特許 6774972 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

(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】6774972

(24)【登録日】2020年10月7日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20201019BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20201019BHJP

   C23C 16/448 20060101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 B

   H01L21/318 B

   C23C16/448

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-21125(P2018-21125)

(22)【出願日】2018年2月8日

(65)【公開番号】特開2019-140206(P2019-140206A)

(43)【公開日】2019年8月22日

【審査請求日】2019年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(72)【発明者】

【氏名】大橋 直史

(72)【発明者】

【氏名】松井 俊

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２０７７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３４５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０８９５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３９２９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

Ｃ２３Ｃ １６／４４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する処理室と、
前記基板に供給する分解性の第１ガスを生成する気化器と、
前記気化器に接続され前記処理室に前記第１ガスを供給し、前記第１ガスの供給タイミングを制御する第１タイミングバルブを有する第１供給管と、
前記気化器にガスを供給する気化器導入管と前記第１供給管のいずれか又は両方に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記気化器から前記第１供給管に前記第１ガスを供給する気化器出力管と、
前記第１供給管に設けられ、前記第１供給管内の雰囲気を排気する第１排出部と、
前記気化器出力管に設けられ、前記気化器内の雰囲気を排気する第２排出管と第２排出バルブとを有する第２排出部と、
前記気化器内の残量データと前記気化器のアイドリング時間データとのいずれかまたは両方のデータに基づいて前記第２排出バルブの開き時間を変更して、前記気化器内の雰囲気を前記第２排出管に排気する様に前記第１タイミングバルブと前記不活性ガス供給部と前記第１排出部と前記第２排出部とを制御可能に構成された制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１供給管内の雰囲気を前記第１排出部に排気した後に前記気化器内の雰囲気を第２排出管に排気するように前記第１排出部と前記第２排出部とを制御する様に構成される
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１供給管と前記気化器出力管との接続部よりも上流側かつ前記気化器導入管と前記第１供給管との接続部よりも下流側にパージバルブが設けられ、
前記制御部は、前記第１供給管の雰囲気を前記第１排出部に排気する際に前記パージバルブを介して前記第１供給管内に不活性ガスを供給する様にパージバルブを制御する請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記気化器出力管に出力バルブが設けられ、
前記制御部は、前記第１供給管内を真空雰囲気に排気し、前記気化器内の雰囲気を排気した後に、前記気化器から前記第１供給管内に前記第１ガスを供給する様に前記第１排出部と前記第２排出部と前記出力バルブとを制御する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記気化器出力管に出力バルブが設けられ、
前記制御部は、前記第２排出バルブを閉とした時に前記出力バルブを開け、
前記出力バルブを閉とした時に前記第２排出バルブを開けるように前記出力バルブと前記第２排出バルブとを制御するように構成される
請求項１乃至４のいずれかに一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第２排出バルブは、前記第２排出管と前記気化器出力管との接続部に設けられる三方弁で構成され、
前記制御部は、
前記気化器から前記第１供給管へのガス供給流路と、前記気化器から前記第２排出管へのガス排気流路とのいずれかを形成するように前記第２排出バルブを制御するように構成される
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

気化器で分解性の第１ガスを生成する工程と、
前記第１ガスを前記気化器から第１供給管と前記第１供給管に設けられた第１タイミングバルブを介して、基板が収容された処理室に供給する工程と、
前記気化器に接続された気化器導入管と前記第１供給管のいずれか又は両方に不活性ガスを供給する工程と、
前記気化器から気化器出力管を介して前記第１供給管に前記第１ガスを供給する工程と、
前記１ガス供給管に接続された第１排出部から前記第１供給管内の雰囲気を排気する第１排気工程と
前記気化器導入管から前記気化器に前記不活性ガスを供給し、前記気化器出力管に設けられ、第２排出管と第２排出バルブとを有する第２排出部から前記気化器内の雰囲気を排気する際に、前記気化器内の残量データと前記気化器のアイドリング時間データとのいずれか又は両方のデータに基づいて前記第２排出バルブの開き時間を変更する第２排気工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項8】

気化器で分解性の第１ガスを生成させる手順と、
前記第１ガスを前記気化器から第１供給管と前記第１供給管に設けられた第１タイミングバルブを介して、基板が収容された処理室に供給させる手順と、
前記気化器に接続された気化器導入管と前記第１供給管のいずれか又は両方に不活性ガスを供給させる手順と、
前記気化器から気化器出力管を介して前記第１供給管に前記第１ガスを供給させる手順と、
前記１ガス供給管に接続された第１排出部から前記第１供給管内の雰囲気を排気する第１排気手順と
前記気化器導入管から前記気化器に前記不活性ガスを供給し、前記気化器出力管に設けられ、第２排出管と第２排出バルブとを有する第２排出部から前記気化器内の雰囲気を排気させる際に、前記気化器内の残量データと前記気化器のアイドリング時間データとのいずれか又は両方のデータに基づいて前記第２排出バルブの開き時間を変更させる第２排気手順と、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程の一工程として、液体原料または固体原料を用いて、基板上に、膜を形成する成膜処理が行われることがある（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１７２１７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

