特許 6240695 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240695

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20171120BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20171120BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20171120BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20171120BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20171120BHJP

   C23C 14/56 20060101ALI20171120BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20171120BHJP

   C23C 16/54 20060101ALI20171120BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   H01L21/31 B

   H01L21/31 C

   H01L21/205

   H01L21/302 101G

   C23C14/50 K

   C23C14/56 G

   C23C16/44 F

   C23C16/54

   H01L21/02 Z

【請求項の数】11

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-40011(P2016-40011)

(22)【出願日】2016年3月2日

(65)【公開番号】特開2017-157705(P2017-157705A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2016年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(72)【発明者】

【氏名】八幡 橘

【審査官】 山口 祐一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２０８８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３６０３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／００−２１／０２

２１／０４−２１／１６

２１／２０５

２１／３０２

２１／３０６５

２１／３１

２１／３６５

２１／４６１

２１／４６９

２１／６７−２１／６８３

２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する複数の処理室と、
前記基板を搬送する搬送室と、
前記搬送室と前記処理室との間に設けられ、前記処理室のそれぞれに対応する複数の移載室と、
前記搬送室と前記移載室との間に設けられた複数のゲートバルブと、
前記搬送室に設けられ、前記複数のゲートバルブを通過する位置の基板それぞれに対して不活性ガスを供給する複数の第１ガス供給部と、
前記搬送室内に設けられ、前記基板を前記移載室に搬送する搬送ロボットと、
前記第１ガス供給部の供給孔と前記ゲートバルブを通過する基板との距離が第１距離の時に第１流量で前記不活性ガスを供給し、前記距離が第１距離よりも長い第２距離の時に第１流量よりも多い第２流量で前記不活性ガスを供給する様に前記複数の第１ガス供給部と前記搬送ロボットを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項2】

前記搬送ロボットは前記基板を少なくとも２枚水平方向に異なる高さで保持可能なエンドエフェクタを有し、
前記制御部は、
前記エンドエフェクタが保持している基板それぞれに、異なる流量で前記不活性ガスを供給するように前記第１ガス供給部を制御する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記複数の処理室は隣り合うように連結され、
前記複数の第１ガス供給部の間に、第２ガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記第２ガス供給部から供給される不活性ガスの流量が、前記第１ガス供給部から供給される不活性ガスの流量よりも多くなる様に前記第１ガス供給部と前記第２ガス供給部とを制御する請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記２つの第１ガス供給部の間に、当該第１ガス供給部よりも前記搬送ロボット側に突き出した、第１のガスガイドを有する請求項１または２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記搬送ロボットは、異なる高さで基板を搬送する２つのアームを有する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第１ガス供給部のガス供給孔の下端は、前記ゲートバルブの開口上端の高さに構成される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記搬送室内であって、前記第１ガス供給部と対向し、前記ゲートバルブ開口の下端の高さの位置にガスガイドが設けられる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

搬送室に設けられた搬送ロボットによって複数の処理室のそれぞれに、前記処理室に対応した移載室を介して基板を搬送する工程と、
前記処理室に搬送された基板に処理ガスを供給する工程と、
前記基板に供給され処理ガスを排気する工程と、を有し
前記基板を搬送する工程では、
前記搬送室と前記移載室との間に設けられたゲートバルブを通過する基板と当該基板に不活性ガスを供給する第１ガス供給部の供給孔との距離が第１距離の状態で前記基板が通過する際に、第１流量で不活性ガスを前記基板に供給する工程と、
前記距離が前記第１距離よりも長い第２距離の状態で前記基板が通過する際に、前記第１流量よりも多い第２流量で前記不活性ガスを前記基板に供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記基板を搬送する工程で、
前記搬送ロボットは、２つ以上の基板を保持し、当該基板を２つ以上の前記処理室にそれぞれ搬送し、
前記２つ以上の処理室の内、一つの処理室に搬送する基板に、前記第１流量で前記不活性ガスを供給し、
前記２つ以上の処理室の内、他の処理室に搬送される基板に前記第２流量で前記不活性ガスを供給する工程を有する
請求項８に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

搬送室に設けられた搬送ロボットによって複数の処理室のそれぞれに、前記処理室に対応した移載室を介して基板を搬送させる手順と、
前記処理室に搬送された基板に処理ガスを供給させる手順と、
前記基板に供給され処理ガスを排気させる手順と、を有し
前記基板を搬送させる手順では、
前記搬送室と前記移載室との間に設けられたゲートバルブを通過する基板と当該基板に不活性ガスを供給する第１ガス供給部の供給孔との距離が第１距離の状態で前記基板が通過する際に、第１流量で不活性ガスを前記基板に供給させる手順と、
前記距離が前記第１距離よりも長い第２距離の状態で前記基板が通過する際に、前記第１流量よりも多い第２流量で前記不活性ガスを前記基板に供給させる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。

【請求項11】

前記基板を搬送させる手順で、
前記搬送ロボットは、２つ以上の基板を保持し、当該基板を２つ以上の前記処理室にそれぞれ搬送し、
前記２つ以上の処理室の内、一つの処理室に搬送する基板に、前記第１流量で前記不活性ガスを供給し、
前記２つ以上の処理室の内、他の処理室に搬送される基板に前記第２流量で前記不活性ガスを供給させる手順と、
を有する請求項１０に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板に対して処理ガスと反応ガスを供給し、基板に膜を形成する処理工程が行われている。例えば、特許文献１，２等に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１８１７７１

【特許文献2】特開２０１０−２０６２２２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、基板の搬送中に、基板にパーティクルが付着し、基板への処理品質が低下することが有る。

【0005】

本発明の目的は、基板への処理品質を向上させる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様によれば、
基板を処理する複数の処理室と、基板を搬送する搬送室と、搬送室と処理室との間に設けられ、処理室のそれぞれに対応する複数の移載室と、搬送室と移載室との間に設けられた複数のゲートバルブと、搬送室に設けられ、複数のゲートバルブを通過する位置の基板それぞれに対して不活性ガスを供給する複数の第１ガス供給部と、搬送室内に設けられ、基板を移載室に搬送する搬送ロボットと、第１ガス供給部の供給孔とゲートバルブを通過する基板との距離が第１距離の時に第１流量で不活性ガスを供給し、距離が第１距離よりも長い第２距離の時に第１流量よりも多い第２流量で不活性ガスを供給する様に複数の第１ガス供給部と搬送ロボットを制御する制御部と、を有する技術が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る技術によれば、基板への処理品質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る基板処理システムの横断面の概略図である。

【図2】一実施形態に係る基板処理システムの縦断面の概略図である。

【図3】一実施形態に係る基板処理システムの真空搬送室内のプロセスモジュール付近の概略図である。

【図4】一実施形態に係る基板処理システムの真空搬送室内のプロセスモジュール付近の概略図でウエハが無い場合を示す図である。

【図5】一実施形態に係る基板処理システムの真空搬送室内のプロセスモジュール付近の概略図でウエハが搬入前と搬出後を示す図である。

【図6】一実施形態に係る第１ガス供給部とウエハとの位置関係を示す図である。

【図7】一実施形態に係る第１ガス供給部へのガス供給系を説明するための図である。

【図8】一実施形態に係る基板処理システムの真空搬送ロボットの概略図である。

【図9】一実施形態に係る真空搬送ロボットのエンドエフェクタの高さの関係を示す図である。

【図10】一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。

【図11】一実施形態に係るチャンバの縦断面の概略図である。

【図12】一実施形態に係るガス供給系を説明するための図である。

【図13】一実施形態に係る基板処理システムのコントローラの概略構成図である。

【図14】一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。

【図15】一実施形態に係る基板処理工程のシーケンス図である。

【図16】他の実施形態に係る基板処理システムの縦断面の概略図である。

【図17】他の実施形態に係る基板処理システムの真空搬送室内のプロセスモジュール付近の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１実施形態＞
以下に本発明の第１実施形態を図面に即して説明する。

