特許 7311553 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】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(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 21/02 20060101AFI20230711BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20230711BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

G05B19/418 Z

H01L21/68 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021054496

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022151937

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2021-09-24

(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】菊池俊之

(72)【発明者】

【氏名】大橋直史

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０８７６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２１２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１０２９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１９２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４２４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／１３７２８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１６５１７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／００ －２１／４８

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ －２１／６８７

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に対して複数種類の処理が可能なリアクタと、
複数の前記リアクタ処理室に隣接する搬送室と、
前記搬送室内に設けられ、それぞれの前記リアクタに基板を搬送可能な搬送ロボットと、
それぞれの前記処理に対応した種別情報と、それぞれの前記種別情報に対応した処理時間情報とが記録される記憶部と、
前記処理時間情報を合わせた時間のうち、所定処理の処理時間の割合を算出する算出部と、
前記割合に応じて、前記所定の処理を行うリアクタを選択する処理選択部と、
選択された前記リアクタにて、前記所定の処理が可能なよう設定する処理設定部と、
を有し、
前記記憶部はそれぞれの前記リアクタにおける前記処理の処理履歴を記録し、
前記処理選択部は、前記リアクタの処理履歴情報を参照し、前記リアクタにおける前記処理履歴を均一化させるよう、前記リアクタを選択し、
前記処理履歴情報は、前記種別情報毎の部品使用の累積処理時間の情報である
基板処理装置。

【請求項2】

前記処理選択部は、前記割合に応じたリアクタ数を選択する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記処理は、成膜処理または改質処理である請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記処理時間は、前記基板が搬入されてから搬出されるまでの時間である請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記リアクタには、第一膜処理で使用されるガス供給部と、第二膜処理で使用されるガス供給部とが接続され、
前記処理設定部は、前記処理に応じて、それぞれの前記ガス供給部の動作を設定するよう構成される
請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第一膜処理では、
前記第一膜処理で使用されるガス供給部からは前記第一膜処理で使用されるガスを前記リアクタに供給し、
前記第二膜処理で使用されるガス供給部からは前記第二膜処理で使用されるガスを前記リアクタに供給しないよう構成される請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第二膜処理で使用されるガスは、バイパス管を介して排出されるよう構成される請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記リアクタには活性化部が備えられ、
前記処理設定部は、前記第一膜処理では前記活性化部を稼働しないよう設定し、前記第二膜処理では前記活性化部を稼働させるよう設定する請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記種別情報に対応した処理を行う工程の後、処理履歴を記録する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記種別情報に対応した処理を行う工程の後、前記リアクタごとに、前記種別情報毎の処理履歴を記録する請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

基板の処理に対応した種別情報を受信する工程と、
前記種別情報と、それぞれの前記種別情報に対応した処理時間情報と、前記種別情報に応じた処理履歴情報とを記憶部から読み出す工程と、
前記処理時間情報を合わせた時間のうち、所定の処理の処理時間の割合を算出する工程と、
前記割合に応じて、前記所定の処理を行うリアクタを選択する工程と、
選択された前記リアクタにて、前記所定の処理が可能なよう設定する工程と、
前記リアクタに前記種別情報に対応した基板を搬送する工程と、
前記リアクタで、前記種別情報に対応した処理を行う工程と、
を有し、
前記処理履歴情報は、前記種別情報毎の部品使用の累積処理時間の情報であり、
前記リアクタを選択する工程では、前記リアクタにおける前記処理履歴を均一化させるよう、前記リアクタを選択する
半導体装置の製造方法。

【請求項12】

基板の処理に対応した種別情報を受信する工程と、
前記種別情報と、それぞれの前記種別情報に対応した処理時間情報と、前記種別情報に応じた処理履歴情報とを記憶部から読み出す工程と、
前記処理時間情報を合わせた時間のうち、所定の処理の処理時間の割合を算出する工程と、
前記割合に応じて、前記所定の処理を行うリアクタを選択する工程と、
選択された前記リアクタにて、前記所定の処理が可能なよう設定する工程と、
前記リアクタに前記種別情報に対応した基板を搬送する工程と、
前記リアクタで、前記種別情報に対応した処理を行う工程と、
を有し、
前記処理履歴情報は、前記種別情報毎の部品使用の累積処理時間の情報であり、
前記リアクタを選択する工程では、前記リアクタにおける前記処理履歴を均一化させるよう、前記リアクタを選択する
基板処理方法。

【請求項13】

基板の処理に対応した複数の種別情報を受信する手順と、
前記種別情報と、それぞれの前記種別情報に対応した処理時間情報と、前記種別情報に応じた処理履歴情報とを記憶部から読み出す手順と、
前記処理時間情報を合わせた時間のうち、所定の処理の処理時間の割合を算出する手順と、
前記割合に応じて、前記所定の処理を行うリアクタを選択する手順と、
選択された前記リアクタにて、前記所定の処理が可能なよう設定する手順と、
前記リアクタに前記種別情報に対応した基板を搬送する手順と、
前記リアクタで、前記種別情報に対応した処理を行う手順と、
を有し、
前記処理履歴情報は、前記種別情報毎の部品使用の累積処理時間の情報であり、
前記リアクタを選択する手順では、前記リアクタにおける前記処理履歴を均一化させるよう、前記リアクタを選択する
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】

本技術は、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】

半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置の一態様としては、例えば複数のリアクタを有するモジュールを備えた装置がある（例えば特許文献１）。このような装置においては、リアクタそれぞれで異なる処理を行うことがあり、その場合、あるリアクタで処理した後、他のリアクタに移動して処理する連続処理を行う場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】ＷＯ２００５／１１２１０８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のように異なるリアクタに移動して連続処理する装置においては、それぞれのリアクタで処理時間が異なることから、効率的に処理が可能なよう、例えば次のリアクタに移動する際、長時間の待機時間を発生させないようにして、装置全体のスループットを高めることが望ましい。本開示はそれに対応するべく、処理効率の高い技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様によれば、
基板に対して複数種類の処理が可能なリアクタと、
複数の前記リアクタに隣接する搬送室と、
前記搬送室内に設けられ、それぞれの前記リアクタに基板を搬送可能な搬送ロボットと、
それぞれの前記処理に対応した種別情報と、それぞれの前記種別情報に対応した処理時間情報とが記録される記憶部と、
前記処理時間情報を合わせた時間のうち、所定の処理の処理時間の割合を算出する算出部と、
前記割合に応じて、前記所定の処理を行うリアクタを選択する処理選択部と、
選択された前記リアクタにて、前記所定の処理が可能なよう設定する処理設定部と、
を有する技術が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、処理効率の高い技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を示す説明図である。

