記３に記載の装置であって好ましくは、
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比と、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比とが等しくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される。
【０１６０】
＜付記５＞
付記３に記載の装置であって好ましくは、
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が大きくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される。
【０１６１】
＜付記６＞
付記３に記載の装置であって好ましくは、
前記制御部は、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が小さくなるように、前記第１のガス供給部及び前記第２のガス供給部をそれぞれ制御するよう構成される。
【０１６２】
＜付記７＞
付記１に記載の装置であって好ましくは、
前記処理室は、前記処理室内が前記基板載置台の周方向において分割されて形成された複数の処理領域を有し、前記第１のガス供給面及び前記第２のガス供給面は、少なくとも前記複数の処理領域の一つに設けられる。
【０１６３】
＜付記８＞
付記７に記載の装置であって好ましくは、
前記複数の処理領域の少なくとも一つには、前記第１のガス供給面及び前記第２のガス供給面を構成し、当該処理領域の上面全体を覆うシャワープレートが設けられる。
【０１６４】
＜付記９＞
付記８に記載の装置であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ及び前記第２のガスバッファは、前記シャワープレートと前記処理領域の天井部との間に形成された空間が前記基板載置台の周方向に延びるように設けられたセパレータによって分割されることにより形成されている。
【０１６５】
＜付記１０＞
付記７に記載の装置であって好ましくは、
前記複数の処理領域は、分割構造体により分割される。
【０１６６】
＜付記１１＞
付記１に記載の装置であって好ましくは、
前記第１のガスバッファは、前記第１のガス供給面と前記処理室の天井部との間に形成され、前記第２のガスバッファは、前記第２のガス供給面と前記処理室の天井部との間に形成される。
【０１６７】
＜付記１２＞
付記１に記載の装置であって好ましくは、
前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第１のガス供給面の面積との面積比は、前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第２のガス供給面の面積との面積比と同じである。
【０１６８】
＜付記１３＞
付記８に記載の装置であって好ましくは、
前記シャワープレートは、前記複数の処理領域の少なくとも一つの上面全体に亘って扇形状に設けられる。
【０１６９】
＜付記１４＞
付記１に記載の装置であって好ましくは、
前記第１のガス供給部は、前記第１のガスバッファへ供給される前記処理ガスの供給量を制御する第１のガス供給制御部を備え、前記第２のガス供給部は、前記第２のガスバッファへ供給される前記処理ガスの供給量を制御する第２のガス供給制御部を備える。
【０１７０】
＜付記１５＞
本発明の他の態様によれば、
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、を備え、
前記第２のガス供給面が前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられている基板処理装置を用いて基板を処理する工程を有し、
前記基板を処理する工程は、
前記基板載置部に前記基板を載置する工程と、
前記基板載置台の中央を中心として前記基板載置台の回転を開始する工程と、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法、又は基板処理方法が提供される。
【０１７１】
＜付記１６＞
付記１５に記載の方法であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量と、前記第２のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量とが異なるように前記処理ガスを供給する。
【０１７２】
＜付記１７＞
付記１６に記載の方法であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和と前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比に基づいて、前記第１のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量と前記第２のガスバッファ内に供給される前記処理ガスの供給量の比が設定される。
【０１７３】
＜付記１８＞
付記１７に記載の方法であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比と、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比とが等しい。
【０１７４】
＜付記１９＞
付記１７に記載の方法であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が大きい。
【０１７５】
＜付記２０＞
付記１７に記載の方法であって好ましくは、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和に対する前記第２のガス供給面に設けられた前記ガス供給孔の開口面積の総和の面積比よりも、前記第１のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量に対する前記第２のガスバッファに供給される前記処理ガスの供給量の比が小さい。
【０１７６】
＜付記２１＞
本発明の他の態様によれば、
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、を有し、
前記第２のガス供給面が前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられている基板処理装置を制御して、基板を処理する所定の手順をコンピュータに実行させるプログラム、又は当該プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、
前記所定の手順は、
前記基板載置部に前記基板を載置する手順と、
前記基板載置台の中央を中心として前記基板載置台の回転を開始する手順と、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する手順と、
を有するプログラム、又は記録媒体が提供される。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明によれば、基板に成膜される膜厚等の均一性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１・・・基板処理装置、  ２・・・ウェーハ、  ４２・・・制御部、  ４５・・・プロセスチャンバ、  ５４・・・サセプタ、  ５５・・・シャワープレート、  ５７・・・内周側バッファ室、  ５８・・・外周側バッファ室、  ５９・・・シャワー孔、  ６１・・・基板載置部、  １０１・・・第１の処理ガス導入部、  １０２・・・第２の処理ガス導入部
【図１】
2016052333.tif 000003
【図２】
2016052333.tif 000004
【図３】
2016052333.tif 000005
【図４】
2016052333.tif 000006
【図５】
2016052333.tif 000007
【図６】
2016052333.tif 000008
【図７】
2016052333.tif 000009
【図８】
2016052333.tif 000010
【図９Ａ】
2016052333.tif 000011
【図９Ｂ】
2016052333.tif 000012
【図１０】
2016052333.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月8日(2017.3.8)
【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】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
処理室内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台の中央を中心とした同一円周上に複数配置された基板載置部と、
前記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第１のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第１のガスバッファと、
記処理室内に処理ガスを導入するためのガス供給孔が設けられた第２のガス供給面を、前記基板載置台と対向する位置に備える第２のガスバッファと、を有し、
前記第２のガス供給面が前記第１のガス供給面と前記基板載置台の中央との間に設けられている基板処理装置に、基板を処理する所定の手順をコンピュータにより実行させるプログラムであって、
前記所定の手順は、
前記基板載置部に前記基板を載置する手順と、
前記基板載置台の中央を中心として前記基板載置台の回転を開始する手順と、
前記第１のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給すると共に、前記第２のガスバッファ内へ前記処理ガスを供給する手順と、を有する。
【国際調査報告】
2016052333.tif 000014
2016052333.tif 000015
2016052333.tif 000016
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