【0010】

以下に、本実施形態に係る基板処理システムを説明する。
（１）基板処理システムの構成
本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概要構成を、図１から図１１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る基板処理システムの構成例を示す横断面図である。図２は、本実施形態に係る基板処理システムの構成例を示す図１のα−α’における縦断面図である。図３は、真空搬送室とプロセスモジュール付近を図２のγ―γ´を、Ｚ１方向に見た概略図である。なお、図３では、真空搬送ロボット１７００等の構成を省略している。図６は、第１ガス供給部とウエハ２００との位置関係を示す図である。図７は、搬送室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給系を説明する説明図である。図８は図１のアームの詳細を説明した説明図である。図１０は図１のβ−β’の縦断面図であり、プロセスモジュールに供給するガス供給系を説明する説明図である。図１１は、プロセスモジュールに設けられるチャンバを説明する説明図である。

【0011】

図１および図２において、本発明が適用される基板処理システム１０００は、ウエハ２００を処理するもので、ＩＯステージ１１００、大気搬送室１２００、ロードロック室１３００、真空搬送室１４００、プロセスモジュール１１０で主に構成される。次に各構成について具体的に説明する。図１の説明においては、前後左右は、Ｘ１方向が右、Ｘ２方向が左、Ｙ１方向が前、Ｙ２方向が後とする。

【0012】

（大気搬送室・ＩＯステージ）
基板処理システム１０００の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）１１００が設置されている。ＩＯステージ１１００上には複数のポッド１００１が搭載されている。ポッド１００１はシリコン（Ｓｉ）基板などの基板２００を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド１００１内には、未処理の基板（ウエハ）２００や処理済の基板２００がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。

【0013】

ポッド１００１にはキャップ１１２０が設けられ、後述するポッドオープナ１２１０によって開閉される。ポッドオープナ１２１０は、ＩＯステージ１１００に載置されたポッド１００１のキャップ１１２０を開閉し、基板出し入れ口を開放・閉鎖することにより、ポッド１００１に対する基板２００の出し入れを可能とする。ポッド１００１は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ１１００に対して、供給および排出される。

【0014】

ＩＯステージ１１００は大気搬送室１２００に隣接する。大気搬送室１２００は、ＩＯステージ１１００と異なる面に、後述するロードロック室１３００が連結される。

【0015】

大気搬送室１２００内には基板２００を移載する第１搬送ロボットとしての大気搬送ロボット１２２０が設置されている。図２に示されているように、大気搬送ロボット１２２０は大気搬送室１２００に設置されたエレベータ１２３０によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１２４０によって左右方向に往復移動されるように構成されている。

【0016】

図２に示されているように、大気搬送室１２００の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１２５０が設置されている。また、図１に示されているように、大気搬送室１２００の左側には基板２００に形成されているノッチまたはオリエンテーションフラットを合わせる装置（以下、プリアライナという）１２６０が設置されている。

【0017】

図１および図２に示されているように、大気搬送室１２００の筐体１２７０の前側には、基板２００を大気搬送室１２００に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１２８０と、ポッドオープナ１２１０とが設置されている。基板搬入搬出口１２８０を挟んでポッドオープナ１２１０と反対側、すなわち筐体１２７０の外側にはＩＯステージ（ロードポート）１１００が設置されている。

【0018】

大気搬送室１２００の筐体１２７０の後ろ側には、ウエハ２００をロードロック室１３００に搬入搬出するための基板搬入出口１２９０が設けられる。基板搬入出口１２９０は、後述するゲートバルブ１３３０によって解放・閉鎖することにより、ウエハ２００の出し入れを可能とする。

【0019】

（ロードロック（Ｌ／Ｌ）室）
ロードロック室１３００は大気搬送室１２００に隣接する。ロードロック室１３００を構成する筐体１３１０が有する面のうち、大気搬送室１２００とは異なる面には、後述するように、真空搬送室１４００が配置される。ロードロック室１３００は、大気搬送室１２００の圧力と真空搬送室１４００の圧力に合わせて筐体１３１０内の圧力が変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。

【0020】

筐体１３１０のうち、真空搬送室１４００と隣接する側には、基板搬入搬出口１３４０が設けられる。基板搬入出口１３４０は、ゲートバルブ１３５０によって解放・閉鎖することで、ウエハ２００の出し入れを可能とする。

【0021】

さらに、ロードロック室１３００内には、ウエハ２００を載置する載置面１３１１（１３１１ａ，１３１１ｂ）を少なくとも二つ有する基板載置台１３２０が設置されている。基板載置面１３１１間の距離は、後述する真空搬送ロボット１７００が有するフィンガ間の距離に応じて設定される。

【0022】

（真空搬送室）
基板処理システム１０００は、負圧下で基板２００が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室（トランスファモジュール）１４００を備えている。真空搬送室１４００を構成する筐体１４１０は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、ロードロック室１３００及びウエハ２００を処理するプロセスモジュール１１０ａ〜１１０ｄが連結されている。真空搬送室１４００の略中央部には、負圧下で基板２００を移載（搬送）する第２搬送ロボットとしての真空搬送ロボット１７００がフランジ１４３０を基部として設置されている。なお、ここでは、真空搬送室１４００を五角形の例を示すが、四角形や六角形などの多角形であっても良い。

【0023】

筐体１４１０の側壁のうち、ロードロック室１３００と隣接する側には、基板搬入搬出口１４２０が設けられている。基板搬入出口１４２０は、ゲートバルブ１３５０によって解放・閉鎖することで、ウエハ２００の出し入れを可能とする。

【0024】

真空搬送室１４００内に設置される搬送ロボットとしての真空搬送ロボット１７００は、図２に示すように、エレベータ１４５０およびフランジ１４３０によって真空搬送室１４００の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。真空搬送ロボット１７００の詳細な構成は後述する。エレベータ１４５０は、真空搬送ロボット１７００が有する二つのアーム１８００と１９００をそれぞれ独立して昇降可能なよう構成されている。

【0025】

図１に示されているように、筐体１４１０の五枚の側壁のうち、ロードロック室１３００が設置されていない側には、ウエハ２００に所望の処理を行うプロセスモジュール１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄが連結されている。

【0026】

プロセスモジュール１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄのそれぞれには、基板処理装置の一構成のチャンバ１００が設けられている。具体的には、プロセスモジュール１１０ａはチャンバ１００ａ、１００ｂが設けられる。プロセスモジュール１１０ｂにはチャンバ１００ｃ、１００ｄが設けられる。プロセスモジュール１１０ｃにはチャンバ１００ｅ、１００ｆが設けられる。プロセスモジュール１１０ｄにはチャンバ１００ｇ、１００ｈが設けられる。

【0027】

筐体１４１０の側壁のうち、各チャンバ１００と向かい合う壁には基板搬入出口１４８０が設けられる。例えば、図２に記載のように、チャンバ１００ｅと向かい合う壁には、基板入出口１４８０ｅが設けられる。

【0028】

図２のうち、チャンバ１００ｅをチャンバ１００ａに置き換えた場合、チャンバ１００ａと向かい合う壁には、基板搬入搬出口１４８０ａが設けられる。

【0029】

同様に、チャンバ１００ｆをチャンバ１００ｂに置き換えた場合、チャンバ１００ｂと向かい合う壁には、基板搬入搬出口１４８０ｂが設けられる。

【0030】

ゲートバルブ（ＧＶ）１４９０は、図１に示されているように、処理室ごとに設けられる。具体的には、チャンバ１００ａと真空搬送室１４００との間にはゲートバルブ１４９０ａが、チャンバ１００ｂとの間にはゲートバルブ１４９０ｂが設けられる。チャンバ１００ｃとの間にはゲートバルブ１４９０ｃが、チャンバ１００ｄとの間にはゲートバルブ１４９０ｄが設けられる。チャンバ１００ｅとの間にはゲートバルブ１４９０ｅが、チャンバ１００ｆとの間にはゲートバルブ１４９０ｆが設けられる。チャンバ１００ｇとの間にはゲートバルブ１４９０ｇが、チャンバ１００ｈとの間にはゲートバルブ１４９０ｈが設けられる。