基板上に形成する膜の品質を向上させることが求められている。

【0005】

そこで本開示では、基板上に形成する膜の品質を向上させることが可能な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様によれば、
基板を処理する処理室と、基板に供給する第１ガスを生成する気化器と、気化器に接続され処理室に前記第１ガスを供給し、第１ガスの供給タイミングを制御する第１タイミングバルブを有する第１供給管と、気化器にガスを供給する気化器導入管と第１供給管のいずれか又は両方に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、気化器から第１供給管に第１ガスを供給する気化器出力管と、第１供給管に設けられ、第１供給管内の雰囲気を排気する第１排出部と、気化器出力管に設けられ、気化器内の雰囲気を排気する第２排出部と、第１タイミングバルブと不活性ガス供給部と第１排出部と第２排出部と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】

本開示に係る技術によれば、基板上に形成する酸化膜の膜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】実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。

【図2】実施形態に係るガス供給系の概略構成図である。

【図3】実施形態に係る基板処理装置のコントローラの概略構成図である。

【図4】実施形態に係る基板処理工程の概略フロー図である。

【図5】実施形態に係るガス供給部調整工程を示すフロー図である。

【図6】実施形態に係る成膜工程とその前後工程を示すフロー図である。

【図7】実施形態に係る成膜工程と第２排出バルブの開放タイミングを示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本開示の実施の形態について説明する。

【0010】

［実施形態］
以下、本開示の実施形態を図面に即して説明する。

【0011】

［（１）基板処理装置の構成］
まず、実施形態に係る基板処理装置について説明する。

【0012】

基板処理装置２００は、例えば、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。

【0013】

図１に示すとおり、基板処理装置２００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば水平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基板１００を処理する第１処理空間（処理室）２０１と、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の間には仕切部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、仕切部２０４よりも上方の空間を処理室２０１と呼ぶ。また、仕切部２０４よりも下方の空間を移載室２０３と呼ぶ。

【0014】

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、基板１００は基板搬入出口１４８０を介して図示しない搬送室と移載室２０３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。

【0015】

処理室２０１内には、基板１００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、基板１００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、加熱部としてのヒータ２１３を主に有する。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る。また、ヒータ２１３は、温度制御部２５８に接続され温度制御可能に構成される。また、基板載置台２１２には、基板１００や処理室２０１にバイアスを印加するバイアス電極２５６が設けられていても良い。バイアス電極２５６は、バイアス調整部２５７に接続され、バイアス調整部２５７によって、バイアスが調整可能に構成される。

【0016】

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の外部で昇降部２１８に接続されている。昇降部２１８を作動させてシャフト２１７及び支持台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置される基板１００を昇降させることが可能となっている。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。

【0017】

基板載置台２１２は、基板１００の搬送時には、ウエハ移載位置に移動し、基板１００の第１処理時には図１に示した処理位置に移動する。なお、ウエハ移載位置は、リフトピン２０７の上端が、基板載置面２１１の上面から突出する位置である。

【0018】

具体的には、基板載置台２１２をウエハ移載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が基板１００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が基板１００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、基板１００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。

【0019】

［排気部］
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁には、処理室２０１の雰囲気を排気する第１排気部としての第１排気口２２１が設けられている。第１排気口２２１には第１排気管２２４ａが接続されており、第１排気管２２４ａには、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２７と第１真空ポンプ２２３ａと後述の第２真空ポンプ２２３ｂが順に直列に接続されている。主に、第１排気口２２１、第１排気管２２４ａ、圧力調整器２２７により第一の排気部（排気ライン）が構成される。なお、第１真空ポンプ２２３ａも第一の排気部の構成としても良い。また、移載室２０３の内壁側面には、移載室２０３の雰囲気を排気する第２排気口１４８１が設けられている。また、第２排気口１４８１には排気管１４８２が設けられている。排気管１４８２には、圧力調整器２２８が設けられ、移載室２０３内の圧力を所定の圧力に排気可能に構成されている。また、移載室２０３を介して処理室２０１内の雰囲気を排気することもできる。

【0020】

［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。ガス供給部であるガス導入口２４１に接続される各ガス供給ユニットの構成については後述する。

【0021】

［ガス分散部］
ガス分散ユニットとしてのシャワーヘッド２３４は、バッファ室２３２、分散板２４４ａを有する。なお、分散板２４４ａは、第１活性化部としての第１電極２４４ｂとして構成されていても良い。分散板２４４ａには、ガスを基板１００に分散供給する孔２３４ａが複数設けられている。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のバッファ室２３２（分散部とも呼ぶ。）に供給され、孔２３４ａを介して処理室２０１に供給される。

【0022】

なお、分散板２４４ａを第１電極２４４ｂとして構成した場合は、第１電極２４４ｂは、導電性の金属で構成され、処理室２０１内のガスを励起するための活性化部（励起部）の一部として構成される。第１電極２４４ｂには、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いる。なお、蓋２３１を導電性部材で構成する際には、蓋２３１と第１電極２４４ｂとの間に絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と第１電極部２４４ｂの間を絶縁する構成となる。