【図2】実施形態に係る基板処理装置の概略構成例を示す説明図である。

【図3】実施形態に係るリアクタの概略構成例を示す説明図である。

【図4】実施形態に係るガス供給部の概略構成例を示す説明図である。

【図5】実施形態に係る基板処理装置のコントローラを説明する説明図である。

【図6】実施形態に係る基板処理装置が有するテーブルである。

【図7】実施形態に係る基板処理装置が有するテーブルである。

【図8】実施形態に係る基板処理フローを説明する説明図である。

【図9】実施形態に係る基板処理フローを説明する説明図である。

【図10】実施形態に係る基板処理フローを説明する説明図である。

【図11】実施形態に係る基板処理フローを説明する説明図である。

【図12】実施形態に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【図13】比較例に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【図14】実施形態に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【図15】比較例に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【図16】実施形態に係るリアクタの概略構成例を示す説明図である。

【図17】実施形態に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【図18】実施形態に係るリアクタの概略構成例を示す説明図である。

【図19】実施形態に係る基板処理シーケンスを説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本態様の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面上の各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

【0009】

（第一の実施形態）
（１）基板処理装置の構成
本態様の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図１、図２を用いて説明する。図１は本技術に係る基板処理装置の構成例を示す横断面図である。図２は、本技術に係る基板処理装置の構成例を示し、図１α－α’における縦断面図である。

【0010】

図１および図２において、本態様が適用される基板処理装置１００は基板としての基板Ｗを処理するもので、ＩＯステージ１１０、大気搬送室１２０、ロードロック室１３０、真空搬送室１４０、リアクタ２００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。

【0011】

基板処理装置１００の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）１１０が設置されている。ＩＯステージ１１０上には複数のポッド１１１が搭載されている。ポッド１１１はシリコン（Ｓｉ）基板などの基板Ｗを搬送するキャリアとして用いられる。さらには、ダミー基板Ｄを保管するダミー基板保管部１１２を備える。

【0012】

ＩＯステージ１１０は大気搬送室１２０に隣接する。大気搬送室１２０は、ＩＯステージ１１０と異なる面に、後述するロードロック室１３０が連結される。大気搬送室１２０内には基板Ｗを移載する大気搬送ロボット１２２が設置されている。

【0013】

大気搬送室１２０の筐体１２７の前側には、基板Ｗを大気搬送室１２０に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１２８と、ポッドオープナ１２１とが設置されている。大気搬送室１２０の筐体１２７の後ろ側には、基板Ｗをロードロック室１３０に搬入搬出するための基板搬入出口１２９が設けられる。基板搬入出口１２９は、ゲートバルブ１３３によって開放・閉鎖することにより、基板Ｗの出し入れを可能とする。

【0014】

ロードロック室１３０は大気搬送室１２０に隣接する。ロードロック室１３０を構成する筐体１３１が有する面のうち、大気搬送室１２０と異なる面には、後述する真空搬送室１４０が配置される。真空搬送室１４０は、ゲートバルブ１３４を介して接続される。

【0015】

ロードロック室１３０内には基板Ｗを載置する載置面１３５を、少なくとも二つ有する基板載置台１３６が設置されている。基板載置面１３５間の距離は、後述するロボット１７０のアームが有するエンドエフェクタ間の距離に応じて設定される。

【0016】

基板処理装置１００は、負圧下で基板Ｗ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１４０を備えている。真空搬送室１４０を構成する筐体１４１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１３０及び基板Ｗを処理するリアクタ２００（２００ａから２００ｄ）が連結されている。真空搬送室１４０の略中央部には、負圧下で基板Ｗを移載（搬送）する搬送部としての搬送ロボット１７０がフランジ１４４を基部として設置されている。

【0017】

真空搬送室１４０内に設置される真空搬送ロボット１７０は、エレベータ１４５およびフランジ１４４によって真空搬送室１４０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。ロボット１７０が有する二つのアーム１８０は、エレベータ１４５によって昇降可能なよう構成されている。尚、図２においては、説明の便宜上、アーム１８０のエンドエフェクタを表示し、フランジ１４４と接続されるロボット軸等の構造は省略している。

【0018】

真空搬送室１４０の外周には、リアクタ２００（リアクタ２００ａから２００ｄ）が接続される。リアクタ２００は真空搬送室１４０を中心に放射状に配される。

【0019】

筐体1４１の側壁のうち、各リアクタ２００と向かい合う壁には基板搬入出口１４８が設けられる。例えば、図２に記載のように、リアクタ２００ｃと向かい合う壁には、基板搬入搬出口１４８ｃが設けられる。更には、ゲートバルブ１４９がリアクタ２００ごとに設けられる。例えば、リアクタ２００ｃにはゲートバルブ１４９ｃが設けられる。なお、リアクタ２００ａ、２００ｂ、２００ｄもリアクタ２００ｃと同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

【0020】

続いて、真空搬送室１４０に搭載されるロボット１７０について説明する。
ロボット１７０は、二つのアーム１８０を備える。アーム１８０は、基板Ｗを載置するエンドエフェクタを備える。

【0021】

エレベータ１４５は、アーム１８０の昇降や回転を制御する。アーム１８０は、アーム軸を中心とした回転や延伸が可能である。回転や延伸を行うことで、リアクタ２００内に基板Ｗを搬送したり、リアクタ２００内から基板Ｗを搬出したりする。

【0022】

次に、リアクタ２００ａからリアクタ２００ｄについて説明する。リアクタ２００ａからリアクタ２００ｄはそれぞれ同様の構成であるため、ここでは一つのリアクタ２００として説明する。各リアクタ２００では、複数の処理が可能なよう構成される。以下に詳細を説明する。

【0023】

図３、図４を用いてリアクタ２００の詳細を説明する。図３に記載のように、リアクタ２００は容器２０２を備えている。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、容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。容器２０２内には、シリコン基板等の基板Ｗを処理する処理空間２０５を構成する処理室２０１と、基板Ｗを処理空間２０５に搬送する際に基板Ｗが通過する搬送空間を有する搬送室２０６とが形成されている。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２０８が設けられる。

【0024】

下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９に隣接した連通孔１４８が設けられており、基板Ｗは連通孔１４８を介して真空搬送室１４０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。

【0025】

処理空間２０５には、基板Ｗを支持する基板支持部２１０が配される。基板支持部２１０は、基板Ｗを載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２、基板載置台２１２内に設けられた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。

【0026】

ヒータ２１３には、電力を供給するための配線２２２が接続される。配線２２２はヒータ制御部２２３に接続される。ヒータ制御部２２３はコントローラ４００に電気的に接続されている。コントローラ４００は、ヒータ制御部２２３を制御してヒータ２１３を稼働させる。

【0027】

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、容器２０２の底部を貫通しており、さらに容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。

【0028】

昇降部２１８を作動させてシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置台２１２は、載置面２１１上に載置される基板Ｗを昇降させることが可能となっている。

