(57)【要約】    【課題】  基板に薄膜を形成する反応室内に、反応ガス及びその他供給ガスを基板面内に均一に供給しつつ、反応室内に於けるガスの高速置換を可能とする。    【解決手段】  基板５０を処理する反応室１０と、該反応室の上部に形成され基板を収納する第１領域２４と、該第１領域の下方に形成された第２領域２５と、前記第１領域と前記第２領域間に形成される連通部と、前記第１領域の上方から原料ガスを供給する原料ガス供給部７と、前記連通部上方に設けられ、該連通部に向ってパージガスを供給するパージガス供給部８と、前記第２領域に連通する排気口１５とを具備する。    【選択図】          図１
2005142355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する反応室と、該反応室の上部に形成され基板を収納する第１領域と、該第１領域の下方に形成された第２領域と、前記第１領域と前記第２領域間に形成される連通部と、前記第１領域の上方から原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記連通部上方に設けられ、該連通部に向ってパージガスを供給するパージガス供給部と、前記第２領域に連通する排気口とを具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を反応室内に搬入し該反応室の第１領域に配置する工程と、前記第１領域とその下方に設けられる第２領域との間に形成される連通部に向ってパージガスを供給すると共に前記基板に対して原料ガスを供給し、前記第２領域より排気して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応室の第１領域より反応室外へ搬出する工程を具備す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、ウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、エッチング等の処理を施して半導体装置を製造する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体プロセスの薄膜化が促進され、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の様な膜厚の均一性向上に有効な方法が積極的に研究・開発されている。
【０００３】
ＡＬＤ法による薄膜成長は原子層堆積として知られ、レイヤー毎にセルフリミットがかかる様に反応ガスとその余剰反応ガス及び気体反応物を一掃する保護ガスの交互供給によって行われる。
【０００４】
又、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）に於ける成膜に於いても、薄膜中の不純物除去や膜の組成を所望の品質に調整する為に、反応ガスとプラズマや他の類似した活性手段との交互供給を行なうことがある。
【０００５】
上記の様な成膜を行なう場合、１サイクル当たり成膜は数Åとなり、特に１枚ずつ基板に成膜する様な枚葉式ではスループットが問題となる。現状の量産現場に於けるスループット１５〜２０（枚／時）相当を実現するには各ガスの切替え時間が１秒、若しくはそれ以下である必要があり、反応室内のガスを高速に置換する必要がある。然し、基板大口径化により反応室容積が増大し、供給ガスの反応室下部への回込みや、反応室内の壁面のガス吸着によりガスの高速置換は困難になってきている。
【０００６】
又、従来では基板面内に均一にガスを供給するには充分であった基板供給後の反応室内の排気ガス流路隙間でも、基板大口径化に伴い従来と同じ隙間幅では流路面積が増大し、その為排気抵抗が減少し、基板面内へのガスの均一供給が困難になってきた。
【０００７】
流路面積を縮小する為に、反応室内の排気ガス流路隙間を更に狭くすると、従来では、殆ど影響のなかった反応室内の流路隙間を決める部材の熱膨張による変形や取付け誤差によって基板面内のガスが不均一に流れることがあり、基板を含む基板加熱手段が回転している場合は、基板回転手段の部材の熱膨張や取付け誤差によっては反応室壁面と基板回転手段が接触する虞れもある。
【０００８】