【0023】

［活性化部（プラズマ生成部）］
活性化部としての第１電極２４４ｂが設けられている場合の構成について説明する。活性化部としての第１電極２４４ｂには、整合器２５１と高周波電源部２５２が接続され、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いる。これにより、処理室２０１内に供給されたガスを活性化させることができる。また、第１電極２４４ｂは、容量結合型のプラズマを生成可能に構成される。具体的には、第１電極２４４ｂは、導電性の板状に形成され、上部容器２０２ａに支持されるように構成される。活性化部は、少なくとも第１電極２４４ｂ、整合器２５１、高周波電源部２５２で構成される。なお、第１電極２４４ｂと高周波電源２５２との間に、インピーダンス計２５４を設けても良い。インピーダンス計２５４を設けることによって、測定されたインピーダンスに基づいて、整合器２５１、高周波電源２５２をフィードバック制御することができる。また、高周波電源２５２は、電力データをコントローラ２６０と送受信可能に構成され、整合器２５１は、整合データ（進行波データ、反射波データ）をコントローラ２６０と送受信可能に構成され、インピーダンス計２５４は、インピーダンスデータをコントローラ２６０と送受信可能に構成される。

【0024】

［ガス供給部］
ガス導入口２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管２４２から供給されるガスは、ガス導入口２４１を介してシャワーヘッド２３４内に供給される。

【0025】

共通ガス供給管２４２には、図２に示す、ガス供給部が接続される。ガス供給部は、第１供給管１１３ａ、第２供給管１２３ａ、第３供給管１３３ａが接続されている。

【0026】

第１供給管１１３ａを含む第１供給部からは、主に第１ガスとしての第１元素含有ガス（第１処理ガス）が主に供給される。また、第２供給管１２３ａを含む第２供給部からは、主に第２ガスとしての第２元素含有ガス（第２処理ガス）が供給される。また、第３供給管１３３ａを含む第３供給部（不活性ガス供給部）からは、主に第３ガスとしての第３元素含有ガスが供給される。

【0027】

［第１供給部］
第１供給管１１３ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源１１３ｂ、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）１１５、開閉弁であるバルブ１１６ａ，１１６ｂが設けられている。なお、バルブ１１６ａは、第１供給管１１３ａ内をパージするパージバルブとも呼ぶ。また、バルブ１１６ｂは、基板１００にガスを供給するタイミングを制御する第１タイミングバルブとも呼ぶ。

【0028】

また、ＭＦＣ１１５とパージバルブ１１６ａとの間には、第１供給管１１３ａと気化器１１８の導入部１１８ａとを接続する気化器導入管１１９ａが接続される。気化器導入管１１９ａには、導入バルブ１１９ｂが設けられている。

【0029】

パージバルブ１１６ａと第１タイミングバルブ１１６ｂの間であって、パージバルブ１１６ａ側に設けられた合流部（接続点，接続部とも呼ぶ）１１４には、第１供給管１１３ａと気化器１１８の導出部１１８ｂとを接続する気化器出力管１１９ｃが接続されている。気化器出力管１１９ｃには、出力バルブ１１９ｄが設けられている。

【0030】

後述のコントローラ２６０により、各バルブの開閉が制御されることにより、不活性ガス供給源１１３ｂから、直接、第１供給管１１３ａを介して、共通ガス供給管２４２に不活性ガスを供給可能に構成される。また、不活性ガス供給源１１３ｂから気化器導入管１１９ａを介して気化器１１８に不活性ガスが供給されることにより、気化器１１８から気化器出力管１１９ｃを介して、第１供給管１１３ａに後述の第１ガスを供給可能に構成される。なお、気化器１１８に貯留される原料がそれ単体で気化し、第１供給管１１３ａに第１ガスを供給させることが可能であれば、気化器１１８に不活性ガスを供給しなくても良い。

【0031】

ここで、第１ガスとしての、第１元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第１元素含有ガスは第１４族元素含有ガスであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）を含むガスである。具体的には、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_２Ｈ_２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガスである。気化器１１８内には、この様な原料が貯留されている。なお、この様な、アミノ基（ＮＨ−）と、炭素（Ｃ）の何れか又は両方を含むガスを用いた場合、基板１００上に形成する膜特性を向上させることができる。例えば、膜厚均一性や、電気的特性を向上させることができる。しかしながら、この様な原料はアミノ基と炭素の何れか又は両方を含まない原料と比較して、熱的安定性が低い。この様な原料を、気化温度以上に加熱すると、熱分解することがある。

【0032】

第１元素含有ガスは、気化器１１８から、出力バルブ１１９ｄ，第１タイミングバルブ１１６ｂ、第１供給管１１３ａ、共通ガス供給管２４２を介して基板処理装置２００に供給される。

【0033】

第１供給部は、主に、気化器１１８、気化器出力管１１９ｃ、出力バルブ１１９ｄ、第１供給管１１３ａにより構成される。

【0034】

また、第１供給管１１３ａのバルブ１１６ｂよりも上流側にガスタンク１８１を設けても良い。ガスタンク１８１を設けて第１ガスを溜めることにより、基板１００にガスを多く流すことができる。なお、ガスタンク１８１を第１供給部に含めても良い。

【0035】

更には、不活性ガス供給源１１３ｂを第１供給部に含めて考えてもよい。なお、不活性ガス供給源１１３ｂは、第１供給管１１３ａと気化器導入管１１９ａのいずれか又は両方に不活性ガスを供給するソースとして機能する構成であり、例えば、半導体製造装置工場に設けられ、不活性ガスが供給されたガスラインに接続されたガス管を意味する。

【0036】

なお、気化器１１８には、気化器１１８に原料を供給する原料供給管１２１が接続されていても良い。原料供給管１２１にはバルブ１２１ａが設けられ、原料供給管１２１内を流れる原料の量が調整可能に構成される。