【0031】

各ゲートバルブ１４９０によって解放・閉鎖することで、基板搬入出口１４８０を介したウエハ２００の出し入れを可能とする。

【0032】

ここで、発明者は、この様な装置構成において、以下の課題を見出した。図１６に示すように、各プロセスモジュールには、複数のチャンバが設けられ、ゲートバルブが隣り合うように構成されている。図３では、プロセスモジュール１１０ａの例を示している。ウエハ２００を各チャンバに搬入する際、後述するように、チャンバ１００ａの圧力とチャンバ１００ｂの圧力とが異なり、真空搬送室１４００の圧力とチャンバ１００ａの圧力，チャンバ１００ｂの圧力の関係によって、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂのいずれかまたは両方から真空搬送室１４００に、チャンバ内の雰囲気が流れ込む課題が有る。また、チャンバ１００ａからチャンバ１００ｂに雰囲気が流れ込むことや、チャンバ１００ｂからチャンバ１００ａに雰囲気が流れ込む課題が有る。発明者が鋭意研究した結果、図２の破線矢印で記した方向へのガス流を設けることによって、チャンバ１００から真空搬送室１４００への雰囲気の流出を抑制できることを見出した。以下に、不活性ガスを供給する構成について記す。

【0033】

＜第１ガス供給部＞
図１，３，４に示す様に、ゲートバルブ（ＧＶ）１４９０ａ付近であって筐体１４１０の天井には、ウエハ２００の表面に不活性ガスを供給するためのガス供給孔（第１ガス供給孔，不活性ガス供給孔，ＧＶガス供給孔）１４６０が設けられる。第１ガス供給孔１４６０の周りには、ガスガイド１４６１が設けられている。ガスガイド１４６１は、第１ガス供給孔１４６０から供給される不活性ガスが、真空搬送室１４００の上方に拡散することを抑制させる。ここで図３は、図２に示したγ―γ´をＺ１方向に見た図である。なお、図３では、真空搬送ロボット１７００等の構成は省略している。図６は、第１ガス供給部とウエハ２００の位置関係を示している。

【0034】

第１ガス供給孔１４６０には不活性ガス供給管１５１０が接続される。不活性ガス供給管１５１０には上流から順に不活性ガス源１５２０、マスフローコントローラ１５３０、バルブ１５４０が設けられている。マスフローコントローラ１５３０、バルブ１５４０等によって、筐体１４１０内のゲートバルブ１４９０付近や、ゲートバルブ１４６０を通過するウエハ２００の表面に供給する不活性ガスの供給量が制御される。なお、好ましくは、第１ガス供給孔１４６０の下端は、ゲートバルブ１４９０の上端と同等の高さに配置される。この様に構成することによって、第１ガス供給孔１４６０から供給される不活性ガスの主流が、ＧＶやチャンバ内に流れるように構成することができる。

【0035】

主に、第１ガス供給孔１４６０、不活性ガス供給管１５１０、マスフローコントローラ１５３０、バルブ１５４０で、真空搬送室１４００のゲートバルブ１４９０への不活性ガス供給部（第１ガス供給）１５００が構成される。なお、不活性ガス源１５２０を不活性ガス供給部１５００に含めてもよい。

【0036】

また、第１ガス供給孔１４６０の下端と、ウエハ２００の表面と間の距離Ｄは、図６に示す様に、Ｄ＜Ｌの関係となる様に構成される。ここで、Ｌは、第１ガス供給孔１４６０の下端とウエハ２００が対向する面のウエハ２００の径方向の長さである。この様に構成することによって、第１ガス供給孔１４６０から供給されるガス流を直接ウエハ２００に供給させることができる。これにより、ウエハ２００の表面に付着している処理ガス，反応ガス，副生成物，パーティクルのいずれか若しくは２つ以上を脱離させて、真空搬送室１４００への進入を抑制させることができる。Ｄ＞Ｌの関係になっている場合、第１ガス供給孔１４６０から供給されるガス流が、ウエハ２００に供給されることなく真空搬送室１４００内に拡散してしまい、ウエハ２００に吸着しているガス等を脱離させる効果が低減してしまう。また、このＤ＜Ｌの関係は、上側のアーム１８００が保持しているウエハ２００と第１ガス供給孔１４６０との距離Ｄ１と、下側のアーム１９００が保持しているウエハ２００と第１ガス供給孔１４６０との距離Ｄ２それぞれで、同様である。具体的には、Ｄ１＜Ｌ，Ｄ２＜Ｌとなる。なお、図６に示す様に上側アーム１８００と下側アーム１９００の様に、２つのアームの高さをそれぞれ異ならせることによって、ウエハ２００の搬入と搬出を同時に行うことができ、搬送スループットを向上させることができる。

【0037】

また、好ましくは、二つのアームそれぞれに供給する不活性ガスの流量を異ならせる。上側のアーム１８００が保持しているウエハ２００と第１ガス供給孔１４６０の間の距離Ｄ１と、下側のアーム１９００が保持しているウエハ２００と第１ガス供給孔１４６０の間の距離Ｄ２が異なる様に形成されている場合、Ｄ１の時の供給量では、Ｄ２の時にウエハ２００に供給される量が不足し、チャンバから真空搬送室１４００にガスが流れ込むことが有る。この場合、不活性ガスの供給量をＤ２＞Ｄ１とすることで、チャンバ内の雰囲気が真空搬送室に流れ込むことを抑制させることができる。

【0038】

なお、図１、図７の様に、他のゲートバルブ１４９０ａ、１４９０ｂ、１４９０ｃ、１４９０ｄ、１４９０ｅ、１４９０ｆ、１４９０ｇ、１４９０ｈを通過するウエハ２００への第１ガス供給部１５００（１５００ａ、１５００ｂ、１５００ｃ、１５００ｄ、１５００ｅ、１５００ｆ、１５００ｇ、１５００ｈ）も同様に構成される。なお、図７に示す様に、不活性ガス源１５２０は共通に用いるように構成しても良い。

【0039】

また、各第１ガス供給部１５００に設けられた、マスフローコントローラ１５３０をそれぞれ制御させることによって、各ゲートバルブを通過するウエハ２００の表面に供給される不活性ガス流量をそれぞれ異ならせても良い。また、各第１ガス供給部１５００に設けられたバルブ１５４０の開閉タイミングをそれぞれ異ならせても良い。各ゲートバルブの開閉タイミングや、真空搬送ロボット１７００がウエハ２００搬送するタイミングや、リフトピン２０７にウエハ２００が載るタイミング等に合わせて不活性ガスの供給タイミングや供給量を変化させる様に構成しても良い。

【0040】

例えば、各チャンバの雰囲気が真空搬送室内への流れ込みを抑制させるために、各チャンバ内の圧力は、真空搬送室１４００内の圧力よりも低く設定される。図３を例に説明すると、プロセスモジュール１１０ａと真空搬送室１４００との間のゲートバルブ１４９０ａとゲートバルブ１４９０ｂを同時に開けた場合、真空搬送室１４００から、２つのチャンバ１００ａ，１００ｂの両方に真空搬送室１４００の雰囲気が流れ込み、真空搬送室１４００とチャンバ１００ａとチャンバ１００ｂの圧力差が小さくなることが有る。この場合に、チャンバ１００ａ，１００ｂから真空搬送室１４００にガスや、チャンバ１００ａ，１００ｂ内に存在する副生成物やパーティクルが流れ込む恐れがある。

【0041】

また、各第１ガス供給部の第１ガス供給孔１４６０と対向する側に、ガスガイド１４６５を設けても良い。ガスガイド１４６５を設けることによって、第１ガス供給孔１４６０とウエハ２００が対向しない場合であっても、第１ガス供給孔１４６０から供給される不活性ガスが、真空搬送室１４００内に拡散する事無く、チャンバ側に流れるようなガス流れを形成することができる。ここで、対向しない場合とは例えば、以下が有る。それぞれの場合の例を図４と図５に示す。
１）ウエハ２００を保持していないエンドエフェクタをチャンバに挿入する場合（図４）。
２）ウエハ２００を保持したエンドエフェクタをチャンバに搬送し始める時と、搬出が終わる場合（図５）。

【0042】

筐体１４１０の底壁には、筐体１４１０の雰囲気を排気するための排気口１４７０が設けられる。排気口１４７０には、排気管１６１０が設けられる。排気管１６１０には、上流から順に圧力制御器であるＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６２０、ポンプ１６３０が設けられる。なお、ここで、ＡＰＣ１６２０は、少なくとも弁体を有する。弁体はコントローラ２６０から送信されたデータに基づいて制御可能に構成しても良いし、ＡＰＣ１６２０の内部に、制御装置を設けてＡＰＣ１６２０単独で弁の開度調整を可能に構成しても良い。

【0043】

主に、排気口１４７０、排気管１６１０、ＡＰＣ１６２０で真空搬送室１４００におけるガス排気部１６００が構成される。なお、ポンプ１６３０を搬送室排気部に含めてもよい。