又、基板面内にガスを均一に供給する為に反応室内の排気ガス流路隙間を狭くし排気抵抗を大きくすることは、排気速度を低下させることとなり、反応室内のガス高速置換の目的と相反する対策となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、基板に薄膜を形成する反応室内に、反応ガス及びその他供給ガスを基板面内に均一に供給しつつ、反応室内に於けるガスの高速置換を可能とする基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板を処理する反応室と、該反応室の上部に形成され基板を収納する第１領域と、該第１領域の下方に形成された第２領域と、前記第１領域と前記第２領域間に形成される連通部と、前記第１領域の上方から原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記連通部上方に設けられ、該連通部に向ってパージガスを供給するパージガス供給部と、前記第２領域に連通する排気口とを具備する基板処理装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、基板を反応室内に搬入し該反応室の第１領域に配置する工程と、前記第１領域とその下方に設けられる第２領域との間に形成される連通部に向ってパージガスを供給すると共に前記基板に対して原料ガスを供給し、前記第２領域より排気して基板を処理する工程と、処理後の基板を前記反応室の第１領域より反応室外へ搬出する工程を具備する半導体装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板を処理する反応室と、該反応室の上部に形成され基板を収納する第１領域と、該第１領域の下方に形成された第２領域と、前記第１領域と前記第２領域間に形成される連通部と、前記第１領域の上方から原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記連通部上方に設けられ、該連通部に向ってパージガスを供給するパージガス供給部と、前記第２領域に連通する排気口とを具備し、原料ガスの供給とは別に連通部に向ってパージガスを供給する様にしてあるので、パージガスの供給態様を原料ガスとは個別に制御可能であり、連通部を通過するガスのコンダクタンスの調整が可能となり、原料ガスを基板面内に均一に流すことが可能となり、基板処理の品質が向上する。又、連通部に向ってパージガスを供給することで、連通部がコンダクタンスに及す影響を相殺することができ、基板処理装置の設計上の制約を解消することが可能となる。更に連通部を装置の規模に対して相対的に大きくすることも可能であり、ガスの高速置換が可能である等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１４】
図１に於いて、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の一例を説明する。図１は、リモートプラズマユニットを具備する枚葉式のＭＯＣＶＤ装置の要部を示す概略図である。
【００１５】
上部が開放された反応室本体１の内部にヒータユニット２が収納され、該ヒータユニット２の下部は前記反応室本体１の底部を貫通し、下端がベース３に支持されている。該ベース３には前記ヒータユニット２の下部と同心に基板回転装置４が設けられ、該基板回転装置４と前記反応室本体１の下面間にはベローズ５が設けられ、該ベローズ５により前記ヒータユニット２の下部貫通部が気密にシールされている。
【００１６】
前記反応室本体１の上端には上端開口部を気密に閉塞する様にシャワーヘッド６が取付けられている。該シャワーヘッド６の内部には中央部に反応ガス供給部７が形成され、該反応ガス供給部７の周囲に該反応ガス供給部７と同心にサイドパージ部８が形成され、前記反応ガス供給部７には反応ガス供給装置１１及びリモートプラズマ装置１２が接続され、前記サイドパージ部８には不活性ガス供給装置１３，１４が接続されている。
【００１７】
又、前記反応室本体１及び前記シャワーヘッド６により気密な反応室１０が画成され、該反応室１０は円柱状の空間となっており、前記反応室本体１の壁面にはゲート弁（図示せず）により開閉される基板搬入出口（図示せず）及び、排気口１５が設けられ、該排気口１５には排気装置１６が接続されている。
【００１８】
前記ヒータユニット２について説明する。
【００１９】