【0029】

処理室２０１は、例えば後述するバッファ構造２３０と基板載置台２１２とで構成される。なお、処理室２０１は基板Ｗを処理する処理空間２０５を確保できればよく、他の構造により構成されてもよい。

【0030】

基板載置台２１２は、基板Ｗの搬送時には、基板載置面２１１が連通孔１４８に対向する搬送ポジションＰ０まで下降し、基板Ｗの処理時には、図１で示されるように、基板Ｗが処理空間２０５内の処理ポジションとなるまで上昇する。

【0031】

処理空間２０５の上部（上流側）には、ガスを拡散させるバッファ構造２３０が設けられている。バッファ構造２３０は、主に蓋２３１で構成される。蓋２３１に設けられたガス導入孔２３１ａと連通するよう、蓋２３１には、後述する第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０、第三ガス供給部２６０、第四ガス供給部２７０が接続される。図３ではガス導入孔２３１ａが一つしか示されていないが、ガス供給部ごとにガス導入孔を設けてもよい。

【0032】

続いて、排気部２９１を説明する。処理空間２０５には、排気管２９２が連通される。排気管２９２は、処理空間２０５に連通するよう、上部容器２０２ａに接続される。排気管２９２には、処理空間２０５内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ２９３が設けられる。ＡＰＣ２９３は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ４００からの指示に応じて排気管２９２のコンダクタンスを調整する。また、排気管２９２においてＡＰＣ２９３の上流側にはバルブ２９４が設けられる。排気管２９２とバルブ２９４、ＡＰＣ２９３をまとめて排気部と呼ぶ。

【0033】

さらに、排気管２９２の下流には、ＤＰ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２９５が設けられる。ＤＰ２９５は、排気管２９２を介して、処理空間２０５の雰囲気を排気する。

【0034】

次に図４を用いて、処理室２０１にガスを供給するガス供給部を説明する。
最初に第一ガス供給部２４０を説明する。第一ガス供給管２４１には、上流方向から順に、第一ガス源２４２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２４３、及び開閉弁であるバルブ２４４が設けられている。

【0035】

第一ガス源２４２は第一元素を含有する第一ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一ガスは、例えばシリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、ＨＣＤＳ）ガスが用いられる。

【0036】

第一ガス供給管２４１にバイパス管２４６を設けてもよい。バイパス管２４６は、第一ガスを処理室２０１に供給させない場合に用いるものである。例えばバルブ２４４を閉として、第二ガスをバイパス管２４６に移動させる。バイパス管２４６は排気管２９２に合流され、バイパス管２４６に供給されたガスは排気管２９２から排気される。

【0037】

主に、第一ガス供給管２４１、ＭＦＣ２４３、バルブ２４４により、第一ガス供給部２４０が構成される。バイパス管２４６を第一ガス供給部２４０に含めてもよい。

【0038】

第二ガス供給部２５０を説明する。第二ガス供給管２５１には、上流方向から順に、第二ガス源２５２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２５３、及び開閉弁であるバルブ２５４が設けられている。

【0039】

第二ガス源２５２は第二元素を含有する第二ガス（以下、「第二元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。

【0040】

ここで、第二ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。ここでは、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスとして説明する。具体的には、窒素含有ガスとして、アンモニア（ＮＨ_３）ガスが用いられる。

【0041】

第二ガス供給管２５１には、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２５５を設けてもよい。ＲＰＵ２５５は、第二ガス供給管２５１内を通過する第二ガスをプラズマ状態とするものである。

【0042】

第二ガス供給管２５１にバイパス管２５６を設けてもよい。バイパス管２５６は、第二ガスを処理室２０１に供給させない場合に用いるものである。例えばバルブ２５４を閉として、第二ガスをバイパス管２５６に移動させる。バイパス管２５６は排気管２９２に合流され、バイパス管２５６に供給されたガスは排気管２９２から排気される。

【0043】

主に、第二ガス供給管２５１、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第二ガス供給部２５０が構成される。ＲＰＵ２５５を第二ガス供給部２５０に含めてもよい。また、バイパス管２５６を含めてもよい。

【0044】

なお、第一ガス単体で基板Ｗ上に膜を形成する場合は、第二ガス供給部２５０を設けなくてもよい。

【0045】

第三ガス供給部２６０を説明する。第三ガス供給管２６１には、上流方向から順に、第三ガス源２６２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２６３、及び開閉弁であるバルブ２６４が設けられている。

【0046】

第三ガス源２６２は第三元素を含有する第三ガス（以下、「第三元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第三元素含有ガスは、第一ガスと第二ガスとを用いて形成した膜に対して反応する反応ガスの一つである。なお、第三ガスは改質ガスとして考えてもよい。

【0047】

ここで、第三元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）のいずれか一つである。ここでは、第三元素含有ガスは、例えば水素含有ガスとして説明する。具体的には、水素含有ガスとして、水素ガス（Ｈ_２）が用いられる。

【0048】

第三ガス供給管２６１にリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２６５を設けてもよい。ＲＰＵ２６５は、第三ガス供給管２６１内を通過する第三ガスをプラズマ状態とするものである。

【0049】

また、第三ガス供給管２６１にバイパス管２６６を設けてもよい。バイパス管２６６は、第三ガスを処理室２０１に供給させない場合に用いるものである。例えばバルブ２６４を閉として、第二ガスをバイパス管２６６に移動させる。バイパス管２６６は排気管２９２に合流され、バイパス管２６６に供給されたガスは排気管２９２から排気される。

【0050】

主に、第三ガス供給管２６１、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４により、第三ガス供給部２６０が構成される。ＲＰＵ２６５を第三ガス供給部２６０に含めてもよい。更には、バイパス管２６６を第三ガス供給部２６０に含めてもよい。

【0051】

第四ガス供給部２７０を説明する。第四ガス供給管２７１には、上流方向から順に、第四ガス源２７２、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ２７３、及び開閉弁であるバルブ２７４が設けられている。

【0052】

第四ガス源２７２は、不活性ガスのガス源である。不活性ガスは基板Ｗ上に形成された膜と反応しないガスであり、例えば窒素（Ｎ_２）ガスである。

【0053】

また、第四ガス供給管２７１にバイパス管２７６を設けてもよい。バイパス管２７６は、第四ガスを処理室２０１に供給させない場合に用いるものである。例えばバルブ２７４を閉として、第四ガスをバイパス管２７６に移動させる。バイパス管２６６は排気管２９２に合流され、バイパス管２６６に供給されたガスは排気管２９２から排気される。

【0054】

主に、第四ガス供給管２７１、ＭＦＣ２７３、バルブ２９４により、第四ガス供給部２７０が構成される。また、バイパス管２７６を第四ガス供給部２７０に含めてもよい。

【0055】

後述するように、本実施形態では第一ガスと第二ガスとを用いて基板Ｗ上に膜を形成し、第三ガスを用いて形成した膜を改質する。不活性ガスは、処理室２０１中の雰囲気の排気等に用いられる。