【0044】

なお、好ましくは、排気口１４７０は、各ゲートバルブから遠い位置に設けられる。即ち、真空搬送ロボット１７００の近くに設けられる。この様に構成することによって、各第１ガス供給部から供給される不活性ガスや、各チャンバ内の雰囲気が、搬送室１４００内に流れ込む事を抑制させることができる。

【0045】

各ゲートバルブが閉じている間は、第１ガス供給部１５００、ガス排気部１６００の協働によって真空搬送室１４００の雰囲気が制御される。ＡＰＣ１６２０は、各ゲートバルブの何れかが開いている時や、各ゲートバルブの何れかが開く前には、上記の破線矢印方向のガス流れができるように弁開度を小さくさせる。なお、このとき、ＡＰＣ１６２０は、完全に閉じる様に構成しても良い。

【0046】

続いて、真空搬送室１４００に搭載される真空搬送ロボット１７００について、図８を用いて説明する。図８は図１の真空搬送ロボット１７００を拡大した図である。

【0047】

真空搬送ロボット１７００は、二つのアーム１８００とアーム１９００を備える。アーム１８００は、先端に二つのエンドエフェクタ１８１０とエンドエフェクタ１８２０が設けられたフォークポーション１８３０を有する。フォークポーション１８３０の根元にはミドルポーション１８４０が軸１８５０を介して接続される。なお、アーム１８００は、２枚のウエハ２００を同時に搬送する関係上、エンドエフェクタ１８１０の高さとエンドエフェクタ１８２０の高さが異なる様に形成されている場合が有る。エンドエフェクタの高さを異ならせることによって、搬送時のウエハ２００の位置調整を容易化し、搬送スループットを向上させることができる。ここでは、例えば、図９に示す様に、エンドエフェクタ１８１０の高さが、エンドエフェクタ１８２０よりも高くなる様に構成される。

【0048】

この様に、エンドエフェクタ１８１０の高さとエンドエフェクタ１８２０の高さが異なる場合、上述の距離Ｄが、エンドエフェクタによって変化する。この様な場合、エンドエフェクタ上のコンダクタンスが変化するため、距離Ｄが短い方から長い方へ不活性ガスが流れることが有る。これにより、一つのチャンバの雰囲気やパーティクルが他のチャンバに流れることが有る。図３の場合では、チャンバ１００ｂからチャンバ１００ａの方にガスが流れる。この場合、ガス供給孔１４６０ｂに供給する不活性ガスの流量を、ガス供給孔１４６０ａに供給する不活性ガスの流量よりも少なくするか、ガス供給孔１４６０aに供給する不活性ガスの流量をガス供給孔１４６０ｂに供給する不活性ガスの流量よりも多くすることによって、チャンバ１００ｂからチャンバ１００ａへのガス流れを抑制させることができる。

【0049】

エンドエフェクタ１８１０とエンドエフェクタ１８２０には、それぞれのプロセスモジュール１１０から搬出されるウエハ２００が載置される。図２においては、プロセスモジュール１１０ｃから搬出されるウエハ２００が載置される例を示す。

【0050】

ミドルポーション１８４０のうち、フォークポーション１８３０と異なる箇所には、ボトムポーション１８６０が軸１８７０を介して接続される。ボトムポーション１８６０は、軸１８８０を介してフランジ１４３０に配置される。

【0051】

アーム１９００は、先端に二つのエンドエフェクタ１９１０とエンドエフェクタ１９２０が設けられたフォークポーション１９３０を有する。フォークポーション１９３０の根元にはミドルポーション１９４０が軸１９５０を介して接続される。なお、アーム１９００は、２枚のウエハ２００を同時に搬送する関係上、エンドエフェクタ１９１０の高さとエンドエフェクタ１９２０の高さが異なる様に構成されている。エンドエフェクタの高さを異ならせることによって、搬送時のウエハ２００の位置調整を容易化させることができる。ここでは、例えば、エンドエフェクタ１９１０の高さが、エンドエフェクタ１９２０よりも高くなる様に構成される。

【0052】

エンドエフェクタ１９１０とエンドエフェクタ１９２０には、ロードロック室１３００から搬出されるウエハ２００が載置される。

【0053】

ミドルポーション１９４０うち、フォークポーション１９３０と異なる箇所には、ボトムポーション１９６０が軸１９７０を介して接続される。ボトムポーション１９７０は、軸１９８０を介してフランジ１４３０に配置される。

【0054】

また、エンドエフェクタ１８１０、エンドエフェクタ１８２０は、エンドエフェクタ１９１０、エンドエフェクタ１９２０よりも高い位置に配置される。

【0055】

真空搬送ロボット１７００は軸を中心とした回転や、アームの延伸が可能である。

【0056】

（プロセスモジュール）
続いて各プロセスモジュール１１０の内、プロセスモジュール１１０ａについて、図１、図２、図１０を例にして説明する。図１０はプロセスモジュール１１０ａとプロセスモジュール１１０ａに接続されるガス供給部と、プロセスモジュール１１０ａに接続されるガス排気部との関連を説明する説明図である。

【0057】

ここではプロセスモジュール１１０ａを例にしているが、他のプロセスモジュール１１０ｂ、プロセスモジュール１１０ｃ、プロセスモジュール１１０ｄにおいても同様の構造であるため、ここでは説明を省略する。

【0058】

図１０に記載のように、プロセスモジュール１１０ａには、ウエハ２００を処理する基板処理装置の一構成のチャンバ１００ａとチャンバ１００ｂが設けられる。チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂの間には隔壁２０４０ａが設けられ、それぞれのチャンバ内の雰囲気が混在しないように構成される。

【0059】

図２に記載のように、チャンバ１００ｅと真空搬送室１４００が隣り合う壁には、基板搬入搬出口２０６０ｅが設けられ、同様に、チャンバ１００ａと真空搬送室１４００が隣り合う壁には基板搬入出口２０６０ａが設けられている。

【0060】

各チャンバ１００にはウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。

【0061】

プロセスモジュール１１０ａには、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂのそれぞれに処理ガスを供給するガス供給部が接続されている。ガス供給部は、第１の処理ガス供給部、第２の処理ガス供給部、第１パージガス供給部、第２パージガス供給部の少なくとも一つ以上で構成される。各ガス供給部の構成については後述する。

【0062】

（１）基板処理装置の構成
第１実施形態に係る基板処理装置について説明する。

【0063】

本実施形態に係る処理装置１００について説明する。基板処理装置１００は、高誘電率絶縁膜形成ユニットであり、図１に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。基板処理装置では、上述のような半導体デバイスの製造の一工程が行われる。

【0064】

図１１に示すとおり、基板処理装置１００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料または、石英により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間（処理室）２０１、移載空間（移載室）２０３が形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。上部処理容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも上方の空間を処理空間（処理室ともいう）２０１と呼び、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、仕切り板よりも下方の空間を移載室２０３と呼ぶ。

【0065】

下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９０に隣接した基板搬入出口１４８０が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口１４８０を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。

【0066】

処理室２０１内には、ウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１と外周面２１５を表面に持つ基板載置台２１２とを有する。好ましくは、加熱部としてのヒータ２１３を設ける。加熱部を設けることにより、基板を加熱させ、基板上に形成される膜の品質を向上させることができる。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられていても良い。なお、基板載置台２１２の表面に形成された載置面２１１の高さを外周面２１５よりもウエハ２００の厚さに相当する長さ分低く形成しても良い。この様に構成することで、ウエハ２００の上面の高さと基板載置台２１２の外周面２１５との高さの差が小さくなり、差によって発生するガスの乱流を抑制することができる。また、ガスの乱流がウエハ２００への処理均一性に影響を与えない場合は、外周面２１５の高さを載置面２１１と同一平面上の高さ以上となるように構成しても良い。

【0067】

基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能に構成される。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。

【0068】

基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６の位置（ウエハ搬送位置）となるように下降し、ウエハ２００の処理時には図１で示されるように、ウエハ２００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。

【0069】

具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。なお、リフトピン２０７に昇降機構を設けて、基板載置台２１２とリフトピン２０７が相対的に動くように構成してもよい。