前記ベース３は昇降自在に支持され、図示しない昇降装置によって昇降される様になっている。前記ヒータユニット２は中空気密構造のヒータケース１８と該ヒータケース１８内部に収納されるヒータ部１９を有し、前記ヒータケース１８は回転自在に支持され、該ヒータケース１８の上面は基板載置台を兼ねるサセプタ２０となっている。該サセプタ２０は円板形状であり、該サセプタ２０と同心にカバーリング２１が設けられ、該カバーリング２１の周面と前記反応室本体１の壁面との間には０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の間隙が形成される。前記サセプタ２０と前記シャワーヘッド６間には第１領域２４が形成され、前記カバーリング２１の下方には第２領域２５が形成される。前記第１領域２４と第２領域２５は、前記カバーリング２１と反応室１０壁面との隙間により連通しており、この隙間が連通部となっている。前記カバーリング２１は前記排気口１５の上方に位置し、該排気口１５は前記第２領域２５に連通する様になっている。図中、５０は基板を示している。
【００２０】
前記ヒータ部１９の下部は下端がベース３に固定され、上部はヒータ２２となっている。該ヒータ２２は温度制御部２３に接続され、該温度制御部２３は前記ヒータ２２に給電すると共に発熱量を制御し、該ヒータ２２によって加熱される前記サセプタ２０の温度を所定温度に維持する様になっている。
【００２１】
前記ヒータケース１８の下部は基板回転装置４のロータとなっており、該基板回転装置４により前記ヒータケース１８が所定速度で回転される様になっている。
【００２２】
前記シャワーヘッド６について説明する。
【００２３】
前記反応室本体１の上端に気密に固着されるシャワー板２６に上蓋２７が気密に嵌合することで、円板状の空間が形成され、該空間はリング状の仕切り２８によって前記反応ガス供給部７と前記サイドパージ部８とに区画されている。
【００２４】
前記反応ガス供給部７には内部を上下に２分する円板状の反応ガス分散板２９が設けられ、前記サイドパージ部８には内部を上下に２分するドーナツ板状のパージガス分散板３１が設けられ、前記反応ガス分散板２９、パージガス分散板３１にはそれぞれ多数の分散孔（図示せず）が穿設され、それぞれ所要の流路抵抗を有し、前記反応ガス分散板２９、前記パージガス分散板３１を通過する過程で、ガスの偏流が矯正され均一となる様になっている。
【００２５】
前記シャワー板２６は図２に示される様に、前記反応ガス供給部７に対応する領域、前記サイドパージ部８に対応する領域それぞれに多数の分散導入孔３２、及び分散供給孔３３が穿設されている。前記反応ガス供給部７部分には前記分散導入孔３２は格子状又は多重円周上に等間隔等所要の配置で、直径０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度で２０００〜１００００個程度設けられている。前記サイドパージ部８部分には前記分散供給孔３３が所要数穿設され、該分散供給孔３３は図２に示される様に、同一円周上に穿設され、前記分散供給孔３３，３３のピッチは前記排気口１５に近づく程小さくなっている。
【００２６】
該排気口１５側で前記分散供給孔３３，３３のピッチが小さくなることで、前記サイドパージ部８全体としては、前記排気口１５側で流出流量が増大し、コンダクタンスとしては、該排気口１５に近づくに従って大きくなる様になっている。
【００２７】
図２に於いて、ａは前記反応ガス供給部７の外径、ｂは前記サイドパージ部８の内径、ｃは該サイドパージ部８の外径、ｄは前記シャワー板２６の外径であり、被処理基板がφ３００ｍｍの場合で、ａはφ３００ｍｍ〜φ４００ｍｍ、ｂ，ｃはφ３００ｍｍ〜φ６００ｍｍ程度である。
【００２８】
尚、前記排気口１５に近づくに従って流路コンダクタンスを大きくする方法としては、図３に示される様に、前記分散供給孔３３を同一ピッチで穿設し、該分散供給孔３３の孔径を前記排気口１５に向って漸次大きくしてもよい。前記分散供給孔３３の孔径は例えばφ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度、孔数は例えば１００〜１０００個程度とする。前記排気口１５に向って孔径が増大することで、前記分散供給孔３３自体のコンダクタンスが前記排気口１５側に向って増大することから、前記サイドパージ部８全体としても前記排気口１５側に向ってコンダクタンスが増大する。
【００２９】