【0037】

なお、気化器１１８には、気化器１１８内に残存する原料の量を検出する残量検出部を設けても良い。残量検出部は例えば、図２の破線で示す、液面のレベルを検出するレベル計１２２ａと重量計１２２ｂといずれかまたは両方である。残量検出部が設けられることで、気化器１１８内に残存する原料の量を検出することが可能となる。なお、気化器１１８内に残存する原料の量は、ＭＦＣ１１５の流量の積算値、バルブ１１９ｂ，出力バルブ１１９ｄ，バルブ１１６ｂ等の開放時間の積算値、後述の第１ガス供給工程Ｓ５０３の積算時間、等、一つ以上に基づいた積算値のデータを基にコントローラ２６０で演算することにより、間接的に演算するプログラムを用いて算出しても良い。なお、プログラムを用いて残存する原料の量を算出する場合は、図２に示すハード的な残量検出部を設けなくても良く、残量検出部をプログラムにより実現しても良い。また、残量検出部から出力される残量データと各積算値とを基に、残存する原料の量を算出しても良い。

【0038】

ここで、気化器１１８内には、原料が満たされていない空き空間１１８ｃが存在する。この空き空間１１８ｃには、分解した第１ガスが発生し、分解した第１ガスが滞留することがある。分解した第１ガスが基板処理装置２００に供給された場合、基板１００毎の処理品質の均一性を低下させてしまう課題を生じる。例えば、分解した第１ガスが供給された処理と、分解した第１ガスが供給されなかった処理とで膜特性（膜品質）を異ならせてしまう。分解した第１ガスは、例えば、基板処理装置２００を停止させた時に発生する。分解した第１ガスは、気化器出力管１１９ｃ、第１供給管１１３ａ等の中にも発生することが有る。また、分解した第１ガスは、例えば、基板処理装置２００を待機（アイドリング）させた時にも発生する可能性が有る。また、後述の基板搬入工程Ｓ５０１、昇温工程Ｓ５０２、成膜工程Ｓ３０２、判定工程Ｓ５０７、搬送圧力調整工程Ｓ５０８、基板搬出工程Ｓ５０９等でも発生する可能性が有る。

【0039】

発明者等は、分解した第１ガスを気化器１１８や、第１供給管１１３ａ、気化器出力管１１９ｃの少なくともいずれか内から除去する技術を見出した。例えば、後述の第２排出管１２０ａを用いることで、気化器１１８、気化器出力管１１９ｃ内に存在する分解した第１ガスを後述の第２排気管２２４ｂに排出させることが可能となる。また、後述の第１排出管１１３ｈを用いることで、第１供給管１１３ａ内に存在する分解した第１ガスを第２排気管２２４ｂに排出させることが可能となる。この分解した第１ガスを排出する構成について以下に説明する。

【0040】

なお、ここでは、気化方式としてバブリング方式を採用する気化器１１８を設けたが、蒸発方式の気化器や、昇華方式の気化器を採用しても良い。蒸発方式の気化器であっても、気化器内の空間に分解した第１ガスが生成される可能性が有り、同様の課題を生じる。

【0041】

なお、気化器１１８内に貯留される原料は、液体の場合について記したが、これに限らず、固体や気化器の場合であっても同様の課題を生じる。

【0042】

［ガス排出部］
ガス排出部は、第１排出部と第２排出部とのいずれか又は両方で構成される。以下に第１排出部と第２排出部の構成について説明する。

【0043】

［第１排出部］
パージバルブ１１６ａと第１タイミングバルブ１１６ｂの間であって、第１タイミングバルブ１１６ｂ側に設けられた合流部（接続点，接続部とも呼ぶ）１１７には、第１供給管１１３ａと第２排気管２２４ｂとを接続する第１排出管１１３ｈが設けられている。また、第１排出管１１３ｈには、第１排出バルブ１１６ｈが設けられている。第１排出部は、少なくとも第１排出管１１３ｈと第１排出バルブ１１６ｈとで構成される。

【0044】

［第２排出部］
出力バルブ１１９ｄと導出部１１８ｂとの間の気化器出力管１１９ｃには、気化器出力管１１９ｃと第２排気管２２４ｂとを接続する、第２排出管１２０ａが設けられている。また、第２排出管１２０ａには、第２排出バルブ１２０ｂが設けられ、気化器出力管１１９ｃから第２排気管２２４ｂへの流路のＯＮ/ＯＦＦを制御可能に構成される。第２排出部は少なくとも第２排出管１２０ａと第２排出バルブ１２０ｂで構成される。

【0045】

なお、第２排出バルブ１２０ｂと出力バルブ１１９ｄとで流路切替部１２０ｃを形成しても良い。なお、流路切替部１２０ｃは、一つのバルブで構成しても良い。具体的には三方弁が有る。流路切替部１２０ｃは、気化器１１８から、第１供給管１１３ａと第２排出管１２０ａの何れかにガスを供給する様に構成される。

【0046】

なお、第２排気管２２４ｂは、第１排気管２２４ａに接続されている。第２排気管２２４ｂに排気されたガスは、第１排気管２２４ａを介して、真空ポンプ２２３ｂに排出可能に構成されている。

【0047】

この様な構成により、第１供給管１１３ａ、気化器１１８、気化器導入管１１９ａ、気化器出力管１１９ｃ内に存在するガスは、第２排出管１２０ａ、第１排出管１１３ｈのいずれか若しくは両方から、第２排出管２２４ｂに排出可能に構成されている。