【0070】

（排気系）
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁上面には、処理室２０１の雰囲気を排気する第１排気部としての排気口２２１が設けられている。排気口２２１には第1排気管としての排気管２２４が接続されており、排気管２２４には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するバルブ２２７、圧力調整器２２６，２２２、真空ポンプ２２３が順に直列に接続されている。主に、排気口２２１、排気管２２４、バルブ２２７により、第１の排気部（排気ライン）が構成される。なお、圧力調整器２２６，２２２、真空ポンプ２２３を第１の排気部に含めるように構成しても良い。

【0071】

バッファ空間２３２を構成する整流板２７０の裏面には、バッファ空間２３２の雰囲気を排気する第２排気部としてのシャワーヘッド排気口２４０が設けられている。バッファ空間２３２の雰囲気は、整流板２７０の裏面と排気ガイド２３５で構成される排気流路２３８を介して、シャワーヘッド排気口２４０へ排気可能に構成される。シャワーヘッド排気口２４０には第２排気管としての排気管２３６が接続されており、排気管２３６には、バルブ２３７、等が順に直列に接続されている。主に、シャワーヘッド排気口２４０、バルブ２３７、排気管２３６により、第２の排気部（排気ライン）が構成される。また、排気管２３６を真空ポンプ２２３に接続するように構成しても良い。

【0072】

また、下部容器２０２ｂには、下部容器排気口１４８１が設けられ、下部容器２０２ｂ内を排気可能に構成されている。また、下部容器排気口１４８１は、下部容器２０２ｂを介して上部容器２０２ａを排気することも可能である。

【0073】

（ガス導入口）
処理室２０１の上部に設けられるシャワーヘッド２３４の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２４１が設けられている。ガス供給部である第１ガス導入口２４１に接続されるガス供給ユニットの構成については後述する。

【0074】

（ガス分散部）
シャワーヘッド２３４は、バッファ室（空間）２３２、分散板２３４ｂ、分散孔２３４ａにより構成されている。シャワーヘッド２３４は、ガス導入口２４１と処理室２０１との間に設けられている。ガス導入口２４１から導入されるガスはシャワーヘッド２３４のバッファ空間２３２（分散部）に供給される。シャワーヘッド２３４は、例えば、石英、アルミナ、ステンレス、アルミなどの材料で構成される。

【0075】

なお、シャワーヘッド２３４の蓋２３１を導電性のある金属で形成して、バッファ空間２３２又は処理室２０１内に存在するガスを励起するための活性化部（励起部）としても良い。この際には、蓋２３１と上部容器２０２ａとの間には絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と上部容器２０２ａの間を絶縁している。活性化部としての電極（蓋２３１）には、整合器２５１と高周波電源２５２を接続し、電磁波（高周波電力やマイクロ波）が供給可能に構成されても良い。

【0076】

バッファ空間２３２には、ガス導入口２４１から導入されたガスをバッファ空間２３２に拡散させるための整流部としての整流板２７０が設けられている。

【0077】

（処理ガス供給部）
整流板２７０に接続されたガス導入口２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。図１２に示す様に、共通ガス供給管２４２には、第１処理ガス供給管２４３ａ、第２処理ガス供給管２４４ａ、パージガス供給管２４５ａ、クリーニングガス供給管２４８ａが接続されている。

【0078】

第１処理ガス供給管２４３ａを含む第１処理ガス供給部２４３からは第１元素含有ガス（第１処理ガス）が主に供給され、第２ガス供給管２４４ａを含む第２の処理ガス供給部２４４からは主に第２元素含有ガス（第２処理ガス）が供給される。パージガス供給管２４５ａを含むパージガス供給部２４５からは、主にパージガスが供給され、クリーニングガス供給管２４８ａを含むクリーニングガス供給部２４８からはクリーニングガスが供給される。

【0079】

（第１処理ガス供給部）
第１処理ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第１処理ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。

【0080】

第１処理ガス供給源２４３ｂから、第１元素を含有するガス（第１処理ガス）が供給され、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、第１処理ガス供給管２４３ａ、共通ガス供給管２４２を介してガスバッファ空間２３２に供給される。

【0081】

第１処理ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
ここで、第１元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第１処理ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えばジクロロシラン（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）：ＤＣＳ）ガスを用いることができる。なお、第１処理ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第１処理ガスの原料が常温常圧で液体の場合は、第１処理ガス供給源２４３ｂとマスフローコントローラ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは原料は気体として説明する。

【0082】

第１処理ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第１不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第１不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４６ｄが設けられている。

【0083】

ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ_２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。

【0084】

主に、第１処理ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第１元素含有ガス供給部２４３（シリコン含有ガス供給部ともいう）が構成される。

【0085】

また、主に、第１不活性ガス供給管２４６ａ、マスフローコントローラ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより第１不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２４６ｂ、第１ガス供給管２４３ａを、第１不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。

【0086】

更には、第１処理ガス供給源２４３ｂ、第１不活性ガス供給部を、第１元素含有ガス供給部に含めて考えてもよい。

【0087】

（第２処理ガス供給部）
第２処理ガス供給管２４４ａの上流には、上流方向から順に、第２処理ガス供給源２４４ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。

【0088】

第２処理ガス供給源２４４ｂから、第２元素を含有するガス（以下、「第２の処理ガス」）が供給され、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、第２処理ガス供給管２４４ａ、共通ガス供給管２４２を介して、バッファ空間２３２に供給される。

【0089】

第２処理ガスは、処理ガスの一つである。なお、第２処理ガスは、処理ガスと反応する反応ガスであっても良く、基板に形成された膜と反応する改質ガスとして考えてもよい。

【0090】

ここで、第２処理ガスは、第１元素と異なる第２元素を含有する。第２元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）の内、一つ以上を含んでいる。本実施形態では、第２の処理ガスは、例えば窒素含有ガスであるとする。具体的には、窒素含有ガスとしては、アンモニア（ＮＨ_３）ガスが用いられる。

【0091】

主に、第２処理ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第２処理ガス供給部２４４が構成される。

【0092】

これに加えて、活性化部としてのリモートプラズマユニット（RPU）２４４ｅを設けて、第２処理ガスを活性化可能に構成しても良い。

【0093】

また、第２処理ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第２不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第２不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４７ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４７ｄが設けられている。

【0094】

第２不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第２ガス供給管２４７ａを介して、バッファ空間２３２に供給される。不活性ガスは、成膜工程（後述するＳ２０３〜Ｓ２０７）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。

【0095】

主に、第２不活性ガス供給管２４７ａ、マスフローコントローラ２４７ｃ及びバルブ２４７ｄにより第２不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源２４７ｂ、第２ガス供給管２４４ａを第２不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。

【0096】

更には、第２処理ガス供給源２４４ｂ、第２不活性ガス供給部を、第２元素含有ガス供給部２４４に含めて考えてもよい。

【0097】

（パージガス供給部）
パージガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、パージガス供給源２４５ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。

【0098】

パージガス供給源２４５ｂから、パージガスとしての不活性ガスが供給され、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、パージガス供給管２４５ａ、共通ガス供給管２４２を介してバッファ空間２３２に供給される。

【0099】

ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ_２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。

【0100】

主に、パージガス供給管２４５ａ、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、パージガス供給部２４５（パージガス供給部ともいう）が構成される。

【0101】

（クリーニングガス供給部）
クリーニングガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、クリーニングガス源２４８ｂ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２５０が設けられている。

【0102】

クリーニングガス源２４８ｂから、クリーニングガスが供給され、ＭＦＣ２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、ＲＰＵ２５０、クリーニングガス供給管２４８ａ、共通ガス供給管２４２を介してガスバッファ空間２３２に供給される。

【0103】

クリーニングガス供給管２４８ａのバルブ２４８ｄよりも下流側には、第四の不活性ガス供給管２４９ａの下流端が接続されている。第四の不活性ガス供給管２４９ａには、上流方向から順に、第四の不活性ガス供給源２４９ｂ、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄが設けられている。

【0104】

また、主に、クリーニングガス供給管２４８ａ、ＭＦＣ２４８ｃ及びバルブ２４８ｄによりクリーニングガス供給部が構成される。なお、クリーニングガス源２４８ｂ、第四不活性ガス供給管２４９ａ、ＲＰＵ２５０を、クリーニングガス供給部に含めて考えてもよい。

【0105】

なお、第四の不活性ガス供給源２４９ｂから供給される不活性ガスを、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用するように供給しても良い。

