(57)【要約】【課題】処理室内に発生した異物の攪拌を抑制することにより、基板への異物の吸着を抑制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。【解決手段】  基板を処理する処理室と、処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、不活性ガス供給ラインに設けられ不活性ガス供給ラインに供給された不活性ガスを処理室内に供給することなく排気する不活性ガスベントラインと、不活性ガス供給ラインの不活性ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第１バルブと、不活性ガスベントラインに設けられた第２バルブと、処理室内を排気する排気ラインと、を有する。【選択図】図１
2008277762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、
前記不活性ガス供給ラインに設けられ前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく排気する不活性ガスベントラインと、
前記不活性ガス供給ラインの前記不活性ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第１バルブと、
前記不活性ガスベントラインに設けられた第２バルブと、
前記処理室内を排気する排気ラインと、を有する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給しない際に、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記不活性ガスベントラインより排気しておき、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際に、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替えるように
前記各バルブを制御するコントローラを有する
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理ガス供給ラインに設けられ前記処理ガス供給ラインに供給された前記処理ガスを前記処理室内に供給することなく排気する処理ガスベントラインと、
前記処理ガス供給ラインの前記処理ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第３バルブと、
前記処理ガスベントラインに設けられた第４バルブと、
前記処理室内に前記処理ガスと前記不活性ガスとを交互に供給するとともに、
前記処理ガス供給ラインより前記処理室内に前記処理ガスを供給しつつ前記排気ラインより排気する際には、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガスベントラインより排気し、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給しつつ前記排気ラインより排気する際には、前記処理ガス供給ラインに供給された前記処理ガスを前記処理室内に供給することなく前記処理ガスベントラインより排気するように
前記各バルブを制御するコントローラと、を有する
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理ガス供給ラインと前記不活性ガス供給ラインには、それぞれ流量制御器が設けられ、
前記コントローラは、さらに、
前記処理室内に前記処理ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記不活性ガスベントラインより排気するガスの流量との合計流量と、
前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記処理ガスベントラインより排気するガスの流量との合計流量と、
が一定になるように、また、
前記処理室内に前記処理ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記不活性ガスベントラインより排気するガスの流量との比と、
前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記処理ガスベントラインより排気するガスの流量との比と、
が一定になるように
前記各流量制御器を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記基板を処理する工程は、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理ガスを供給する工程では、
前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気するようにし、
前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替える
ことを特徴と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】
ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程の一工程として、例えば、シリコンウェハなどの被処理基板に薄膜を形成する基板処理工程が実施される場合がある。基板に薄膜を形成する基板処理工程では、例えば、スパッタリング等のような物理気相成長（ＰＶＤ）法や、化学反応を利用した化学気相成長（ＣＶＤ）法が実施される場合がある。一般的に、ＣＶＤ法は、ステップカバレッジ特性（段差被覆特性）をはじめとしてＰＶＤ法に無い長所を有していることから、成膜方法として広く実施されている。
【０００３】
上述の基板処理工程は、例えば、基板を処理する処理室を備えた基板処理装置により実施される。近年、半導体装置に形成する配線の微細化や、半導体装置自体の寸法縮小とともに、基板処理装置には特に厳しい清浄度が求められるようになってきている。
【特許文献１】特開２００４−２９６８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基板処理装置の処理室内には、被処理基板に吸着等しているパーティクル（異物）が、処理室内への基板搬入とともに持ち込まれる場合がある。また、基板処理装置を構成する構造物に異物が吸着していたり、構造物から異物が発生したりする場合もある。
【０００５】
また、基板処理とともに処理室内に蓄積された副産物が異物になる場合もある。特に、基板に薄膜を形成する基板処理工程では、処理室の内壁や処理室内の部材に膜が形成されやすく、この膜が何らかの原因により剥離することで異物が発生する場合が多い。とりわけＣＶＤ法では、温度条件に依存して成膜が行われるため、温度条件を満たす場合には基板以外の場所（例えば処理室の内壁や処理室内の部材など）にも異物の原因となる膜が形成されやすい。その他、ＣＶＤ法を実施する場合には、処理室内に導入されるガスの気相反応に起因して、異物が発生することもある。
【０００６】
そして、これら処理室内の異物は、基板処理中にて攪拌されて、処理室内を飛散して、被処理基板へ吸着する場合がある。異物が吸着した基板を元に製造した半導体装置は、その性能が損なわれたり、寿命が縮んだり、あるいは生産の歩留まりが悪化したりする場合がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述の課題に鑑み、処理室内に発生した異物の攪拌を抑制することにより、基板への異物の吸着を抑制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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、前記不活性ガス供給ラインに設けられ前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく排気する不活性ガスベントラインと、前記不活性ガス供給ラインの前記不活性ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第１バルブと、前記不活性ガスベントラインに設けられた第２バルブと、前記処理室
内を排気する排気ラインと、を有する基板処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室内で基板を処理する工程と、処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、前記基板を処理する工程は、処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気するようにし、前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替える半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、処理室内に発生した異物の攪拌を抑制することにより、基板への異物の吸着を抑制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が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述の通り、従来、基板に薄膜を形成する基板処理工程では、被処理基板だけでなく、処理室の内壁や処理室内の部材にも膜が形成されやすく、この膜が何らかの原因により剥離することで異物が発生する場合が多かった。とりわけＣＶＤ法では、温度条件を満たす場合には基板以外の場所にも異物の原因となる膜が形成されやすい。そして、上述の通り、従来、処理室内の異物が、基板処理中に攪拌されて、処理室内を飛散して、被処理基板へ吸着する場合があった。その結果、異物が吸着した基板を元に製造した半導体装置の性能が損なわれたり、寿命が縮んだり、あるいは生産歩留まりが悪化したりする場合があった。
【００１２】
そこで、発明者等は、処理室内の異物が攪拌される原因について鋭意研究を行った。その結果、基板処理工程の実施中における処理室内の圧力変動が、処理室内に発生した異物を攪拌させて、被処理基板へ異物を吸着させる要因の一つであることが判明した。そして発明者等は、処理室内に発生した異物の攪拌を抑制するには、基板処理工程の実施中における処理室内の圧力変動の発生を抑制することが有効である、との知見を得て、本発明を完成させるに至った。以下に、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
【００１３】
１．本発明の第１の実施形態
以下に、本発明の第１の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、この処理炉２０２により実施される基板処理工程、及び基板処理工程にて実施されるサイクル処理の実施例について、順次説明する。
（１）処理炉の構成
まず、本発明の第１の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉の一例を示す概略図である。
【００１４】
＜処理容器＞
本実施形態にかかる処理炉２０２は、処理容器２０１を備えている。処理容器２０１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属容器により構成されている。処理容器２０１の内部には、基板２００を処理する処理室２０３が形成されている。ここで、基板２００としては、例えば、半導体シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、ガラス基板等がある。
【００１５】
＜基板搬送口＞
処理室側壁２０３ａの下方には、処理室２０３の内外へ基板２００を搬入搬出する基板搬送口２４７が設けられている。基板搬送口２４７は、仕切弁としてのゲートバルブ２４４によって開閉されるよう構成されている。基板搬送口２４７は、ゲートバルブ２４４を閉めることで処理室２０３内の気密を保持することが出来るよう構成されている。
【００１６】
＜基板保持手段＞
処理室２０３の内部には、中空のヒータユニット２０６が設けられている。ヒータユニット２０６の上部開口は、基板保持手段（保持板）としてのサセプタ６によって覆われている。ヒータユニット２０６の内部には、加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７によってサセプタ６上に載置される基板２００を加熱することができるようになっている。ヒータ２０７は、基板２００の温度が所定の温度となるように、温度制御手段（温度制御器）としての温度コントローラ２５３により制御される。また、ヒータユニット２０６は、基板２００を加熱することが可能である限り、ヒータ２０７と一体成形されていても構わない。
【００１７】
ヒータユニット２０６の下部は、処理室２０１内の気密を維持しつつ、処理容器２０１の底部を貫通するように設けられている。ヒータユニット２０６の下端部は、回転手段としての回転機構２６７により下方から支持されている。従って、回転機構２６７を作動させることによって、処理室２０３内のヒータユニット２０６を回転させ、サセプタ６上の基板２００を回転させることが出来るように構成されている。基板２００を回転させる理由は、後述する処理ガスを供給する工程（原料ガス供給工程や活性化ガス供給工程）における基板２００への処理を、基板２００の面内において素早く均一に行うためである。なお、基板２００の回転なしに所望の均一性を得られる場合には、回転手段の設置を省略することが出来る。
【００１８】
回転機構２６７の下方には、昇降機構２６６が設けられている。昇降機構２６６は回転機構２６７を下方から支持している。昇降機構２６６を作動させることによって、回転機構２６７およびヒータユニット２０６を昇降させ、サセプタ６上の基板２００を処理室２０３内で昇降させることが出来るように構成されている。例えば、処理室２０３の内外へ基板２００を搬入搬出する場合には、ヒータユニット２０６は、処理室２０３内の下方の基板搬送位置に移動（下降）する。また、基板２００に成膜する等の基板処理を行う場合には、ヒータユニット２０６は基板搬送位置より上方の基板処理位置に移動（上昇）する。
【００１９】
＜第１の処理ガス供給ライン（原料ガス供給ライン）＞
処理室２０３の外部には、第１の処理ガスとしての原料ガスのもととなる成膜原料としての有機液体原料（ＭＯ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ）原料）を供給する成膜原料供給ユニット２５０ａと、成膜原料の液体供給流量を制御する流量制御手段（液体流量制御器）としての液体マスフローコントローラ２４１ａと、成膜原料を気化する気化器２５５と、が設けられている。
【００２０】
成膜原料供給ユニット２５０ａと、液体マスフローコントローラ２４１ａと、気化器２５５とは、第１の処理ガス供給ライン（原料ガス供給ライン）としての原料ガス供給管１ａによって直列に接続されている。成膜原料供給ユニット２５０ａからマスフローコントローラ２４１ａを介して気化器２５５へと有機液体原料（ＭＯ原料）を供給し、気化器２５５にて有機液体原料を気化させることで、原料ガスを得ることが出来る。
【００２１】
気化器２５５の下流側は、原料ガス供給管１ａによって処理室２０３の上部に設けられ
た後述するシャワーヘッド２３６に接続されている。原料ガス供給管１ａの気化器２５５とシャワーヘッド２３６との間にはバルブ２４３ａが設けられており、バルブ２４３ａを開閉することにより処理室２０３内への原料ガスの導入（供給）を制御することが可能となっている。なお、処理室２０３への原料ガスの導入に際しては、キャリアガスとして例えばＮ２ガス等の不活性ガスが用いられる場合がある。なお、原料ガスは、後述する原料ガス供給工程にて使用する。
