(57)【要約】【課題】小容積処理室でのガスの均一供給（排気）、ガスの高速置換を可能とする。【解決手段】基板２を処理する処理室１と、処理室１内に昇降可能に設けられ基板２を保持する保持具と、保持具よりも上方に設けられ処理室１内にガスを供給する供給口３と、保持具の周囲に設けられ処理室１内に供給されたガスを排気する排気ダクト７０と、基板処理時における排気ダクト７０の上面よりも下方に設けられ排気ダクト７０により排気されたガスを処理室１外に排気する排気口５とを有し、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部は昇降可能に構成され、昇降可能に構成された部材は第１の凹状部材と、第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容され第１の凹状部材に対して相対移動可能に設けられた第２の凹状部材により構成される。【選択図】  図１
2008025007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に昇降可能に設けられ基板を保持する保持具と、
前記保持具よりも上方に設けられ前記処理室内にガスを供給する供給口と、
前記保持具の周囲に設けられ前記処理室内に供給されたガスを排気する排気ダクトと、
基板処理時における前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられ前記排気ダクトにより排気されたガスを前記処理室外に排気する排気口と、を有し、
前記排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部は昇降可能に構成され、前記昇降可能に構成された部材は第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容され前記第１の凹状部材に対して相対移動可能に設けられた第２の凹状部材により構成される基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内に設けられた保持具を上昇させることにより前記処理室内に搬入した基板を前記保持具上に載置する工程と、
前記保持具上に載置した基板に対してガスを供給しつつ、前記保持具の周囲に設けられた排気ダクトによりガスを排出し、前記排気ダクトにより排出したガスを、前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられた排気口より前記処理室外に排気することにより基板を処理する工程と、
前記保持具を下降させることにより処理後の基板を搬出可能な状態にならしめる工程と、
処理後の基板を前記処理室より搬出する工程とを有し、
前記保持具を上昇または下降させる工程では、前記排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部が保持具と共に上昇または下降するとともに、前記保持具と共に上昇または下降する部材は第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容された第２の凹状部材により構成され、前記保持具を上昇または下降させる際に、前記第２の凹状部材は前記第１の凹状部材に対して相対移動する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に薄膜を堆積する基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の微細化に伴い半導体製造における成膜工程においても原子層レベルの成膜が注目されている。
【０００３】
その成膜方法としてＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）が挙げられる。この反応の形態としては金属含有原料ａと、酸化力のある原料ｂ（Ｏ3、Ｏ2、Ｈ2Ｏ等）とを比較的低温に設定された基板上に交互に供給することによって、従来から主流であったＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）とは異なり、原料ガスの吸着・脱離といった過程を経て堆積させていく方法である。
この成膜方法のメリットとしては（１）膜厚制御の良さ、（２）基板の温度均一性をさほど要求しないこと、（３）理論的にはセルフリミットがかかる成膜工程であるため、ガス流れの影響が少ない、といったことが挙げられる。反対にデメリットとしては原料ガスに含有される成分を膜中に取り込みやすいことが挙げられる。取り込まれる膜中成分を除去して高品位の膜を得るため、成膜後に膜質改善処理が行われるケースがある。
【０００４】
また、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、特にＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)においても、上記のようなサイクル手法を適用して、高品位の膜を得るケースがある。例えば、成膜→パージ→膜質改善→パージを１ステップとみなし、複数ステップにて成膜するサイクル手法を適用したＣＶＤ（以下サイクリックＣＶＤ）である。このサイクリックＣＶＤ成膜における膜質改善としては、数層堆積毎、または成膜完了後に高温処理（アニール処理）もしくは活性手段（プラズマ等）によって不純物（Ｃなど）を除去する方法が用いられている。
【０００５】
一般に原料ガスａと原料ガスｂは非常に反応性が高く、これらを同時供給した場合はもちろん、これらをＡＬＤ成膜のように、またサイクリックＣＶＤ成膜のように交互に供給したときでも前工程ガスが残留している場合には、気相反応による異物の発生や膜質劣化を引き起こす要因になると考えられる。そのため原料ガスａおよび原料ガスｂの供給後は、真空引きや不活性ガスによるパージを排気ガス流路を介して行い、前工程ガスの残留が無いように十分配慮する必要がある。しかしながらＡＬＤ成膜では、原子層堆積のため、１サイクル当たりで成膜される膜厚は＜１Åであり非常に薄い。また、サイクリックＣＶＤ成膜の場合でも数原子層〜数分子層堆積のため、１サイクル当たりで成膜される膜厚は薄い。このため、枚葉式装置などではスループットを上げるために、数〜数十秒以内に残留ガスを高速排気するようにしている。
残留ガスの高速排気は、特にＡＬＤ成膜やサイクリックＣＶＤ成膜では、処理室でサイクリックな工程でプロセスが進んでいくため重要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したＡＬＤ成膜やサイクリックＣＶＤ成膜では、残留ガスの高速排気に加えて、基板上に形成される薄膜の面内膜厚均一性が要求され、そのためには、基板上にガスを均一に供給することが要請される。しかし、ガス均一供給と残留ガス高速排気とは相反する傾向にあるため、基板への均一ガス供給を確保しつつ残留ガスの高速排気を実現するには問題があった。
【０００７】
なお、この問題は、ＡＬＤ成膜やサイクリックＣＶＤ成膜に限定されず、広く半導体製造装置及び半導体装置の製造方法にも共通する。