【0106】

クリーニングガス供給源２４８ｂから供給されるクリーニングガスは、クリーニング工程ではガス整流部２３４や処理室２０１に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。

【0107】

ここで、クリーニングガスは、例えば三フッ化窒素（ＮＦ_３）ガスである。なお、クリーニングガスとして、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ_３）ガス、フッ素（Ｆ_２）ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。

【0108】

また好ましくは、上述の各ガス供給部に設けられた、流量制御部としては、ニードルバルブやオリフィスなどの、ガスフローの応答性が高いガスが良い。例えば、ガスのパルス幅がミリ秒オーダーになった場合は、ＭＦＣでは応答できないことが有るが、ニードルバルブやオリフィスの場合は、高速なON/OFFバルブと組み合わせることで、ミリ秒以下のガスパルスに対応することが可能となる。

【0109】

（制御部）
図１３に示すようにチャンバ１００は、チャンバ１００の各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。

【0110】

コントローラ２６０の概略を図１３に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２６０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２６１や、外部記憶装置２６２、受信部２８５などが接続可能に構成されている。

【0111】

記憶装置２６０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２６０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ、ウエハ２００への処理に用いるプロセスレシピを設定するまでの過程で生じる演算データや処理データ等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２６０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプログラムレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａによって読み出されたプログラム、演算データ、処理データ等のデータが一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0112】

Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、ゲートバルブ１３３０，１３５０，１４９０、昇降機構２１８、ヒータ２１３、圧力調整器２２２，２２６，１６２０、真空ポンプ２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄ），１６３０、整合器２５１、高周波電源２５２、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ，２４４ｃ，２４５ｃ，２４６ｃ，２４７ｃ，２４８ｃ，２４９ｃ，１５３０、バルブ２２７，２２８，２３６，２３７，２４３ｄ，２４４ｄ，２４５ｄ，２４６ｄ，２４７ｄ，２４８ｄ，２４９ｄ，１５４０、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２４４ｅ，２５０等に接続されている。

【0113】

演算部としてのＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２６０からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。また、受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置１２１ｃに記憶されたプロセスレシピや制御データとを比較・演算して、演算データを算出可能に構成されている。また、演算データから対応する処理データ（プロセスレシピ）の決定処理等を実行可能に構成されている。そして、ＣＰＵ２６０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ１３３０，１３５０，１４９０（１４９０ａ，１４９０ｂ，１４９０ｃ，１４９０ｄ，１４９０ｅ，１４９０ｆ，１４９０ｇ，１４９０ｈ）の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、ヒータ２１３への電力供給動作、圧力調整器２２２，２２６，１６２０の圧力調整動作、真空ポンプ２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄ）のオンオフ制御、ＲＰＵ２４４ｅ，２５０のガスの活性化動作、バルブ２２７，２２８，２３６，２３７，２４３ｄ，２４４ｄ，２４５ｄ，２４６ｄ，２４７ｄ，２４８ｄ，２４９ｄ，１５４０の開閉制御、整合器２５１の電力の整合動作、高周波電源２５２のオンオフ制御等を制御するように構成されている。

【0114】

なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、係る外部記憶装置２６２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、受信部２８５やネットワーク２６３（インターネットや専用回線）等の通信手段を用い、外部記憶装置２６２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合が有る。

【0115】

（２）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜であって、例えばシリコン含有膜としてのシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を成膜するシーケンス例について図１４，１５を参照して説明する。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コントローラ２６０により制御される。

【0116】

なお、本明細書において、「ウエハ」という言葉を用いた場合には、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等とその積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハに形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。

【0117】

従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハに形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合が有る。また、本明細書において「ウエハに形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハ最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合が有る。

【0118】

なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。

【0119】

以下に、基板処理工程について説明する。

【0120】

（基板搬入工程Ｓ２０１）
基板処理工程に際しては、先ず、ウエハ２００を処理室２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内と移載室２０３内に不活性ガスを供給しつつ、下部容器排気口１４８１から不活性ガスを排気しつつ、処理室２０１内と移載室２０３内を所定の圧力に調圧する。処理室２０１内と移載室２０３内の調圧後、ゲートバルブ１４９０を開放し、ゲートバルブ１４９０からリフトピン２０７上にウエハ２００を載置させる。ウエハ２００をリフトピン２０７上に載置させた後、昇降機構２１８によって基板支持部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、ウエハ２００が、リフトピン２０７から基板支持部２１０へ載置されるようになる。なお、ゲートバルブ１４９０を開放する前に、第１ガス供給部１５００から、ウエハ２００がゲートバルブ１４９０を通過する位置へ不活性ガスの供給を開始させる。なお、好ましくは、このときＡＰＣ１６２０とバルブ２２７を閉じ、排気口２２１や、排気口１４７０から排気させないようにする。この様に構成することによって、図２に記した破線矢印方向へのガス流れを形成することができ、チャンバ１００ａから真空搬送室１４００への逆流を抑制させることができる。

【0121】

ウエハ２００が、基板支持部２１０に載置され、基板載置台２１２が図１１に示す処理位置に到達した時、バルブ２２７を開き、排気口２２１から処理室２０１内の雰囲気の排気を開始させる。また、このとき、ゲートバルブ１４９０を閉じた後に、下部容器排気口１４８１に接続されたバルブ２２８を閉じ、下部容器２０２ｂ内の排気を止める。

【0122】

ゲートバルブ１４９０ａを閉じた後、不活性ガス供給部１５００ａからの不活性ガスの供給を停止する。なお、他のゲートバルブ１４９０（１４９０ｂ，１４９０ｃ，１４９０ｄ，１４９０ｅ，１４９０ｆ，１４９０ｇ，１４９０ｈ），１３５０が空いている場合は、各ゲートバルブに対応する不活性ガス供給部１５００ｂ，１５００ｃ，１５００ｄ，１５００ｅ，１５００ｆ，１５００ｇ，１５００ｈからの不活性ガス供給を継続させる。

【0123】

（減圧・昇温工程Ｓ２０２）
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、処理室排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサが測定した圧力値に基づき、圧力調整器２２２としてのＡＰＣバルブの弁の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ（不図示）が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板支持部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておき、ウエハ２００又は基板支持部２１０の温度変化が無くなってから一定時間置く。この間、処理室２０１内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等が有る場合は、真空排気やＮ_２ガスの供給によるパージによって除去しても良い。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。なお、処理室２０１内を所定の圧力に排気する際に、一度、到達可能な真空度まで真空排気しても良い。

【0124】

（成膜工程Ｓ３０１）
続いて、ウエハ２００にＳｉＮ膜を成膜する例について説明する。成膜工程Ｓ３０１の詳細について、図１４，１５を用いて説明する。

【0125】

ウエハ２００が基板支持部２１０に載置され、処理室２０１内の雰囲気が安定した後、図１４に示す、Ｓ２０３〜Ｓ２０７のステップが行われる。

【0126】

（第１処理ガス供給工程Ｓ２０３）
第１処理ガス供給工程Ｓ２０３では、第１処理ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（原料ガス）としてのシリコン含有ガスを供給する。シリコン含有ガスとしては、例えばジクロロシラン（ＤＣＳ）がある。具体的には、ガスバルブを開き、シリコン含有ガスをガス源からチャンバ１００に供給する。その際、処理室側バルブを開き、ＭＦＣで所定流量に調整する。流量調整されたシリコン含有ガスは、バッファ空間２３２を通り、シャワーヘッド２３４の分散孔２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲（第１圧力）となるように制御する。このとき、ウエハ２００に対してシリコン含有ガスが供給されることとなるシリコン含有ガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、ウエハ２００にシリコン含有ガスを供給する。シリコン含有ガスが供給されることにより、ウエハ２００上に、シリコン含有層が形成される。

【0127】

（第１パージ工程Ｓ２０４）
ウエハ２００上にシリコン含有層が形成された後、シリコン含有ガスの供給を停止する。原料ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する原料ガスや、バッファ空間２３２の中に存在する原料ガスを処理室排気管２２４から排気されることにより第１パージ工程Ｓ２０４が行われる。

【0128】

また、パージ工程では、単にガスを排気（真空引き）してガスを排出すること以外に、不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出処理を行うように構成しても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。