【００２２】
＜不活性ガス供給ライン＞
処理室２０３の外部には、非反応性ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニット２５０ｅと、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御手段（流量制御器）としてのマスフローコントローラ２４１ｅと、が設けられている。不活性ガスとしては例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などを用いる。
【００２３】
不活性ガス供給ユニット２５０ｅと、マスフローコントローラ２４１ｅとは、不活性ガス供給ラインとしての不活性ガス供給管２ａによって直列に接続されている。
【００２４】
また、マスフローコントローラ２４１ｅの下流側は、不活性ガス供給管２ａによって処理室２０３上部のシャワーヘッド２３６に接続されている。不活性ガス供給管２ａのマスフローコントローラ２４１ｅとシャワーヘッド２３６との間にはバルブ２４３ｅが設けられており、バルブ２４３ｅを開閉することにより処理室２０３内への不活性ガスの導入（供給）を制御することが可能となっている。なお、不活性ガスは、後述するパージ工程にて使用する。
【００２５】
＜反応ガス供給ライン＞
処理室２０３の外部には、第２の処理ガスとしての活性化ガスのもととなる反応ガスを供給する反応ガス供給ユニット２５０ｂと、反応ガスの供給流量を制御する流量制御手段（流量制御器）としてのマスフローコントローラ２４１ｂと、反応ガスを活性化させる活性化手段としての活性化機構９と、が設けられている。
【００２６】
反応ガスとしては、例えば、原料ガスと反応する酸化剤として、酸素、オゾンなどＯ元素を含むガスを用いる。まれに、配線等のように、形成された膜を酸化することなくＣ（炭素）などの膜中不純物を除去したい場合には、反応ガスとして、例えばＮＨ３、Ｈ２などの還元剤を用いる場合がある。
【００２７】
反応ガス供給ユニット２５０ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、及び活性化機構９は、反応ガス供給管３ａにより直列に接続されている。なお、マスフローコントローラ２４１ｂと活性化機構９との間にはバルブ２４３ｂが設けられており、バルブ２４３ｂを開閉することにより、活性化機構９への反応ガスの導入（供給）を制御することが可能となっている。
【００２８】
活性化機構９は、例えば、反応ガスをプラズマで活性化させるリモートプラズマユニットや、オゾンを生成するオゾナイザ等として構成される。例えば、活性化機構９がリモートプラズマユニットとして構成される場合、活性化機構９の上流側には、プラズマを発生させるためのプラズマ着火用ガスであるＡｒガスを供給するＡｒガス供給ユニット２５０ｃと、Ａｒガスの供給流量を制御する流量制御手段としてのマスフローコントローラ２４１ｃと、が設けられる。Ａｒガス供給ユニット２５０ｃと、マスフローコントローラ２４１ｃとは、Ａｒガス供給ラインとしてのＡｒガス供給管３ｄによって直列に接続される。マスフローコントローラ２４１ｃの下流側は、Ａｒガス供給管３ｄによって反応ガス供給管３ａのバルブ２４３ｂよりも下流側（すなわちバルブ２４３ｂと活性化機構９との間）の部分に接続される。なお、Ａｒガス供給管３ｄのマスフローコントローラ２４１ｃと活
性化機構９との間にはバルブ２４３ｃが設けられており、バルブ２４３ｃを開閉することにより、活性化機構９へのＡｒガスの導入（供給）を制御することが可能となっている。
【００２９】
Ａｒガス供給ユニット２５０ｃからマスフローコントローラ２４１ｃを介して活性化機構９にＡｒガスを供給させ、活性化機構９にてＡｒプラズマを発生させ、反応ガス供給ユニット２５０ｂからマスフローコントローラ２４１ｂを介して活性化機構９に反応ガスとしての酸化剤、例えば酸素ガス（Ｏ２）を供給させ、活性化機構９にて発生しているＡｒプラズマにより反応ガスを活性化させることにより、活性化機構９において酸素ラジカル等を含む活性化ガスを得ることが出来る。なお、活性化機構９がオゾナイザとして構成される場合は、反応ガス供給ユニット２５０ｂからマスフローコントローラ２４１ｂを介して活性化機構９にＯ２を供給することで、活性化機構９においてオゾンを含む活性化ガスを得ることが出来る。なお、反応ガスを活性化させた活性化ガスは、後述する活性化ガス供給工程にて使用する。
【００３０】
＜第２の処理ガス供給ライン（活性化ガス供給ライン）＞
活性化機構９の下流側は、第２の処理ガス供給ライン（活性化ガス供給ライン）としての活性化ガス供給管３ｃにより、処理室２０３上部のシャワーヘッド２３６に接続されている。活性化ガス供給管３ｃにはバルブ２４３ｆが設けられており、バルブ２４３ｆを開閉することにより、酸素ラジカルやオゾン等を含む活性化ガスの処理室２０３内への導入を制御することが可能となっている。なお、酸素ラジカルやオゾン等を含む活性化ガスは、後述する活性化ガス供給工程にて使用する。
【００３１】
＜シャワーヘッド＞
処理室２０３の上部には、シャワーヘッド２３６が設けられる。シャワーヘッド２３６は、複数の通気孔（貫通孔）２４０ｂが設けられた分散板２３６ｂと、複数の通気孔（貫通孔）２４０ａが設けられたシャワー板２３６ａと、を備えている。分散板２３６ｂは、シャワーヘッド２３６の天井面と対向するように、すなわち原料ガス供給管１ａの導入口、不活性ガス供給管２ａの導入口、及び活性化ガス供給管３ｃの導入口と対向するように設けられている。また、シャワー板２３６ａは、分散板２３６ｂの下流側に、分散板２３６ｂと対向するように、またサセプタ６と対向するように設けられている。シャワーヘッド２３６の上部（天井部）と分散板２３６ｂとの間にはバッファ空間２３７が構成され、分散板２３６ｂとシャワー板２３６ａとの間にはバッファ空間２３８が構成されている。
【００３２】
処理室２０３の上部に設けられたシャワーヘッド２３６は、後述する原料ガス供給工程、活性化ガス供給工程、パージ工程において、原料ガス供給管１ａ、活性化ガス供給管３ｃ、及び不活性ガス供給管２ａから処理室２０３へと供給されるガスを分散し、基板処理位置にある基板２００に対して均一にガスを供給する供給口を構成する。
【００３３】
＜排気口＞
処理室側壁２０３ａの下方であって基板搬送口２４７の反対側には、処理室２０３内部を排気する排気口２３０が設けられる。排気口２３０は、排気ラインとしての排気管２３１によって、排気装置としての排気ポンプ８に接続されている。排気口２３０と排気ポンプ８との間には、処理室２０３内の圧力を制御する例えばＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力制御手段７が設置される。また、排気ポンプ８の下流側は、除害装置（図示せず）に連通している。排気口２３０及び排気管２３１により排気系が構成される。
【００３４】
＜整流板＞
基板保持手段（保持板）としてのサセプタ６上には、整流板２０５が載置される。整流板２０５の内側にはサセプタ６上に載置される基板２００を露出させる開口２０５ａが設
けられており、整流板２０５はリング形状となっている。シャワーヘッド２３６から基板処理位置にある基板２００に供給されるガスは、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの隙間を通り、排気口２３０から処理室２０３の外部へと排気される。なお、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの間隔は、シャワーヘッド２３６から供給されるガスが基板２００上に均等に供給される大きさに設定されている。
【００３５】
なお、例えば基板２００の外周部など、基板２００上に膜を形成したくない箇所がある場合には、整流板２０５に基板２００に対する成膜防止の役目を持たせても良い。すなわち、整流板２０５の開口２０５ａの内径を小さく設定して、成膜中に、基板２００の外周部分を基板２００の上方から整流板２０５の内側の部分で覆う（マスクする）ように構成してもよい。この場合、基板２００はサセプタ６と整流板２０５との間に配置することになるので、基板搬送を可能とするため、例えば整流板２０５を処理室２０３内の基板処理位置の高さに予め固定しておき、基板２００を載置したサセプタ６を整流板２０５の下方から上昇させるように構成してもよい。または、整流板２０５を昇降させる機構を設けておき、整流板２０５をサセプタ６上に載置された基板２００の上方から降下させるように構成してもよい。
【００３６】
＜ベントライン＞
原料ガス供給管１ａのバルブ２４３ａの上流側（すなわち気化器２５５とバルブ２４３ａとの間）には、第１処理ガスベントライン（原料ガスベントライン）としての原料ガスベント（バイパス）管１ｂが設けられている。原料ガスベント管１ｂは、バルブ２４３ｇを介して、排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。
【００３７】
また、活性化ガス供給管３ｃのバルブ２４３ｆの上流側（すなわち活性化機構９とバルブ２４３ｆとの間）には、第２処理ガスベントライン（反応ガスベントライン）としての活性化ガスベント（バイパス）管３ｂが設けられている。活性化ガスベント管３ｂは、バルブ２４３ｈを介して、排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。
【００３８】
＜コントローラ＞
基板処理装置には、各バルブ２４３ａ〜２４３ｈ、各マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅ、温度コントローラ２５３、圧力制御手段７、気化器２５５、活性化機構９、回転機構２６７、及び昇降機構２６６等の基板処理装置を構成する各部の動作を制御するメインコントローラ２５６が設けられている。メインコントローラ２５６は、前記バルブの開閉等を制御することにより、後述する原料ガス供給工程、活性化ガス供給工程、パージ工程を、連続して複数回繰り返すように制御する。
【００３９】
（２）基板処理工程
続いて、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理工程として、基板２００上に薄膜を堆積するための手順について、図７を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態にかかる基板処理工程は、半導体デバイスの製造工程の一工程として、上述した基板処理装置の処理炉により実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はメインコントローラ２５６により制御される。
【００４０】
＜基板搬入工程＞
まず、図１に示すヒータユニット２０６を基板搬送位置まで降下させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、基板搬送口２４７を開放する。そして、ウェハ移載機により、基板２００を処理室２０３内に搬入する（Ｓ１）。
【００４１】
＜基板載置工程＞
続いて、処理室２０３内に搬入した基板２００を、図示しない突き上げピン上に載置する。そして、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０３内を密閉する。そして、ヒータユニット２０６を、基板搬送位置より上方の基板処理位置まで上昇させる。それにより、基板２００を突き上げピン上からサセプタ６上に載置する（Ｓ２）。
【００４２】
＜昇温工程＞
続いて、基板２００を基板回転ユニットにより回転させながら、ヒータ２０７に供給する電力を制御して基板２００の温度が所定の温度となるよう均一に加熱する（Ｓ３）。
【００４３】
＜圧力調整工程＞
昇温工程と同時に、排気ポンプ８により処理室２０３内を真空排気し、圧力制御手段７により処理室２０３内が所定の処理圧力となるように制御する（Ｓ４）。なお、基板２００の搬送時や基板加熱時は、不活性ガス供給管２ａに設けられたバルブ２４３ｅを開けて、処理室２０３内にＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などの不活性ガスを常に流しつつ排気管２３１より排気しておくと、パーティクル（異物）や金属汚染物の基板２００への付着を防ぐことができる。
【００４４】
＜原料ガス供給工程＞
基板２００の温度、処理室２０３内の圧力が、それぞれ所定の処理温度、所定の処理圧力に到達して安定したら、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガスを供給する（Ｓ５）。
【００４５】
すなわち、第１の処理ガスとしての原料ガスのもととなる成膜原料としての有機液体原料（ＭＯ原料）を、マスフローコントローラ２４１ａにより流量制御しながら、成膜原料供給ユニット２５０ａから気化器２５５へと供給し、気化器２５５により有機液体原料を気化させて原料ガスを発生させる。そして、原料ガス供給管１ａに設けたバルブ２４３ａを開き、気化器２５５にて発生させた原料ガスを、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ供給する。このとき、原料ガスベント管１ｂに設けたバルブ２４３ｇは閉じておく。また、処理室２０３内に原料ガスを供給する際は、バルブ２４３ｅを開き、不活性ガス供給ユニット２５０ｅから不活性ガス（Ｎ２など）を常に流しておき、処理室２０３内に供給した原料ガスを撹拌させるようにする。原料ガスは、不活性ガスで希釈すると撹拌しやすくなるからである。
【００４６】
原料ガス供給管１ａから供給される原料ガスと、不活性ガス供給管２ａから供給される不活性ガスとは、シャワーヘッド２３６のバッファ空間２３７で混合され、分散板２３６ｂに設けられた多数の孔２４０ｂを経由してバッファ空間２３８に導かれ、シャワー板２３６ａに設けられた多数の孔２４０ａを経由してサセプタ６上の基板２００上へシャワー状に供給される。基板２００上に供給された混合ガスは、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの間を通り、排気口２３０を介して排気管２３１より排気される。この混合ガスの供給を所定時間実施することにより、まず、基板２００上に数〜数十オングストローム（数〜数十原子層）程度の薄膜を形成する。この間、基板２００を回転させながらヒータ２０７により所定温度（成膜温度）に保つことで、基板２００の面内にわたり均一な膜を形成できる。
【００４７】
基板２００への原料ガスの供給を所定時間実施した後、原料ガス供給管１ａに設けられたバルブ２４３ａを閉じて、基板２００への原料ガスの供給を停止する。なお、この際、原料ガスベント管１ｂに設けられたバルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスを、処理室２０３をバイパスするように原料ガスベント管１ｂより排気して、気化器２５５からの原料ガスの供給（すなわち、気化器２５５における原料ガスの生成）を停止しないようにするのが好ましい。液体原料を気化して、気化した原料ガスを安定供給するまでには時間
がかかるが、気化器２５５からの原料ガスの供給を停止させずに、処理室２０３をバイパスするように流しておくと、次の原料ガス供給工程では流れを切換えるだけで、直ちに基板２００へ原料ガスを供給できるからである。
【００４８】
＜パージ工程＞