【0056】

各構成は、後述する処理選択部４０８が選択する処理種別に応じて、選択的に稼働される。例えば処理選択部４０８が、リアクタ２００で処理Ａを行うよう選択した場合、処理Ａに関連する部品である第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０等が稼働され、処理室２０１内にガスを供給する。また、第三ガス供給部２６０は第三ガスが処理Ａに影響しないよう、第三ガス供給部の稼働を停止したり、第三ガスが処理室２０１に侵入しないよう、バイパス管２６６を介して排気したりする。ここで、各ガス供給部の稼働停止とは、単に、開閉弁を閉じた状態を維持することも含む。

【0057】

また、例えば後述する処理選択部４０８が、リアクタ２００で処理Ｂを行うよう選択した場合、処理Ｂに関連する部品である第三ガス供給部２６０が稼働され、処理室２０１内にガスを供給する。また、第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０は、第一ガス、第二ガスが処理Ｂに影響を及ぼさないよう、第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０は稼働を停止したり、第一ガス、第二ガスが処理室に侵入しないよう、バイパス管２４６、バイパス管２５６等を介して排気したりする。

【0058】

次に図５を用いてコントローラ４００を説明する。
基板処理装置１００は、各部の動作を制御するコントローラ４００を有している。

【0059】

制御部（制御手段）であるコントローラ４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、記憶装置としての記憶部４０３、Ｉ／Ｏポート４０４を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ４０２、記憶部４０３、Ｉ／Ｏポート４０４は、内部バス４０５を介して、ＣＰＵ４０１とデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ４０１の一つの機能でもある送受信指示部４０６の指示により行われる。

【0060】

ＣＰＵ４０１は、記憶部４０３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２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部４０３からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ４０１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１４９の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、ヒータ制御部２２３、各ポンプのオンオフ制御、ＭＦＣの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。

【0061】

ＣＰＵ４０１は、さらに算出部４０７、処理選択部４０８、処理設定部４０９を有する。これらの構成については後述する。

【0062】

記憶部４０３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。記憶部４０３内には、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等で構成されるレシピ４１０や、基板処理装置の動作を制御する制御プログラム４１１が読み出し可能に格納されている。更に、処理種別情報テーブル４１２、処理履歴情報テーブル４１３を有する。処理種別情報は、単に種別情報と呼んでもよい。

【0063】

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４００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、ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１によって読み出されたプログラムやデータ等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。

【0064】

Ｉ／Ｏポート４０４は、ゲートバルブ１４９、昇降機構２１８、各圧力調整器、各ポンプ、ヒータ制御部２２３、の各構成に接続されている。

【0065】

さらに、上位装置２８４にネットワークを介して接続されるネットワーク送受信部２８３が設けられる。ネットワーク送受信部２８３は、ロット中の基板Ｗの処理履歴や処理予定に関する情報等を受信することが可能である。

【0066】

処理種別情報テーブル４１２について図６を用いて説明する。処理種別情報テーブル４１２は、複数の処理種別と、それに対応する処理時間情報や処理レシピ等を格納するテーブルである。

【0067】

処理種別情報とは、基板Ｗに対する処理の情報をいう。処理としては、例えば第一ガスと第二ガスとを用いる処理Ａや、第三ガスを用いる処理Ｂである。その他、処理Ａ、処理Ｂと内容は類似するものの、処理時間が異なる処理Ｃや処理Ｄ等がある。処理種別情報の具体例としては、処理時間や処理レシピ、処理ガスの情報が格納される。ここでは4つの処理を例にして説明したが、それに限るものではなく、５個以上の処理種別情報が格納されていても良い。

【0068】

図６において、処理Ａでは処理時間をＴ１とし、レシピＡ、第一ガスであるＳｉ含有ガスと第二ガスであるＮ含有ガスが用いられる。このような条件により、処理Ａでは基板上にＳｉＮ膜を形成する。なお、処理Ｃは処理Ａと処理時間が異なる点で相違し、処理Ｃでは処理時間Ｔ３としている。

【0069】

また、処理Ｂでは、処理時間をＴ２とし、レシピＢ、第三ガスである水素含有ガスが用いられる。さらに、プラズマ生成部がＯＮの状態である。処理Ｂは処理Ａの後に連続して行われる処理であり、このような条件により、処理Ａで形成したＳｉＮ膜を第三ガスにより改質する。なお、処理Ｄは処理Ｂと処理時間が異なる点で相違し、処理Ｄでは処理時間Ｔ４としている。

【0070】

ここでいう処理時間とは、それぞれの処理において、例えば基板Ｗがリアクタ２００に搬入された時間から、各処理を経てリアクタ２００から搬出されるまでの時間を示す。後述する図９に記載の処理Ａのフローにおいては、基板搬入工程Ｓ３０２の開始から基板搬出工程Ｓ３０６の終わりまでをいう。後述する図１０に記載の処理Ｂのフローにおいては、基板搬入工程Ｓ４０２の開始から基板搬出工程Ｓ４０６の終わりまでをいう。処理Ｃ，処理Ｄも同様の考えであるのでここでは説明を省略する。

【0071】

また、レシピ情報とは各処理の処理シーケンス等を含む情報である。処理シーケンスには、各部品の動作の順番やその動作時間等も含む。図６においては、レシピ情報と使用ガス種情報とを別々に記載したが、使用ガス種情報をレシピ情報に含めてもよい。

【0072】

続いて、ＣＰＵ４０１に含まれる算出部４０７、処理選択部４０８、処理設定部４０９について説明する。算出部４０７は、連続処理にかかる全体の処理時間のうち、所定処理の処理時間の割合を算出する機能を有する。例えば、処理Ａと処理Ｂがあった場合、そのうちの処理Ｂの処理時間の割合を算出する。

【0073】

処理選択部４０８は、処理種別情報テーブル４１２に格納された処理種別情報から、各リアクタが行う処理を選択するものである。例えば、リアクタ２００ａ、リアクタ２００ｂ、リアクタ２００ｃでは処理Ａを、リアクタ２００ｄでは処理Ｂを行うよう選択する。

【0074】

処理設定部４０９は、各リアクタ２００において、処理選択部４０８が選択した処理に対応したレシピ情報を読み出し、各リアクタ２００における部品等を設定するものである。

【0075】

続いて、処理履歴情報テーブル４１３について図７を用いて説明する。処理履歴テーブル４１３は、各リアクタ２００に対応した、各処理の処理履歴情報が格納されている。例えばリアクタ２００ａにおける処理Ａの累積処理時間の情報である情報Ａａが格納され、リアクタ２００ｃにおける処理Ｂの累積処理時間の情報である情報Ｂｃが格納される。これらは、後述する処理履歴記録工程Ｓ２１４にて更新される。