或は、図４、図５に示される様に、前記サイドパージ部８を円周方向に所要分割してサイドパージ分割部８ａを形成し、該サイドパージ分割部８ａにそれぞれ前記不活性ガス供給装置１３，１４を独立して接続し、前記サイドパージ分割部８ａに供給するガス流量を独立して制御し、前記排気口１５側のサイドパージ分割部８ａへより多くガスを供給する様にしてもよい。前記排気口１５側のサイドパージ分割部８ａからの流量が増大することで、前記サイドパージ部８全体としては、前記排気口１５側のコンダクタンスが大きくなったことと等価となる。尚、図４、図５中、ｅはサイドパージ部８の仕切部の厚みを示している。
【００３０】
更に、図２、図３、図４、図５に示されるサイドパージ部８のガス供給構造を適宜組合わせてもよい。
【００３１】
前記反応ガス供給装置１１について説明する。
【００３２】
該反応ガス供給装置１１は、成膜原料としての有機液体原料を供給する成膜原料供給タンク３４と、成膜原料を気化する気化器３５とを具備し、前記成膜原料供給タンク３４と前記気化器３５とは配管３６により接続され、前記成膜原料供給タンク３４には該成膜原料供給タンク３４内の原料を前記気化器３５に送る手段として、ガス供給管３７が接続され、該ガス供給管３７にはバルブ３０が設けられ、該バルブ３０の開閉により該ガス供給管３７を介して前記成膜原料供給タンク３４に非反応性ガスとしての不活性ガスを供給し、該不活性ガスにより有機液体原料を前記配管３６へ押し出し圧送する。
【００３３】
前記配管３６には有機液体原料の液体供給流量を制御する流量制御手段としての液体流量制御装置４０が設けられ、該液体流量制御装置４０の下流側にはバルブ３８が設けられている。
【００３４】
前記気化器３５には、キャリアガス供給手段としてキャリアガス供給源（図示せず）に接続された配管３９が接続され、該配管３９には流量制御器４１、第１熱交換器４２、バルブ４３が設けられ、キャリアガスとして不活性ガスを供給する様になっている。前記気化器３５は原料ガス供給管４４により前記反応ガス供給部７に接続され、前記原料ガス供給管４４にはバルブ４８が設けられている。
【００３５】
前記原料ガス供給管４４の前記バルブ４８の下流側には希釈ガス供給手段として不活性ガス供給管４５が接続され、該不活性ガス供給管４５は不活性ガス等の希釈ガス供給源（図示せず）に接続され、前記不活性ガス供給管４５には上流側から流量制御器４６、第２熱交換器４７、バルブ４９が設けられている。
【００３６】
前記配管３６を経て前記気化器３５に圧送された有機液体原料は前記気化器３５で気化され、更に前記配管３９を経て前記流量制御器４１で流量制御され供給されたキャリアガスは、前記第１熱交換器４２で前記気化器３５と同温度に加熱されて該気化器３５に供給される。該気化器３５からは不活性ガスにより所要濃度に希釈された原料ガスが前記原料ガス供給管４４を経て前記反応ガス供給部７に供給される。
【００３７】
前記原料ガス供給管４４、前記不活性ガス供給管４５の前記バルブ４９より下流側には原料ガスの再液化を防止する為、ヒータ５１が設けられており、該ヒータ５１により、配管内は通常１００℃〜３００℃に加熱されている。
【００３８】
前記リモートプラズマ装置１２について説明する。
【００３９】
該リモートプラズマ装置１２はプラズマユニット５３を有し、該プラズマユニット５３には酸素ガス供給管５４、プラズマ発生用ガス供給管５５、不活性ガス供給管５６が接続され、前記酸素ガス供給管５４には流量制御器５７、バルブ５８が設けられ、前記プラズマ発生用ガス供給管５５には流量制御器５９、バルブ６０が設けられ、前記不活性ガス供給管５６には流量制御器６１、バルブ６２が設けられている。前記プラズマユニット５３はラジカル供給管６３によって前記反応ガス供給部７に接続されている。前記酸素ガス供給管５４からは酸素ガス（Ｏ2 ）が供給され、前記プラズマ発生用ガス供給管５５からはプラズマを発生させるガスとしてＡｒガスが供給される。
【００４０】
前記不活性ガス供給装置１３，１４はそれぞれサイドパージガス供給管６５，６６によって不活性ガス供給源（図示せず）に接続され、前記サイドパージガス供給管６５，６６にはそれぞれ流量制御器６７，６８、熱交換器６９，７０、バルブ７２，７３が設けられている。尚、不活性ガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 等が用いられる。
【００４１】
前記排気装置１６について説明する。
