(57)【要約】【課題】活性化手段を反応室内部または反応室に沿って備えている基板処理装置において、活性化手段の放電用電極と載置手段との間での放電を防止できるようにする。【解決手段】基板処理装置を構成する縦型処理炉２０２は、処理ガスを用いてウェハ２００を処理する処理室２０１と、処理室２０１内でウェハ２００を保持する保持具となるボート２１７とを備える。さらに、ボート２１７を処理室２０１内で載置する載置手段となるボート台２２１と、処理室２０１内または処理室２０１に沿って設けられた処理ガスを励起するための棒状電極２６９、２７０を有する活性化手段２５０とを備える。活性化手段２５０の棒状電極２６９、２７０と対向するボート台２２１の少なくともボート側となる円板部２２１ａか、または筒部２２１ｂを含めた全体を誘電体で構成してある。【選択図】  図１
2005056891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ガスを用いて基板を処理する処理室と、
前記処理室内で前記基板を保持する保持具と、
前記保持具を前記処理室内で載置する載置手段と、
前記処理室内または処理室に沿って設けられた処理ガスを励起するための放電用電極を有する活性化手段とを備え、
前記活性化手段の放電用電極と対向する前記載置手段の少なくとも前記保持具側の部分を誘電体で構成したことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理ガスを励起して基板を処理する基板処理装置に係り、特に処理ガスを励起する活性化手段を反応室に有する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反応室内部に活性化手段を有する処理炉として、従来、図５に示すような、複数の基板を同時に処理する縦型処理炉が知られている。この縦型処理炉１は、外周囲に図示略のヒータを設けた反応管３を備える。この反応管３内部または反応管３外面に沿うように活性化手段２を備えている。活性化手段２は、一対の電極を有するガス供給領域を備えて、そこで処理ガスを励起または分解するように構成される。反応管３の開口部４はシールキャップ５で密閉され、シールキャップ５上に保持具を載置する載置手段（ボート台７）を介して基板を保持する保持具（ボート６）が立設されている。また、ボート台７に載置されたボート６は、ボート回転機構８により回転自在となっている。
【０００３】
上述したボート６を載せるボート台７は、従来はコスト、加工・製作のしやすさ、耐熱性等の観点から金属で作られていた。例えば、ステンレス、ハステロイなどである。また、活性化手段２を構成する放電用の一対の電極１１のうち、一方の電極は整合器１０を介して高周波電源９に接続され、他方は接地されている。また、ボート台７、及びボート回転機構８のケーシングも接地されている。
【０００４】
したがって、ガスの励起または分解のために、活性化手段２を、反応管３内部または反応管３外面に沿うように有する上述した処理炉１では、点線で囲った領域Ａでは、放電のための電極１１と、導電性のボート台７との距離が近いために、放電時に電極１１とこのボート台７との間に放電が起こって、ボート台７の近傍でプラズマＰが生成される恐れがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の処理炉を有する基板処理装置では、ガスの励起または分解のために、ガス供給領域を有する活性化手段を反応管内部または反応管外面に沿うように備えるものでは、放電用電極と導電性の載置手段との距離が近いために、保持具を載置する載置手段は接地されることもあり、載置手段が接地電極の役割をしてしまい、放電時に電極とこの載置手段との間のガス供給領域以外で放電が起こってしまうおそれがあった。そのために、次のような問題があった。
【０００６】
（１）載置手段がプラズマダメージを受けて、金属汚染が発生する。
（２）載置手段近傍の電装部品（ボート回転駆動部等）に高周波ノイズがのり、誤動作を起こす。
（３）ガス供給領域以外で放電するので、励起（分解）したいガスの励起（分解）が効率が下がる。
【０００７】
そこで、電極と載置手段との距離を離すことが対応策として考えられるが、そうすると処理室の容積が大きくなり、ガス置換時間が長くなったり、ヒータと基板との間の距離が遠くなったりするなどのデメリットが生じる。
【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、活性化手段を反応室内部または反応室に沿って持っている基板処理装置において、放電用電極と載置手段との間での放電を防止し得る基板処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、処理ガスを用いて基板を処理する処理室と、前記処理室内で前記板を保持する保持具と、前記保持具を前記処理室内で載置する載置手段と、前記処理室内または処理室に沿って設けられた処理ガスを励起するための放電用電極を有する活性化手段とを備え、前記活性化手段の放電用電極と対向する前記載置手段の少なくとも前記保持具側の部分を誘電体で構成したことを特徴とする基板処理装置である。