【0048】

［第２供給部］
第２供給管１２３ａには、上流方向から順に、第２供給源１２３、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６が設けられている。なお、バルブ１２６は、基板１００に第２ガスを供給するタイミングを制御する第２タイミングバルブとも呼ぶ。

【0049】

第２供給管１２３ａからは、第２元素含有ガスが、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６、共通ガス供給管２４２を介して、基板処理装置２００に供給される。

【0050】

第２元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第２元素含有ガスは窒素（Ｎ）を含むガスであり、具体的にはアンモニア（ＮＨ_３）ガスや、水素（Ｈ_２）と窒素（Ｎ_２）の混合ガス等のガスである。

【0051】

なお、第２供給管１２３ａに、第２ガスを活性化させるリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１８０を設けても良い。

【0052】

第２供給部は、主に、第２供給管１２３ａ、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６で構成される。

【0053】

更には、第２供給源１２３、ＲＰＵ１８０のいずれか若しくは両方を第２供給部に含めて考えてもよい。

【0054】

［第３供給部（不活性ガス供給部）］
第３供給管１３３ａには、上流方向から順に、第３ガス供給源１３３、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６が設けられている。なお、バルブ１３６は、基板１００に第３ガスを供給するタイミングを制御する第３タイミングバルブとも呼ぶ。

【0055】

第３供給管１３３ａからは、不活性ガスが、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３４に供給される。

【0056】

不活性ガスは、第１ガスと反応し難いガスである。不活性ガスは例えば、窒窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、等のガスである。

【0057】

第３供給部（不活性ガス供給部）は、主に、第３供給管１３３ａ、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６で構成される。

【0058】

ここで、第１供給部、第２供給部、第３供給部のそれぞれを構成するＭＦＣ、バルブ、（気化器）、（ＲＰＵ）はコントローラ２６０と送受信可能に構成され、それぞれ、以下のデータを送受信する。ＭＦＣ：流量データ、バルブ：開度データ、（気化器：気化量データ）、（ＲＰＵ：電力データ）。

【0059】

［制御部］
図３に示すように基板処理装置２００は、基板処理装置２００の各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。

【0060】

コントローラ２６０の概略構成図と、ネットワーク２６８、上位装置５００等の接続構成図を図３に示す。制御部であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２６１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６２、記憶装置２６３、Ｉ／Ｏポート２６４を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６２、記憶装置２６３、Ｉ／Ｏポート２６４は、内部バス２６５を介して、ＣＰＵ２６１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２６９や、外部記憶装置２６７、送受信部２８５などが接続可能に構成されている。入出力装置２６９は、基板処理装置２００の状態、上位装置５００等から受信したデータを報知する報知部（表示部）としての表示画面２７０も含むように構成しても良い。

【0061】

記憶装置２６３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２６３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、基板１００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、このプロセス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、プロセス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、ＲＡＭ２６２は、ＣＰＵ２６１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。

【0062】

Ｉ／Ｏポート２６４は、ゲートバルブ１４９０、昇降部２１８、温度制御部４００、圧力調整器２２７，２２８、真空ポンプ２２３ａ，２２３ｂ、整合器２５１、高周波電源部２５２、ＭＦＣ１１５，１２５，１３５、バルブ１１６ａ,１１６ｂ，１１６ｈ，１１９ｂ，１１９ｄ，（１２１ａ），１２６，１３６、（バイアス制御部２５７）、等に接続されている。また、インピーダンス計２５４、ＲＰＵ１８０、等にも接続されていても良い。なお、本開示での接続とは、各部が物理的なケーブルで繋がっているという意味も含むが、各部の信号（電子データ）が直接または間接的に送信／受信可能になっているという意味も含む。

【0063】

演算部としてのＣＰＵ２６１は、記憶装置２６３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２６９からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６３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、送受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置２６３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、ＣＰＵ２６１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１４９０の開閉動作、昇降部２１８の昇降動作、温度制御部４００への電力供給動作、温度制御部４００による基板載置台２１２の温度調整動作、圧力調整器２２７，２２８の圧力調整動作、真空ポンプ２２３ａのオンオフ制御、ＭＦＣ１１５，１２５，１３５でのガス流量制御動作、ＲＰＵ１８０のガスの活性化動作、バルブ１１６ａ,１１６ｂ，１１６ｈ，１１９ｂ，１１９ｄ，（１２１ａ），１２６，１３６でのガスのオンオフ制御、整合器２５１の電力の整合動作、高周波電源部２５２の電力制御、バイアス制御部２５７の制御動作、インピーダンス計２５４が測定した測定データに基づいた整合器２５１の整合動作や、高周波電源２５２の電力制御動作、等を制御するように構成されている。各構成の制御を行う際は、ＣＰＵ２６１内の送受信部が、プロセスレシピの内容に沿った制御情報を送信／受信することで制御する。

【0064】

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（データ）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）２６７を用意し、係る外部記憶装置２６７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２６７を介して供給する場合に限らない。例えば、送受信部２８５やネットワーク２６８（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２６７を介さずにプログラム（データ）を供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６３や外部記憶装置２６７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２６３単体のみを含む場合、外部記憶装置２６７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。