原料ガス供給管１ａに設けられたバルブ２４３ａを閉じることにより、処理室２０３内のパージが行われる（Ｓ６）。すなわち、原料ガス供給工程ではバルブ２４３ｅは開いたままにしてあり、処理室２０３内には不活性ガス供給管２ａから不活性ガス（Ｎ２など）を常に供給しているため、バルブ２４３ａを閉じて基板２００への原料ガスの供給を停止することにより、同時に処理室２０３内のパージが行われることとなる。なお、処理室２０３内に供給された不活性ガスは、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの間を通り、排気口２３０を介して排気管２３１より排気される。これにより、処理室２０３内の残留ガスが除去される。
【００４９】
＜活性化ガス供給工程＞
パージ工程を所定時間実施した後、処理室２０３内に、第２の処理ガスとして活性化ガスを供給する（Ｓ７）。
【００５０】
すなわち、まず、Ａｒガス供給管３ｄに設けられたバルブ２４３ｃを開き、プラズマ着火用ガスとしてのＡｒガスを、Ａｒガス供給ユニット２５０ｃからマスフローコントローラ２４１ｃにより流量制御しながら活性化機構９へと供給し、活性化機構９により活性化（プラズマ励起）させてＡｒプラズマを発生させる。続いて、反応ガス供給管３ａに設けられたバルブ２４３ｂを開き、第２の処理ガスとしての活性化ガスのもととなる反応ガス（酸化剤）としてのＯ２ガスを、反応ガス供給ユニット２５０ｂからマスフローコントローラ２４１ｂにより流量制御しながら活性化機構９へと供給する。そして、活性化機構９にて発生させているＡｒプラズマにより、反応ガスとしてのＯ２ガスを活性化させ、酸素ラジカルを含む活性化ガスを得る。続いて、活性化ガス供給管３ｃに設けられたバルブ２４３ｆを開き、活性化機構９から処理室２０３内へ活性化ガスを供給し、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ活性化ガスを供給する。このとき、活性化ガスベント管３ｂに設けたバルブ２４３ｈは閉じておく。
【００５１】
なお、活性化ガスとしてオゾン（Ｏ３）を得ようとする場合には、反応ガス供給管３ａに設けられたバルブ２４３ｂを開き、反応ガスとしての酸素ガスを、反応ガス供給ユニット２５０ｂからマスフローコントローラ２４１ｂにより流量制御しながら活性化機構９へと供給して、活性化ガスとしてのオゾン（Ｏ３）を得る。そして、活性化ガス供給管３ｃに設けられたバルブ２４３ｆを開き、活性化機構９から処理室２０３内へオゾン（Ｏ３）を供給し、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へオゾン（Ｏ３）を供給する。このときも、活性化ガスベント管３ｂに設けたバルブ２４３ｈは閉じておく。
【００５２】
基板２００上に供給された活性化ガスは、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの間を通り、排気口２３０を介して排気管２３１より排気される。
【００５３】
処理室２０３内に活性化ガスを供給する間、基板２００を回転させながら、ヒータ２０７により基板２００の表面を所定温度（例えばＣＶＤの成膜温度条件と同一温度）に保持する。これにより、原料ガス供給工程において基板２００上に形成された数〜数十オングストローム（数〜数十原子層）程度の薄膜から、Ｃ、Ｈ等の不純物を素早く均一に除去できる。
【００５４】
基板２００への活性化ガスの供給を所定時間実施した後、活性化ガス供給管３ｃに設けられたバルブ２４３ｆを閉じて、基板２００への活性化ガスの供給を停止する。なお、こ
の際、活性化ガスベント管３ｂに設けられたバルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスを、処理室２０３をバイパスするように活性化ガスベント管３ｂより排気して、活性化機構９から活性化ガスの供給（すなわち、活性化機構９における活性化ガスの生成）を停止しないようにするのが好ましい。反応ガスから例えば酸素ラジカルを含む活性化ガスを生成して、安定供給するまでには時間がかかるが、活性化機構９からの活性化ガスの供給を停止させずに、処理室２０３をバイパスするように流しておくと、次の活性化ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに基板２００へ活性化ガスを供給できるからである。
【００５５】
なお、原料ガス供給工程と活性化ガス供給工程とは、略同一温度で行うのが好ましい（すなわち、ヒータ２０７の設定温度は変更せずに一定とするのが好ましい）。温度変動を生じさせないことにより、シャワーヘッド２３６やサセプタ６や整流板２０５等の周辺部材の熱膨張や熱収縮が抑制され、周辺部材からのパーティクル（異物）の発生を抑制することが出来るからである。また、温度変動を生じさせないことにより、基板処理装置を構成する表面処理（コーティング）などが施された金属部品からの金属の飛び出し（金属汚染）を抑制することが出来るからである。
【００５６】
＜パージ工程＞
活性化ガス供給管３ｃに設けられたバルブ２４３ｆを閉じることにより、処理室２０３内のパージが行われる（Ｓ８）。すなわち、活性化ガス供給工程ではバルブ２４３ｅは開いたままにしてあり、処理室２０３内には不活性ガス供給ユニット２５０ｅから不活性ガス（Ｎ２など）を常に供給しているため、バルブ２４３ｆを閉じて基板２００への活性化ガスの供給を停止することにより、同時に処理室２０３内のパージが行われることとなる。なお、処理室２０３内に供給された不活性ガスは、整流板２０５の外周部と処理室側壁２０３ａとの間を通り、排気口２３０を介して排気管２３１より排気される。これにより、処理室２０３内の残留ガスが除去される。
【００５７】
処理室２０３内のパージを所定時間実施した後、原料ガスベント管１ｂに設けられたバルブ２４３ｇを閉じ、原料ガス供給管１ａに設けられたバルブ２４３ａを開くことにより、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ原料ガスを再び供給する（Ｓ５）。そして、上述した原料ガス供給工程→パージ工程→活性化ガス供給工程→パージ工程を実施することにより形成した薄膜上に、数〜数十オングストローム（数〜数十原子層）程度の薄膜を再び堆積する。
【００５８】
＜薄膜形成工程（繰り返し工程）＞
以上のように、原料ガス供給工程→パージ工程→活性化ガス供給工程→パージ工程を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理を実施する（Ｓ９）。これにより、基板２００上にＣＨ、ＯＨ等の不純物の混入が極めて少ない所望膜厚の薄膜を形成することができる。
【００５９】
＜基板搬出工程＞
基板２００上に所望膜厚の薄膜を形成した後、回転機構２６７による基板２００の回転を停止させ、上述した基板搬入工程から圧力調整工程とは逆の手順により、所望膜厚の薄膜が形成された基板２００を処理室２０３から取り出す（Ｓ１０）。以上により、基板処理工程が完了する。
【００６０】
（３）実施例
続いて、原料ガス供給工程→パージ工程→活性化ガス供給工程→パージ工程を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理の詳細シーケンスについて、本発明の第１の実施形態にかかる実施例を、比較例と共に説明する。
【００６１】
＜比較例＞
まずは、第１の実施形態にかかるサイクル処理の実施例の説明に先立ち、比較例として従来のサイクル処理を説明する。図４（ａ）は、従来のサイクル処理を例示する比較例の詳細シーケンス図である。図４（ａ）に示すとおり、本比較例にかかる従来のサイクル処理においては、（１）ＭＯ原料を気化させた原料ガスの供給（原料ガス供給工程）、（２）不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給（パージ工程）、（３）酸化剤（Ｏ２）を活性化させた活性化ガス（Ｏ２／Ａｒ混合ガス）の供給（活性化ガス供給工程）、（４）不活性ガスの供給（パージ工程）、を１サイクルとして、このサイクルが複数回繰り返される。
【００６２】
ここで、本比較例は、上述した図１に示す第１の実施形態の基板処理装置によって実施される。すなわち、原料ガスは原料ガス供給管１ａから、不活性ガスは不活性ガス供給管２ａから、反応ガスは反応ガス供給管３ａからそれぞれ供給される。また、原料ガスの供給に際しては、キャリアガスとしてＮ２ガスが用いられる。また、反応ガスは活性化機構９にて活性化されて活性化ガスとなり、活性化ガス供給管３ｃから供給される。
【００６３】
本比較例において、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量は、常にｂ１で一定である。よって、バルブ２４３ａを開いて、バルブ２４３ｇを閉じることにより、原料ガス供給工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ１となる。また、バルブ２４３ａを閉じて、バルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスは処理室２０３をバイパスして原料ガスベント管１ｂより排気されるため、活性化ガス供給工程、およびパージ工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ２（＝０）となる。なお原料ガスの供給流量ｂ１は、キャリアガスを含めた総流量である。
【００６４】
また、本比較例において、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量も、常にｃ１で一定である。よって、バルブ２４３ｆを開いて、バルブ２４３ｈを閉じることにより、活性化ガス供給工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ１となる。また、バルブ２４３ｆを閉じて、バルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスは処理室２０３をバイパスして活性化ガスベント管３ｂより排気されるため、原料ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ２（＝０）となる。
【００６５】
そして、本比較例において、不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給流量も、常にａ１で一定である。よって、バルブ２４３ｅを開くことにより、パージ工程における処理室２０３内への不活性ガスの供給流量はａ１となる。また、バルブ２４３ｅを閉じることにより、原料ガス供給工程および活性化ガス供給工程における処理室２０３内への不活性ガスの供給流量はａ２（＝０）となる。
【００６６】
上記において、処理室２０３内へ供給するガスの総流量を一定とするため、ｂ１（原料ガスの供給流量）と、ｃ１（活性化ガスの供給流量）と、ａ１（不活性ガスの供給流量）とが同一（ｂ１＝ｃ１＝ａ１）となるように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅを制御する。
【００６７】
しかしながら、図４（ａ）の下方に示す圧力グラフ（処理室内の圧力）に示すように、バルブ２４３ｅを開けた瞬間（すなわち、原料ガス供給工程と活性化ガス供給工程との間に行われるパージ工程の開始時）に、処理室２０３内に圧力変動が生じていることが判明した。発明者等の知見によれば、処理室２０３内に生じる圧力変動は、上述の通り、処理室２０３内の異物を攪拌させ、基板２００へ異物を吸着させる原因となる。
【００６８】
そこで、発明者等は処理室２０３内に圧力変動が生じる原因について鋭意研究した。そ
の結果、パージ工程の終了に伴いバルブ２４３ｅを閉じると、バルブ２４３ｅよりも上流側の不活性ガス供給管２ａ内の圧力が上昇してバルブ２４３ｅの上流と下流との間に圧力差が生じ、パージ工程の再開に伴いバルブ２４３ｅを開けると、不活性ガス供給管２ａ内に生じた圧力差が処理室２０３内へパルス状に伝達し、これにより処理室２０３内に圧力変動が生じていることをつきとめた。そして、処理室２０３内にパルス状に伝達する圧力差の圧力変動速度が圧力制御手段７の応答速度よりも早い場合、または、処理室２０３内に伝達した圧力差が圧力制御手段７の許容調整範囲よりも大きい場合には、圧力制御手段７にて圧力差を吸収しきれない場合があることをつきとめた。なお、バルブ２４３ｅを閉じた場合のバルブ２４３ｅよりも上流側の不活性ガス供給管２ａ内の圧力は、不活性ガス供給ユニット２５０ｅのレギュレータ（図示せず）の２次圧と同程度（１０５Ｐａオーダー）であるものと考えられる。また、バルブ２４３ｅを閉じた場合の、バルブ２４３ｅよりも下流側の不活性ガス供給管２ａ内の圧力は、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられる。すなわち、バルブ２４３ｅを閉じた場合、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間に１０２Ｐａ以上の圧力差が生じるものと考えられる。
【００６９】
＜実施例＞
これに対して、本発明者らが鋭意検討した結果、図１に示す基板処理装置の構成を用いても、以下に述べる実施例のようにガスの供給を制御すれば、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制可能であることが判明した。
【００７０】
図４（ｂ）は、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制可能な、第１の実施形態にかかるサイクル処理の実施例を示す詳細シーケンス図である。
【００７１】
図４（ｂ）に示すとおり、本実施例にかかるサイクル処理においては、（１）ＭＯ原料を気化させた原料ガス、及び不活性ガス（Ｎ２ガス）の供給（原料ガス供給工程）、（２）不活性ガスの供給（パージ工程）、（３）酸化剤（Ｏ２）を活性化させた活性化ガス（Ｏ２／Ａｒ混合ガス）、及び不活性ガスの供給（活性化ガス供給工程）、（４）不活性ガスの供給（パージ工程）、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返している。すなわち、比較例では、原料ガス供給工程及び活性化ガス供給工程において処理室２０３内への不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給を停止していたが、本実施例では、原料ガス供給工程及び活性化ガス供給工程において処理室２０３内への不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給を停止せずに連続的に供給する点が比較例と異なる。そして、本実施例においても、原料ガス供給工程、活性化ガス供給工程、パージ工程を実施する際に、処理室２０３内に供給するガス流量がトータルで一定となるように、不活性ガスの供給流量を変化させている点が比較例と異なる。
【００７２】
ここで、本実施例も、上述した図１に示す第１の実施形態の基板処理装置によって実施される。すなわち、原料ガスは原料ガス供給管１ａから、不活性ガスは不活性ガス供給管２ａから、反応ガスは反応ガス供給管３ａからそれぞれ供給される。また、原料ガスの供給に際しては、キャリアガスとしてＮ２ガスが用いられる。また、反応ガスは活性化機構９にて活性化され、活性化ガスとして活性化ガス供給管３ｃから供給される。
【００７３】