放電用電極と対向する少なくとも保持具側の部分が誘電体で構成されているので、放電用電極と載置手段との間で放電が生じるのを防止できる。
【００１０】
より具体的には、活性化手段は、処理ガスを励起するための少なくとも一対の放電用電極を備え、一対の放電用電極は基板と所定の間隔を設けて配置され、一対の電極のうち少なくとも１つの電極は処理室内に配置されており、載置手段の少なくとも保持具を載置している側の部分が誘電体で構成されていることである。
一対の放電用電極のうち少なくとも１つの電極は処理室内に配置されるが、載置手段が誘電体で構成されているので、放電用電極と載置手段との間で放電が生じるのを防止できる。したがって、載置手段が放電によりスパッタされることによる汚染、載置手段近傍の電装部品に高周波ノイズがのることによる誤動作、ガス供給領域以外で放電が生じることによるガスの励起効率低下を低減することができる。
なお、処理ガスの励起には、処理ガスの分解も含まれる。また、誘電体には絶縁体も含まれる。
【００１１】
以下に本発明が適用される基板処理装置について説明する。
【００１２】
図２は基板処理装置の一例である半導体製造装置の概略図である。
筐体１０１内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としてのカセット１００の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ１０５が設けられ、該カセットステージ１０５の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ１１５が設けられ、該カセットエレベータ１１５には搬送手段としてのカセット移載機１１４が取りつけられている。又、前記カセットエレベータ１１５の後側には、前記カセット１００の載置手段としてのカセット棚１０９が設けられると共に前記カセットステージ１０５の上方にも予備カセット棚１１０が設けられている。前記予備カセット棚１１０の上方にはクリーンユニット１１８が設けられクリーンエアを前記筐体１０１の内部を流通させるように構成されている。
【００１３】
前記筐体１０１の後部上方には、処理炉２０２が設けられ、該処理炉２０２の下方には基板としてのウェハ２００を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート２１７を該処理炉２０２に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ１２１が設けられ、該ボートエレベータ１２１に取りつけられた昇降部材１２２の先端部には蓋体としてのシールキャップ２１９が取りつけられ該ボート２１７を垂直に支持している。前記ボートエレベータ１２１と前記カセット棚１０９との間には昇降手段としての移載エレベータ１１３が設けられ、該移載エレベータ１１３には搬送手段としてのウェハ移載機１１２が取りつけられている。
又、前記ボートエレベータ１２１の横には、開閉機構を持ち前記処理炉２０２の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ１１６が設けられている。
【００１４】
前記ウェハ２００が装填された前記カセット１００は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ１０５に該ウェハ２００が上向き姿勢で搬入され、該ウェハ２００が水平姿勢となるよう該カセットステージ１０５で９０°回転させられる。更に、前記カセット１００は、前記カセットエレベータ１１５の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機１１４の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ１０５から前記カセット棚１０９又は前記予備カセット棚１１０に搬送される。
【００１５】
前記カセット棚１０９には前記ウェハ移載機１１２の搬送対象となる前記カセット１００が収納される移載棚１２３があり、前記ウェハ２００が移載に供される該カセット１００は前記カセットエレベータ１１５、前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３に移載される。
【００１６】
前記カセット１００が前記移載棚１２３に移載されると、前記ウェハ移載機１１２の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ１１３の昇降動作の協働により該移載棚１２３から降下状態の前記ボート２１７に前記ウェハ２００を移載する。