【0065】

［基板処理工程］
次に基板処理工程について図４〜図７を用いて説明する。

【0066】

基板処理工程では、図４に示すように成膜工程Ｓ３０２の前と後のいずれか又は両方で、ガス供給部調整工程Ｓ３０１が行われる。ガス供給部調整工程Ｓ３０１の詳細について図５を用いて説明する。

【0067】

［ガス供給部調整工程Ｓ３０１］
ガス供給部調整工程Ｓ３０１は、図５に示すように、第１排気工程（ガス管排気工程）Ｓ４０１と、第２排気工程（気化器排気工程）Ｓ４０２と、雰囲気調整工程Ｓ４０３とを有する。次にこれらの工程について説明する。

【0068】

[第１排気工程（ガス管排気工程）Ｓ４０１]
まず、ガス管排気工程Ｓ４０１について説明する。ガス管排気工程Ｓ４０１では、第１供給管１１３ａに残留する第１ガスを、第２排出部から排気する。具体的には、バルブ１１６ｂとバルブ１１９ｂとバルブ１１９ｂとを閉じ、パージバルブ１１６ａと第１排出バルブ１１６ｈを開く。これにより、不活性ガス供給源１１３ｂから、第１供給管１１３ａパージバルブ１１６ａ、第１排出管１１３ｈ、第１排出バルブ１１６ｈ、等を介して、第２排気管２２４ｂにガスが流れる流路が形成される。この状態で第２排気管２２４ｂから、第１供給管１１３ａ内の残留ガスを所定時間、排気する。なお、この時、不活性ガス供給源１１３ｂから不活性ガスを供給して、第１供給管１１３ａ内のガスを押し出す様にしても良い。また、第１供給管１１３ａ内の雰囲気の排気と、不活性ガスの供給を交互に繰り返させても良い。この様に第１供給管１１３ａ内を排気することで、残留したガス量を低減させることができる。

【0069】

また、第１供給管１１３ａ内の排気終了後、パージバルブ１１６ａと第１排出バルブ１１６ｈを閉じることで、ガス管排気工程Ｓ４０１が終了する。なお、パージバルブ１１６ａと第１排出バルブ１１６ｈを閉じた後に、バルブ１１６ｂを開けて、第１供給管１１３ａ内を高真空に排気しても良い。第１供給管１１３ａ内を高真空に排気した後は、バルブ１１６ｂを閉じ、第１供給管１１３ａ内を高真空雰囲気に保つ。

【0070】

[第２排気工程（気化器排気工程）Ｓ４０２]
次に気化器排気工程Ｓ４０２が行われる。気化器排気工程Ｓ４０２では、気化器１１８の空き空間１１８ｃに存在する分解した第１ガスを気化器１１８から、第１排出部を介して、第２排気管２２４ｂに排気させる。具体的には、バルブ１１９ｂと第２排出バルブ１２０ｂとを開き、パージバルブ１１６ａと出力バルブ１１９ｄと第１排出バルブ１１６ｈを閉じる。この状態で、気化器１１８内の雰囲気を、第２排出管１２０ａを介して、第２排気管２２４ｂに排気することで行われる。この排気は、単に、気化器１１８内を真空排気するのみならず、不活性ガス供給源１１３ｂから不活性ガスを供給して、気化器１１８内の分解した第１ガスを押し出すようにしても良い。また、気化器１１８内の排気と、不活性ガス供給による排気とを繰り返し行わせても良い。繰り返すことで、気化器１１８内に存在する分解した第１ガスの量を低減させることができる。

【0071】

なお、排気時間や不活性ガスの流量は、気化器１１８内に残存する原料の量や、基板処理装置のアイドリング時間、気化器１１８のアイドリング時間、成膜工程の積算時間、等のデータに基づいて、変更させても良い。例えば、残存する原料の量が少ない場合は、空き空間１１８ｃが多くなり、分解した第１ガスの量が多くなっていると見積もり、排気時間を長くさせれば良い。即ち、分解した第１ガスの量と、排気時間は比例関係にあり、比例関係を基に、排気時間を長く設定させても良いし、不活性ガスの流量を多くなるように設定させても良い。

【0072】

所定時間排気後、第２排出バルブ１２０ｂを閉じることで、気化器排気工程Ｓ４０２が終了する。

【0073】

[雰囲気調整工程Ｓ４０３]
次に、雰囲気調整工程Ｓ４０３について説明する。雰囲気調整工程Ｓ４０３では、バルブ１１９ｂを開き、気化器１１８に不活性ガスを供給し、空き空間１１８ｃに第１ガスを満たす。所定時間経過後、出力バルブ１１９ｄを開き、第１供給管１１３ａ内に第１ガスを供給することで、気化器１１８と第１供給管１１３ａ内の雰囲気が調整される。

【0074】

なお、この時、第１供給管１１３ａ内が高真空雰囲気になっている場合には、気化器１１８から第１供給管１１３ａに第１ガスが一気に流れ込ませることができ、第１供給管１１３ａ内での第１ガスの希釈化を抑制させることができる。第１供給管１１３ａ内での第１ガスの希釈化を抑制させることで、ガス供給調整工程Ｓ３０１の後に、最初に基板処理装置２００（基板１００）に供給されるガス濃度と、後述の成膜工程Ｓ３０２が１回以上を行われた後に基板処理装置２００（基板１００）に供給されるガス濃度との差を低減させることができる。即ち、基板１００毎の処理均一性を向上させることができる。