本実施例において、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量は、比較例と同様に常にｂ１で一定である。よって、バルブ２４３ａを開いて、バルブ２４３ｇを閉じることにより、原料ガス供給工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ１となる。また、バルブ２４３ａを閉じて、バルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスは処理室２０３をバイパスして原料ガスベント管１ｂより排気されるため、活性化ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ２（＝０）となる。なお原料ガスの供給流量ｂ１は、キャリアガスを含めた総流量である。
【００７４】
また、本実施例において、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量も、比較例と同様に常にｃ１で一定である。よって、バルブ２４３ｆを開いて、バルブ２４３ｈを閉じることにより、活性化ガス供給工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ１となる。また、バルブ２４３ｆを閉じて、バルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスは処理室２０３をバイパスして活性化ガスベント管３ｂより排気されるため、原料ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ２（＝０）となる。なお、図４（ｂ）は、ｃ１＞ｂ１の場合のシーケンス図を例示している。
【００７５】
これに対し、本実施例において、不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給流量は、比較例と異なる。すなわち、パージ工程における不活性ガスの供給流量はａ１（≠０）であるが、原料ガス供給工程における不活性ガスの供給流量がａ２（≠０）であり、活性化ガス供給工程における不活性ガスの供給流量がａ３（≠０）であるように、マスフローコントローラ２４１ｅを調整する。すなわち、原料ガス供給工程及び活性化ガス供給工程の際に、処理室２０３内への不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給を停止することなく連続的に供給することとし、その供給流量を変化させている。
【００７６】
そして、原料ガス供給工程における不活性ガスの供給流量（ａ２）及び原料ガスの供給流量（ｂ１）の和（ａ２＋ｂ１）と、活性化ガス供給工程における不活性ガスの供給流量（ａ３）及び活性化ガスの供給流量（ｃ１）の和（ａ３＋ｃ１）と、パージ工程における不活性ガスの供給流量（ａ１）とが、それぞれ等しく（ａ２＋ｂ１＝ａ３＋ｃ１＝ａ１）なるように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅを制御している。
【００７７】
ガスの供給流量をこのように制御することで、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、これにより、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【００７８】
すなわち、本実施例によれば、原料ガス供給工程及び活性化ガス供給工程において処理室２０３内へは不活性ガス供給管２ａから不活性ガスが連続的に供給され、不活性ガス供給管２ａに設けられたバルブ２４３ｅは開けたままであり開閉動作が行われない。これにより、不活性ガス供給管２ａ内に圧力差が生じなくなり、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制できるものと考えられる。
【００７９】
なお、本実施例においても、例えばａ３（活性化ガス供給工程における不活性ガスの供給流量）＝０とすると、バルブ２４３ｅの開閉動作が行われることになり、パージ工程の再開に伴い（不活性ガスの供給流量がａ３（＝０）からａ１（≠０）へ変化するときに）、不活性ガス供給管２ａ内に生じた圧力差が処理室２０３内に伝達し、処理室２０３内に圧力変動を生じてしまう場合があると考えられる。
【００８０】
２．本発明の第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成、及び処理炉２０２により実施される基板処理工程のサイクル処理の実施例について順次説明する。
【００８１】
（１）処理炉の構成
まず、本発明の第２の実施形態としての基板処理装置の処理炉の構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の第２実施の形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉の一例を示す概略図である。
【００８２】
第２の実施形態における処理炉２０２が第１の実施形態の処理炉２０２と異なる点は、
第２の実施形態においては、原料ガス供給管１ａ及び活性化ガス供給管３ｃだけでなく、不活性ガス供給管２ａにも不活性ガスベントラインとしての不活性ガスベント管２ｂが設けられている点にある。すなわち、図２に示すとおり、不活性ガス供給管２ａのバルブ２４３ｅの上流側（すなわちマスフローコントローラ２４１ｅとバルブ２４３ｅとの間）には、不活性ガスベント管２ｂが設けられている。不活性ガスベント管２ｂは、バルブ２４３ｉを介して、排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。その他の構成は、第１の実施形態にかかる処理炉２０２と同一である。
【００８３】
なお、ガスの供給流量の制御を精密に行う必要がある反応性を有する処理ガス（原料ガス、活性化ガス）のガス供給管（原料ガス供給管１ａ、活性化ガス供給管３ｃ）については、ベントライン（原料ガスベント管１ｂ、活性化ガスベント管３ｂ）を設けることがある。バルブの開閉制御により、各ガスの供給先をベントライン側から処理室２０３側へと切り替えることができるように構成することで、ガス供給管（原料ガス供給管１ａ、活性化ガス供給管３ｃ）にそれぞれ流量制御機構を設けるよりも、高速な切り替えを実現できるからである。しかしながら通常は、不活性ガス供給管２ａにはベントラインを設けることはない。これは、不活性ガスは反応性ガスではないので、その流量が直接反応系へ寄与することがなく、ガスの供給流量の制御を精密に行う必要がそれほどないこと、および、不活性ガスのベントラインを新たに設けることにより、基板処理装置のコストが上昇してしまうことが主な理由である。
【００８４】
これに対して、第２の実施形態では、不活性ガス供給管２ａにも不活性ガスベント管２ｂを設け、処理ガス（原料ガス、活性化ガス）の供給先の高速な切り替えに対応して、不活性ガスの供給先も高速に切り替え可能なように構成することで、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制するように構成されている。
【００８５】
（２）サイクル処理の実施例
第２の実施形態にかかる基板処理工程が第１の実施形態にかかる基板処理工程と異なる点は、基板処理工程にて実施されるサイクル処理にある。その他は、第１の実施形態にかかる基板処理工程と同一である。以下に、第２の実施形態の実施例におけるシーケンス例１、シーケンス例２を、図５を用いて順次説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）は、第２の実施形態の実施例におけるシーケンス例１、シーケンス例２である。
【００８６】
なお、本実施例は、上述した図２に示す第２の実施形態の基板処理装置によって実施される。すなわち、原料ガスは原料ガス供給管１ａから、不活性ガスは不活性ガス供給管２ａから、反応ガスは反応ガス供給管３ａからそれぞれ供給される。また、原料ガスの供給に際しては、キャリアガスとしてＮ２ガスが用いられる。また、反応ガスは活性化機構９にて活性化され、活性化ガスとして活性化ガス供給管３ｃから供給される。
【００８７】
＜シーケンス例１＞
図５（ａ）に示すシーケンス例１では、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガス、第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、を繰り返している。
【００８８】
具体的には、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガスを供給する工程と、不活性ガス供給管２ａより処理室２０３内に不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、処理室２０３内に第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、不活性ガス供給管２ａより処理室２０３内に不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返している。
【００８９】
そして、原料ガスを供給する工程および活性化ガスを供給する工程では、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２を処理室２０３内に供給することなく不活性ガスベント管２ｂより排気するようにしている。
【００９０】
また、処理室２０３内をパージする工程では、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２の流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。このとき、処理室２０３内におけるトータルガス流量が一定となるようにしている。
【００９１】
なお、シーケンス例１においては、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量は、常にｂ１で一定である。よって、バルブ２４３ａを開いて、バルブ２４３ｇを閉じることにより、原料ガス供給工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ１となる。また、バルブ２４３ａを閉じて、バルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスは処理室２０３をバイパスして原料ガスベント管１ｂより排気されるため、活性化ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ２（＝０）となる。なお、原料ガスの供給流量ｂ１は、キャリアガスを含めた総流量である。
【００９２】
また、シーケンス例１においては、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量も、常にｃ１で一定である。よって、バルブ２４３ｆを開いて、バルブ２４３ｈを閉じることにより、活性化ガス供給工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ１となる。また、バルブ２４３ｆを閉じて、バルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスは処理室２０３をバイパスして活性化ガスベント管３ｂより排気されるため、原料ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ２（＝０）となる。
【００９３】
さらに、シーケンス例１においては、不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給流量も、常にａ１で一定である。そして、パージ工程においては、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることで、不活性ガス供給管２ａに供給された不活性ガスの流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。よって、パージ工程における処理室２０３内への不活性ガスの供給流量はａ１となる。また、原料ガス供給工程および活性化ガス供給工程においては、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことで、不活性ガス供給管２ａに供給された不活性ガスを、処理室２０３内に供給することなく不活性ガスベント管２ｂより排気するようにしている。よって、原料ガス供給工程および活性化ガス供給工程における処理室２０３内への不活性ガスの供給流量はａ２（＝０）となる。
【００９４】
そして、原料ガス供給工程における原料ガスの供給流量（ｂ１）と、活性化ガス供給工程における活性化ガスの供給流量（ｃ１）と、パージ工程における不活性ガスの供給流量（ａ１）とがそれぞれ等しく（ｂ１＝ｃ１＝ａ１）となるように、すなわち、処理室２０３内におけるトータルガス流量が一定となるように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅを制御している。
【００９５】
ガスの供給流量をこのように制御することで、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、これにより、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【００９６】
すなわち、シーケンス例１によれば、原料ガス供給工程及び活性化ガス供給工程において、不活性ガス供給管２ａに設けられたバルブ２４３ｅを閉じると同時に、不活性ガスベント管２ｂに設けられたバルブ２４３ｉを開けることで、不活性ガス供給管２ａ内に不活性ガスが常に流通する。発明者等の知見によれば、不活性ガス供給管２ａ内に不活性ガス
が常に流通することにより、バルブ２４３ｅを閉めても不活性ガス供給管２ａ内に生じる圧力差が不活性ガスベント管２ｂを設けない場合（比較例）に比べ、はるかに小さくなる。そして、バルブ２４３ｅを再び開けても処理室２０３内に伝達される圧力差は僅かであるため、かかる圧力差は処理室２０３内にて吸収され、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制できているものと考えられる。
【００９７】
なお、バルブ２４３ｅを閉じてバルブ２４３ｉを開けた場合のバルブ２４３ｅよりも下流側の不活性ガス供給管２ａ内の圧力は、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられ、また、バルブ２４３ｅよりも上流側の不活性ガス供給管２ａ内の圧力も、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられる。というのも、この状態においては、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも下流側の部分も、また、バルブ２４３ｅよりも上流側の部分も、同一の排気ポンプ８で同様に真空排気しているからである。ただし、バルブ２４３ｅから排気ポンプ８までの排気経路は互いに異なるため（各排気経路の流動抵抗はそれぞれ異なるため）、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間には、１０Ｐａ未満程度の若干の圧力差は生じ得るものと考えられる。
【００９８】