【００４２】
該排気装置１６は除害装置（図示せず）、真空ポンプ７５を有し、該真空ポンプ７５は排気管７６により前記排気口１５に接続され、前記排気管７６には上流側から圧力制御手段７７、原料回収トラップ７８が設けられている。前記圧力制御手段７７と前記原料回収トラップ７８との間と前記原料ガス供給管４４のバルブ４８の上流側とはバイパス管７９により接続され、該バイパス管７９にはバルブ８０が設けられている。前記バイパス管７９には原料ガスの再液化を防止する為、ヒータ８１が設けられ、該ヒータ８１により、配管内は通常１００℃〜３００℃に加熱されている。
【００４３】
以下、作用を説明する。
【００４４】
先ず、図示しない基板搬送ロボットにより基板搬入出口（図示せず）を通して基板５０が前記反応室１０内に搬入され、前記ヒータユニット２の昇降動により前記基板５０が前記サセプタ２０に載置される。
【００４５】
前記基板５０を前記基板回転装置４により回転させながら前記ヒータユニット２に電力を供給して、前記基板５０を例えば３００〜５００℃間の所定の温度となる様均一に加熱する（昇温工程）。尚、基板搬送時や基板加熱時は、前記不活性ガス供給管４５に設けた前記バルブ４９を開けて、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性ガスを常に流しておくとパーティクル、金属汚染物等の基板５０への付着を防ぐことができる。
【００４６】
昇温工程終了後、成膜工程に入る。成膜工程では、前記バルブ３０を開き不活性ガスを前記成膜原料供給タンク３４に供給して有機液体原料を前記配管３６へ押し出し圧送する。前記成膜原料供給タンク３４から送給された有機液体原料を、前記液体流量制御装置４０で流量制御し、前記気化器３５へ供給して気化させる。気化した原料ガスは、前記配管３９より供給される不活性ガスと合流する。
【００４７】
当初前記バルブ４８は閉じられ、前記バルブ８０が開かれており、充分供給量が安定した後、前記バルブ４８を開き、前記バルブ８０を閉じることにより、前記原料ガス供給管４４を経て原料ガスはキャリアガスとの混合ガスとして前記反応ガス供給部７に供給される。又、前記不活性ガス供給管４５からの不活性ガスは希釈ガスとして、前記混合ガスに合流して導入される。希釈ガスは原料ガスの再液化防止、分圧の低下のいずれにも使用でき、成膜工程、ＲＰＯ工程（後述）のいずれでも使用可能である。
【００４８】
前記反応ガス供給部７に導入された混合ガスは、前記反応ガス分散板２９を通過することで分散均一化され、更に前記シャワー板２６の分散導入孔３２により前記第１領域２４としての反応室１０に均一に導入され、前記基板５０上に供給される。
【００４９】
前記バルブ７２，７３を開き、混合ガス導入と並行して前記サイドパージガス供給管６５，６６より不活性ガスを前記サイドパージ部８に供給する。該サイドパージ部８への不活性ガスの導入流量は前記流量制御器６７，６８により制御され、導入時の温度は前記熱交換器６９，７０により混合ガスと同一温度となる様に加熱される。
【００５０】
前記不活性ガスは、前記パージガス分散板３１で均等化され、更に前記シャワー板２６の前記分散供給孔３３により、前記排気口１５側で流量が多くなる様になっている。該排気口１５側で不活性ガスの流量が多くなることで、前記基板５０の面内でのガスの流れが均一化される。
【００５１】
混合ガスの供給を所定時間実施することにより、先ず前記基板５０上に数〜数十Å（数〜数十原子層）程度の薄膜が形成される。この間、該基板５０は回転しながら前記ヒータユニット２により所定温度（成膜温度）に保たれているので、前記基板５０面内に亘り均一な膜が形成される。
【００５２】
処理後の排気ガスは前記排気口１５より前記排気管７６を経て前記真空ポンプ７５により排気される。排気ガスは排気途中で前記原料回収トラップ７８を通過し、該原料回収トラップ７８で排気ガス中の原料ガスが回収される。
【００５３】
次に、前記原料ガス供給管４４の前記バルブ４８を閉じて、原料ガスの基板への供給を停止する。尚、この際に前記バイパス管７９の前記バルブ８０を開き、原料ガスを前記バイパス管７９で前記反応室１０をバイパスして排気し、前記成膜原料供給タンク３４からの原料ガスの供給を停止しない様にする。有機液体原料を気化して、気化した原料ガスを安定供給する迄には時間が掛る為、原料ガスの供給を停止させずに、前記反応室１０をバイパスする様に流しておくと、次の成膜工程では流れを切換えるだけで直ちに原料ガスを基板へ供給できる。