【００１７】
前記ボート２１７に所定枚数の前記ウェハ２００が移載されると前記ボートエレベータ１２１により該ボート２１７が前記処理炉２０２に挿入され、前記シールキャップ２１９により前記処理炉２０２が気密に閉塞される。気密に閉塞された前記処理炉２０２内では前記ウェハ２００が加熱されると共に処理ガスが該処理炉２０２内に供給され、前記ウェハ２００に処理がなされる。
【００１８】
前記ウェハ２００への処理が完了すると、該ウェハ２００は上記した作動の逆の手順により、前記ボート２１７から前記移載棚１２３の前記カセット１００に移載され、該カセット１００は前記カセット移載機１１４により該移載棚１２３から前記カセットステージ１０５に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体１０１の外部に搬出される。
尚、前記炉口シャッタ１１６は、前記ボート２１７が降下状態の際に前記処理炉２０２の下面を塞ぎ、外気が該処理炉２０２内に巻き込まれるのを防止している。
前記カセット移載機１１４等の搬送動作は、搬送制御手段１２４により制御される。
【００１９】
次に、上述した半導体製造装置を構成する処理炉２０２を用いてウェハ等の基板に成膜処理する説明を行うが、ウェハ等の基板へのプロセス処理例としてＣＶＤ法やＡＬＤ法がある。ここでは、ＡＬＤ法を用いた成膜処理について、簡単に説明する。
【００２０】
ＡＬＤ法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料となるガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。
即ち、利用する化学反応は、例えばＳｉＮ（窒化珪素）膜形成の場合、ＡＬＤ法ではＤＣＳ（ＳｉＨ２Ｃ１２、ジクロルシラン）とＮＨ３（アンモニア）を用いて３００〜６００℃の低温で高品質の成膜が可能である。また、ガス供給は、複数種類の反応性ガスを１種類ずつ交互に供給する。そして、膜厚制御は、反応性ガス供給のサイクル数で制御する（例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、処理を２０サイクル行う。）。
【００２１】
以下に図３を用いて具体的に説明する。
図３は、本実施の形態にかかる縦型の処理炉２０２の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示し、図４は本実施の形態にかかる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を横断面で示す。
【００２２】
加熱手段であるヒータ２０７の内側に、基板であるウェハ２００を処理する反応容器として反応管２０３が設けられる。この反応管２０３の下端開口２０４は蓋体であるシールキャップ２１９により気密部材であるＯリング２２０を介して気密に閉塞され、内部に処理室２０１が形成される。少なくとも、このヒータ２０７、反応管２０３、及びシールキャップ２１９により処理炉２０２を形成している。シールキャップ２１９には保温・断熱キャップ２１８を介して基板保持手段であるボート２１７が立設され、前記保温・断熱キャップ２１８はボートを保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理炉２０２に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウェハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。前記ヒータ２０７は処理炉２０２に挿入されたウェハ２００を所定の温度に加熱する。
【００２３】
そして、処理炉２０２へは複数種類、ここでは２種類のガスを供給する供給管としての２本のガス供給管２３２ａ、２３２ｂが設けられる。ここでは第１のガス供給管２３２ａからは流量制御手段である第１のマスフローコントローラ２４１ａ及び開閉弁である第１のバルブ２４３ａを介し、更に後述する処理炉２０２内に形成されたバッファ室２３７を介して処理炉２０２に反応ガスが供給され、第２のガス供給管２３２ｂからは流量制御手段である第２のマスフローコントローラ２４１ｂ、開閉弁である第２のバルブ２４３ｂ、ガス溜め２４７、及び開閉弁である第３のバルブ２４３ｃを介し、更に後述するガス供給部２４９を介して処理炉２０２に反応ガスが供給されている。
【００２４】
処理炉２０２はガスを排気する排気管であるガス排気管２３１により第４のバルブ２４３ｄを介して排気手段である真空ポンプ２４６に接続され、真空排気されるようになっている。尚、この第４のバルブ２４３ｄは弁を開閉して処理炉２０２の真空排気・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になっている開閉弁である。
【００２５】