上述のように、不活性ガスベント管２ｂを設けない場合（比較例）には、バルブ２４３ｅを閉じることにより、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間には処理圧力の２倍以上（例えば１００Ｐａ以上）の圧力差が生じているものと考えられる。これに対し、シーケンス例１の場合には、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開けることにより、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間の圧力差は、処理圧力の１／５未満（例えば１０Ｐａ未満）に抑制できているものと考えられる。すなわち、シーケンス例１によれば、不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間の圧力差を、不活性ガスベント管２ｂを設けない場合（比較例）と比較して１／１０以下とすることができ、処理室２０３内の圧力変動を十分に抑制することができる。そして、シーケンス例１の場合、より高速なガスの切り替えに対応して、ガス供給流量の総流量を制御して圧力変動の発生を抑制することができる。
【００９９】
＜シーケンス例２＞
図５（ｂ）に示すシーケンス例２では、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガス、第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、を繰り返している。
【０１００】
具体的には、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガスを供給する工程と、不活性ガス供給管２ａより処理室２０３内に不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、処理室２０３内に第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、不活性ガス供給管２ａより処理室２０３内に不活性ガスとしてのＮ２を供給して処理室２０３内をパージする工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返している。
【０１０１】
原料ガスを供給する工程および活性化ガスを供給する工程では、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２を処理室２０３内に供給することなく不活性ガスベント管２ｂより排気するようにするか、もしくは処理室２０３内をパージする工程よりも不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ流れるＮ２の流量を少なくするようにしている。
【０１０２】
処理室２０３内をパージする工程では、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２の流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるか、もしくは原料ガスを供給す
る工程および活性化ガスを供給する工程よりも不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ流れるＮ２の流量を多くするようにしている。
【０１０３】
より具体的には、第１の処理ガスとしての原料ガスを供給する工程では、処理室２０３内をパージする工程よりも不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ流れるＮ２の流量を少なくするようにしており、第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程では、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２を処理室２０３内に供給することなく不活性ガスベント管２ｂより排気するようにしている。
【０１０４】
また、原料ガスを供給する工程の後に処理室２０３内をパージする工程では、原料ガスを供給する工程よりも不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ流れるＮ２の流量を多くするようにしており、活性化ガスを供給する工程の後に処理室２０３内をパージする工程では、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることで、不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２の流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。このとき、処理室２０３内におけるトータルガス流量が一定となるようにしている。
【０１０５】
なお、シーケンス例２において、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量は、常にｂ１で一定である。よって、バルブ２４３ａを開いて、バルブ２４３ｇを閉じることにより、原料ガス供給工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ１となる。また、バルブ２４３ａを閉じて、バルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスは処理室２０３をバイパスして原料ガスベント管１ｂより排気されるため、活性化ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ２（＝０）となる。なお、原料ガスの供給流量ｂ１は、キャリアガスを含めた総流量である。
【０１０６】
また、シーケンス例２において、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量も、常にｃ１で一定である。よって、バルブ２４３ｆを開いて、バルブ２４３ｈを閉じることにより、活性化ガス供給工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ１となる。また、バルブ２４３ｆを閉じて、バルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスは処理室２０３をバイパスして活性化ガスベント管３ｂより排気されるため、原料ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ２（＝０）となる。このように、シーケンス例２の各工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量、活性化ガスの供給流量は、シーケンス例１と同様である。ただし、シーケンス例２においては、ｃ１の方がｂ１よりも多くなるようにしている点がシーケンス例１とは異なる。すなわち、シーケンス例２においては、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量ｃ１が、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量ｂ１よりも多くなる（ｃ１＞ｂ１）ように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｃを制御している。
【０１０７】
また、シーケンス例２における不活性ガス供給管２ａからの不活性ガスの供給流量も、シーケンス例１と異なる。
【０１０８】
まず、原料ガス供給工程後のパージ工程においては、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じた状態を維持したまま、不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ流れる不活性ガスの供給流量を原料ガス供給工程における不活性ガスの供給流量よりも多くするようにバルブ２４１ｅを制御している。また、活性化ガス供給工程後のパージ工程においては、シーケンス例１と同様に、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることで、不活性ガス供給管２ａに供給された不活性ガスの流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。いずれのパージ工程においても処理室２０３内への不活性ガスの供給流量はａ１となる。
【０１０９】
なお、原料ガス供給工程における不活性ガスの供給流量ａ２（≠０）は、パージ工程における不活性ガスの供給流量ａ１よりも少なくなる（ａ２＜ａ１）ように、マスフローコントローラ２４１ｅを調整する。
【０１１０】
また、活性化ガス供給工程においては、シーケンス例１と同様に、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことにより、不活性ガスは処理室２０３をバイパスして不活性ガスベント管２ｂより排気し、処理室２０３内への不活性ガスの供給流量をａ３（＝０）としている。
【０１１１】
そして、原料ガス供給工程における不活性ガスの供給流量（ａ２）及び原料ガスの供給流量（ｂ１）の和と、活性化ガス供給工程における活性化ガスの供給流量（ｃ１）と、パージ工程における不活性ガスの供給流量（ａ１）とがそれぞれ等しく（ａ２＋ｂ１＝ｃ１＝ａ１）となるように、すなわち、処理室２０３内におけるトータルガス流量が一定となるように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅを制御している。
【０１１２】
ガスの供給流量をこのように制御することで、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、これにより、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【０１１３】
すなわち、原料ガス供給工程からパージ工程へ移行する際には、上述した第１の実施形態（図４（ｂ））の方法を適用し、活性化ガス供給工程からパージ工程へ移行する際には、上述した第２の実施形態における実施例のシーケンス例１（図５（ａ））の方法を適用するようにしている。このようにしても、上述した理由により処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制することができる。なお、原料ガス供給工程からパージ工程へ移行する際に図５（ａ）の方法を適用し、活性化ガス供給工程からパージ工程へ移行する際に図４（ｂ）の方法を適用するようにしても、同様の効果が得られる。
【０１１４】
３．本発明の第３の実施形態
次に、本発明の第３の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成、及び処理炉２０２により実施される基板処理工程のサイクル処理の実施例について順次説明する。
【０１１５】
（１）処理炉の構成
まず、本発明の第３の実施形態としての基板処理装置の処理炉の構成について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第３実施の形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉の一例を示す概略図である。
【０１１６】
第３の実施形態における処理炉２０２が第２の実施形態の処理炉２０２と異なる点は、第３の実施形態においては、Ｎ２を供給する不活性ガス供給ライン（第１不活性ガス供給ライン）としての第１不活性ガス供給管２ａの他に、Ａｒを供給する不活性ガス供給ライン（第２不活性ガス供給ライン）としての第２不活性ガス供給管４ａが更に設けられた点である。なお、第２不活性ガス供給管４ａから供給する不活性ガスはＡｒに限定されず、Ｎ２やＨｅであってもよい。
【０１１７】
第２不活性ガス供給管４ａには、Ａｒを供給する第２不活性ガス供給ユニット２５０ｄと、流量制御手段としてのマスフローコントローラ２４１ｄと、Ａｒの供給を制御するバルブ２４３ｊと、が直列に接続されている。なお、第２不活性ガス供給管４ａは、シャワーヘッド２３６に直接接続されるのではなく、バルブ２４３ｊの下流側で活性化ガス供給管３ｃ（バルブ２４３ｆの下流）に合流するように一本化して接続されている。
【０１１８】
また、第２不活性ガス供給管４ａのバルブ２４３ｊの上流側（すなわちマスフローコントローラ２４１ｄとバルブ２４３ｊとの間）には、第２不活性ガスベントラインとしての第２不活性ガスベント管４ｂが設けられている。第２不活性ガスベント管４ｂは、バルブ２４３ｋを介して、排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。
【０１１９】
また、第３の実施形態における処理炉２０２が第２の実施形態の処理炉２０２と異なる他の点は、第３の実施形態においては、Ｎ２を供給する第１不活性ガス供給管２ａが、シャワーヘッド２３６に直接接続されるのではなく、バルブ２４３ｅの下流側で原料ガス供給管１ａ（バルブ２４３ａの下流）に合流するように一本化して接続されている点である。
【０１２０】
その他の構成については、第１の実施形態と同一である。
【０１２１】
（２）サイクル処理の実施例
第３の実施形態にかかる基板処理工程が第１，第２の実施形態にかかる基板処理工程と異なる点は、基板処理工程にて実施されるサイクル処理にある。その他は、第１，第２の実施形態にかかる基板処理工程と同一である。以下に、第３の実施形態にかかる実施例におけるシーケンス例を、図６を用いて順次説明する。図６は、第３の実施形態にかかる実施例におけるシーケンス例である。
【０１２２】
なお、本実施例は、上述した図３にしめす第３の実施形態の基板処理装置によって実施される。すなわち、原料ガスは原料ガス供給管１ａから、不活性ガス（Ｎ２）は第１不活性ガス供給管２ａから、反応ガスは反応ガス供給管３ａから、不活性ガス（Ａｒ）は第２不活性ガス供給管４ａからそれぞれ供給される。また、原料ガスの供給に際しては、キャリアガスとしてＮ２ガスが用いられる。また、反応ガスは活性化機構９にて活性化され、活性化ガスとして活性化ガス供給管３ｃから供給される。
【０１２３】
具体的には、図６に示すシーケンス例では、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガス、第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、不活性ガスとしてのＮ２またはＡｒを供給して処理室２０３内をパージする工程と、を繰り返している。
【０１２４】
具体的には、処理室２０３内に第１の処理ガスとしての原料ガスを供給する工程と、第１不活性ガス供給管２ａおよび第２不活性ガス供給管４ａより処理室２０３内に不活性ガスとしてのＮ２およびＡｒを供給して処理室２０３内をパージする工程と、処理室２０３内に第２の処理ガスとしての活性化ガスを供給する工程と、第１不活性ガス供給管２ａおよび第２不活性ガス供給管４ａより処理室内に不活性ガスとしてのＮ２およびＡｒを供給して処理室内をパージする工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すようにしている。
【０１２５】
原料ガスを供給する工程では、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことで、第１不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２を処理室２０３内に供給することなく不活性ガスベント管２ｂより排気するようにすると共に、バルブ２４３ｋを閉じ、バルブ２４３ｊを開くことで、第２不活性ガス供給管４ａに供給されたＡｒを処理室２０３内に供給するようにしている。
【０１２６】