【００５４】
成膜工程終了後、パージ工程に入る。パージ工程では、前記反応室１０を不活性ガスによりパージして残留ガスを除去する。前記バルブ４８と前記バルブ８０の開閉を切換えると同時に前記バルブ７２，７３を閉じ、サイドパージガス供給を停止する。前記不活性ガス供給管４５からの希釈ガスのみが前記反応室１０に継続して供給される。
【００５５】
パージ工程終了後、ＲＰＯ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｐｌａｓｍａ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）工程に入る。ここでＲＰＯ処理とは、酸素含有ガス（Ｏ2 、Ｎ2 Ｏ、ＮＯ等）をプラズマによって活性化させた酸素ラジカルを用いて、前記基板５０表面の膜を酸化させるリモートプラズマ酸化処理のことである。この処理により、前記基板５０表面に形成された膜からＣ、Ｈ等の不純物を除去することができる。ＲＰＯ工程では、前記バルブ６０を開き、不活性ガス（例えばＡｒガス）を前記流量制御器５９で流量制御をして前記プラズマユニット５３に供給し、Ａｒプラズマを発生させる。Ａｒプラズマを発生させた後、前記バルブ５８を開き、前記酸素ガス供給管５４から供給したＯ2 を前記流量制御器５７で流量制御して前記プラズマユニット５３に供給する。該プラズマユニット５３に供給されたＯ2 ガスはＡｒプラズマにより活性化され、酸素ラジカルが生成される。前記ラジカル供給管６３を介し、前記プラズマユニット５３から酸素ラジカルを含むガスが、前記反応ガス分散板２９、前記シャワー板２６を通り前記基板５０へ供給される。この間、該基板５０は回転しながら前記ヒータユニット２により所定温度（成膜温度と同一温度）に保たれているので、成膜工程に於いて基板上に形成された数〜数十Å（数〜数十原始層）程度の薄膜よりＣ、Ｈ等の不純物を素早く均一に除去できる。
【００５６】
その後、前記バルブ５８、前記バルブ６０を閉じて、酸素ラジカルの基板への供給を停止する。同時に不活性ガス供給を行なう為、前記不活性ガス供給管５６の前記バルブ６２を開き、前記流量制御器６１にて流量制御をしてＯ2 ガス流量と同等の不活性ガスを供給する。この不活性ガスの供給により、Ｏ2 ガスの供給が停止したことによる前記反応室１０の圧力の変動を抑え、前記プラズマユニット５３及び該プラズマユニット５３から前記反応室１０迄の前記ラジカル供給管６３をパージすることが可能となる。
【００５７】
ＲＰＯ工程と成膜工程は、略同一温度で行うことが望ましい。即ち、ヒータの設定温度は変更せずに一定とすることが望ましい。これは温度変動を生じさせないことにより、シャワーヘッド部やサセプタ等の接ガス部の熱膨張によるパーティクルが発生し難くなるからであり、又金属部品からの金属の飛び出し（金属汚染）を抑制できるからである。
【００５８】
ＲＰＯ工程終了後、再びパージ工程に入る。パージ工程では、前記反応室１０を前記不活性ガス供給管４５により不活性ガスを導入しパージして残留ガスを除去する。
【００５９】
パージ工程終了後、再び成膜工程に入り、前記原料ガス供給管４４に設けた前記バルブ４８を開き、前記バルブ８０を閉じることにより、原料ガスを前記シャワーヘッド６を介して前記基板５０へ供給し、数〜数十Å（数〜数十原子層）程度の薄膜を、前回の成膜工程で形成した薄膜上に堆積する。
【００６０】
以上の様な、成膜工程→パージ工程→ＲＰＯ工程→パージ工程を複数回繰返すというサイクル処理により、ＣＨ、ＯＨ等の不純物の混入が極めて少ない所定膜厚の薄膜を形成することができる。
【００６１】
尚、本実施の形態の基板処理装置の処理炉にて基板を処理する際の処理条件としては、例えば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１００Ｐａ、有機液体原料Ｈｆ（ＭＭＰ）4 （Ｔｅｔｒａｋｉｓ（１−Ｍｅｔｈｏｘｙ−２−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｒｏｐｏｘｙ）Ｈａｆｎｉｕｍ）流量０．０５ｇ／ｍｉｎ、キャリアガス流量５００〜１５００ｓｃｃｍ、希釈ガス流量５００〜１５００ｓｃｃｍ、サイドパージガス流量５００〜５０００ｓｃｃｍが例示される。
【００６２】