処理炉２０２を構成している反応管２０３の内壁とウェハ２００との間における円弧状の空間には、反応管２０３の下部より上部の内壁にウェハ２００の積載方向に沿って、ガス分散空間（ガス供給領域）であるバッファ室２３７が設けられており、そのバッファ室２３７のウェハ２００と隣接する壁の端部にはガスを供給する供給孔である第１のガス供給孔２４８ａが設けられている。この第１のガス供給孔２４８ａは反応管２０３の中心へ向けて開口している。この第１のガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
【００２６】
そしてバッファ室２３７の第１のガス供給孔２４８ａが設けられた端部と反対側の端部には、ノズル２３３が、やはり反応管２０３の下部より上部にわたりウェハ２００の積載方向に沿って配設されている。そしてノズル２３３には複数のガスを供給する供給孔である第２のガス供給孔２４８ｂが設けられている。この第２のガス供給孔２４８ｂの開口面積は、バッファ室２３７と処理炉２０２の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくすると良い。
【００２７】
本発明において、第２のガス供給孔２４８ｂの開口面積や開口ピッチを上流側から下流にかけて調節することで、まず、第２の各ガス供給孔２４８ｂよりガスの流速の差はあるが、流量はほぼ同量であるガスを噴出させる。そしてこの各第２のガス供給孔２４８ｂから噴出するガスをバッファ室２３７に噴出させて一旦導入し、前記ガスの流速差の均一化を行うこととした。
【００２８】
すなわち、バッファ室２３７において、各第２のガス供給孔２４８ｂより噴出したガスはバッファ室２３７で各ガスの粒子速度の不均一が緩和された後、第１のガス供給孔２４８ａより処理炉２０２に噴出する。この間に、各第２のガス供給孔２４８ｂより噴出したガスは、各第１のガス供給孔２４８ａより噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとすることができた。
【００２９】
さらに、バッファ室２３７に、細長い構造を有する第１の放電用電極である第１の棒状電極２６９及び第２の放電用電極である第２の棒状電極２７０が上部より下部にわたって電極を保護する保護管である電極保護管２７５に保護されて配設され、この第１の棒状電極２６９又は第２の棒状電極２７０のいずれか一方は整合器２７２を介して高周波電源２７３に接続され、他方は基準電位であるアースに接続されている。この結果、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０間のプラズマ生成領域２２４にプラズマが生成される。
処理室２０１内に設けられた処理ガスを励起するための放電用電極を有する活性化手段２５０は、少なくとも上述したバッファ室２３７、第１の棒状電極２６９、第２の棒状電極２７０、電極保護管２７５から構成される。
【００３０】
この電極保護管２７５は、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０のそれぞれをバッファ室２３７の雰囲気と隔離した状態でバッファ室２３７に挿入できる構造となっている。ここで、電極保護管２７５の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管２７５にそれぞれ挿入された第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０はヒータ２０７の加熱で酸化されてしまう。そこで、電極保護管２７５の内部は窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて第１の棒状電極２６９又は第２の棒状電極２７０の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられる。
【００３１】
さらに、第１のガス供給孔２４８ａの位置より、反応管２０３の内周を１２０°程度回った内壁に、ガス供給部２４９が設けられている。このガス供給部２４９は、ＡＬＤ法による成膜においてウェハ２００へ、複数種類のガスを１種類ずつ交互に供給する際に、バッファ室２３７とガス供給種を分担する供給部である。
【００３２】
このガス供給部２４９もバッファ室２３７と同様にウェハと隣接する位置に同一ピッチでガスを供給する供給孔である第３のガス供給孔２４８ｃを有し、下部では第２のガス供給管２３２ｂが接続されている。
【００３３】
第３のガス供給孔２４８ｃの開口面積はバッファ室２３７と処理炉２０２の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって開口面積を大きくするか開口ピッチを小さくすると良い。
【００３４】