【０００８】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、ガス供給均一性を確保しつつ残留ガス高速排気を確実に実現することが可能な基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内に昇降可能に設けられ基板を保持する保持具と、前記保持具よりも上方に設けられ前記処理室内にガスを供給する供給口と、前記保持具の周囲に設けられ前記処理室内に供給されたガスを排気する排気ダクトと、基板処理時における前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられ前記排気ダクトにより排気されたガスを前記処理室外に排気する排気口と、を有し、前記排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部は昇降可能に構成され、前記昇降可能に構成された部材は第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容され前記第１の凹状部材に対して相対移動可能に設けられた第２の凹状部材により構成される基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内に設けられた保持具を上昇させることにより前記処理室内に搬入した基板を前記保持具上に載置する工程と、前記保持具上に載置した基板に対してガスを供給しつつ、前記保持具の周囲に設けられた排気ダクトによりガスを排出し、前記排気ダクトにより排出したガスを、前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられた排気口より前記処理室外に排気することにより基板を処理する工程と、前記保持具を下降させることにより処理後の基板を搬出可能な状態にならしめる工程と、処理後の基板を前記処理室より搬出する工程とを有し、前記保持具を上昇または下降させる工程では、前記排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部が保持具と共に上昇または下降するとともに、前記保持具と共に上昇または下降する部材は第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容された第２の凹状部材により構成され、前記保持具を上昇または下降させる際に、前記第２の凹状部材は前記第１の凹状部材に対して相対移動する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とを確実に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
まず、本発明の実施の形態の説明に先立って、その基本構成の一態様を説明する。
［基本構成］
図５および図６は、基本構成の一態様による枚葉式の基板処理装置を説明するための断面図である。図５は基板処理時の縦断面図、図６は基板搬入搬出時の縦断面図である。
【００１３】
基板処理装置は、基板２を処理する処理室１と、処理室１内に昇降可能に設けられ基板２を保持する保持具１６０と、保持具１６０よりも上方に設けられ処理室１内にガスを供給する供給口１３と、保持具１６０の周囲に設けられ処理室１内に供給されたガスを排気する環状の排気ダクト３５と、基板処理時における排気ダクト３５の上面よりも下方に設けられ排気ダクト３５により排気されたガスを処理室１外に排気する排気口５とを有する。
【００１４】
処理室１は、断面円形をした偏平な反応容器４５内に形成される。反応容器４５は、上部が開口した下容器４７と、その開口を覆う処理室リッドとしての上容器４６とにより密閉され、真空に保持可能である。この処理室１は、基板２、例えば１枚のシリコン基板を処理するように構成されている。下容器４７と上容器４６とは、例えばアルミニウム、ステンレスなどの金属で構成される。
【００１５】
下容器４７内に形成される処理室下部１ｂの一段低く設定した底面４２ａに、基板搬入搬出時に基板２を一時的に保持するリフトピン８が３個ないし４個設けられる。リフトピン８は基板２と直接触れるため、石英、アルミナなどの材質で形成することが望ましい。リフトピン８は、アルミ製ボルト１４によってリフトピン８と同じ材質であるリフトピン台１５に取り付けられて、アルミ製の反応容器４５の底面４２ａに固定される。このリフトピン８は、保持具１６０を構成するサセプタ６０に設けられた貫通孔６１内を貫通可能に設けられる。サセプタ６０の基板搬送可能位置（図６の図示位置）では、リフトピン８は貫通孔６１から突き出して基板２を保持する。サセプタ６０の基板処理位置（図５の図示位置）では、リフトピン８は貫通孔６１から引っ込んで、サセプタ６０上に基板２が保持される。
【００１６】
保持具は、サセプタ６０から構成される。サセプタ６０は、支持軸５９と、サセプタ台９と、ベローズ１２とを備える。
サセプタ６０は、処理室１内に設けられ、円板状をしており、その上に基板２を略水平姿勢で保持するように構成されている。サセプタ６０は、コントローラ５０によって制御されるセラミックスヒータなどのヒータ（図示せず）を内蔵して、基板２を所定温度に加熱する。
サセプタ６０が、上方にある基板処理位置（図５の図示位置）で成膜処理がなされ、下方にある基板搬送可能位置（図６の図示位置）で基板２の搬送が行われる。サセプタ６０は、例えば、石英、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などで構成される。
支持軸５９は、処理室１の下容器４７の底部中央に設けられた貫通孔５８より鉛直方向に処理室１内に挿入され、その上端でサセプタ６０を支持している。
サセプタ台９は、支持軸５９の下端に設けられ、処理室１外に設けた昇降機構（図示せず）に連結されている。昇降機構によりサセプタ台９を上下動させることにより、支持軸５９を介してサセプタ６０が昇降可能となっている。
ベローズ１２は、サセプタ台９と、支持軸５９が貫通する下容器４７との間で、支持軸５９を包囲することによって処理室１内の真空を保持している。
【００１７】
供給口１３は、シャワーヘッド１６と、分散板１７と、ガス導入プレート２２と、ガス導入部２３とから構成される。
シャワーヘッド１６は、上容器４６の中央開口に嵌め込まれて、サセプタ６０よりも上方に設けられる。サセプタ６０と対向するシャワーヘッド１６の中央部は、多数の孔１６ｂを有するシャワープレート１６ａで構成される。
分散板１７は多数の孔１７ａを有し、シャワープレート１６ａの上に設けられる。分散板１７とシャワープレート１６ａとの間に分散板１７の多数の孔１７ａから導入されるガスを分散させる下部空間１７ｂが形成される。
ガス導入プレート２２は、中央にガスを導入する開口２２ａを有し、分散板１７の上に設けられる。ガス導入プレート２２と分散板１７との間に上記開口２２ａから導入されるガスを分散させる上部空間１７ｃが形成される。
ガス導入部２３は、上方から供給されるガスと側方から供給される２種類のガスを合流する合流配管で構成され、ガス導入プレート２２の開口２２ａに鉛直に連結される。ガス導入部２３の側部開口３より原料ガスが供給される。ガス導入部２３の上方開口４より酸化剤が供給され、原料ガスと酸化剤とは交互に供給されるようになっている（ＡＬＤ）。
【００１８】
ガス導入部２３からガス導入プレート２２の開口２２ａに導入されたガスは、上部空間１７ｃを経て分散板１７の多数の孔１７ａから下部空間１７ｂへ入り、さらにシャワーヘッド１６の多数の孔１６ｂを通過して基板２上にシャワー状に均一に供給される。
【００１９】
上記原料ガスは、具体的には、金属膜、例えばルテニウム膜の成膜において用いられる有機液体原料であるＲｕ（ＥｔＣｐ）2（ビスエチルシクロペンタジエニルルテニウム）である。また、酸化剤は、有機液体原料に対し反応性の高いガスである酸素（Ｏ2）を含有するガス、例えばＯラジカル、Ｈ2Ｏ、Ｏ3である。
【００２０】
排気ダクト３５は、コンダクタンスプレート２９と、ロワープレート７とから構成される。
コンダクタンスプレート２９は、処理室１内の基板処理位置近傍に保持される。ロワープレート７は凹部３７を有する凹状部材からなり、サセプタ６０の外周にリング状に設けられて、サセプタ６０とともに昇降するようになっている。サセプタ６０が上昇してロワープレート７が基板処理位置に運ばれたとき、基板処理位置に保持されているコンダクタンスプレート２９が、ロワープレート７の凹部３９を塞ぐことにより、凹部３９内をガス流路領域Ａとする排気ダクト３５が構成されるようになっている。