所定膜厚の薄膜形成後、基板回転装置４による前記基板５０の回転を停止し、該基板５０を前記反応室１０から取出す。
【００６３】
有機液体原料を気化させ前記反応室１０に供給する本発明の様な基板処理装置では、反応室の低温部での原料の再液化、又は反応室隅部等での残留ガスの影響により、パーテイクル発生や成膜速度の不均一さ等が問題となる。その為基板５０に原料ガスを供給した後はできるだけ早く反応室から原料ガスを排気することが望ましい。従って、基板に近い反応室側面から排気する構造となっている。
【００６４】
又、基板５０面内に均一に原料ガスを供給する為には、前記排気口１５に至る過程で、流路抵抗、例えば前記カバーリング２１と前記反応室本体１の壁面間に形成した間隙の様な絞り構造が必要である。
【００６５】
前記第１領域２４から間隙を通って前記第２領域２５に流出するガスの流れ易さに対し、該第２領域２５のガスが前記ヒータユニット２の上部と前記反応室本体１の壁面間で形成される空間を通って前記排気口１５に至る流れ易さの方がより大きければ、原料ガスは前記基板５０の面内を均一に流れる。
【００６６】
即ち、（第１領域２４から第２領域２５への流れのコンダクタンス）＞（第２領域２５の排気口１５の反対側から排気口１５への流れのコンダクタンス）の条件を満たす様にすればよい。
【００６７】
具体的に、基板がφ３００ｍｍであるとすると、前記カバーリング２１の外径はφ４００〜φ５００ｍｍ程度となる。この場合、前述の条件を満たす為には、該カバーリング２１と前記反応室１０壁面との隙間（以下、ギャップと呼ぶ）は片側約２ｍｍ以下となる。前記カバーリング２１は前記ヒータユニット２の上端に載置されており非常に高温になる。材料にもよるが、前記カバーリング２１が膨張して外径が約1ｍｍ程度増大することもある。この為、該カバーリング２１の設置誤差、加工精度、偏心等により、前記ヒータユニット２が回転することでギャップの狭い箇所、広い箇所が発生する。その為ギャップを狭くすると前述の要因によって前記基板５０面内の流れが不均一になる虞れがある。
【００６８】
前述した膜を成膜する為には前記反応室１０を数〜数百Ｐａ程度にする必要がある。粘性流条件では流れのコンダクタンスは圧力に比例し、数千Ｐａを超える様な成膜圧力条件に比べて、前記第２領域２５に於いて前記排気口１５側と排気口の反対側とで圧力差がつきやすく、ギャップの設定だけでは前記基板５０面内に均一にガスを供給することは困難である。
【００６９】
上記した様に、本発明では前記反応室１０に原料ガス又は酸素ラジカルを均一に供給する為に配置された前記反応ガス供給部７、前記シャワー板２６（特に中央部、前記分散導入孔３２）とは別に、前記シャワー板２６の外周部に設けた前記サイドパージ部８（前記分散供給孔３３）を具備し、前記サイドパージ部８に前記シャワーヘッド６の外周部から不活性ガスであるパージガスを原料ガスとは別系列で導入し、流している。更にパージガスを前記流量制御器６７，６８を用いて、又は前記分散供給孔３３のピッチや孔径を前記排気口１５側とその反対側とで異ならせることで前記排気口１５に近い程多くの流量を流す様に流量制御し、基板５０面内のガス流れを均一化している。
【００７０】
斯かる構成とすることで、ギャップが２ｍｍ〜５ｍｍ程度の場合でもガスを前記基板５０面内に均一に流すことができる。ギャップを従来よりも大きくできる為、前記カバーリング２１の熱膨張や取付けによる誤差、該カバーリング２１の偏心によるギャップの変動があったとしても、前記基板５０面内のガス流れの偏りを軽減できる。
【００７１】
又、ギャップを大きくできる為、パージ工程に於いてサイドパージ部に接続される前記サイドパージガス供給管６５，６６の前記バルブ７２，７３を閉じるか若しくは前記サイドパージガス供給管６５，６６から微少流量のパージガスを流すことで、従来に比べて前記第１領域２４の排気を高速に行うことができ、サイクル時間を短縮することができる。
【００７２】
本発明は、前記シャワーヘッド６の外周部から不活性ガスであるパージガスを前記排気口１５に近い程、多くのパージ流量を流す構成を具備し、基板５０面内のガス流れを均一化している。又、斯かる構成を具備しているので、ギャップが従来と同等若しくは片側２ｍｍ〜５ｍｍ程度大きい場合でもガスを基板５０面内に均一に流すことができる。更に、ギャップを従来よりも大きくできる為、前記カバーリング２１の熱膨張や取付けによる誤差、該カバーリング２１の偏心による基板５０面内のガス流れの偏りを軽減できる。又ギャップが大きい為、排気抵抗を小さくでき、パージ工程に於いて、前記サイドパージ部８に供給するパージガスを停止した場合、或は該サイドパージ部８に逆拡散防止の為に微少流量のパージガスを流す場合のいずれでも、前記第１領域２４及び前記シャワーヘッド６内の排気を高速に行うことができ、基板処理サイクル時間を短縮することができる。