【0075】

この様にして、ガス供給部調整工程Ｓ３０１が行われる。

【0076】

次に、成膜処理工程Ｓ３０２とその前後に行われる工程について、図６を用いて説明する。

【0077】

［基板搬入工程Ｓ５０１］
成膜処理Ｓ３０２に際しては、先ず、基板１００を処理空間２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降部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、処理空間２０１内や移載室２０３を所定の圧力に調圧した後、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上に基板１００を載置させる。基板１００をリフトピン２０７上に載置させた後、ゲートバルブ１４９０を閉じ、昇降部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、基板１００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。続いて、処理空間２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、第１排気管２２４ａと排気管１４８１とのいずれか又は両方を介して処理空間２０１内を排気しても良い。この際、圧力センサ（不図示）が計測した圧力値に基づき、圧力調整器２２７の弁開度と圧力調整器２２８の弁開度とのいずれか又は両方をフィードバック制御する。

【0078】

［昇温工程Ｓ５０２］
昇温工程Ｓ５０２では、基板１００を基板載置台２１０で支持した状態で、所定時間保持させる。所定時間保持させるか、基板１００が所定温度になった後、次の成膜工程Ｓ３０２が行われる。

【0079】

なお、このときのヒータ２１３の温度は、１００〜７００℃、好ましくは３００〜５００℃の範囲内の一定の温度となるように設定する。ヒータ２１３の温度は、少なくとも成膜工程Ｓ３０１の間は、基板１００の温度が所定の温度を保つ様に制御される。具体的には、温度センサ４０１が検出した温度データに基づき、基板載置台２１０が所定の温度となるようにヒータ２１３に供給する電力をフィードバック制御する。

【0080】

次に、成膜工程Ｓ３０２について、図６と図７を用いて説明する。

【0081】

［成膜工程Ｓ３０２］
成膜工程Ｓ３０２では、後述の第１ガス供給工程Ｓ５０３と第１パージ工程Ｓ５０４と第２ガス供給工程Ｓ５０５と第２パージ工程Ｓ５０６とを有する。なお、ここでは、これらの工程を直列に行う例を示しているが、第１ガス供給工程Ｓ５０３と第２ガス供給工程Ｓ５０５との実行期間の一部が重なる様に並行して行っても良い。なお、第１ガス供給工程Ｓ５０３と第２ガス供給工程Ｓ５０５とを並行して実行させる場合は、第１パージ工程Ｓ５０４と第２パージ工程Ｓ５０６とを並行して行っても良いし、一方のパージ工程を省略させても良い。

【0082】

［第１ガス供給工程Ｓ５０３］
第１ガス供給工程Ｓ５０３では、第１供給部から処理室２０１内に第１ガス（処理ガス）としてのシリコン含有ガスを供給する。具体的には、ＢＤＥＡＳガスを供給する。具体的には、第１タイミングバルブ１１６ｂ，出力バルブ１１９ｄ，導入バルブ１１９ｂを開き、パージバルブ１１６ａ，第２排出バルブ１２０ｂ，第１排出バルブ１１６ｈを閉じた状態で、不活性ガス供給源１１３ｂから供給される不活性ガスをＭＦＣ１１５で流量調整し、気化器１１８に供給することにより、気化器１１８内のＢＤＥＡＳガスを、基板処理装置２００に供給する。ＢＤＥＡＳガスは、バッファ室２３２を通り、シャワーヘッド２３４のガス供給孔２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気部による処理室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、基板１００に対してＢＤＥＡＳガスが供給されることとなる。ＢＤＥＡＳガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、基板１００にＢＤＥＡＳガスを供給する。ＢＤＥＡＳガスが供給されることにより、基板１００上に、シリコン含有層が形成される。

【0083】

［第１パージ工程Ｓ５０４］
基板１００上にシリコン含有層が形成された後、第１タイミングバルブ１１６ｂを閉じ、ＢＤＥＡＳガスの供給を停止する。第１ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する第１ガスや、バッファ室２３２の中に存在する処理ガスを第１の排気部から排気されることにより第１パージ工程Ｓ５０４が行われる。

【0084】

また、第１パージ工程Ｓ５０４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、不活性ガス供給源１３３より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。この場合、バルブ１３６を開け、ＭＦＣ１３５で不活性ガスの流量調整を行う。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。

【0085】

所定の時間経過後、バルブ１３６を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。なお、バルブ１３６を開けたまま不活性ガスの供給を継続しても良い。

【0086】

［第２ガス供給工程Ｓ５０５］
第１パージ工程Ｓ５０４の後、第２供給部から、処理室２０１内に第２ガス（処理ガスまたは反応ガスとも呼ぶ）としての、ＮＨ_３ガスを供給する。具体的には、バルブ１２６を開け、ガス導入口２４１、バッファ室２３２、複数の孔２３４ａを介して、処理室２０１内にＮＨ_３ガスを供給する。

【0087】

このとき、ＮＨ_３ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１２５を調整する。なお、ＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば、１ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。

【0088】

ＮＨ_３ガスが基板１００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、所定の厚さのＳｉＮ層が形成される。具体的には、シリコン含有層に含まれる炭素（Ｃ）や水素（Ｈ）を還元されることでＳｉＮ層が形成される。