【００２１】
排気ダクト３５を周囲に設けたサセプタ６０が基板処理位置にあるとき、処理室１内を上下に仕切る排気ダクト３５、基板２及びサセプタ６０によって、排気ダクト３５よりも上方の処理室上部１ａと、排気ダクト３５よりも下方の処理室下部１ｂとが処理室１内の上下に形成される。
【００２２】
排気ダクト３５を、コンダクタンスプレート２９とロワープレート７とに分離可能に構成しているのは次の理由による。
ロワープレート７を外周に設けたサセプタ６０を、処理室１内での昇降を許容させるためには、処理室側面４０ｂとロワープレート７側面との間に隙間３８を確保する必要がある。このため、基板処理時に処理室上部１ａに供給されたガスの一部が、排気ダクト３５を構成するロワープレート７の凹部３７に排出されずに、上記した隙間３８を通って処理室下部１ｂに回り込むおそれがある。
この点で、ロワープレート７を昇降可能に設け、コンダクタンスプレート２９を基板処理位置に保持するように構成すれば、サセプタ６０と一緒にロワープレート７が基板処理位置に運ばれたときに、基板処理位置に保持したコンダクタンスプレート２９によって、上記隙間３８を塞ぐことができるので、サセプタ６０の昇降を許容する上記隙間３８を確保しつつ、基板処理時には上記隙間３８を塞ぎ、ガスの一部の処理室下部１ｂへの回り込みをなくすことができる。
【００２３】
排気口５は、排気ダクト３５により排出されたガスを処理室１外に排気する。排気口５は、下容器４７の一端側に設けた基板搬送口１０と反対側の他側面であって、基板処理時（図５参照）における排気ダクト３５の上面よりも下方に設けられる。この排気口５は真空ポンプ（図示せず）に接続されて、排気ダクト３５から排気されたガスを処理室１外に排気するようになっている。処理室１内は、必要に応じて圧力制御手段（図示せず）によって所定の圧力に制御できるようになっている。
【００２４】
ここで、上述した分離可能な排気ダクト３５をさらに具体的に説明する。
排気ダクト３５の一部を構成するロワープレート７は、リング状の凹部３７と、凹部３７の内側上部に一体的に設けられたフランジ部３７ａとから構成される。フランジ部３７ａは、サセプタ６０の上部外周縁に係止する係止部として機能する。凹部３７は、サセプタ６０の側面と処理室側面４０ｂとの間の隙間３８を塞ぐように設けられ、基板処理時において処理室上部１ａ内に供給されたガスを、排気口５へ導く排気路を形成する。
凹部３７は、その上部が開口し、その底部の排気口５側にガスを凹部３７から排気口５へ流通させるためのプレート排気口２８を有するよう構成される。フランジ部３７ａは、サセプタ６０の一部（外周部）を覆ってサセプタ６０上に載置され、サセプタ６０への膜の堆積を防止するリングで構成される。ロワープレート７は、そのフランジ部３７ａがサセプタ６０上に載置されることにより、サセプタ６０とともに昇降可能に設けられる。
【００２５】
コンダクタンスプレート２９は基板処理位置近傍に設けた段差部４１に保持される。このコンダクタンスプレート２９は、１枚のドーナツ状をした円板で構成される。コンダクタンスプレート２９には、その内周部に基板２を収容する穴３４が設けられ、ロワープレート７の凹部３７を覆う外周部に、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２６が設けられる。
コンダクタンスプレート２９は一体に形成されているから、段差部４１で直接保持されるコンダクタンスプレート２９外側部分によってコンダクタンスプレート２９内側部分を支える必要上、上記排出口２６は連続には形成できず、不連続に形成してある。
下容器４７の側面の下方を上方よりも処理室１の内側に設け、下容器４７の下方内側面が上方内側面よりも内側に突出する部分を上記段差部４１とする。この段差部４１上にコンダクタンスプレート２９を保持することによって、処理室１の段差部４１とコンダクタンスプレート２９との隙間３８を塞いでいる。
【００２６】
上記したコンダクタンスプレート２９や、サセプタ６０に支持されるロワープレート７には耐高温高負荷用石英を用いることが好ましい。アルミニウムである反応容器４５に比べ、高温に強く、輻射率εもアルミニウムでは０．０５〜０．２程度であるのに比べ、石英では０．８程度と高く、高温保持し易い傾向にある。したがって、排気ダクト３５の内壁に堆積する反応生成物のエッチングを見据えた排気ダクト３５の材料として、石英は高温保持（２００〜５００℃程度）が可能であり、適していると考えられる。
【００２７】
ここで基板処理時におけるガスの流れについて説明する。
供給口１３から供給されるガスは、分散板１７、シャワープレート１６ａで分散されて、処理室上部１ａ内に導入され、処理室上部１ａ内のシリコン基板２上を基板径方向外方に向かって放射状に流れる。そして、サセプタ６０の外周に設けた排気ダクト３５上を径方向外方に向かって放射状に流れて、排気ダクト３５の上面に設けられた排出口２６から環状のガス流路領域Ａ内に排出される。排出されたガスはガス流路領域Ａ内をサセプタ周方向に流れ、プレート排気口２８から排気口５へと排気される。これにより、原料ガスが処理室下部１ｂ内へ、すなわちサセプタ６０の裏面や、処理室１の底面４２側へ回り込むのを防止している。
【００２８】
なお、基本構成の一態様による基板処理装置は、基板処理時のガス流路容積を、サセプタ６０及びコンダクタンスプレート２９の上面と上容器４６の内壁面、及び下容器４７の上部内壁面との間に形成される処理室上部１ａと、排気ダクト３５のガス流路領域Ａに限定することにより、処理室１全体の容積より減少させている。
【００２９】
以上述べたように基本構成の一態様の基板処理装置が構成される。
【００３０】
次に上述した基板処理装置を用いて半導体装置を製造する工程の一工程として基板を処理する方法を説明する。ここでは、前述したように、シリコン基板にルテニウム膜の成膜を行うＡＬＤプロセスを例にとって説明する。
【００３１】
図６おいて、サセプタ６０を搬入搬出位置に下降させた状態で、１枚のシリコン基板２を基板搬送口１０を介して、処理室１内に搬入して、リフトピン８上に移載して保持する。図示しない昇降機構により、サセプタ６０を所定の基板処理位置まで上昇させる。このとき、基板２は自動的にリフトピン８から、サセプタ６０上に載置される。図６はこの状態を示している。
【００３２】
図５に示すように、サセプタ６０を基板処理位置まで上昇させて、小容積の処理室上部１ａを形成する。また、サセプタ６０を基板処理位置まで上昇させると、基板処理位置に保持してあるコンダクタンスプレート２９によって、ロワープレート７の凹部３７の開口上部が覆われることにより排気ダクト３５が形成され、その内部にガス流路領域Ａが形成される。このガス流路領域Ａは排気路となる。
【００３３】
コントローラ５０によりヒータを制御してサセプタ６０を加熱して、シリコン基板２を一定時間加熱する。処理室１内の圧力は、図示しない圧力制御手段により制御する。シリコン基板２が所定の温度に加熱され、圧力が安定した後、成膜を開始する。成膜は次の４つの工程から成り、４つの工程を１サイクルとして、所望の厚さの膜が堆積するまで複数回サイクルが繰り返される。
【００３４】
工程１では、Ｒｕ（ＥｔＣｐ）2ガスを供給口１３の側部開口３から、拡散板１７、シャワープレート１６ａを通過させ処理室１内にシャワー状に導入する。なおこのとき、Ｒｕ（ＥｔＣｐ）2ガスはシリコン基板２上に供給されて、その表面に吸着する。余剰ガスはコンダクタンスプレート２９の上面に設けた排出口２６からロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００３５】