活性化ガスを供給する工程では、バルブ２４３ｊを閉じ、バルブ２４３ｋを開くことで、第２不活性ガス供給管４ａに供給されたＡｒを処理室２０３内に供給することなく第２の不活性ガスベント管４ｂより排気するようにすると共に、バルブ２４３ｉを閉じ、バルブ２４３ｅを開くことで、第１不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２を処理室２０３内
に供給するようにしている。
【０１２７】
原料ガスを供給する工程の後に処理室２０３内をパージする工程では、バルブ２４３ｋを閉じ、バルブ２４３ｊを開いたままとし、第２不活性ガス供給管４ａから処理室２０３内へ向かうＡｒの流れを維持した状態で、バルブ２４３ｉを閉じ、バルブ２４３ｅを開くことで、第１不活性ガス供給管２ａに供給されたＮ２の流れを、不活性ガスベント管２ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。
【０１２８】
活性化ガスを供給する工程の後に処理室２０３内をパージする工程では、バルブ２４３ｉを閉じ、バルブ２４３ｅを開いたままとし、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内へ向かうＮ２の流れを維持した状態で、バルブ２４３ｋを閉じ、バルブ２４３ｊを開くことで、第２不活性ガス供給管４ａに供給されたＡｒの流れを、第２不活性ガスベント管４ｂへ向かう流れから処理室２０３内へ向かう流れに切り替えるようにしている。このとき、処理室２０３内におけるトータルガス流量が一定となるようにしている。
【０１２９】
なお、本実施例において、原料ガス供給管１ａからの原料ガスの供給流量は、常にｂ１で一定である。よって、バルブ２４３ａを開いて、バルブ２４３ｇを閉じることにより、原料ガス供給工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ１となる。また、バルブ２４３ａを閉じて、バルブ２４３ｇを開くことにより、原料ガスは処理室２０３をバイパスして原料ガスベント管１ｂより排気されるため、活性化ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への原料ガスの供給流量はｂ２（＝０）となる。なお、原料ガスの供給流量ｂ１は、キャリアガスを含めた総流量である。
【０１３０】
また、本実施例において、活性化ガス供給管３ｃからの活性化ガスの供給流量も、常にｃ１で一定である。よって、バルブ２４３ｆを開いて、バルブ２４３ｈを閉じることにより、活性化ガス供給工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ１となる。また、バルブ２４３ｆを閉じて、バルブ２４３ｈを開くことにより、活性化ガスは処理室２０３をバイパスして活性化ガスベント管３ｂより排気されるため、原料ガス供給工程およびパージ工程における処理室２０３内への活性化ガスの供給流量はｃ２（＝０）となる。
【０１３１】
また、本実施例において、第１不活性ガス供給管２ａからの不活性ガス（Ｎ２）の供給流量も、常にｄ１で一定である。よって、パージ工程及び活性化ガス供給工程においては、バルブ２４３ｅを開き、バルブ２４３ｉを閉じることにより、原料ガス供給管１ａを経由した処理室２０３内への不活性ガス（Ｎ２）の供給流量はｄ１となる。また、原料ガス供給工程中においては、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開くことにより、原料ガス供給管１ａを経由した処理室２０３内への不活性ガス（Ｎ２）の供給流量はｄ２（＝０）となる。
【０１３２】
また、本実施例において、第２不活性ガス供給管４ａからの不活性ガス（Ａｒ）の供給流量も、常にｅ１で一定である。よって、パージ工程及び原料ガス供給工程中においては、バルブ２４３ｊを開き、バルブ２４３ｋを閉じることにより、活性化ガス供給管３ｃを経由した処理室２０３への不活性ガス（Ａｒ）の供給流量はｅ１となる。また、活性化ガス供給工程においては、バルブ２４３ｊを閉じ、バルブ２４３ｋを開くことにより、活性化ガス供給管３ｃを経由した処理室２０３への不活性ガス（Ａｒ）の供給流量はｅ２（＝０）となる。
【０１３３】
なお、原料ガス供給工程における不活性ガス（Ａｒ）の供給流量（ｅ１）及び原料ガスの供給流量（ｂ１）の和（ｅ１＋ｂ１）と、活性化ガス供給工程における不活性ガス（Ｎ２）の供給流量（ｄ１）及び活性化ガスの供給流量（ｃ１）の和（ｄ１＋ｃ１）と、パー
ジ工程における不活性ガス（Ｎ２）の供給流量（ｄ１）及び不活性ガス（Ａｒ）の供給流量（ｅ１）の和（ｄ１＋ｅ１）とが、それぞれ等しく（ｅ１＋ｂ１＝ｄ１＋ｃ１＝ｄ１＋ｅ１）なるように、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅを制御している。
【０１３４】
ガスの供給流量をこのように制御することで、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、これにより、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【０１３５】
すなわち、本実施例によれば、第１不活性ガス供給管２ａに設けられたバルブ２４３ｅを閉じると同時に、第１不活性ガスベント管２ｂに設けられたバルブ２４３ｉを開けることで、不活性ガス供給管２ａ内の不活性ガス（Ｎ２）が常に流通する。また、同様に、第２不活性ガス供給管４ａに設けられたバルブ２４３ｊを閉じると同時に、第２不活性ガスベント管４ｂに設けられたバルブ２４３ｋを開けることで、不活性ガス供給管４ａ内の不活性ガス（Ａｒ）が常に流通する。発明者等の知見によれば、第１不活性ガス供給管２ａおよび第２不活性ガス供給管４ａ内に不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ）が常に流通することにより、バルブ２４３ｅおよびバルブ２４３ｊを閉めても第１不活性ガス供給管２ａおよび第２不活性ガス供給管４ａ内に生じる圧力差が第１不活性ガスベント管２ｂおよび第２不活性ガスベント管４ｂを設けない場合に比べ、はるかに小さくなり、バルブ２４３ｅ、バルブ２４３ｊを開放しても処理室２０３内に伝達される圧力差は僅かであるため、かかる圧力差は処理室内２０３内にて吸収され、処理室２０３内の圧力変動の発生を抑制できているものと考えられる。
【０１３６】
なお、バルブ２４３ｅを閉じ、バルブ２４３ｉを開けた場合のバルブ２４３ｅよりも下流側の第１不活性ガス供給管２ａ内の圧力は、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられ、また、バルブ２４３ｅよりも上流側の第１不活性ガス供給管２ａ内の圧力も、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられる。というのも、この状態においては、第１不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも下流側の部分も、また、バルブ２４３ｅよりも上流側の部分も、同一の排気ポンプ８で同様に真空排気しているからである。ただし、バルブ２４３ｅから排気ポンプ８までの排気経路は互いに異なるため、第１不活性ガス供給管２ａ内のバルブ２４３ｅよりも上流側と下流側との間には、１０Ｐａ未満程度の若干の圧力差は生じ得るものと考えられる。また、同様に、バルブ２４３ｊを閉じ、バルブ２４３ｋを開けた場合のバルブ２４３ｊよりも下流側の第２不活性ガス供給管４ａ内の圧力は、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられ、また、バルブ２４３ｊよりも上流側の第２不活性ガス供給管４ａ内の圧力も、処理室２０３内の圧力と同程度（１０３Ｐａ以下）であるものと考えられる。というのも、この状態においては、第２不活性ガス供給管４ａ内のバルブ２４３ｊよりも下流側の部分も、また、バルブ２４３ｊよりも上流側の部分も、同一の排気ポンプ８で同様に真空排気しているからである。ただし、バルブ２４３ｊから排気ポンプ８までの排気経路は互いに異なるため（各排気経路の流動抵抗はそれぞれ異なるため）、第２不活性ガス供給管４ａ内のバルブ２４３ｊよりも上流側と下流側との間には、１０Ｐａ未満程度の若干の圧力差は生じ得るものと考えられる。本実施例の場合、より高速なガスの切り替えに対応して、ガスの供給流量の総流量を制御して圧力変動の発生を抑制することができる。
【０１３７】
また、本実施例によれば、原料ガス供給時以外は、常時、原料ガス供給管１ａ内をＮ２によりパージでき、活性化ガス供給時以外は、常時、活性化ガス供給管３ｃ内をＡｒによりパージでき、このような不活性ガスによる配管のパージ作用を有する点で、第２の実施形態（図５の構成）よりも、第３の実施形態（図６の構成）がより好ましいといえる。
【０１３８】
なお、第１の実施形態の実施例（図４（ｂ））では、不活性ガス供給管２ａに設けられ
たバルブ２４３ｅを閉じることなく常に開いたままの状態として、マスフローコントローラ２４１ｅにより不活性ガスの供給流量を増減させることにより処理室２０３内に不活性ガスをパルス状に供給している。これに対し、第２の実施形態のシーケンス例１（図５（ａ））では、マスフローコントローラ２４１ｅにより不活性ガスの供給流量を増減させるのではなく、バルブ２４３ｅ，２４３ｉの開閉を切り替えて不活性ガスの流れを切り替えることにより、処理室２０３内に不活性ガスをパルス状に供給している。また、第３の実施形態では、マスフローコントローラ２４１ｅ，２４１ｄにより不活性ガスの供給流量を増減させるのではなく、バルブ２４３ｅ，２４３ｉ，バルブ２４３ｊ，２４３ｋの開閉を切り替えて不活性ガスの流れを切り替えることにより、処理室２０３内に不活性ガスをパルス状に供給している。その結果、図８（ｂ）に示すとおり、不活性ガスの供給流量の増減をより迅速に行う（ガスの流量制御の応答性を向上させる）ことが可能となる。
【０１３９】
図８（ａ）は、マスフローコントローラにより供給流量を増減させた場合の不活性ガスの供給流量変化を例示するグラフ図であり、（ｂ）は、バルブの開閉の切り替えにより流れを切り替えた場合の不活性ガスの供給流量変化を例示するグラフ図である。いずれのグラフ図においても、縦軸は処理室２０３内にパルス状に供給される不活性ガスの供給流量を示し、横軸は経過時間を示している。図８によれば、バルブの開閉の切り替えにより不活性ガスの流れを切り替える場合（図８（ｂ））には、マスフローコントローラにより供給流量を増減させる場合（図８（ａ））に比べて、供給流量の増減を開始してから供給流量が安定するまでの時間（供給流量制御の応答時間）がより短縮され、供給流量の増減をより迅速に行える。マスフローコントローラにより供給流量を増減させる場合（図８（ａ））、流量変更指令を与えてから流量が安定するまでに時間がかかり、流量変更の立ち上がり及び立ち下りの切れが悪いが、バルブの開閉の切り替えにより不活性ガスの流れを切り替える場合（図８（ｂ））には、バルブの開閉を切り替えてから流量が安定するまでの時間が短く、流量変更の立ち上がり及び立ち下りの切れが良い。
【０１４０】
４．本発明の第４の実施形態
次に、本発明の第４の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成、及び処理炉２０２により実施される基板処理工程のサイクル処理の実施例について順次説明する。
【０１４１】
（１）処理炉の構成
まず、本発明の第４の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉２０２の一例を示す概略図である。
【０１４２】
第４の実施形態における処理炉２０２が第３の実施形態の処理炉２０２と異なる点は、原料ガス供給管１ａ、第１不活性ガス供給管２ａ、活性化ガス供給管３ｃ、第２不活性ガス供給管４ａが、それぞれバルブ２４３ａ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｊの下流側で合流するように一本化してシャワーヘッド２３６に接続されている点である。なお、原料ガスベント管１ｂ、第１不活性ガスベント管２ｂ、活性化ガスベント管３ｂ、第２不活性ガスベント管４ｂは、第３の実施形態と同様に、バルブ２４３ｇ，２４３ｉ，２４３ｈ，２４３ｋを介して排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。
【０１４３】
その他の構成については、第３の実施形態と同一である。
【０１４４】
（２）サイクル処理の実施例
第４の実施形態にかかる基板処理工程が第３の実施形態にかかる基板処理工程と異なる点は、サイクル工程（Ｓ９）において排気ポンプ８により排気されるガスの流量（排気ポンプ８の負荷）が常に一定になるように、各流量制御器や各バルブを制御する点にある。
【０１４５】
すなわち、処理室２０３内に処理ガスを供給する際の排気管２３１（排気口２３０）より排気するガスの流量（処理室２０３を経由して排気されるガスの流量）と、原料ガスベント管１ｂ、第１不活性ガスベント管２ｂ、活性化ガスベント管３ｂ、及び第２不活性ガスベント管４ｂより排気するガスの流量（処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの流量）との合計流量と、処理室２０３内に不活性ガスを供給する際の排気管２３１（排気口２３０）より排気するガスの流量（処理室２０３を経由して排気されるガスの流量）と、原料ガスベント管１ｂ、第１不活性ガスベント管２ｂ、活性化ガスベント管３ｂ、及び第２不活性ガスベント管４ｂより排気するガスの流量（処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの流量）との合計流量と、が一定になるように、各マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅや各バルブ２４３ａ〜２４３ｋの動作を制御する点である。
【０１４６】
本実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量例を、図１０を用いて説明する。
【０１４７】
まず、原料ガス供給工程（Ｓ５）では、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ａ，２４３ｉ，２４３ｈ，２４３ｊを開き、バルブ２４３ｇ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｋを閉じることにより、原料ガス供給管１ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとし、第２不活性ガス供給管４ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ａｒ）の流量を０．２ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに第１不活性ガスベント管２ｂより排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに活性化ガスベント管３ｂより排気される活性化ガスの流量を０．２ｓｌｍとしている。
【０１４８】
また、本実施形態にかかるパージ工程（Ｓ６）では、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ｇ，２４３ｅ，２４３ｈ，２４３ｊを開き、バルブ２４３ａ，２４３ｉ，２４３ｆ，２４３ｋを閉じることにより、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、第２不活性ガス供給管４ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ａｒ）の流量を０．２ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに原料ガスベント管１ｂより排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに活性化ガスベント管３ｂより排気される活性化ガスの流量を０．２ｓｌｍとしている。