反応管２０３内の中央部には複数枚のウェハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータ１２１（図２参照）により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転手段であるボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより、保温・断熱キャップ２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
【００３５】
制御手段であるコントローラ１２１は、第１、第２のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂ、第１〜第４のバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、図中省略のボート昇降機構、高周波電源２７３、整合器２７２に接続されており、第１、第２のマスフローコントローラ２４１ａ，２４１ｂの流量調整、第１〜第３のバルブ２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃの開閉動作、第４のバルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御、高周波電源２７３の電力供給制御、整合器２７２によるインピーダンス制御が行われる。
【００３６】
次にＡＬＤ法による成膜例について、ＤＣＳ及びＮＨ３ガスを用いてＳｉＮ膜を成膜する例で説明する。
まず成膜しようとするウェハ２００をボート２１７に装填し、処理炉２０２に搬入する。搬入後、次の３つのステップを順次実行する。
【００３７】
［ステップ１（ＮＨ３活性化）］
ステップ１では、プラズマ励起の必要なＮＨ３ガスと、プラズマ励起の必要のないＤＣＳガスとを併行して流す。まず第１のガス供給管２３２ａに設けた第１のバルブ２４３ａ、及びガス排気管２３１に設けた第４のバルブ２４３ｄを共に開けて、第１のガス供給管２３２ａから第１のマスフローコントローラ２４１ａにより流量調整されたＮＨ３ガスをノズル２３３の第２のガス供給孔２４８ｂからバッファ室２３７へ噴出し、第１の棒状電極２６９及び第２の棒状電極２７０間に高周波電源２７３から整合器２７２を介して高周波電力を印加して、２本の電極２６９、２７０間で放電させてＮＨ３をプラズマ励起し、活性種として処理炉２０２に供給しつつガス排気管２３１から排気する。
【００３８】
ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、第４のバルブ２４３ｄを適正に調整して処理炉２０２内圧力を１０〜１００Ｐａとする。第１のマスフローコントローラ２４１ａで制御するＮＨ３の供給流量は１０００〜１００００ｓｃｃｍである。ＮＨ３をプラズマ励起することにより得られた活性種にウェハ２００を晒す時間は２〜１２０秒間である。このときのヒータ２０７の温度はウェハが３００〜６００℃になるよう設定してある。ＮＨ３は反応温度が高いため、上記ウェハ温度では反応しないので、プラズマ励起することにより活性種としてから流すようにしており、このためウェハ温度は設定した低い温度範囲のままで行える。
【００３９】
このＮＨ３をプラズマ励起することにより活性種として供給しているとき、第２のガス供給管２３２ｂの上流側の第２のバルブ２４３ｂを開け、下流側の第３のバルブ２４３ｃを閉めて、ＤＣＳも流すようにする。これにより第２、第３のバルブ２４３ｂ，２４３ｃ間に設けたガス溜め２４７にＤＣＳを溜める。このとき、処理炉２０２内に流しているガスはＮＨ３をプラズマ励起することにより得られた活性種であり、ＤＣＳは存在しない。
したがって、ＮＨ３は気相反応を起こすことはなく、プラズマにより励起され活性種となったＮＨ３はウェハ２００上の下地膜と表面反応する。
【００４０】
［ステップ２（ＤＣＳ溜め）］
ステップ２では、第１のガス供給管２３２ａの第１のバルブ２４３ａを閉めて、ＮＨ３の供給を止めるが、引続きガス溜め２４７へ供給を継続する。ガス溜め２４７に所定圧、所定量のＤＣＳが溜まったら上流側の第２のバルブ２４３ｂも閉めて、ガス溜め２４７にＤＣＳを閉じ込めておく。また、ガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄは開いたままにし真空ポンプ２４６により、処理炉２０２を２０Ｐａ以下に減圧排気し、残留ＮＨ３を処理炉２０２から排除する。また、この時にはＮ２等の不活性ガスを処理炉２０２に供給すると、更に残留ＮＨ３を排除する効果が高まる。
【００４１】
ガス溜め２４７内には、圧力が２００００Ｐａ以上になるようにＤＣＳを溜める。また、ガス溜め２４７と処理炉２０２との間のコンダクタンスが１．５×１０−３ｍ３／ｓ以上になるように装置を構成する。また、反応管２０３容積とこれに対する必要なガス溜め２４７の容積との比として考えると、反応管２０３容積１００ｌ（リットル）の場合においては、１００〜３００ｃｃであることが好ましく、容積比としてはガス溜め２４７は反応室容積の１／１０００〜３／１０００倍とすることが好ましい。