工程２では、Ａｒガスを供給口１３の側方開口３から、拡散板１７、シャワープレート１６ａを通過させ処理室１内にシャワー状に供給する。供給口や処理室１内に残留しているＲｕ（ＥｔＣｐ）2ガスは、Ａｒによりパージされコンダクタンスプレート２９の上面に設けた排出口２６からロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００３６】
工程３では、活性化させた酸素を供給口１３の上方開口４から、拡散板１７、シャワープレート１６ａを通過させ処理室１内にシャワー状に供給する。なお、酸素を活性化させないで供給することもある。活性化酸素はシリコン基板２上に供給されて、吸着しているＲｕ（ＥｔＣｐ）2と表面反応することによりルテニウム膜を形成する。余剰ガスはコンダクタンスプレート２９の上面に設けた排出口２６からロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００３７】
工程４では、Ａｒガスを、供給口１３の上方開口４から、拡散板１７、シャワープレート１６ａを通過させ、処理室１内にシャワー状に供給する。供給口１３や処理室１内に残留している酸素は、Ａｒによりパージされコンダクタンスプレート２９の表面に設けた排出口２６からロワープレート７の凹部３７内を流れ、プレート排気口２８より排気され、排気口５から処理室１外に排気される。
【００３８】
上述した４つの工程を１サイクルとして、所望の厚さのルテニウム膜が堆積するまでこのサイクルを複数回繰り返す。工程１〜４に要する時間は、スループット向上のために、各工程で１秒以下が望ましい。成膜終了後、サセプタ６０は昇降機構により搬入搬出位置まで降下し、シリコン基板２は図示しない搬送ロボットにより、基板搬送口１０を通って図示しない搬送室に搬出される。
【００３９】
なお、各工程における基板温度、処理室内圧力はそれぞれ、コントローラ５０、圧力制御手段で制御される。
【００４０】
以下に基本構成の一態様の作用効果について述べる。
【００４１】
第１に処理室１の底面４２等への膜の堆積を防止することができる。排気ダクト３５のガス流路領域Ａによる排気により処理室下部１ｂへのガスの回り込みを防止し、処理室下部１ｂでのガスと内壁面との接触を低減しているからである。これにより、処理室１の底面４２や、サセプタ６０，支持軸５９などの可動部、基板搬送口１０等への膜の堆積を大幅に低減することができ、可動部の動作時に堆積膜の剥離が原因となってパーティクルが発生するのを有効に防止できる。
また、処理室底面４２に膜が堆積するのを有効に防止できるので、処理室１の交換回数を低減でき、装置の生産性が向上し、装置コストも低減することができる。
【００４２】
第２に供給口１３から供給されるガスの接ガス面積、流路容積を縮小することができる。その理由は、サセプタ６０の外周に凹部３７を有する排気ダクト３５を設置して、ガス流路領域Ａを構成するコンダクタンスプレート２９で処理室側面４０ｂとサセプタ６０側面との間の隙間を塞ぎ、処理室下部１ｂを経ずにガスをガス流路領域Ａから排気口５へ排気しているからである。
このようにして接ガス面積を縮小することにより原料ガスの処理室内での付着量を低減し、パーティクルの発生を抑制することができる。
また、流路容積を縮小することにより、処理室内における原料ガス自体の存在量を低減することができ、供給原料ガス量及び残留原料ガス量が減少するので、効率良く原料ガスを供給、又は残留ガスをパージすることができる。したがって、２種類の反応ガスを交互に供給する成膜方法において、短時間で原料ガス供給、残留原料のパージを行うことができる。
その結果、高歩留りで、スループットの高い生産性に優れた半導体製造装置を実現することができる。
【００４３】
第３に、処理室全体の容積を小さくすることができる。ガス流路領域Ａを有する排気ダクト３５を基板処理位置に固定してしまうと、基板搬入搬出時に、処理室内への基板搬入搬出を可能にするため、排気ダクト３５と基板搬送口１０とが重ならないよう、基板搬送口１０を排気ダクト３５の下部よりも下方に配置する必要がある。そうすると、処理室全体の高さが高くなり、処理室全体の容積が大きくなるとういうデメリットがある。
しかし、実施の形態では、図６に示すように、サセプタ６０を搬入搬出位置に下降させた状態では、排気ダクト３５を構成するロワープレート７は、基板搬入搬出の妨げにならないように、基板搬送口１０よりも下方に配置できる。また基板処理時は、ロワープレート７を基板搬送口１０と重なるように配置することができ、その重なりの分だけ処理室全体の高さを低くすることができる。そのため処理室全体の容積を小さくすることができ、これにより一層パージ効率を高めることが可能となる。
【００４４】
第４に、コンダクタンスプレート２９の側面と処理室側面４０ｂとの間に不可避的に形成される隙間３８に通じる処理室上部１ａからの流路は、段差部４１上に保持されたコンダクタンスプレート２９によって遮断されるため、基板処理時に処理室上部１ａに供給されたガスの一部が、処理室下部１ｂに排出されずに、上記隙間３８を通って処理室下部１ｂに回り込むことを防止することができる。
【００４５】
なお、基本構成の一態様では、第１の反応ガスとして金属含有原料であるＲｕ（ＥｔＣｐ）2を用い、第２の反応ガスとして酸素又は窒素を含有するガスである酸素Ｏ2を用いたが、本発明で用いるガスは用途に応じて様々な種類から適宜選択可能である。例えば、金属含有原料ガスとしては、Ｒｕを含む原料の他に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのいずれかの金属を含む原料がある。また、酸素又は窒素を含有するガスとしては、Ｏ2の他に，Ｏ3，ＮＯ，Ｎ2Ｏ，Ｈ2Ｏ，Ｈ2Ｏ2，Ｎ2，ＮＨ3，Ｎ2Ｈ6のいずれかと、いずれかを活性化手段により活性化させることにより生成した、これらのラジカル種、又はイオン種がある。
【００４６】
また、基本構成の一態様の成膜法では、ＡＬＤについて説明し、サイクリックＭＯＣＶＤにも言及しているが、この他に、従来から実施されている、金属含有原料と酸素又は窒素を含有するガスを同時に供給するＭＯＣＶＤ法においても利用できることはいうまでもない。
【００４７】
このように本基本構成によれば、処理室容積（接ガス容積）を減らして、残留ガスをの排出時間を改善することができる。
【００４８】
ところで、図５に示すようにコンダクタンスプレート２９及びロワープレート７により処理室１内に形成された環状の排気ダクト３５では、大きな流路断面積をとることが困難なので、十分な大きさのコンダクタンスを得ることは容易ではない。コンダクタンスが十分ではない排気ダクト３５において、複数の排出口２６から排出するガスをプレート排気口２８に集約して排気する場合、処理室上部１ａに供給されるガスの基板面内均一性と、複数の排出口２６から排気ダクト３５を経由してプレート排気口２８に排気されるガスの排気速度とはトレードオフの関係にある。
したがって、排出口２６の径を大きくすると高速ガス排気は可能になるが、ガス供給の基板面内均一性を確保することが困難になる。逆に、ガス供給の基板面内均一性を確保するために、複数の排出口２６のコンダタクンス合計を、排気ダクト３５の流路コンダクタンスに比べて十分に小さくすると、高速ガス排気が困難になる。このため、ガス供給の均一性を確保しつつ高速ガス排気を行うことは難しい。
【００４９】
なお、ロワープレート７の凹部３７内の容積を例えば高さ方向に大きくして排気ダクト３５の流路断面積を大きくとろうとすると、サセプタ６０を基板搬送可能位置まで降ろしたときに、ロワープレート７が基板搬送口１０からの基板搬送路を塞ぎ基板搬送の障害となるので、ロワープレート７は高さ方向にはあまり大きくできない。