【0089】

［第２パージ工程Ｓ５０６］
第１パージ工程Ｓ５０３と同様の動作によって、第２パージ工程Ｓ５０６が行われる。例えば、処理室２０１内に存在する第２ガスや、バッファ室２３２内に存在する第２ガスは、第２ガスの供給を停止することで、排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ５０６が行われる。また、バッファ室２３２と処理室２０１にパージガスを供給して、パージを行っても良い。

【0090】

なお、図７の第２排出バルブ１２０ｂ開放タイミングＡに示す様に、第１パージ工程Ｓ５０４と、第２ガス供給工程Ｓ５０５と、第２パージ工程Ｓ５０６の少なくとも一つの工程と並行して、第２排出バルブ１２０ｂを開けるタイミングを設けても良い。各工程の一部を実行している間に重なるタイミングで第２排出バルブ１２０ｂを開けても良いし、第１パージ工程Ｓ５０４と、第２ガス供給工程Ｓ５０５と、第２パージ工程Ｓ５０６の全ての工程を通して、第２排出バルブ１２０ｂを開けても良い。第２排出バルブ１２０ｂを開けて、気化器１１８内に生成された第１ガスを第２排出管１２０ａに供給する様に構成しても良い。気化器１１８から第２排出管１２０ａに供給することで、気化器１１８内での分解した第１ガスが発生したとしても、分解した第１ガスの滞留を抑制させることができる。また、気化器１１８内の圧力を一定に保つことができ、分解した第１ガスの生成を抑制することができる。また、気化器１１８内の第１ガスと不活性ガスとの比率を一定に保つことが可能となる。即ち、基板１００に供給される第１ガスの濃度をサイクル毎に一定に保つことができる。これにより、基板１００に形成される膜が数原子層の薄膜になったとしても、単層毎の品質を一定に保つことができる。

【0091】

なお、第２排出バルブ１２０ｂを開けるタイミング中に、出力バルブ１１９ｄを閉じておくことで、第１供給管１１３ａ内の圧力低下を抑制できる。また、第１供給管１１３ａ内に分解した第１ガスが進入することを抑制できる。

【0092】

なお、ガスタンク１８１が設けられている場合には、ガスタンク１８１内に所定量の第１ガスが溜まった後に、第２排出バルブ１２０ｂが開ける様に各バルブの開閉タイミングを設定しても良い。また、１サイクル目のＳ５０３を実行した後から、次のサイクルのＳ５０３の開始までの間に、ガスタンク１８１内に貯める第１ガスの量を予め設定し、必要な第１ガスの量を溜められる時間を残して、第２排出バルブ１２０ｂを開ける様に構成しても良い。例えば、図７に示す、第２排出バルブ１２０ｂ開放タイミングＢに示す様にバルブ開閉タイミングを設定する。具体的には、Ｓ５０４の工程で第２排出バルブ１２０ｂを開き、第１ガスを排出して、Ｓ５０５とＳ５０６の工程で、ガスタンク１８１内に第１ガスを貯める様に設定することにより、ガスタンク１８１内での第１ガスの分解が発生することを抑制させることができる。

【0093】

［判定工程Ｓ５０７］
第２パージ工程Ｓ５０６の終了後、コントローラ２６０は、上記の成膜工程Ｓ３０２（Ｓ５０３〜Ｓ５０６）が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する。即ち、基板１００上に所望の厚さのＳｉＮ層が形成されたか否かを判定する。上述の工程Ｓ５０３〜Ｓ５０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、基板１００上に所定膜厚のＳｉＮ膜を成膜することができる。

【0094】

判定工程Ｓ５０７で、成膜工程Ｓ３０２が所定回数実行されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、成膜工程Ｓ３０２を繰り返し行い、所定回数実施されたとき（Ｙｅｓ判定のとき）は、成膜工程Ｓ３０２を終了し、搬送圧力調整工程Ｓ５０８を実行させる。

【0095】

［搬送圧力調整工程Ｓ５０８］
次に、搬送圧力調整工程Ｓ５０８について説明する。搬送圧力調整工程Ｓ５０８では、処理空間２０１内や移載室２０３内が所定の圧力（真空度）となるように、第１排気口２２１と第２排気口１４８１のいずれかまたは両方で排気する。

【0096】

［基板搬出工程Ｓ５０９］
搬送圧力調整工程Ｓ５０８で処理空間２０１と移載室２０３内が所定圧力になった後、基板支持部２１０を昇降部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。即ち、基板１００がリフトピン２０７に支持された状態とする。その後、ゲートバルブ１４９０を開き、移載室２０３から搬送モジュール（不図示）にウエハ２００を搬出する。

【0097】

［ガス供給部調整工程Ｓ３０３］
なお、成膜工程Ｓ３０２の終了後にガス供給部調整工程Ｓ３０３を行わせても良い。ガス供給部調整工程Ｓ３０３は、上述のガス供給部調整工程Ｓ３０１と同様であるため、詳細説明を省略する。

【0098】

この様にして、本開示の基板処理工程が行われる。

【0099】

以上、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0100】

例えば、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、プラズマを用いた拡散処理、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。

【0101】

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。

【0102】

また、上述では、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、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。

【0103】

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】

【0104】

１００ ウエハ（基板）
２００ 処理装置
２０１ 処理室
２０２ 処理容器
２１２ 基板載置台
２１３ ヒータ
２２１ 第１排気口
２３４ シャワーヘッド
２４４ 第１電極
２６０ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】