【０１４９】
また、本実施形態にかかる活性化ガス供給工程（Ｓ７）では、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ｇ，２４３ｅ，２４３ｆ，２４３ｋを開き、バルブ２４３ａ，２４３ｉ，２４３ｈ，２４３ｊを閉じることにより、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、活性化ガス供給管３ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される活性化ガスの流量を０．２ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに原料ガスベント管１ｂより排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに第２不活性ガスベント管４ｂより排気される不活性ガス（Ａｒ）の流量を０．２ｓｌｍとしている。
【０１５０】
また、本実施形態にかかるパージ供給工程（Ｓ８）では、マスフローコントローラ２４１ａ〜２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ｇ，２４３ｅ，２４３ｈ，２４３ｊを開き、バルブ２４３ａ，２４３ｉ，２４３ｆ，２４３ｋを閉じることにより、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、第２不活性ガス供給管４ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ａｒ）の流量を０．２ｓｌｍとし、処理
室２０３を経由せずに原料ガスベント管１ｂより排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに活性化ガスベント管３ｂより排気される活性化ガスの流量を０．２ｓｌｍとしている。
【０１５１】
このように、本実施形態では、原料ガス供給工程（Ｓ５）〜パージ供給工程（Ｓ８）の各工程において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量を常に０．７ｓｌｍ（＝０．５ｓｌｍ＋０．２ｓｌｍ）とし、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量を常に０．７ｓｌｍ（＝０．５ｓｌｍ＋０．２ｓｌｍ）とし、排気ポンプ８により排気されるガスの合計流量を常に１．４ｓｌｍ（＝０．７ｓｌｍ＋０．７ｓｌｍ）としている。すなわち、排気ポンプ８により排気されるガスの流量（排気ポンプ８の負荷）が常に一定になるようにしている。また、原料ガス供給工程（Ｓ５）〜パージ供給工程（Ｓ８）の各工程において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量（０．７ｓｌｍ）と、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量（０．７ｓｌｍ）との比率が常に一定（１：１）になるようにしている。これにより、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【０１５２】
５．本発明の第５の実施形態
本実施形態においては、処理室２０３内に供給する処理ガスのガス種毎に、処理ガス供給ライン、処理ガスベントライン、不活性ガス供給ライン、及び不活性ガスベントラインの組が設けられている。そして、これらの各ラインは、処理室２０３内に処理ガスを供給する工程と処理室２０３内をパージする工程とにおいて、互いに連携して動作するように構成されている。
【０１５３】
本発明の第５の実施形態としての基板処理装置の処理炉２０２の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉２０２の一例を示す概略図である。
【０１５４】
図１１によれば、原料ガス供給管１ａ、第１不活性ガス供給管２ａ、原料ガスベント管１ｂ、及び第１不活性ガスベント管は組２５０として構成されている。なお、かかる組２５０は、処理室２０３内に供給する処理ガスのガス種毎に設けられる。例えば、処理室２０３内に処理ガスとして活性化ガスを供給する場合には、図示しないが、活性化ガス供給管、第２不活性ガス供給管、活性化ガスベント管、及び第２不活性ガスベント管の組が設けられる。その他の構成については、第３の実施形態と同一である。
【０１５５】
本実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量例を、図１２を用いて説明する。
【０１５６】
図１２によれば、本実施形態にかかる原料ガス供給工程（Ｓ５）では、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ａ，２４３ｉを開き、バルブ２４３ｇ，２４３ｅを閉じることにより、原料ガス供給管１ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに第１不活性ガスベント管２ｂより排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとしている。
【０１５７】
また、図１２によれば、本実施形態にかかるパージ工程（Ｓ６）では、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｅにより流量制御しつつ、バルブ２４３ｇ，２４３ｅを開き、バルブ２４３ａ，２４３ｉを閉じることにより、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに原料ガスベント管１ｂより排気される原料ガスの流量を
０．５ｓｌｍとしている。
【０１５８】
このように、本実施形態では、原料ガス供給工程（Ｓ５）及びパージ工程（Ｓ６）において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量を常に０．５ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量を常に０．５ｓｌｍとし、排気ポンプ８により排気されるガスの合計流量を常に１．０ｓｌｍとしている。すなわち、排気ポンプ８により排気されるガスの流量（排気ポンプ８の負荷）が常に一定になるようにしている。また、原料ガス供給工程（Ｓ５）及びパージ供給工程（Ｓ６）において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量（０．５ｓｌｍ）と、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量（０．５ｓｌｍ）との比率が常に一定（１：１）になるようにしている。これにより、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【０１５９】
６．本発明の第６の実施形態
本実施形態においては、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量と、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量との比率が、原料ガス供給工程（Ｓ５）、パージ工程（Ｓ６）の各工程において、１：１ではないが常に一定であるように構成されている。
【０１６０】
本発明の第６の実施形態としての基板処理装置の処理炉の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置である枚葉式ＭＯＣＶＤ装置の処理炉の一例を示す概略図である。
【０１６１】
図１３によれば、原料ガス供給管１ａ、第１不活性ガス供給管２ａ、原料ガスベント管１ｂ、及び第１不活性ガスベント管に加えて、原料ガスを希釈する希釈用不活性ガス供給ラインとしての希釈用不活性ガス供給管２ａ’と、希釈用不活性ガスベントラインとしての希釈用不活性ガスベント（バイパス）管２ｂ’とが設けられている。
【０１６２】
希釈用不活性ガス供給管２ａ’には、非反応性ガスとしての希釈用の不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニット２５０ｅ’と、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御手段（流量制御器）としてのマスフローコントローラ２４１ｅ’が上流側から順に設けられている。不活性ガスとしては例えばＮ２を用いる。希釈用不活性ガス供給管２ａ’は、バルブ２４３ｅ’を介して原料ガス供給管１ａ（バルブ２４３ａの下流側）及び第１不活性ガス供給管２ａ（バルブ２４３ｅの下流側）に合流するように一本化して接続されている。
【０１６３】
希釈用不活性ガスベント管２ｂ’は、希釈用不活性ガス供給管２ａ’のバルブ２４３ｅ’の上流側（すなわち、マスフローコントローラ２４１ｅ’とバルブ２４３ｅ’との間）に設けられている。希釈用不活性ガスベント管２ｂ’は、バルブ２４３ｉ’を介して排気管２３１の圧力制御手段７と排気ポンプ８との間に接続されている。
【０１６４】
その他の構成については、第５の実施形態と同一である。
【０１６５】
本実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量例を、図１４を用いて説明する。
【０１６６】
本実施形態にかかる原料ガス供給工程（Ｓ５）では、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｅ，２４１ｅ’により流量制御しつつ、バルブ２４３ａ，２４３ｅ’，２４３ｉを開き、バルブ２４３ｇ，２４３ｉ’，２４３ｅを閉じることにより、原料ガス供給管１ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される原料ガスの流量を０．５ｓ
ｌｍとし、希釈用不活性ガス供給管２ａ’から処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．２ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに第１不活性ガスベント管２ｂより排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとしている。
【０１６７】
また、本実施形態にかかるパージ工程（Ｓ６）では、マスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｅ，２４１ｅ’により流量制御しつつ、バルブ２４３ｇ，２４３ｅ’，２４３ｅを開き、バルブ２４３ａ，２４３ｉ’，２４３ｉを閉じることにより、第１不活性ガス供給管２ａから処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．５ｓｌｍとし、希釈用不活性ガス供給管２ａ’から処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気される不活性ガス（Ｎ２）の流量を０．２ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに原料ガスベント管１ｂより排気される原料ガスの流量を０．５ｓｌｍとしている。
【０１６８】
このように、本実施形態では、原料ガス供給工程（Ｓ５）及びパージ工程（Ｓ６）において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量を常に０．７ｓｌｍとし、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量を常に０．５ｓｌｍとし、排気ポンプ８により排気されるガスの合計流量を常に１．２ｓｌｍとしている。すなわち、排気ポンプ８により排気されるガスの流量（排気ポンプ８の負荷）が常に一定になるようにしている。また、原料ガス供給工程（Ｓ５）及びパージ供給工程（Ｓ６）において、処理室２０３内に供給され排気口２３０より排気されるガスの小計流量（０．７ｓｌｍ）と、処理室２０３を経由せずに各ベント管から排気されるガスの小計流量（０．５ｓｌｍ）との比率が常に一定（７：５）になるようにしている。これにより、処理室２０３内における圧力変動の発生を抑制でき、処理室２０３内に発生した異物の攪拌が抑制でき、基板２００への異物の吸着を抑制することが可能となる。
【０１６９】
なお、上述した第１から第６の実施形態の実施例にて示したシーケンスを用い、例えば、基板２００上にＨｆＯ２膜を成膜する場合の処理条件としては、処理温度：３５０〜４５０℃、処理圧力：５０〜２００Ｐａ、第１の処理ガスとしての原料ガスのもととなる有機液体原料（ＭＯ原料）：Ｈｆ（ＭＭＰ）４（Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＯＣＨ３］４（テトラキス（１−メトキシ−２−メチル−２−プロポキシ）ハフニウム））、有機液体原料（ＭＯ原料）の供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２の処理ガスとしての活性化ガスのもととなる反応ガス（酸化剤）：Ｏ２／Ａｒ混合ガス、Ｏ２供給流量：２００〜２０００ｓｃｃｍ、Ａｒ供給流量：０〜１８００ｓｃｃｍ、が例示される。
【０１７０】
＜本発明の他の実施形態＞
本発明は、上記実施の形態で説明した成膜の他にも、２種以上の原料の切り替え供給により成膜を進める場合に広く適用できる。たとえば、Ｒｕ（ＥｔＣｐ）２等のＲｕ原料とリモートプラズマユニットで活性化したＯ２などの酸化剤の交互供給によるＲｕ、ＲｕＯ２成膜や、Ｈｆ−（ＭＭＰ）４等のＨｆ原料とＳｉ−（ＭＭＰ）４等のＳｉ原料とＨ２ＯやＯ３などの酸化剤の交互供給によるＨｆＳｉＯ成膜などである。
【０１７１】
また、ここでは、原料供給による成膜工程と活性な酸化種の供給による改質（不純物除去）工程の繰り返しの例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、原料供給と酸化剤等の反応ガス供給を繰り返すＡＬＤなど、より周期的なプロセスを必要とする場合にも適用できる。また、酸化剤としては、オゾンなどリモートプラズマユニットを用いない酸化種を用いてもよい。その場合、既述のように活性化機構９としてはオゾナイザを用いるのがよい。また、原料と酸化剤の組み合わせに限らず、成膜に必要な２種以上の原料の組み合わせの場合も同様に圧力変動の抑制手段として用いることができる。
【０１７２】
また、上記実施の形態ではＣＶＤプロセスを例に示したが、ＡＬＤプロセスにおいてもガス切り替えの際には圧力変動が発生するため本手法を用いることで圧力変動の発生を抑制する効果が期待できる。この場合には、ガス混合部であるシャワーヘッドは簡素な造りに置き換えることも可能であり、シャワーヘッドを用いない場合も考えられる。
【０１７３】
また、本発明で用いるガスは、前述したガスに限らず、用途に応じてさまざまな種類から適宜選択可能である。例えば、原料ガスとしては、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｓｉを含むガスに限らず、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉなどを含むガスを用いることが出来る。また、反応ガスとしてはＯラジカル、Ｈ２Ｏガス、Ｏ３ガスの他に、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ６、またはこれら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、イオン種を含むガスを用いることが出来る。