【００５０】
そこで、ロワープレート７を廃止し、反応容器４５内の処理室下部１ｂに形成される空間全体を排気ガス流路として、排気ガス流路のコンダクタンスを十二分に大きくとることが考えられる。排気ガス流路のコンダクタンスを十二分に大きくとると、コンダクタンスプレート２９の複数の排出口２６から排出するガスを排気口５に集約して排気する場合でも、排気バッファ容量が大きいので、複数の排出口２６の口径を大きくしても、高速ガス排気を実現しつつ、基板上へのガス供給の均一性を十分に確保できるからである。
この場合、反応生成物は、排気ガス流路を構成する処理室下部１ｂの内壁やサセプタ６０の裏面等に堆積することになる。堆積する反応生成物が、エッチングレートを稼ぐことが困難な高誘電体膜などの場合は、反応生成物を除去するために、高温にしたフッ素系ガスによるクリーニングを施す必要がある。しかし、高温ガスクリーニングの場合、ガス温度は２００℃以上の高温でないとエッチングが困難であることが分かっており、耐高温の石英で構成される排気ダクトと異なって、アルミニウム製の反応容器４５は耐熱性が低いため、排気ガス流路のクリーニングが問題となる。
【００５１】
上述したように上記基本構成では、ガスの均一供給を確保しつつガスの高速置換を実現しようとすると、改善の余地がある。そこで、次に説明する本実施の形態では、排気ダクト３５のガス流路領域を可変として、基板処理時はガス流路領域を大きくし、基板搬送時はガス流路領域を小さくするようにして、上記のような問題を解決している。
【００５２】
［本発明の実施の形態］
図１、図２は、そのような基本構成を改善した本実施の形態における基板処理装置の断面図を示す。図１が基板処理状態、図２が基板搬送状態を示す。基板処理装置の基本的構成要素は図５、図６に関連して既述した基本構成の一態様と同じであるため説明を省略する。本実施の形態が基本構成の一態様と異なる点は排気ダクト７０にある。
【００５３】
排気ダクト７０は、サセプタ６０の周囲に環状に設けられ、処理室１内に供給されたガスを排気するように構成される。排気ダクト７０を構成する部材は、実施の形態では、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部としてのロワーリング７１と、ロワーリング７１の凹部７５を塞ぐコンダクタンスプレート２９とから分離可能に構成される。
排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるロワーリング７１は昇降可能に構成され、昇降可能に構成された部材であるロワーリング７１は、多槽構造に構成されており、ここでは、第１の凹状部材であるアウタロワーリング７２と、第２の凹状部材であるインナロワーリング７３との二槽構造に構成されている。第１の凹状部材であるアウタロワーリング７２と、アウタロワーリング７２の凹部７６内に少なくとも一部が収容され、アウタロワーリング７２に対して相対移動可能に設けられた第２の凹状部材であるインナロワーリング７３とにより構成される。
【００５４】
アウタロワーリング７２は、断面Ｕ字状をしており、処理室１内に供給されたガスを排気するための上記凹部７６を有する。インナロワーリング７３も、断面Ｕ字状をしており、処理室１内に供給されたガスを排気するための凹部７７を有する。
【００５５】
コンダクタンスプレート２９は、基本構成のコンダクタンスプレートと同一の符号を付してあるように、基本的には、基本構成におけるものと同様であり、基板処理位置近傍に設けた下容器４７の段差部４１に保持される。このコンダクタンスプレート２９は、１枚のドーナツ状をした円板で構成され、その内周部に基板２を収容する穴３４が設けられ、ロワーリング７１の凹部７５を覆う外周部に、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２６が設けられる。排出口２６は、処理室上部１ａ内に供給されたガスをロワーリング７１の凹部７５内に流通させるように構成される。
【００５６】
アウタロワーリング７２は、そのサセプタ６０側の上部に、サセプタ６０の上部外周縁に係止する係止部としてのフランジ７２ａが一体的に設けられる。アウタロワーリング７２は、このフランジ７２ａでサセプタ６０により支持されることにより、サセプタ６０と共に昇降可能としている。アウタロワーリング７２がサセプタ６０に支持されることにより、アウタロワーリング７２の頂部とサセプタ６０の上面とはほぼ面一となる。アウタロワーリング７２には、その凹部７６の底部７２ｂに、インナロワーリング７３を挿通させることが可能な開口７２ｃが設けられる。
【００５７】
インナロワーリング７３は、その上部に、アウタロワーリング７２の開口７２ｃ縁に係止してストッパとして機能するフランジ７３ａが設けられる。インナロワーリング７３は、アウタロワーリング７２の開口７２ｃ縁に係止されることで、アウタロワーリング７２により支持可能に設けられる。また、インナロワーリング７３は、アウタロワーリング７２の開口７２ｃに入れ子式に挿通し、アウタロワーリング７２の凹部７６内に、インナロワーリング７３の少なくとも一部を収容することにより、アウタロワーリング７２に対して相対移動可能としている。
また、インナロワーリング７３の凹部７７の底部７３ｂの排気口５側には、ガスを凹部７７から排気口５へ流通させるための開口７３ｃが設けられる。
【００５８】
図３に排気ダクトを構成する上述したアウタロワーリング７２の詳細な構成を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。また、図４に上述したインナロワーリング７３の詳細な構成を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。図４（ａ）に示すように、開口７３ｃは排気口側に円弧状に設けられる。
【００５９】
次に、排気ダクト７０の動作について説明する。
【００６０】
まず、図２に示すように、コンダクタンスプレート２９を段差部４１上に保持しておく。そして、サセプタ６０を昇降機構（図示せず）によって下降させ、基板搬送位置に運ぶ。この際、インナロワーリング７３の底部７３ｂは下容器４７の底面４２に接し、底面４２によって突き上げられる。これによって、インナロワーリング７３の大部分（一部）は、アウタロワーリング７２の凹部７６内に収容される。したがって、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるロワーリング７１の高さ（頂部から底部までの厚さ）および容積が減少する。
また、インナロワーリング７３の一部を、アウタロワーリング７２の凹部７６内に収容するとき、インナロワーリング７３の頂部の位置をアウタロワーリング７２の頂部の位置と一致させて、インナロワーリング７３の頂部がアウタロワーリング７２から上部へ突出しないようにする。インナロワーリング７３は、アウタロワーリング７２の凹部７６内に頂部まで収容されるので、下容器４７の側壁に開口した基板搬送口１０の延長線上にある処理室１内の基板搬入出路の障害とはならない。これにより、基板搬送位置でサセプタ６０の貫通孔６１から突き出したリフトピン８に保持された処理後の基板２は、基板搬送口１０を介して基板移載機構（図示せず）により反応容器４５外に円滑に搬出されることになる。また、次に処理する基板２が基板搬送口１０を介して反応容器４５内に円滑に搬入され、基板搬送位置でサセプタ６０の貫通孔６１から突き出したリフトピン８上に保持されることとなる。
【００６１】