【0129】

なお、このとき、シャワーヘッド排気管２３６の、バルブ２３７を開き、バッファ空間２３２内に存在するガスをシャワーヘッド排気管２３６から排気しても良い。なお、排気中に、圧力調整器２２７とバルブ２３７により、シャワーヘッド排気管２３６とバッファ空間２３２内の圧力（排気コンダクタンス）を制御する。排気コンダクタンスは、バッファ空間２３２におけるシャワーヘッド排気管２３６からの排気コンダクタンスが、処理室２０１を介した処理室排気管２２４への排気コンダクタンスよりも高くなるように圧力調整器２２７とバルブ２３７を制御しても良い。このように調整することで、バッファ空間２３２の端部であるガス導入口２４１からもう一方の端部であるシャワーヘッド排気口２４０に向けたガス流れが形成される。このようにすることで、バッファ空間２３２の壁に付着したガスや、バッファ空間２３２内に浮遊したガスが処理室２０１に進入することなくシャワーヘッド排気管２３６から排気できるようになる。なお、処理室２０１から、バッファ空間２３２内へのガスの逆流を抑制するようにバッファ空間２３２内の圧力と処理室２０１の圧力（排気コンダクタンス）を調整しても良い。

【0130】

また、第１パージ工程では、真空ポンプ２２３の動作を継続し、処理室２０１内に存在するガスを真空ポンプ２２３から排気する。なお、処理室２０１から処理室排気管２２４への排気コンダクタンスが、バッファ空間２３２への排気コンダクタンスよりも高くなるように圧力調整器２２７とバルブ２３７を調整しても良い。このように調整することで、処理室２０１を経由した処理室排気管２２４に向けたガス流れが形成され、処理室２０１内に残留するガスを排気することができる。

【0131】

所定の時間経過後、不活性ガスの供給を停止すると共に、バルブ２３７を閉じてバッファ空間２３２からシャワーヘッド排気管２３６への流路を遮断する。

【0132】

より好ましくは、所定時間経過後、真空ポンプ２２３を引き続き作動させつつ、バルブ２３７を閉じることが望ましい。このようにすると、処理室２０１を経由した処理室排気管２２４に向けた流れがシャワーヘッド排気管２３６の影響を受けないので、より確実に不活性ガスを基板上に供給することが可能となり、基板上の残留ガスの除去効率を更に向上させることができる。

【0133】

なお、処理室から雰囲気をパージすることは、単に真空引きしてガスを排出すること以外に、不活性ガスの供給によるガスの押し出し動作も意味する。よって、第１パージ工程で、バッファ空間２３２内に、不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出動作を行うように構成しても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。

【0134】

また、このとき処理室２０１内に供給するＮ_２ガスの流量も大流量とする必要は無く、例えば、処理室２０１の容積と同程度の量を供給しても良い。この様にパージすることで、次の工程への影響を低減できる。また、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、製造スループットを向上させることができる。また、Ｎ_２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。

【0135】

このときのヒータ２１３の温度は、ウエハ２００への原料ガス供給時と同様に２００〜７５０℃、好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは３００〜５５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定する。各不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。パージガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。

【0136】

（第２処理ガス供給工程Ｓ２０５）
第１ガスパージ工程の後、ガス導入口２４１、複数の分散孔２３４ａを介して、処理室２０１内に第２処理ガス（反応ガス）としての、窒素含有ガスを供給する。窒素含有ガスは例えば、アンモニアガス（ＮＨ_３）を用いる例を示す。分散孔２３４ａを介して処理室２０１に供給するので、基板上に均一にガスを供給することができる。そのため、膜厚を均一にすることができる。なお、第２のガスを供給する際に、活性化部（励起部）としてのリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）を介して、活性化させた第２のガスを処理室２０１内に供給可能に構成しても良い。

【0137】

このとき、ＮＨ_３ガスの流量が所定の流量となるようにマスフローコントローラを調整する。なお、ＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば、１００ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。また、ＮＨ_３ガスがＲＰＵ内を流れているときは、ＲＰＵをＯＮ状態（電源が入った状態）とし、ＮＨ_３ガスを活性化（励起）させるように制御する。

【0138】

ＮＨ_３ガスが、ウエハ２００上に形成されているシリコン含有層に供給されると、シリコン含有層が改質される。例えば、シリコン元素またはシリコン元素を含有する改質層が形成される。なお、ＲＰＵを設けて、活性化したＮＨ_３ガスをウエハ２００上に供給することによって、より多くの改質層を形成することができる。

【0139】

改質層は、例えば、処理室２０１内の圧力、ＮＨ_３ガスの流量、ウエハ２００の温度、ＲＰＵの電力供給具合に応じて、所定の厚さ、所定の分布、シリコン含有層に対する所定の窒素成分等の侵入深さで形成される。

【0140】

所定の時間経過後、ＮＨ_３ガスの供給を停止する。

【0141】

（第２パージ工程Ｓ２０６）
ＮＨ_３ガスの供給を停止することで、処理室２０１中に存在するＮＨ_３ガスや、第２バッファ空間２３２の中に存在するＮＨ_３ガスを第１の排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ２０６が行われる。第２パージ工程Ｓ２０６は上述の第１パージ工程Ｓ２０４と同様の工程が行われる。

【0142】

第２パージ工程Ｓ２０６では、真空ポンプ２２３の動作を継続し、処理室２０１内に存在するガスを処理室排気管２２４から排気する。なお、処理室２０１から処理室排気管２２４への排気コンダクタンスが、バッファ空間２３２への排気コンダクタンスよりも高くなるように圧力調整器２２７とバルブ２３７を調整しても良い。このように調整することで、処理室２０１を経由した処理室排気管２２４に向けたガス流れが形成され、処理室２０１内に残留するガスを排気することができる。また、ここで、不活性ガスを供給することによって、不活性ガスを確実に基板上に供給することが可能となり、基板上の残留ガスの除去効率が高くなる。

【0143】

所定の時間経過後、不活性ガスの供給を停止すると共に、バルブを閉じてバッファ空間２３２とシャワーヘッド排気管２３６の間を遮断する。

【0144】

より好ましくは、所定時間経過後、真空ポンプ２２３を引き続き作動させつつ、バルブ２３７を閉じることが望ましい。このように構成すると、処理室２０１を経由したシャワーヘッド排気管２３６に向けた流れが処理室排気管２２４の影響を受けないので、より確実に不活性ガスを基板上に供給することが可能となり、基板上の残留ガスの除去効率を更に向上させることができる。

【0145】

なお、処理室から雰囲気をパージすることは、単に真空引きしてガスを排出すること以外に、不活性ガスの供給によるガスの押し出し動作も意味する。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。

【0146】

また、このとき処理室２０１内に供給するＮ_２ガスの流量も大流量とする必要は無く、例えば、処理室２０１の容積と同程度の量を供給しても良い。この様にパージすることで、次の工程への影響を低減できる。また、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、製造スループットを向上させることができる。また、Ｎ_２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。

【0147】

このときのヒータ２１３の温度は、ウエハ２００への原料ガス供給時と同様に２００〜７５０℃、好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは３００〜５５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定する。各不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。パージガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。

【0148】

（判定工程Ｓ２０７）
第１パージ工程Ｓ２０６の終了後、コントローラ２６０は、上記の成膜工程Ｓ３０１の内、Ｓ２０３〜Ｓ２０６が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する（ｎは自然数）。即ち、ウエハ２００上に所望の厚さの膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ２０３〜Ｓ２０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行う（ステップＳ２０７）ことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコンおよび酸素を含む絶縁膜、すなわち、ＳｉＯ膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、ウエハ２００上に所定膜厚のＳｉＯ膜が形成される。

【0149】

所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、Ｓ２０３〜Ｓ２０６のサイクルを繰り返す。所定回数実施されたとき（Ｙ判定のとき）は、成膜工程Ｓ３０１を終了し、搬送圧力調整工程Ｓ２０８と基板搬出工程Ｓ２０９を実行する。

【0150】

（搬送圧力調整工程Ｓ２０８）
搬送圧力調整工程Ｓ２０８では、処理室２０１内や移載室２０３が所定の圧力（真空度）となるように、処理室２０１内に不活性ガスを供給しつつ、処理室排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。また、バルブ２２８を開き、下部容器排気口１４８１から移載室２０３内を排気する。この時の処理室２０１内や移載室２０３内の圧力は、真空搬送室１４００内の圧力よりも低くなる様に調整される。

