特許 7440480 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】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(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 21/205 20060101AFI20240220BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240220BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20240220BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/31 B

H01L21/316 X

H01L21/318 B

H01L21/318 C

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021201734

(22)【出願日】2021-12-13

(65)【公開番号】P2023087385

(43)【公開日】2023-06-23

【審査請求日】2022-09-26

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(72)【発明者】

【氏名】柴田 仁

(72)【発明者】

【氏名】高畑 覚

(72)【発明者】

【氏名】布村 一朗

(72)【発明者】

【氏名】鋪田 嚴

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２０６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３５４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１９０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６９５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３５５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の基板を多段に載置する基板載置部が設けられた基板保持具と、
前記基板載置部に対して前記基板を装填または脱装する基板移載機構と、
前記基板を保持した前記基板保持具を収容する処理容器と、
前記処理容器内の前記基板に対して成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記基板移載機構による前記基板載置部からの前記基板の引きはがしが不可能となる膜の臨界厚さが予め設定された制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記基板に対して前記成膜ガスを供給する成膜処理を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記基板上に前記臨界厚さの膜が形成される前に前記成膜ガスの供給を中断することで前記成膜処理の実施を中断し、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された前記基板を持ち上げた後、前記基板の搬送を行うことなく、前記基板を前記基板載置部上の元の位置に下降させる処理のみを実行する引きはがし処理を行うように、前記基板移載機構および前記成膜ガス供給系を制御することが可能なよう構成される、
基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記成膜処理を開始してから前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、前記成膜ガスを供給する処理と、前記基板上に前記臨界厚さの膜が形成される前に前記成膜ガスの供給を中断する処理と、前記引きはがし処理と、をこの順に行うサイクルを所定回数行うように、前記基板移載機構および前記成膜ガス供給系を制御することが可能なよう構成される、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記引きはがし処理は、前記複数の基板に対して同時に行われることが可能な処理である、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記引きはがし処理は、前記処理容器内において行われることが可能な処理である、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記基板移載機構は、前記引きはがし処理の成否を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサが、前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、その後の処理を中断させることが可能なように構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記センサが、前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、アラームによる発報を行わせることが可能なよう構成されている、
請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記引きはがし処理の失敗は、少なくとも、前記基板保持具、前記基板移載機構、前記基板のいずれかが破損していることを示す、
請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記引きはがし処理の失敗は、前記基板移載機構の既定のトルクでは、前記基板を前記基板保持具から引きはがせないことを示す、
請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記センサが、前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、前記基板移載機構によるリトライ処理を実行することが可能なように構成されている、
請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記リトライ処理は１回以上の所定の回数行うことが可能な、
請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記センサが前記リトライ処理で前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、その後の処理を中断する、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記センサが前記リトライ処理で前記引きはがし処理の成功を検知したときは、次に続く処理を継続する、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項13】

基板保持具に設けられ、複数の基板を多段に載置する基板載置部に対して、基板移載機構により前記基板を装填する工程と、
前記基板を保持した前記基板保持具を処理容器内に搬送する工程と、
前記処理容器内の前記基板に対して成膜ガスを供給する工程と、を有し、
前記基板に対して前記成膜ガスを供給する工程では、前記基板移載機構による前記基板載置部からの前記基板の引きはがしが不可能となる膜の臨界厚さが予め設定された制御部により、前記基板に対して前記成膜ガスを供給する成膜処理を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記臨界厚さの膜が形成される前に前記成膜ガスの供給を中断することで前記成膜処理の実施を中断し、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された前記基板を持ち上げた後、前記基板の搬送を行うことなく、前記基板を前記基板載置部上の元の位置に下降させる処理のみを実行する引きはがし処理を行う、半導体装置の製造方法。

【請求項14】

基板保持具に設けられ、複数の基板を多段に載置する基板載置部に対して、基板移載機構により前記基板を装填する手順と、
前記基板を保持した前記基板保持具を処理容器内に搬送する手順と、
前記処理容器内の前記基板に対して成膜ガスを供給する手順と、を有し、
前記基板に対して前記成膜ガスを供給する手順において、前記基板移載機構による前記基板載置部からの前記基板の引きはがしが不可能となる膜の臨界厚さが予め設定されたコンピュータにより、前記基板に対して前記成膜ガスを供給する成膜処理を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記臨界厚さの膜が形成される前に前記成膜ガスの供給を中断することで前記成膜処理の実施を中断し、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された前記基板を持ち上げた後、前記基板の搬送を行うことなく、前記基板を前記基板載置部上の元の位置に下降させる処理のみを実行する引きはがし処理を行う手順を前記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、基板保持具に保持された基板上に所望の厚さの膜を形成し、その後、基板を基板保持具から脱装する処理が行われることがある（例えば特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２５２１０５号公報