【００４２】
［ステップ３（ＤＣＳ供給／成膜）］
ステップ３では、処理炉２０２の排気が終わったらガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄを閉じて排気を止める。第２のガス供給管２３２ｂの下流側の第３のバルブ２４３ｃを開くこれによりガス溜め２４７に溜められたＤＣＳが処理炉２０２に一気に供給される。このときガス排気管２３１の第４のバルブ２４３ｄが閉じられているので、処理炉２０２内の圧力は急激に上昇して約９３１Ｐａ（７Ｔｏｒｒ）まで昇圧される。ＤＣＳを供給するための時間は２〜４秒設定し、その後、上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を２〜４秒に設定し、合計６秒とした。このときのウェハ温度はＮＨ３の供給時と同じく、３００〜６００℃である。
【００４３】
ＤＣＳの供給により、下地膜上のＮＨ３とＤＣＳとが表面反応して、ウェハ２００上にＳｉＮ膜が成膜される。成膜後、第３のバルブ２４３ｃを閉じ、第４のバルブ２４３ｄを開けて処理炉２０２を真空排気し、残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはＮ２等の不活性ガスを処理炉２０２に供給すると、更に残留するＤＣＳの成膜に寄与した後のガスを処理炉２０２から排除する効果が高まる。
また第２のバルブ２４３ｂを開いてガス溜め２４７へのＤＣＳの供給を開始する。
【００４４】
上記ステップ１〜３を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウェハ上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜する。
ＡＬＤ装置では、ガスは下地膜表面に吸着する。このガスの吸着量は、ガスの圧力、及びガスの暴露時間に比例する。よって、希望する一定量のガスを、短時間で吸着させるためには、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。この点で、本実施の形態では、第４のバルブ２４３ｄを閉めたうえで、ガス溜め２４７内に溜めたＤＣＳを瞬間的に供給しているので、処理炉２０２内のＤＣＳの圧力を急激に上げることができ、希望する一定量のガスを瞬間的に吸着させることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、ガス溜め２４７にＤＣＳを溜めている間に、ＡＬＤ法で必要なステップであるＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び処理炉２０２の排気をしているので、ＤＣＳを溜めるための特別なステップを必要としない。
また、処理炉２０２内を排気してＮＨ３ガスを除去しているからＤＣＳを流すので、両者はウェハ２００に向かう途中で反応しない。供給されたＤＣＳは、ウェハ２００に吸着しているＮＨ３とのみ有効に反応させることができる。
【００４６】
さて、上述した処理炉において、電極２６９、２７０とボート２１７及び保温・断熱キャップ２１８を載置するボート台との間での放電を防止するために、図１のような構成とする。図１は縦型処理炉の模式図である。図１は図３と基本的な構成は同じであるので、図３と重複する部分については同一符号を付けて、説明の一部を省略する。
【００４７】
縦型処理炉２０２は、反応管２０３、反応管２０３内に設けた活性化手段２５０、及びシールキャップ２１９を備える。シールキャップ２１９上にはボート２１７が立設されて、反応管２０３内に挿入されている。
活性化手段２５０を構成する電極保護管２７５は、反応管２０３内に形成されたバッファ室２３７に沿って延在する上部を直線部２７５ａとし、下部を鈍角に折り曲げて傾斜部２７５ｂとしている。傾斜部２７５ｂはバッファ室２３７から反応管２０３の下部から傾斜して取り出されている。直線部２７５ａと傾斜部２７５ｂとの角度を鈍角にすることによって、電極保護管２７５内への長尺な棒状電極２７０（２６９）の挿入を容易にしている。
【００４８】
前述したように、シールキャップ２１９上には保温・断熱キャップ２１８を介して基板保持手段であるボート２１７が立設され、保温・断熱キャップ２１８はボート２１７を保持する保持体となっている。図１を用いて、これを具体的に説明すると、ボート２１７は、保温・断熱キャップ２１８を介して、断面形状がＴ字状をしたボート台２２１上に載置されている。Ｔ字状のボート台２２１は、円板部２２１ａと筒部２２１ｂとから構成される。図示するように、そのボート台２２１の円板部２２１ａが、電極保護管２７５の傾斜部２７５ｂに挿通されている棒状電極２７０（又２６９）と対向している。また、筒部２２１ｂが、反応管２０３の下方に設けられたボート回転機構２６７から垂直上方に延設された回転軸２２２と連結されている。この回転軸２２２は、反応管２０３の開口部２０４を気密に閉塞するシールキャップ２１９及びシールキャップ２１９の下面に取り付けられた回転軸取付フランジ２２３を貫通している。貫通部にはシール２２５が設けられて、反応管２０３内の気密性を保持できるようになっている。