【0076】

なお、コントローラ４００は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いて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、本技術に係るコントローラ４００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２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、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２８２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、記憶部４０３や外部記憶装置２８２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、記憶部４０３単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。

【0077】

（２）基板処理工程
次に図８を用いて基板処理工程を説明する。基板処理装置の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて基板Ｗを処理する工程について説明する。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４００により制御される。

【0078】

（基板情報受信工程Ｓ２０２）
基板情報受信工程Ｓ２０２を説明する。基板処理装置１００は、工場内のロボットから複数の基板Ｗが含まれるＦＯＵＰを受け取る。さらに上位装置２８４からそれら基板Ｗの処理種別情報を受信する。すなわち、基板Ｗをどのように処理するかの情報を受信する。ここでは、例えば図６に記載の処理種別情報に関連した情報を受信する。具体的には、各基板Ｗが処理Ａのみ行う場合、例えば処理Ａと処理Ｂを連続で行う場合、処理Ｃと処理Ｄを連続で行う場合等の情報である。

【0079】

（処理履歴読み出し工程Ｓ２０４）
処理履歴読み出し工程Ｓ２０４を説明する。処理履歴情報テーブル４１３から、各リアクタ２００の処理履歴を読み出す。具体的には、例えば基板Ｗに対して処理Ａ、処理Ｂを行う場合、処理Ａ、処理Ｂのそれぞれの累積処理時間を読み出す。例えば各リアクタ２００の処理Ａの累積処理時間であるＡａ～Ａｄを読み出し、処理Ｂの累積処理時間であるＢａ～Ｂｄを読み出す。累積処理時間を読み出すことで、各リアクタ２００の状態を把握することができる。各リアクタ２００の状態とは、例えばリアクタ２００の内壁に付着した副生成物の膜厚等である。

【0080】

（処理時間割合算出工程Ｓ２０６）
処理時間割合算出工程Ｓ２０６を説明する。基板情報受信工程Ｓ２０２で受信した処理種別情報に基づき、各処理の処理時間情報を読み出す。さらに、これから行う処理の処理時間情報を合わせた時間のうち、所定処理の処理時間の割合を算出する。例えば、処理Ａのみを行う場合であれば、処理Ａの割合を１００％と算出する。処理Ａと処理Ｂとを連続して行う場合、処理Ａと処理Ｂの処理時間の割合を算出する。例えば処理時間（任意単位）に関し、処理Ａが０．５、処理Ｂが１．５であれば、処理時間比が１：３であることを算出する。また、処理Ａが１．５、処理Ｂが０．５であれば、処理時間比が３：１であることを算出する。ここでいう処理時間とは、例えばリアクタ２００への基板Ｗの搬入開始から搬出終了時間までをいう。

【0081】

（処理選択工程Ｓ２０８）
処理選択工程Ｓ２０８を説明する。処理選択部４０８は、処理時間割合算出工程Ｓ２０６で算出した割合をもとに、各処理に対応するリアクタ２００の数を決定する。たとえば、処理Ａと処理Ｂとの処理時間の比が１：３であれば、処理Ａに対応する一個のリアクタ２００、処理Ｂに対応する三個のリアクタ２００を選択する。また、処理Ａと処理Ｂとの処理時間の比が３：１であれば、処理Ａに対応する三個のリアクタ２００、処理Ｂに対応する一個のリアクタ２００を選択する。

【0082】

本実施形態においては、処理Ａと処理Ｂとの処理時間の比が３：１として、例えば処理Ａに対応したリアクタ２００として、リアクタ２００ａ、リアクタ２００ｂ、リアクタ２００ｃを選択する。さらに、処理Ｂに対応したリアクタ２００として、リアクタ２００ｄを選択する。

【0083】

望ましくは、次の理由により本工程では処理履歴読み出し工程Ｓ２０４で読み出したそれぞれのリアクタ２００における各処理の累積処理時間を参照して、リアクタ２００を選定する。

【0084】

例えば、各リアクタ間で部品の累積処理時間に偏りがある場合、基板の処理条件にも偏りが発生してしまうことがある。そのため、リアクタ２００の処理履歴が偏らないようにするためにも、処理時間が均一になるよう、リアクタ２００を選定する。

【0085】

ここで、基板の処理条件の偏りは、各リアクタに設けられた部品の使用時間の差、各リアクタ２００の処理室２０１内の部材の表面状態の差、等を含む。部品の使用時間に差が生じることにより、同じ設定の処理条件であっても、基板Ｗに供給されるガスの量や、基板Ｗの温度に差が生じることが有る。各リアクタ２００の処理履歴を均一化させることで、リアクタ毎の処理均一性を向上させることができる。

【0086】

また、同じリアクタで処理される基板Ｗ毎の処理均一性を向上させることができる。例えば、改質処理の処理時間が多い処理室２０１では、処理室２０１内の部材の表面が、改質処理で使用されるガスにより、改質されていることが考えられる。この様な処理室２０１内の部材表面が改質されている場合、処理室２０１内で消費される処理ガスの量が変化することがある。処理室２０１内で消費される処理ガスの量が変化することにより、基板Ｗに供給される処理ガスの量が変わってしまうことがある。これにより基板Ｗ毎の処理均一性が変化する可能性がある。なお、処理室２０１内における処理ガスの消費量は、処理室２０１内の部材表面に吸着する処理ガスの量により変化する。リアクタ２００の処理履歴が偏らない様に制御することにより、処理時間の均一化のみならず、リアクタ毎の処理均一性、基板毎の処理均一性を向上させることが可能となる。

【0087】

（リアクタ設定工程Ｓ２１０）
リアクタ設定工程Ｓ２１０を説明する。各リアクタ２００では、処理選択工程Ｓ２０８で選択された処理が可能なよう、処理種別情報テーブル４１２の情報に基づき、各部品の動作等を設定する。例えば、処理Ａを行うリアクタでは、第一ガス供給部と第二ガス供給部とを稼働可能なよう、さらには第三ガス供給部とプラズマ生成部とを稼働させないよう設定する。処理Ｂを行うリアクタでは、第三ガス供給部とプラズマ生成部とを稼働可能なよう、さらには第一ガス供給部と第二ガス供給部とを稼働させないよう設定する。

【0088】

（膜処理工程Ｓ２１２）
膜処理工程Ｓ２１２を説明する。基板Ｗは各リアクタ２００に移動される。ここでは、各リアクタ２００において、基板Ｗに形成された膜への処理が行われる。各リアクタ２００では、処理種別設定工程Ｓ２０８に応じて設定された処理を実行する。本工程の詳細は後述する。

【0089】

（処理履歴記録工程Ｓ２１４）
処理履歴記録工程Ｓ２１４を説明する。各処理が終了したら、処理履歴情報テーブル４１３に、リアクタ２００ごとの処理種別に応じた処理時間を記録する。なお、本工程は膜処理工程Ｓ２１２の後に行うに限らず、他の工程と並行して行ってもよい。