【文献】ＷＯ２００５／０５５３１４公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の目的は、基板を基板保持具から脱装する際に、形成された膜により基板と基板保持具とが固着して、基板を基板保持具から引きはがせなくなることを回避す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】

【0005】

本開示の一態様によれば、
基板を載置する基板載置部が設けられた基板保持具と、
前記基板載置部に対して前記基板を装填または脱装する基板移載機構と、
前記基板を保持した前記基板保持具を収容する処理容器と、
前記処理容器内の前記基板に対して成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
前記基板に対して前記成膜ガスを供給する成膜処理を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記成膜処理の実施を中断し、前記基板載置部上に載置された前記基板の引きはがし処理を行うように、前記基板移載機構および前記成膜ガス供給系を制御することが可能なよう構成される制御部と、
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、基板を基板保持具から脱装する際に、形成された膜により基板と基板保持具とが固着して、基板を基板保持具から引きはがせなくなることを回避する技術を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置１の透視斜視図である。

【図2】図２は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置１の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面図で示す図である。

【図3】図３は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置１の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を図２のＡ－Ａ線断面図で示す図である。

【図4】図４は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置１が備えるコントローラ１２４の概略構成図であり、コントローラ１２４の制御系をブロック図で示す図である。

【図5】図５は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置１が備えるボート２１７の縦断面部分拡大図である。

【図6】図６は、本開示の一態様に係る基板処理工程の手順の一例を示すフロー図である。

【図7】図７（ａ）は、基板載置部２２２上にウエハ２００が載置された後のボート２１７における縦断面部分拡大図である。図７（ｂ）は、基板載置部２２２上のウエハ２００に臨界厚さの膜３００が形成される前のボート２１７における縦断面部分拡大図である。図７（ｃ）は、ツイーザ１１１により、基板載置部２２２上のウエハ２００を持ち上げた状態を示す図である。図７（ｄ）は、ツイーザ１１１により、持ち上げたウエハ２００を基板載置部２２２上の元の位置に載置させた状態を示す図である。

【図8】図８は、本開示の他の態様で好適に用いられる基板処理装置における処理容器の要部の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜本開示の一態様＞
以下、本開示の一態様について説明する。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、図面に示される、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】

（１）基板処理装置の全体構成例
図１に示すように、基板処理装置１は、バッチ式縦型熱処理装置として構成されている。基板処理装置１は、耐圧容器である筐体１０１を備えており、その内部には、例えば処理炉２０２が設けられ、その外部には、制御部であるコントローラ１２４が設けられている。基板としてのウエハ２００を筐体１０１の内外へ搬送する際に、基板搬送容器としてのカセット１００が用いられる。カセット１００は、複数枚（例えば、２５枚）のウエハ２００を収納可能に構成されている。筐体１０１には、カセット１００を筐体１０１内外へ搬送するカセット搬送口（図示せず）が設けられている。

【0010】

筐体１０１には、カセット受渡し台としてのカセットステージ１０５（以下、ステージ１０５という。）が設けられている。カセット１００は、外部搬送装置（図示せず）によりステージ１０５上に搬入され、また、ステージ１０５上から搬出されるようになっている。

【0011】

ステージ１０５の近傍には、カセット１００を収納するカセット棚１０９が設けられている。カセット棚１０９は、複数段複数列にて少なくとも１つ以上のカセット１００を保管するように構成されている。カセット棚１０９の一部として、後述する基板移載機構１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３が設けられている。

【0012】

ステージ１０５の上方には、予備のカセット１００を保管する予備カセット棚１１０が設けられている。ステージ１０５とカセット棚１０９との間には、カセット１００を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ１１５（以下、「エレベータ１１５」という。）と、カセット１００を搬送するカセット搬送機構１１４（以下、搬送機構１１４という。）と、が設けられている。エレベータ１１５と搬送機構１１４との連動動作により、ステージ１０５、カセット棚１０９、予備カセット棚１１０との間で、カセット１００を搬送するように構成されている。

【0013】

筐体１０１の内部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ１１６により開閉されるように構成されている。処理炉２０２の下方には、処理炉２０２に対し基板保持具としてのボート２１７を昇降させるボートエレベータ１２１（以下、エレベータ１２１という。）が設けられている。エレベータ１２１の昇降台に連結された連結具としての昇降部材１２２には、蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持するとともに、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。また、処理炉２０２の下方には、ウエハ２００の装填、脱装、後述するウエハ２００の引きはがし処理等を行う待機室１４１が設けられている。

【0014】

ボート２１７は、複数本のボート柱部２２１を備えている。ボート柱部２２１には、ウエハ２００を載置する基板載置部２２２が複数設けられており（図５参照）、ボート２１７は、複数枚（例えば、２００～２５０枚）のウエハ２００を多段に支持するように構成されている。