【0151】

（基板搬出工程Ｓ２０９）
搬送圧力調整工程Ｓ２０８で処理室２０１内が所定圧力になった後、基板支持部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させ、ウエハ２００をリフトピン２０７に載せた状態にする。また、基板支持部２１０の下降開始後に、バルブ２２７を閉じ、処理室排気管２２４からの排気を止め、ガス導入口２４１から供給される不活性ガスが、下部容器排気口１４８１へ排気される様なガス流れを形成させる。なお、ウエハ２００を搬出する前に、ウエハ２００の温度が所定温度まで下がるまでリフトピン２０７で支持した状態で待機させても良い。
なお、ウエハ２００をリフトピン２０７上で冷却させる間は、処理室２０１内の圧力と移載室２０３内の圧力を、真空搬送室１４００内の圧力や、上述の成膜工程時の圧力と同程度の圧力まで上昇させても良い。圧力を上げることによって、冷却時間を短縮させることができる。冷却後、処理室２０１内の圧力と移載室２０３内の圧力は、真空搬送室１４００内の圧力よりも低くなるように調圧される。

【0152】

上記のガス流れが形成された後、真空搬送室１４００の第１ガス供給部から、ゲートバルブ１４９０の開口付近のウエハ２００が通過する位置に向けて不活性ガスの供給を開始させる。不活性ガスの供給を開始させた後、ゲートバルブ１４９０を開き、リフトピン２０７上のウエハ２００を、真空搬送室１４００に、搬送させる。ウエハ２００が真空搬送室１４００に入った後、ゲートバルブ１４９０を閉じると共に、ＡＰＣ１６２０を開き、真空搬送室１４００内の雰囲気を、ガス排気部１６００から排気させる。このようにすることで、例え真空搬送室１４００内の雰囲気に異物が混入したとしても、処理室２０１を介さずに排気することができる。すなわち、処理室２０１内への異物進入を抑制することができる。

【0153】

なお、基板支持部２１０を図１１の破線で記した搬送位置に移動させる前に、以下の動作を行わせる様に構成しても良い。ガス導入孔２４１から移載室２０３を介して下部容器排気口１４８１へ不活性ガスを供給し、処理室２０１の圧力＞真空搬送室１４００の圧力＞移載室２０３の圧力の関係となる様に各室の圧力調整を行う。圧力調整後、第１ガス供給部からゲートバルブ１４９０開口付近のウエハ２００が通過する位置に不活性ガスを供給する。不活性ガスの供給開始後、ゲートバルブ１４９０を開き、ゲートバルブ１４９０から、第１ガス供給部から供給される不活性ガスが、下部容器排気口１４８１へのガス流れを形成する。その後、基板支持部２１０を搬送位置に搬送させる。基板支持部２１０を搬送位置に搬送後、真空搬送ロボット１７００でウエハ２００を真空搬送室１４００に搬送させる。この様な動作を行うことによって、移載室２０３内と処理室２０１内に存在するガスが、真空搬送室１４００に流れこむことを抑制することができる。また、この様に段階的に各室を接続させていくことによって、各室の圧力差によるガス拡散を抑制することができる。

【0154】

この様な工程で、ウエハ２００への処理が行われる。

【0155】

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下（Ａ）〜（Ｄ）のいずれか一つ以上の効果を奏する。

【0156】

（Ａ）第１ガス供給部１５００を設けて、ＧＶの開口付近のウエハ２００が通過する位置に不活性ガスを供給し、下部容器排気口１４８１から不活性ガスを排気することで、チャンバ１００内に存在する副生成物やパーティクルが、真空搬送室１４００に流れ込むことを抑制することができる。

【0157】

（B）また、一つのチャンバの雰囲気やパーティクルが、他のチャンバに入り込むことを抑制させることができる。

【0158】

（Ｃ）アームに設けられる２つのエンドエフェクタの高さが異なる場合に、第１ガス供給部１５００に設けられる２つのガス供給孔に供給する不活性ガスの流量を異ならせることによって、チャンバ間のガス移動（ガス拡散）を抑制させることができる。

【0159】

（Ｄ）第１ガス供給孔１４６０の下端とウエハ２００の表面との間の距離Ｄと、第１ガス供給孔１４６０の下端とウエハ２００が対向する面のウエハ２００の径方向の長さＬとの関係を、Ｄ＜Ｌとすることによって、ウエハ２００の表面に付着している処理ガス，反応ガス，副生成物，パーティクルのいずれか若しくは２つ以上を脱離させて、真空搬送室１４００への進入を抑制させることができる。

【0160】

（Ｅ）第１ガス供給孔１４６０と上側アーム１８００が保持しているウエハ２００との距離Ｄ１が、第１ガス供給孔１４６０と下側アーム１９００が保持しているウエハ２００との距離Ｄ２よりも短い場合に、不活性ガスの供給量をＤ１の時よりもＤ２の時に多くすることによって、チャンバ１００内の雰囲気が、真空搬送室１４００内に流れ込むことを抑制させることができる。

【0161】

＜他の実施形態＞
図１６，１７に他の実施形態を示す。図１６，１７では、第１ガス供給部のガス供給孔１４６０ａ，１４６０ｂの間に、第２ガス供給部１４６２ａが設けられている。この第２ガス供給部よって、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂとの間のガス移動（ガス拡散）を抑制することができる。

【0162】

また、好ましくは、第２ガス供給部１４６２ａのガス供給孔１４６３ａは、第１ガス供給部の第１ガス供給孔１４６０よりも搬送室１４００の中央に向かって突き出す様に構成される。この様に構成することによって、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂとの間のガス移動を抑制させることができる。

【0163】

また、好ましくは、各ガス供給孔から供給される不活性ガスの流量は、１４６３ａ＞１４６０ａ≒１４６０ｂとすることが好ましい。上述の様に、２つのエンドエフェクタの高さが異なる場合には、１４６３ａ＞１４６０ｂ＞１４６０ａとなる様に構成する。この様なガス流量の関係に構成することによって、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂとの間のガス移動や、チャンバ１００から搬送室１４００へのガス移動を抑制させることができる。

【0164】

なお、第２ガス供給部１４６２ａに、ガス供給孔１４６３ａを設けずに、ガスガイドとしても良い。

【0165】

なお、上述では、真空搬送室と移載室との間での基板搬送について記したが、ロードロック室１３００と真空搬送室１４００との間での基板搬送であっても良く、ロードロック室と大気搬送室１２００との間での基板搬送であっても良い。また、真空搬送室１４００またはロードロック室１３００が無く、大気搬送室１２００から移載室に直接搬送する様に構成された基板処理システムであっても同様の効果を奏することができる。上述の様に、真空雰囲気下で搬送することによって、パーティクルや、各チャンバの雰囲気の拡散を抑制することができる。

【0166】

また、上述では、原料ガスと反応ガスを交互に供給して成膜する方法について記したが、原料ガスと反応ガスの気相反応量や副生成物の発生量が許容範囲内であれば、他の方法にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスの供給タイミングが重なる様な方法である。

【0167】

また、上述では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、拡散処理、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、還元処理、酸化還元処理、エッチング処理、加熱処理などが有る。例えば、反応ガスのみを用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化処理や、プラズマ窒化処理する際にも本発明を適用することができる。また、反応ガスのみを用いたプラズマアニール処理にも適用することができる。

【0168】

また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。

【0169】

また、上述では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして窒素含有ガスを用いて、シリコン窒化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、ＳｉＮ膜、ＡｌＯ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＡｌＣ膜などが有る。

【0170】

また、プロセスモジュール内に、設けられるチャンバは、一つでも複数でも構わない。プロセスモジュール内に複数のチャンバが設けられた場合、プロセスモジュールの熱容量が大きくなるため、一つ以上のプロセスモジュールをメンテナンスする場合の影響が大きくなる。

【0171】

また、上述では、一つの処理室で一枚の基板を処理する装置構成を示したが、これに限らず、複数枚の基板を水平方向又は垂直方向に並べた装置であっても良い。

【符号の説明】

【0172】

１００ チャンバ
１１０ プロセスモジュール
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室 （処理空間）
２０２ 処理容器
２０３ 移載室
２１２ 基板載置台
２３２ バッファ空間
２３４ シャワーヘッド
１０００ 基板処理システム
１４００ 真空搬送室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】