【0090】

（判定Ｓ２１６）
判定Ｓ２１６を説明する。ここでは基板Ｗを所定枚数処理したかどうかを判定する。所定枚数の基板Ｗが処理したと判定されたら、１ロットの基板処理が完了したとみなし、処理を終了する。所定枚数の処理が完了していない場合、次に処理する基板Ｗを搬送する。処理を終了した後は、例えば次ロットの基板Ｗの処理を開始する。

【0091】

続いて、図９を用いて膜処理工程Ｓ２１２の詳細を説明する。図９は一つの基板Ｗのフローを説明したものである。これは、一つの基板Ｗに対する動作を示すフローであり、例えば処理Ａを行い、次に処理Ｂを行うフローである。

【0092】

（基板移動工程Ｓ３０２）
基板移動工程Ｓ３０２を説明する。ロボット１７０は、真空搬送室１４０から選択されたリアクタ２００に基板Ｗを移動する。ここでは、まず処理Ａが為されるため、基板Ｗは処理Ａを行うよう設定されたリアクタ２００に移動する。例えば、処理Ａが設定されたリアクタ２００ａに移動する。リアクタ２００ａではゲートバルブ１４９が開とされ、アーム１８０により基板Ｗが搬入される。

【0093】

（第一膜処理工程Ｓ３０４）
第一膜処理工程Ｓ３０４を説明する。第一膜処理工程Ｓ３０４では、処理Ａを行うよう設定されたリアクタ２００にて、基板Ｗを処理する。具体的な内容を、図１０に記載のフローを用いて説明する。

【0094】

（基板搬入工程Ｓ４０２）
基板搬入工程Ｓ４０２を説明する。移動工程Ｓ３０２にて、リアクタ２００中に基板Ｗが搬入される。例えば、リアクタ２００ａに基板Ｗが搬入される。

【0095】

このとき、基板載置台２１２を基板Ｗの搬送位置（搬送ポジションＰ０）まで下降させ、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。これらの動作と並行して、第四ガス供給部からの不活性ガスの供給と、搬送室２０６の雰囲気の排気等を行い、隣接する真空搬送室１４０と同圧、あるいは隣接する真空搬送室１４０の圧力よりも低い圧力とする。

【0096】

続いて、ゲートバルブ１４９を開いて、搬送室２０６を隣接する真空搬送室１４０と連通させる。そして、ロボット１７０が、基板Ｗを真空搬送室１４０から搬送室２０６に搬入し、リフトピン２０７上に載置する。

【0097】

リフトピン２０７上に基板Ｗが載置されたら、基板載置台２１２を上昇させ、基板載置面２１１上に基板Ｗを載置し、更に図３に記載のように、基板処理ポジションまで上昇させる。

【0098】

基板Ｗを基板載置面２１１に載置する際は、ヒータ２１３に電力を供給し、基板Ｗの表面が所定の温度となるよう制御される。

【0099】

基板搬入工程Ｓ４０２の間、処理Ａの設定で各部品を制御する。例えばヒータ２１３や、ガス供給系、排気系等を制御する。

【0100】

（第一膜処理ガス供給工程Ｓ４０４）
第一膜処理ガス供給工程Ｓ４０４を説明する。ここではリアクタ設定工程Ｓ２１０で設定された動作で各部品を制御し、基板Ｗ上の膜を処理する。

【0101】

まず、処理Ａのレシピに従って、処理室内の圧力を調整する。例えば排気部２９１と第四ガス供給部２７０を動作させる。所望の圧力になったら、第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０を制御して、処理室２０５に第一ガスと第二ガスとを供給し、基板Ｗを処理する。この工程における処理とは、例えば第一ガスと第二ガスとを反応させて、基板Ｗ上に所定の膜を形成する処理をいう。また、本工程ではレシピに応じてプラズマ生成部２５５を稼働させてもよい。本実施形態においては、第一ガスとしてＨＣＤＳを供給し、第二ガスとしてＮＨ_３ガスを供給し、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜を形成する。

【0102】

本工程では、例えば以下の条件で処理する。
第一ガス：ＨＣＤＳ
第一ガスのガス供給量 ５～５０００ｓｃｃｍ
第二ガス：ＮＨ_３：
第二ガスのガス供給量 １０～１００００ｓｃｃｍ
処理室の圧力： １３３～１３３３２Ｐａ
処理温度：３００～５００℃

【0103】

所定時間が経過したら、第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０を停止する。さらに、第四ガス供給部から不活性ガスを供給して、処理室２０１内の雰囲気を排気する。

【0104】

なお、本工程においては、例えば、第三ガス供給部２６０の稼働を停止し、第三ガスを処理室２０１に供給しないようにする。また、供給しないようにするためには、例えばバルブ２６２を閉として、バイパス管２６６から第三ガスを排出するようにしてもよい。

【0105】

（基板搬出工程Ｓ４０６）
基板搬出工程Ｓ４０６を説明する。基板Ｗ上に所望の処理が為されたら、基板搬入工程Ｓ４０２と逆の順番で、処理室から基板Ｗを搬出する。このとき、基板Ｗはロボット１７０に支持された状態である。

【0106】

（基板移動工程Ｓ３０６）
基板移動工程Ｓ３０６を説明する。ロボット１７０は、次のリアクタ２００に基板Ｗを移動させる。例えば、処理Ａと処理Ｂとを連続して行う場合、基板Ｗは次の処理である処理Ｂを行うべく、処理Ｂを行うよう設定されたリアクタ２００に移動する。例えば、リアクタ２００ｄに移動する。リアクタ２００ｄではゲートバルブ１４９が開とされ、基板Ｗを支持したアーム１８０がリアクタ２００ｄ内に進入する。

【0107】

（第二膜処理工程Ｓ３０８）
第二膜処理工程Ｓ３０８を説明する。第二膜処理工程Ｓ３０４では、処理Ｂを行うよう設定されたリアクタ２００にて、基板Ｗを処理する。具体的な内容を、図１１に記載のフローを用いて説明する。

【0108】

（基板搬入工程Ｓ５０２）
基板搬入工程Ｓ５０２を説明する。ここでは、基板搬入工程Ｓ４０２と同様の方法で基板Ｗを搬入する。搬入された基板Ｗは基板処理ポジションに移動される。基板搬入工程Ｓ５０２の間、処理Ｂの設定で各部品を制御する。例えばヒータ２１３や、ガス供給系、排気系等を制御する。

【0109】

（第二膜処理ガス供給工程Ｓ５０４）
第二膜処理ガス供給工程Ｓ５０４を説明する。ここではリアクタ設定工程Ｓ２１０で設定された動作で各部品を制御し、基板Ｗ上の膜を処理する。