その後、サセプタ６０を昇降機構（図示せず）により上昇すると、図１に示すように、インナロワーリング７３がアウタロワーリング７２に対して相対移動することにより、インナロワーリング７３のアウタロワーリング７２に対する高さが下がる。フランジ７２ａがアウタロワーリング７２の開口７２ｃに接した時点で、インナロワーリング７３がアウタロワーリング７２内に収容される少なくとも一部は略フランジ７３ａのみとなる。したがって、インナロワーリング７３の凹部７７は、アウタロワーリング７２の底部７２ｂよりも下側に位置することになる。その結果、ロワーリング７１の凹部は、アウタロワーリング７２の凹部７６にインナロワーリング７３の凹部７７が加わった大きな流路断面積を有する凹部７５となり、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるロワーリング７１の高さおよび容積が増大するようになる。
【００６２】
その後、図１に示すように、サセプタ６０と共にロワーリング７１が上昇して、その高さが上がり、基板処理位置に運ばれて、ロワーリング７１の頂部が基板処理位置近傍の段差部４１に保持されているコンダクタンスプレート２９に接した時点で、ロワーリング７１の凹部７５が塞がれて、凹部７５内をガス流路領域Ｂとする排気ダクト７０が形成される。
【００６３】
基板処理位置において、基板２の処理が終了した後、コンダクタンスプレート２９を段差部４１に残したまま、基板２を搭載したサセプタ６０は再び下降し、図２に示すように、インナロワーリング７３の底部７３ｂは下容器４７の底面４２に接し、底面４２によって突き上げられることによってインナロワーリング７３の凹部７７の大部分はアウタロワーリング７２の凹部７６内に収容されることになる。そしてこのインナロワーリング７３の頂部の位置がアウタロワーリング７２の頂部の位置と一致することにより、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるロワーリング７１の高さおよび容積が減少するようになる。
そして、この排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるロワーリング７１の高さおよび容積の減少により、ロワーリング７１は基板２が搬入出される基板搬入出路の障害とはならない。したがって、基板２は、下容器４７の側壁に開口した基板搬送口１０を介して基板移載機構（図示せず）により反応容器４５外に円滑に搬出される。
【００６４】
サセプタ６０が基板処理位置にある基板処理時、反応性ガスは供給口１３より導入される。上方開口４よりＯラジカル、Ｈ2Ｏ、Ｏ3などの酸化剤を、側部開口３より原料ガスＲｕ（ＥｔＣｐ）2を交互に供給することとなる。導入されたガスは分散板１７、シャワーヘッド１６を通過し基板面内に均一に供給される。
基板２に供給されたガスはコンダクタンスプレート２９に設けられた排出口２６から排気ダクト７０内に流入する。排出口２６から排気ダクト７０内に流入したガスはアウタロワーリング７２、インナロワーリング７３とコンダクタンスプレート２９にて形成されたガス流路領域Ｂを通過し、インナロワーリング７３の排気側に載置した開口７３ｃから排気される。
【００６５】
上述したように本実施の形態によれば、排気ダクト７０が二槽構造になっており、アウタロワーリング７２に対してインナロワーリング７３が相対移動可能に設けられている。排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部であるアウタロワーリング７２及びインナロワーリング７３が上昇すると、アウタロワーリング７２に対してインナロワーリング７３が相対移動する。このインナロワーリング７３の相対移動がアウタロワーリング７２の移動方向と反対方向であると、アウタロワーリング７２の凹部７６内に収容されているインナロワーリング７３の少なくとも一部がアウタロワーリング７２から出るので、排気ダクト７０の高さおよび容積が増加する。したがって排気ダクト７０により排出されるガス量が増大し、小容積処理室でのガスの均一供給、均一排気、ガスの高速置換を可能とすることができる。その結果、高いスループットが得られ、歩留まりを向上できる。
実施の形態では、基板処理時に、インナロワーリング７３がアウタロワーリング７２から自重で垂下するので、排気ダクト７０の凹部７５の流路断面積は拡大する。このことにより、図１におけるガス流路領域Ｂの排気抵抗は、図５におけるガス流路領域Ａの排気抵抗に比べ大幅に減少させることができ、その分、コンダクタンスプレート２９上に設けられた排出口２６の総コンダクタンスを上げることができる。
このように、排気ダクト７０のコンダクタンスを十分大きくとることができるので、排気ダクト７０が、複数の排出口２６から排出するガスを開口７３ｃに集約して排気するような構成になっていても、ガス供給の基板面内均一性を確保することができる。また、排出口２６の総コンダクタンスを上げることができるので、ガスの高速排気を実現することができ、高速ガス置換が可能となる。
【００６６】
例えば、図５に示す単槽構造の排気ダクト３５の流路断面積が、基板処理時に５〜１０ｃｍ2程度であるとすると、実施の形態の排気ダクト７０は、その約２．０〜２．５倍程度、すなわち１０〜２５ｃｍ2程度の流路断面積とすることができる。また、基本構成の一態様におけるコンダクタンスプレート２９に設ける排出口２６は、例えば円形である場合、その径φは例えば３ｍｍ未満、個数は例えば６０個程度であるが、本実施の形態におけるコンダクタンスプレート２９に設けられる排出口２６は、例えばφ３〜６ｍｍ、個数は例えば２０〜６０個程度とすることが可能である。この場合、図４に示す円弧状の開口７３ｃの中心角の範囲としてはθ＝３０〜１８０°が例示され、６０°程度が望ましい。中心角θ＝３０〜１８０°であると、十分な高速ガス排気が得られやすい。６０°程度であると十分な高速ガス排気を可能としつつ処理室下部１ｂ内の排気空間への排気ガスの広がりを抑制できる。
これにより本実施の形態では、ガス供給の基板面内均一性を確保したまま、処理室１内のガス濃度を＜２．０ｓｅｃ以内に約１／１０００に置換することが可能になる。
【００６７】
ところで、このように排気ダクト７０の高さや容積を増加すると、特に、サセプタ６０を下降させたとき、排気ダクト７０が、基板２の搬入出の邪魔になるというような問題、もしくは排気ダクト７０が基板２の搬入出の邪魔にならないように排気ダクト７０の高さや容積を増加させた分、処理室１の容積を増加させなければならないという問題が生じるが、本実施の形態によれば、アウタロワーリング７２及びインナロワーリング７３が下降すると、インナロワーリング７３のうちアウタロワーリング７２の凹部７６内に収容されていない（アウタロワーリング７２からはみ出した）他の少なくとも一部がアウタロワーリング７２の凹部７６内に収容される。その結果、サセプタ６０を下降させると、排気ダクト７０はその高さおよび容積が減少するため、基板２の搬入出の邪魔にならず、処理室１の大型化を回避できる。
【００６８】
また、本実施の形態によれば、排気ガス流路として排気ダクト７０を用いているので、反応生成物は、処理室下部１ｂの内壁やサセプタ６０の裏面等に堆積しない。反応生成物が堆積するのは主に排気ダクト７０内であり、排気ダクト７０は高温に耐えられる石英で構成されているので、排気ダクト７０内に堆積する反応生成物が、エッチングレートを稼ぐことが困難な高誘電体膜などの場合であっても、高温フッ素系ガスによるクリーニングを施すことが可能となる。したがって、排気ガス流路のクリーニングの問題を解決できる。
【００６９】
また、本実施の形態によれば、サセプタ６０の周囲に、処理室１内に供給されたガスを排気する排気ダクト７０を有するので、処理室１内に供給されたガスは、サセプタ６０の周囲から排気ダクト７０を介して排気口５へ排気される。したがって、サセプタ６０よりも下方へのガスの回り込みを防止することができる。
【００７０】