【０１７４】
また上記では、本発明を、原料ガスの供給と反応ガスの供給とを交互に繰り返すＭＯＣＶＤ法に適用した場合について説明したが、本発明はこの他に、原料ガスと反応ガスとを同時に供給するＭＯＣＶＤ法にも適用できる。
【０１７５】
＜本発明の好ましい態様＞
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給ラインと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、
前記不活性ガス供給ラインに設けられ前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく排気する不活性ガスベントラインと、
前記不活性ガス供給ラインの前記不活性ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第１バルブと、
前記不活性ガスベントラインに設けられた第２バルブと、
前記処理室内を排気する排気ラインと、を有する基板処理装置が提供される。
【０１７６】
好ましくは、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給しない際に、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記不活性ガスベントラインより排気しておき、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際に前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替えるように
前記各バルブを制御するコントローラを有する。
【０１７７】
好ましくは、
前記処理ガス供給ラインに設けられ前記処理ガス供給ラインに供給された前記処理ガスを前記処理室内に供給することなく排気する処理ガスベントラインと、
前記処理ガス供給ラインの前記処理ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第３バルブと、
前記処理ガスベントラインに設けられた第４バルブと、
前記処理室内に前記処理ガスと前記不活性ガスとを交互に供給するとともに、
前記処理ガス供給ラインより前記処理室内に前記処理ガスを供給しつつ前記排気ラインより排気する際には、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガスベントラインより排気し、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給しつつ前記排気ラインより排気する際には、前記処理ガス供給ラインに供給された前記処理ガスを前記処理
室内に供給することなく前記処理ガスベントラインより排気するように前記各バルブを制御するコントローラと、を有する。
【０１７８】
好ましくは、
前記処理ガス供給ラインと前記不活性ガス供給ラインには、それぞれ流量制御器が設けられ、
前記コントローラは、さらに、
前記処理室内に前記処理ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記不活性ガスベントラインより排気するガスの流量との合計流量と、
前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記処理ガスベントラインより排気するガスの流量との合計流量と、
が一定になるように、また、
前記処理室内に前記処理ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記不活性ガスベントラインより排気するガスの流量との比と、
前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際の前記排気ラインより排気するガスの流量と前記処理ガスベントラインより排気するガスの流量との比と、
が一定になるように
前記各流量制御器を制御する。
【０１７９】
好ましくは、
前記コントローラは、さらに、
前記処理室内に前記処理ガスと前記不活性ガスとを交互に供給する際に前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるように前記流量制御器を制御する。
【０１８０】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に第１の処理ガスを供給する第１処理ガス供給ラインと、
前記処理室内に第２の処理ガスを供給する第２処理ガス供給ラインと、
前記処理室内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ラインと、
前記不活性ガス供給ラインに設けられ前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく排気する不活性ガスベントラインと、
前記不活性ガス供給ラインの前記不活性ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第１バルブと、
前記不活性ガスベントラインに設けられた第２バルブと、
前記処理室内を排気する排気ラインと、
を有する基板処理装置が提供される。
【０１８１】
好ましくは、
前記第１処理ガス供給ラインに設けられ前記第１処理ガス供給ラインに供給された前記第１の処理ガスを前記処理室内に供給することなく排気する第１処理ガスベントラインと、
前記第２処理ガス供給ラインに設けられ前記第２処理ガス供給ラインに供給された前記第２の処理ガスを前記処理室内に供給することなく排気する第２処理ガスベントラインと、
前記第１処理ガス供給ラインの前記第１処理ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第３バルブと、
前記第１処理ガスベントラインに設けられた第４バルブと、
前記第２処理ガス供給ラインの前記第２処理ガスベントラインが設けられる部分よりも下流側に設けられた第５バルブと、
前記第２処理ガスベントラインに設けられた第６バルブと、
前記処理室内に前記第１の処理ガスと、前記不活性ガスと、前記第２の処理ガスと、前記不活性ガスと、をこの順に繰り返し供給すると共に、
前記第１処理ガス供給ラインより前記処理室内に前記第１の処理ガスを供給する際、および、前記第２処理ガス供給ラインより前記第２の処理ガスを供給する際には、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガスベントラインより排気し、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給する際には、前記第１処理ガス供給ラインに供給された前記第１の処理ガスを前記処理室内に供給することなく前記第１処理ガスベントラインより排気すると共に、前記第２処理ガス供給ラインに供給された前記第２の処理ガスを前記処理室内に供給することなく前記第２処理ガスベントラインより排気するように前記各バルブを制御するコントローラと、
を有する。
【０１８２】
好ましくは、
前記コントローラは、さらに、
前記処理室内に前記第１の処理ガスと、前記不活性ガスと、前記第２の処理ガスと、前記不活性ガスと、をこの順に繰り返し供給する際、前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるように前記流量制御器を制御する。
【０１８３】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記基板を処理する工程は、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理ガスを供給する工程では、
前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気するようにし、
前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替える半導体装置の製造方法が提供される。
【０１８４】
好ましくは、前記処理ガスを供給する工程および前記不活性ガスを供給する工程では、前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるようにする。
【０１８５】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記基板を処理する工程では、
第１処理ガス供給ラインより前記処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、
第２処理ガス供給ラインより前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給する工程と、
を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すと共に、
前記第１の処理ガスを供給する工程、および、前記第２の処理ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気し、
前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替える半導体装置の製造方法が提供される。
【０１８６】
好ましくは、前記サイクルを複数回繰り返す際、前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるようにする。
【０１８７】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記基板を処理する工程は、
処理ガス供給ラインより前記処理室内に処理ガスを供給する工程と、
不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、を有し、
前記処理ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気するか、もしくは前記不活性ガスを供給する工程よりも前記不活性ガス供給ラインから前記処理室内へ流れる不活性ガスの流量を少なくするようにし、
前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替えるか、もしくは前記処理ガスを供給する工程よりも前記不活性ガス供給ラインから前記処理室内へ流れる不活性ガスの流量を多くする半導体装置の製造方法が提供される。
【０１８８】
好ましくは、
前記処理ガスを供給する工程および前記不活性ガスを供給する工程では、前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるようにする。
【０１８９】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室内で基板を処理する工程と、
処理後の基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記基板を処理する工程では、
第１処理ガス供給ラインより前記処理室内に第１の処理ガスを供給する工程と、
不活性ガス供給ラインより前記処理室内に不活性ガスを供給する工程と、
第２処理ガス供給ラインより前記処理室内に第２の処理ガスを供給する工程と、
前記不活性ガス供給ラインより前記処理室内に前記不活性ガスを供給する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すと共に、
前記第１の処理ガスを供給する工程、及び前記第２の処理ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された前記不活性ガスを前記処理室内に供給することなく前記不活性ガス供給ラインに設けられた不活性ガスベントラインより排気するか、もしくは前記不活性ガスを供給する工程よりも前記不活性ガス供給ラインから前記処理室へ流れる不活性ガスの流量を少なくするようにし、
前記不活性ガスを供給する工程では、前記不活性ガス供給ラインに供給された不活性ガスの流れを、前記不活性ガスベントラインへ向かう流れから前記処理室内へ向かう流れに切り替えるか、もしくは前記第１の処理ガスを供給する工程または前記第２の処理ガスを供給する工程よりも前記不活性ガス供給ラインから前記処理室内へ流れる不活性ガスの流量を多くする半導体装置の製造方法が提供される。
【０１９０】
好ましくは、
前記サイクルを複数回繰り返す際、前記処理室内におけるトータルガス流量が一定となるようにする。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の第１の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図４】処理室内への処理ガスの供給シーケンス例を示すグラフ図であり、（ａ）は従来のシーケンス例であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態におけるシーケンス例である。
【図５】処理室内への処理ガスの供給シーケンス例を示すグラフ図であり、（ａ）は本発明の第２の実施形態における実施例のシーケンス例１であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態における実施例のシーケンス例２である。
【図６】本発明の第３の実施形態における実施例のシーケンス例である。
【図７】半導体デバイスの製造工程の一工程として実施される本発明の第１の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。
【図８】（ａ）は、マスフローコントローラにより供給流量を増減させた場合の不活性ガスの供給流量変化を例示するグラフ図であり、（ｂ）は、バルブの開閉により流れを切り替えた場合の不活性ガスの供給流量変化を例示するグラフ図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量をそれぞれ例示する表図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量をそれぞれ例示する表図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における基板処理装置の処理炉のシステム構成概略図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態のサイクル工程における各種ガスの流量をそれぞれ例示する表図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１ａ    原料ガス供給管
１ｂ    原料ガスベント管
２ａ    不活性ガス供給管
２ｂ    不活性ガスベント管
３ａ    反応ガス供給管
３ｂ    活性化ガスベント管
３ｃ    活性化ガス供給管
４ａ    第２不活性ガス供給管
４ｂ    第２不活性ガスベント管
２００  基板
２０３  処理室
２３１  排気管
２５６  メインコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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