【0110】

まず、処理Ｂのレシピに従って、処理室内の圧力を調整する。ここでは、例えば排気部２９１と第四ガス供給部２７０を動作させる。所望の圧力になったら、第三ガス供給部２６０を制御して、処理室２０５に第三ガスを供給し、基板Ｗ上の膜を処理する。膜の処理とは、例えば第一膜処理工程Ｓ３０４で形成された膜を、第三ガスで改質する処理をいう。また、本工程ではレシピに応じてプラズマ生成部２６５を稼働させてもよい。本実施形態では処理Ａで形成したＳｉＮ膜に対して、Ｈ_２ガスを供給して改質する処理をいう。

【0111】

本工程では、例えば以下の条件で処理する。
第三ガス：Ｈ_２
第三ガスのガス供給量 １０～５００ｓｃｃｍ
処理室の圧力： １３３～６６６６Ｐａ
処理温度：１００～６００℃

【0112】

所定時間が経過したら、第三ガス供給部２６０を停止する。さらに、第四ガス供給部から不活性ガスを供給して、処理室２０１内の雰囲気を排気する。

【0113】

なお、本工程においては、例えば第一ガス供給部２４０、第二ガス供給部２５０の稼働を停止し、第一ガス、第二ガスを処理室２０１に供給しないようにする。また、供給しないようにするためには、例えばバルブ２４４、バルブ２５４を閉として、バイパス管２４６、２５６から第一ガス、第二ガスを排出するようにしてもよい。

【0114】

（基板搬出工程Ｓ５０６）
基板搬出工程Ｓ５０６を説明する。基板Ｗ上に所望の処理が為されたら、基板搬入工程Ｓ４０２と逆の順番で、処理室２０１から基板Ｗを搬出する。このとき、基板Ｗはロボット１７０に支持された状態である。

【0115】

（基板移動工程Ｓ３１０）
基板移動工程Ｓ３１０を説明する。第二膜処理工程Ｓ３０８が終了したら、ロボット１７０は基板Ｗをリアクタ２００から搬出し、さらにロードロック室１３０に移動させる。以上で膜処理工程Ｓ２１２の説明を終了する。この後、処理履歴記録工程Ｓ２１４に移行する。

【0116】

続いて、本実施形態のシーケンスと比較例のシーケンスについて、図１２から図１５を用いて説明する。図１２、図１４は本実施形態を説明したものであり、図１３、図１５は比較例を説明したものである。

【0117】

縦軸のＷ１からＷ１０は処理される基板Ｗを示す。例えば、Ｗ１は１枚目に処理される基板Ｗであり、Ｗ１０は１０枚目に処理される基板Ｗである。横軸は時間を示す。なお、単位は任意単位である。また、各処理の前後の網掛けは、基板Ｗの移動時間を示す。ここでいう移動とは、例えばリアクタ２００間の移動やリアクタ２００とロードロック室１３０との間の移動を示す。さらに１枚の基板Ｗの搬入／搬出や、基板Ｗの入れ替えも含むものとする。説明の便宜上、基板Ｗの移動時間は一定としている。

【0118】

図１２、図１３では、処理Ａと処理Ｂの処理時間の比を３：１としている。図１２では処理時間の比に合わせてリアクタ数の比を３：１に設定しているのに対し、図１３では処理時間の割合と関連させず、リアクタ数を同数としている。このような条件において、基板Ｗの処理時間を試算した。

【0119】

図１４、図１５では、処理Ａと処理Ｂの処理時間の比を１：３としている。図１４では処理時間の割合に合わせてリアクタ数の比を１：３に設定しているのに対し、図１５では処理時間の割合と関連せず、処理Ａ対応リアクタと処理Ｂ対応リアクタを同数としている。このような条件において、基板Ｗの処理時間を試算した。

【0120】

図１２の実施形態では、９枚目の基板Ｗの処理が終了する時間が５９であるのに対して、図１３の比較例では終了する時間が７１である。また、図１４の実施形態では、９枚目の基板Ｗの処理が終了する時間が５９であるのに対して、図１５の比較例では７２である。

【0121】

このように、処理時間の割合に合わせてリアクタ数を設定すると、処理スループットを高くでき、この結果処理効率を高めることができる。

【0122】

（第二の実施形態）
続いて第二の実施形態を、図１６を用いて説明する。本実施形態では、リアクタ２００の構成が第一の実施形態と異なる。具体的には、例えば図１においてはリアクタ２００ａから２００ｃは第一の実施形態と同様、一枚ずつ基板を処理する枚葉装置であるが、リアクタ２００ｄは複数の基板を一括で処理可能なバッチ装置としている。説明の便宜上、一枚ずつ処理するリアクタを第一リアクタ、バッチで処理するリアクタを第二リアクタと呼ぶ。

【0123】

また、第一の実施形態では処理時間の割合に応じてリアクタ数を設定していたが、本実施形態においては基板処理装置１００の中の第一リアクタ２００で処理する基板の枚数に応じて、第二リアクタ２００で処理する基板Ｗの枚数を変化させる点で相違する。

【0124】

以下に具体的な内容を説明する。
第一リアクタは基板を一枚ずつ処理可能な装置であり、例えば第一の実施形態と同様、図３に記載の装置を用いる。ガス供給部の個数等は、処理によって異ならせても良い。

【0125】

続いて第二リアクタを、図１６を用いて説明する。第二リアクタ２００ｄを説明する。なお、図４に記載のリアクタと同様の機能を持つ構成については、番号を同じにするとともに、説明を省略する。

【0126】

リアクタ２００は、複数の基板Ｗを一括して処理可能な装置である。リアクタ２００ｄは、複数の基板Ｗが搬入される処理室３０１を備える。処理室３０１の下方には基板Ｗを処理空間３０５に搬送する際に基板Ｗが通過する搬送空間を有する搬送室３０６が設けられている。このとき基板Ｗは、後述する基板支持部としてのボート３１０に支持された状態で搬送される。

【0127】

処理室３０１と搬送室３０６の間には炉口が設けられる。炉口はボート３１０が処理室２０１に挿入される際に通過する入出口である。基板Ｗを処理する際は、処理室３０１の雰囲気を閉じ込めるための炉口シャッタ３０７が設けられる。炉口シャッタ３０７は、基板処理時には閉とされ、ボート３１０を移動する際には開とされる。

【0128】

ボート３１０は水平姿勢に支持された基板Ｗが鉛直方向に多段に整列した状態で収容されるよう構成されている。各基板Ｗは、ボート３１０に備えられた複数の基板支持部３１１によって支持される。基板支持構造３１１は、例えば基板Ｗの外周形状に沿った構造であり、各基板Ｗのエッジはこの構造にて支持される。ダミー基板Ｄが必要な場合、基板支持部３１１はダミー基板Ｄを支持しても良い。