また、排気ダクト７０を構成する部材の少なくとも一部を昇降可能に構成しており、サセプタ６０を上昇させる基板処理時は、排気ダクト７０の一部であるロワーリング７１も上昇するので、処理室１が小容積化して、接ガス面積及びガス流路容積を低減することができる。
【００７１】
なお、実施の形態ではガスを供給する供給口１３として、シャワーヘッド１６を用いた径方向流しタイプについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シャワーヘッド１６を介在させることなく、基板２上に直接ガスを基板２の側方から一方向に流す一方向流れタイプに適用してもよい。
【００７２】
以下に本発明の好ましい態様を付記する。
第１の態様は、基板を処理する処理室と、前記処理室内に昇降可能に設けられ基板を保持する保持具と、前記保持具よりも上方に設けられ前記処理室内にガスを供給する供給口と、前記保持具の周囲に設けられ前記処理室内に供給されたガスを排気する排気ダクトと、基板処理時における前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられ前記排気ダクトにより排気されたガスを前記処理室外に排気する排気口と、を有し、前記排気ダクトを構成する部材（コンダクタンスプレート、ロワーリング）の少なくとも一部（ロワーリング）は昇降可能に構成され、前記昇降可能に構成された部材（ロワーリング）は第１の凹状部材（アウタロワーリング）と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容され前記第１の凹状部材に対して相対移動可能に設けられた第２の凹状部材（インナロワーリング）により構成される。
【００７３】
上述した構成において、基板が処理室内に搬入されると、保持具を上昇させることにより処理室内に搬入した基板が保持具上に載置される。保持具を上昇させる際、排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部である第１の凹状部材及び第２の凹状部材は上昇する。このとき、第１の凹状部材に対して第２の凹状部材が相対移動するので、第２の凹状部材の他の少なくとも一部が第１の凹状部材の凹部内から出るから、排気ダクトの高さおよび容積が増加する。保持具上に載置した基板に対してガスが供給されつつ、保持具の周囲に設けられた排気ダクトにより排出されることにより基板が処理される。排気ダクトにより排出されるガスは、排気ダクトの上面よりも下方に設けられた排気口より処理室外に排気される。基板処理後、保持具を下降させることにより処理後の基板は搬出可能な状態になる。保持具を下降させる際、排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部である第１の凹状部材及び第２の凹状部材は下降する。このとき、第１の凹状部材に対して第２の凹状部材が相対移動するので、第２の凹状部材の少なくとも一部が第１の凹状部材の凹部内に収容される。したがって、排気ダクトの高さおよび容積が減少する。処理後の基板が処理室より搬出される。
【００７４】
したがって、本態様によれば、排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部は昇降可能に構成され、昇降可能に構成された第１の凹状部材の凹部内に第２の凹状部材の少なくとも一部を収容して、第１の凹状部材に対して第２の凹状部材を相対移動可能に設けるという簡単な構造で、基板の搬入出時に排気ダクトの高さおよび容積を増加させることなく、基板処理時に排気ダクトの高さおよび容積を増加できるので、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とを確実に実現できる。
【００７５】
第２の態様は、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内に設けられた保持具を上昇させることにより前記処理室内に搬入した基板を前記保持具上に載置する工程と、前記保持具上に載置した基板に対してガスを供給しつつ、前記保持具の周囲に設けられた排気ダクトによりガスを排出し、前記排気ダクトにより排出したガスを、前記排気ダクトの上面よりも下方に設けられた排気口より前記処理室外に排気することにより基板を処理する工程と、前記保持具を下降させることにより処理後の基板を搬出可能な状態にならしめる工程と、処理後の基板を前記処理室より搬出する工程とを有し、前記保持具を上昇または下降させる工程では、前記排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部が保持具と共に上昇または下降するとともに、前記保持具と共に上昇または下降する部材は第１の凹状部材と、前記第１の凹状部材の凹部内に少なくとも一部が収容された第２の凹状部材により構成され、前記保持具を上昇または下降させる際に、前記第２の凹状部材は前記第１の凹状部材に対して相対移動する半導体装置の製造方法である。
【００７６】
排気ダクトを構成する部材の少なくとも一部は昇降可能とし、昇降可能とした部材を構成する第１の凹状部材の凹部内に第２の凹状部材の少なくとも一部を収容し、第１の凹状部材に対して第２の凹状部材を相対移動可能にするという簡単な方法で、基板の搬入出時に排気ダクトの高さおよび容積を増加させることなく、基板処理時に排気ダクトの高さおよび容積を増加できるので、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とを確実に実現できる。
【００７７】
第３の態様は、第１の態様において、前記第１の凹状部材は保持具と共に昇降するように構成される。
このように構成すれば、保持具を昇降させれば、第１の凹状部材もそれに伴い昇降するので、第１の凹状部材を別途独立して昇降させる必要がなく、簡単な構造で、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００７８】
第４の態様は、第１の態様において、前記第１の凹状部材は保持具により支持され、保持具と共に昇降するよう構成される。
このように構成すれば、保持具を昇降させれば、第１の凹状部材もそれに伴い昇降するので、第１の凹状部材を別途独立して昇降させる必要がないばかりか、第１の凹状部材を昇降させる昇降手段が不要となり、簡単な構造で、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００７９】
第５の態様は、第１の態様において、前記第１の凹状部材は保持具により支持され、前記第２の凹状部材は前記第１の凹状部材により支持可能に設けられる。
これによれば、第２の凹状部材が第１の凹状部材により支持可能に設けられるので、第２の凹状部材のために第１の凹状部材以外の新規な支持手段を必要としないので、簡単な構造でありながら、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８０】
第６の態様は、第１の態様において、前記第１の凹状部材の凹部の底部には、前記第２の凹状部材を挿通させることが可能な開口が設けられ、前記第２の凹状部材は前記第１の凹状部材により支持可能に設けられる。
第１の凹状部材の凹部の底部に設けた開口に第２の凹状部材を挿通させて、第１の凹状部材により第２の凹状部材を支持可能にするという簡単な構造で、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８１】
第７の態様は、第１の態様において、前記第２の凹状部材の凹部の底部の前記排気口側には、ガスを前記凹部から前記排気口へ流通させるための開口が設けられる。