【００４９】
ここで、シールキャップ部まわりの材質を説明すると、例えば、シールキャップ２１９、回転軸取付フランジ２２３及び回転軸２２２はステンレス、保温・断熱キャップ２１８及びボート２１７は石英で構成する。そして、ボート台２２１は誘電体ないし絶縁体、例えば、アルミナ等のセラミックス、石英で構成している。ここで、誘電体ないし絶縁体で構成する部分は、ボート台２２１のうち、円板部２２１ａ側だけでもよく、筒部２２１ｂまでをも含めた全体でもよい。
なお、電極保護管２７５から外に出ている第１の棒状電極２６９又は第２の棒状電極２７０のいずれか一方は、整合器２７２を介して高周波電源２７３に接続され、他方は接地されている。また、ボート回転機構２６７のケーシングも接地されている。
【００５０】
さて、放電はバッファ室２３７内の２本の電極２６９、２７０間のみで起こることが望ましいが、点線で囲ってある領域Ａでは、電極部分とボート台２２１との距離が近いため、ボート台２２１が導電体であると、２本の電極２６９、２７０間ではなく、電極２６９、又は２７０とボート台２２１との間で放電が発生することがある。実際、ボート台２２１と電極２６９、又は２７０の最短距離が３０ｍｍ程度の隙間で放電を確認している。
【００５１】
しかし、実施の形態では、ボート台２２１は誘電体ないし絶縁体で構成してあり、接地電極の役割をしないようにしている。したがって、放電時に電極２６９、又は２７０とこのボート台２２１との間に放電は起こることはなく、一対の電極２６９、２７０間でのみ放電が起こることになる。その結果、ボート台２２１がプラズマダメージを受けることがなくなる。また仮にプラズマダメージを受けたとしても、ボート台２２１は誘電体で構成されているので、反応管２０３内に金属汚染が生じることがない。
【００５２】
また、電極２６９、２７０とボート台２２１間に放電が起きず、ボート台２２１近傍にプラズマが発生しないので、シールキャップ２１９周りのボート回転機構２６７などの電装部品に高周波ノイズがのることがなく、したがって電装部品が誤動作を起こすことがない。
また、ガス供給領域であるバッファ室２３７内でのみ放電して、ガス供給領域以外で放電することがなく、したがって励起（分解）したいガスの励起（分解）が効率が下がることもない。
さらに、棒状電極２６９又は２７０とボート台２２１との間の距離を大きく離す必要がないので、処理室の容積が大きくならず、したがって、ガス置換時間が長くならず、ヒータと基板との間の距離も遠くならない。
【００５３】
なお、上述した実施の形態では、一対の放電用電極をもつ場合について説明したが、本発明は、二対以上の放電用電極をもつ場合にも適用できる。また、一対の電極のうち、２つとも電極が処理室２０１内に配置されている場合について説明したが、一対の電極のうち少なくとも１つの電極が処理室内に配置されている場合にも適用できる。また、活性化手段の電極などの主要部を反応管内部に設けた場合について説明したが、活性化手段を反応管外面に沿うように設けた場合にも適用可能である。この場合、一対の電極のうち少なくとも１つの電極は処理室２０１内に配置されていてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、保持具を載置する載置手段を誘電体で構成したので、放電用電極と載置手段間での放電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による基板処理装置を構成する縦型処理炉の模式図である。
【図２】実施の形態による基板処理装置を示す斜示図である。
【図３】実施の形態による縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示した図である。
【図４】実施の形態による縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を横断面で示した図である。
【図５】従来の縦型処理炉の模式図である。
【符号の説明】
２００    ウェハ（基板）
２０１    処理室
２０２    処理炉（基板処理装置の構成要素）
２０３    反応管
２１７    ボート（保持具）
２２１    ボート台（載置手段）
２５０    活性化手段
２６９    第１棒状電極（放電用電極）
２７０    第２棒状電極（放電用電極）
【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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