【0129】

ボート３１０は、回転軸３０６を介して回転／昇降機構３０４が接続される。回転／昇降機構３０４は、ボート３１０を処理室３０１、搬送室３０６の間で昇降可能とする。さらには回転軸３０６を回転させることで、処理室２０１内の気密を保持したまま、複数の基板Ｗを搭載した状態で回転可能に構成されている。

【0130】

処理室２０１には、処理ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管３０８と、処理室２０１内のガスを排気するための排気部２９１とが、それぞれ接続されている。

【0131】

ガス導入管３０８はノズルである。ガス導入管３０８の下流側には複数のガス供給孔が設けられ、ガス導入管３０８の管内は反応管３０１に連通するよう構成される。処理ガス等は、ガス供給孔から処理室２０１に供給される。ガス導入管３０８は上流側で第三ガス供給部２６０、第四ガス供給部２７０に接続される。

【0132】

処理室３０１の外周にはヒータ３１１が配される。ヒータ３１１は、処理室２０１内が全体にわたって均一または所定の温度分布となるように、処理室２０１内の雰囲気を加熱するように構成されている。

【0133】

続いて、本実施形態におけるリアクタ設定工程を説明する。本実施形態においては、前述のように処理時間の割合に合わせてリアクタ２００ｄでの処理枚数を設定する。例えば、基板処理装置１００において、処理Ａを行う基板Ｗが３枚であり、リアクタ２００ａから２００ｃで処理する場合、第二リアクタであるリアクタ２００ｄでは３枚の基板を処理することとする。

【0134】

この場合、図１７に記載のように、リアクタ２００ａからリアクタ２００ｃで計３枚の基板Ｗを処理した後、それぞれの基板Ｗをリアクタ２００ｄに移動させ、３枚の基板Ｗに対して一括で処理Ｂを行うこととする。

【0135】

また、処理Ａを行う基板Ｗが２枚の場合、例えばリアクタ２００ａ、リアクタ２００ｂのそれぞれで基板Ｗ処理し、その後それぞれの基板Ｗをリアクタ２００ｄに移動させ、２枚の基板Ｗに対して一括で処理Ｂを行う。このとき、一部の基板支持構造３１１に基板Ｗが支持されていない場合、その基板支持構造３１１はダミー基板Ｄを支持してもよい。ダミー基板Ｄを支持することで、すべての基板支持構造３１１に基板Ｗが支持されている状態と同様の処理を行うことができる。

【0136】

このように処理時間の割合に合わせてリアクタ２００ｄでの処理枚数を設定することで、効率のよい処理が可能となる。

【0137】

（他の実施形態）
以上に、本態様における実施形態を具体的に説明したが、それ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。

【0138】

例えば、上述した実施形態においては第一膜処理として成膜処理を、第二膜処理として改質処理を行うことを説明したが、それに限るものではない。例えば、第一膜処理として第一成膜処理を、第二膜処理として第二成膜処理を行って、積層膜を形成する場合であってもよい。また、第一膜処理としてアッシング処理を、第二膜処理としてエッチング処理を行ってもよい。このように、基板を連続処理する場合に有効である。

【0139】

また、リアクタ２００としては、例えば図１８に記載のように、処理室２０１と隣接する活性化部５１０を備えてもよい。図１８に記載のリアクタでは、リアクタ２００の天井２３１に窓５１１が設けられる。窓５１１の上方には例えば複数のランプ５１２を格納する筐体５１３が設けられている。各ランプ５１２には、ランプ制御部５１４が電気的に接続される。ランプ制御部５１４はランプ５１２のオン／オフやパワーを制御する。

【0140】

図１８に記載のリアクタ２００を用いる場合は、例えば第一膜処理ではランプをオフとして、第一の実施形態における第一膜処理と同様に成膜処理を行い、第二膜処理ではランプをオンにして、改質処理を行う。

【0141】

また、基板処理装置１００として、４個のリアクタ２００を用いる例について説明したが、それに限るものでなく、図１９に記載のように５つ以上、例えば８個のリアクタ２００を用いる基板処理装置でもよい。この場合も第一の実施形態と同様に、処理時間の割合に応じてリアクタ数を設定する。例えば、第一膜処理の時間と第二膜処理の時間の比が３：１であれば、第一膜処理に対応した６個のリアクタと、第二膜処理に対応した２個のリアクタを設定する。具体的には、例えば６個のリアクタとしてリアクタ２００ａから２００ｆで第一膜処理を行うことが可能なよう設定し、２つのリアクタとして例えば２００ｇ、２００ｈで第二膜処理を行うことが可能なよう設定する。また、第一膜処理の時間と第二膜処理の時間の比が１：３であれば、２つのリアクタ、例えばリアクタ２００ａから２００ｂで第一膜処理を行うことが可能なよう設定し、６つのリアクタ、例えば２００ｃから２００ｈで第二膜処理を行うことが可能なよう設定する。

【0142】

このように処理時間の割合に合わせてリアクタを設定することで、効率の良い処理が可能となる。

【0143】

また、例えば、上述した各実施形態では、基板処理装置が行う成膜処理において、第一元素含有ガス（第一の処理ガス）としてＨＣＤＳガスを用い、第二元素含有ガス（第二の処理ガス）としてＮＨ_３ガスを用いて、基板Ｗ上にＳｉＮ膜を形成する場合を例に挙げたが、本態様がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスは、ＨＣＤＳガスやＮＨ_３ガス等に限られることはなく、他の種類のガスを用いて他の種類の薄膜を形成しても構わない。さらには、３種類以上の処理ガスを用いる場合であってもよい。また、第一元素としては、Ｓｉではなく、例えばチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等、種々の元素であってもよい。また、第二元素としては、Ｈではなく、例えば窒素（Ｎ）等であってもよい。

【0144】

また、例えば上述した各実施形態では、改質処理としてＨ含有ガスを用いて処理することを説明したが、それに限るものではなく、例えば酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）のいずれか、もしくはそれらの組み合わせを含むガスを使用してもよい。

【0145】

また、例えば上述した各実施形態では、成膜処理の後に改質処理を行う例について説明したが、それに限るものではなく、改質処理を行った後、成膜処理を行うようにしても良い。

【0146】

また、例えば、上述した各実施形態では、基板処理装置が行う処理として成膜処理と改質処理を例に挙げたが、本態様がこれに限定されることはない。すなわち、本態様は、各実施形態で例に挙げた成膜処理や改質処理の他に、各実施形態で例示した薄膜以外の成膜処理、改質処理にも適用できる。また、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理、改質処理だけでなく、アニール処理、拡散処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。さらに、本態様は、他の基板処理装置、例えばアニール処理装置、エッチング装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置、プラズマを利用した処理装置等の他の基板処理装置にも適用できる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

【符号の説明】

【0147】

Ｗ…基板、１００…基板処理装置、２００…リアクタ、４００…コントローラ

【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】

【図18】

【図19】