【００７３】
（付記）
尚、本発明は下記の実施の態様を含む。
【００７４】
（付記１）基板を処理する反応室と、該反応室内で基板を支持する基板載置台と、前記反応室内に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、基板の周りに設けられた板状部材と、前記反応室内のガスを排気する排気口と、前記反応室の壁と前記板状部材との間の隙間上方に設けられ、この隙間に向ってパージガスを供給するパージガス供給部を有することを特徴とする基板処理装置。
【００７５】
（付記２）前記パージガス供給部は、排気口側とその反対側とでパージガス流量を変えられる様構成される付記１の基板処理装置。
【００７６】
（付記３）排気口側のパージガス供給部がその反対側よりも多くのパージガスを流すことができる様構成される付記２の基板処理装置。
【００７７】
（付記４）パージガス供給部は複数の孔を有し、排気口側の方がその反対側よりも孔数密度が高い付記３の基板処理装置。
【００７８】
（付記５）前記パージガス供給部は複数の孔を有し、排気口側の方がその反対側よりも孔の開口面積が大きい付記３の基板処理装置。
【００７９】
（付記６）排気口側のパージガス供給部に流すパージガス流量の方が、その反対側のパージガス供給部に流すパージガス流量よりも多くなる様にパージガス供給部を排気口側とその反対側とで分割し、独立して流量を制御する制御手段を有する付記３の基板処理装置。
【００８０】
（付記７）前記原料ガス供給部は複数の孔を有する付記１の基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態を示す構成概略図である。
【図２】該本発明の実施の形態で用いられるシャワー板の平面図である。
【図３】シャワー板の他の例を示す平面図である。
【図４】シャワー板の他の例を示す平面図である。
【図５】シャワー板の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１              反応室本体
２              ヒータユニット
４              基板回転装置
６              シャワーヘッド
７              反応ガス供給部
８              サイドパージ部
１１            反応ガス供給装置
１２            リモートプラズマ装置
１５            排気口
１６            排気装置
１９            ヒータ部
２０            サセプタ
２１            カバーリング
２２            ヒータ
２３            温度制御部
２４            第１領域
２５            第２領域
２６            シャワー板
２８            仕切り
２９            反応ガス分散板
３１            パージガス分散板
３４            成膜原料供給タンク
３５            気化器
３９            配管
４５            不活性ガス供給管
５０            基板
５３            プラズマユニット
５４            酸素ガス供給管
５５            プラズマ発生用ガス供給管
６５            サイドパージガス供給管
６６            サイドパージガス供給管
７５            真空ポンプ
７６            排気管
７８            原料回収トラップ
７９            バイパス管
【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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