第２の凹状部材の凹部の底部の排気口側に開口を設けるという簡単な構造で、ガスを凹部から排気口へ流通させることができるので、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８２】
第８の態様は、第１の態様において、前記排気ダクトを構成する部材（コンダクタンスプレート、ロワーリング）の他の少なくとも一部（コンダクタンスプレート）は処理室内の基板処理位置近傍に配置され、基板処理時に第１の凹状部材（アウタロワーリング）の凹部を塞ぐように構成される。
排気ダクトを構成する部材の基板処理位置近傍に配置された他の少なくとも一部が、基板処理時に第１の凹状部材の凹部を塞ぐので、処理室内に供給されたガスを排気する排気ダクトを形成することができ、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８３】
第９の態様は、第１の態様において、前記排気ダクトを構成する部材の他の少なくとも一部は基板処理時に第１の凹状部材の凹部を塞ぐプレートからなり、該プレートにはガスを前記処理室内から前記凹部内に流通させるための開口が設けられる。
第１の凹状部材の凹部を塞ぐプレートに開口が設けられるので、処理室内に供給されたガスを前記開口から凹部内に流通させることができ、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８４】
第１０の態様は、第１の態様において、更に、前記供給ロより２種類以上の反応ガスを、間にパージガスの供給を挟んで、交互に複数回供給するように制御するコントローラを有する。
２種類以上の反応ガスを間にパージガスの供給を挟んで交互に複数回供給するようなサイクリックな処理を行う場合において、基板処理時に排気ダクトの高さおよび容積を増加できるので、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８５】
第１１の態様は、第２の態様において、基板処理工程では、基板に対して２種類以上の反応ガスを、間にパージガスの供給を挟んで、交互に複数回供給する。
このようにシーケンシャルなプロセスを行う場合、高いパージ効率が要求されるが、このようなプロセスを行う場合であっても、保持具より下方の処理室下部へのガスの回り込みを防止でき、また接ガス面積、ガス流路容積を極力小さくできるので、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８６】
第１２の態様は、第２の態様において、基板処理工程は、少なくとも1種類の反応ガスを基板上に吸着させる工程と、吸着させた反応ガスに対してそれとは異なる反応ガスを供給して成膜反応を生じさせる工程と、を含む。
このようにシーケンシャルなプロセスを行う場合、高いパージ効率が要求されるが、このようなプロセスを行う場合であっても、保持具より下方の処理室下部へのガスの回り込みを防止でき、また接ガス面積、ガス流路容積を極力小さくできるので、短時間で反応ガスの供給、残留ガスのパージが可能となる。
また、特にＡＬＤの場合、処理室内の原料が吸着する箇所全域にわたって、膜が堆積する可能性があり、パーティクル発生の原因となるので、原料ガスの接ガス面積を極力小さくする必要があり、それと同時に、２種類以上の原料ガスの置換時間を短縮するために、原料ガスの流路容積も極力小さくする必要があるが、これらも解決できる。
したがって、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８７】
第１３の態様は、第２の態様において、基板処理工程は、基板に対して第１の反応ガスを供給して基板上に吸着させる工程と、その後パージを行う工程と、その後基板上に吸着させた第１の反応ガスに対して第２の反応ガスを供給して成膜反応を生じさせる工程と、その後パージを行う工程と、を複数回繰り返す。
このようにシーケンシャルなプロセスを行う場合、高いパージ効率が要求されるが、このようなプロセスを行う場合であっても、保持具より下方の処理室下部へのガスの回り込みを防止でき、また接ガス面積、ガス流路容積を極力小さくできるので、短時間で反応ガスの供給、残留ガスのパージが可能となる。
また、特にＡＬＤの場合、処理室内の原料が吸着する箇所全域にわたって、膜が堆積する可能性があり、パーティクル発生の原因となるので、原料ガスの接ガス面積を極力小さくする必要があり、それと同時に、２種類以上の原料ガスの置換時間を短縮するために、原料ガスの流路容積も極力小さくする必要があるが、これらも解決できる。
したがって、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８８】
第１４の態様は、第２の態様において、基板処理工程は、少なくとも1種類の反応ガスを分解させて基板上に薄膜を堆積させる工程と、堆積させた薄膜に対して前記反応ガスとは異なる反応ガスを供給して薄膜の改質を行う工程と、を含む。
このようにシーケンシャルなプロセスを行う場合、高いパージ効率が要求されるが、このようなプロセスを行う場合であっても、保持具より下方の処理室下部へのガスの回り込みを防止でき、また接ガス面積、ガス流路容積を極力小さくできるので、短時間で反応ガスの供給、残留ガスのパージが可能となる。
したがって、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【００８９】
第１５の態様は、第２の態様において、基板処理工程は、基板に対して第１の反応ガスを供給して基板上に薄膜を堆積させる工程と、その後パージを行う工程と、その後基板上に堆積させた薄膜に対して第２の反応ガスを供給して薄膜の改質を行う工程と、その後パージを行う工程と、を複数回繰り返す。
このようにシーケンシャルなプロセスを行う場合、高いパージ効率が要求されるが、このようなプロセスを行う場合であっても、保持具より下方の処理室下部へのガスの回り込みを防止でき、また接ガス面積、ガス流路容積を極力小さくできるので、短時間で反応ガスの供給、残留ガスのパージが可能となる。
したがって、排気ガス流路のクリーニングや基板搬送障害の問題を解消しつつ、ガス供給均一性と残留ガス高速排気とをより確実に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態における基板処理装置を説明するための成膜時の垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における基板処理装置を説明するための基板搬入搬出時の垂直断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるアウタロワーリングの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるインナロワーリングの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線断面図である。
【図５】本発明の基本構成における基板処理装置を説明するための成膜時の垂直断面図である。
【図６】本発明の基本構成における基板処理装置を説明するための基板搬入搬出時の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  処理室
２  基板
５  排気口
１３  供給口
２９  コンダクタンスプレート
６０  サセプタ（保持具）
７０  排気ダクト
７１  ロワーリング
７２  アウタロワーリング（第１の凹状部材）
７３  インナロワーリング（第２の凹状部材）
７６  凹部
１６０  保持具
【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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