【0015】

図１に示すように、エレベータ１２１とカセット棚１０９との間には、基板移載機構１１２が設けられている。基板移載機構１１２は、ウエハ２００を水平姿勢で保持する所定数（例えば、５つ）のツイーザ１１１を備えており、基板移載機構１１２を昇降させる基板移載機構エレベータ１１３（以下、エレベータ１１３という。）に取り付けられている。エレベータ１１３、基板移載機構１１２およびツイーザ１１１の連動動作により、ボート２１７の基板載置部２２２に対してウエハ２００を装填するように、また、基板載置部２２２上からウエハ２００を脱装するように構成されている。また、基板移載機構１１２には、後述する引きはがし処理の成否を検知するセンサ１１９が備えられている（図７（ｃ）、図７（ｄ）参照）。

【0016】

カセット棚１０９の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。クリーンユニット１１８は、供給ファンと防塵フィルタ（ともに図示せず）を備えており、クリーンエアを筐体１０１の内部に流通させるように構成されている。

【0017】

（２）基板処理装置１の動作例

【0018】

ウエハ２００が垂直姿勢で装填されたカセット１００は、外部搬送装置によってステージ１０５上に、カセット１００のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、ウエハ２００が水平姿勢となるように、カセット１００は、ステージ１０５により９０°回転させられる。

【0019】

次に、カセット１００は、ステージ１０５上から、カセット棚１０９または予備カセット棚１１０の指定された棚位置へ、エレベータ１１５と搬送機構１１４との連動動作により搬送され、一時的に保管された後、移載棚１２３に移載される。または、カセット１００は、ステージ１０５上から、エレベータ１１５と搬送機構１１４との連動動作により、直接移載棚１２３に搬送される。

【0020】

カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、カセット１００から基板移載機構１１２に設けられたツイーザ１１１によってピックアップされ、ボート２１７に設けられた基板載置部２２２に装填される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡した基板移載機構１１２はカセット１００に戻り、次のウエハ２００をボート２１７の基板載置部２２２に対して装填する。

【0021】

予め指定されている枚数（例えば１００～２００枚）のウエハ２００がボート２１７の基板載置部２２２に装填されると、処理炉２０２の下端部を閉じていた炉口シャッタ１１６が開き、処理炉２０２の下端部が開放される。その後、ウエハ２００群を保持したボート２１７がエレベータ１２１の上昇動作により処理炉２０２内に搬入（ローディング）され、処理炉２０２の下部がシールキャップ２１９により閉塞される。

【0022】

ローディング後は、ウエハ２００に対し所定の処理が実施される。処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１００は筐体１０１の外部へ払出される。

【0023】

（３）処理炉２０２の構成例

【0024】

図２に示すように、処理炉２０２は温度調整器（加熱部）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。

【0025】

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料を含み、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料を含み、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。反応管２０３はヒータ２０７と同様に垂直に据え付けられている。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成される。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成される。処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を収容可能に構成されている。この処理室２０１内でウエハ２００に対する処理が行われる。

【0026】

処理室２０１内には、第１，第２供給部としてのノズル２４９ａ，２４９ｂが、マニホールド２０９の側壁を貫通するようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂを、それぞれ第１ノズル、第２ノズルとも称する。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料を含んでいる。ノズル２４９ａ，２４９ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ接続されている。ノズル２４９ａ，２４９ｂは、互いに隣接して設けられている。

【0027】

ガス供給管２３２ａ，２３２ｂには、ガス流の上流側から順に、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）２４１ａ，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、ガス供給管２３２ｃが接続されている。ガス供給管２３２ｃには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃが設けられている。ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、ガス供給管２３２ｄが接続されている。ガス供給管２３２ｄには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｄ、バルブ２４３ｄが設けられている。ガス供給管２３２ａ～２３２ｄは、例えば、ＳＵＳ等の金属材料を含んでいる。

【0028】

図３に示すように、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ，２４９ｂは、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ，２４９ｂの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａ，２５０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、それぞれが、平面視においてウエハ２００の中心に向かって開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔２５０ａ，２５０ｂは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。

【0029】

ガス供給管２３２ａからは、成膜ガスの１つである原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。

【0030】

ガス供給管２３２ｂからは、成膜ガスの１つであるドーパントガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。

【0031】

ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。不活性ガスは、パージガス、キャリアガス、希釈ガス等として作用する。

【0032】

主に、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ａ，２４１ｂ、バルブ２４３ａ，２４３ｂにより、成膜ガス供給系（原料ガス供給系、ドーパントガス供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。

【0033】

上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ２４３ａ～２４３ｄやＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ等が集積されてなる集積型供給システム２４８として構成されていてもよい。集積型供給システム２４８は、ガス供給管２３２ａ～２３２ｄのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ～２３２ｈ内への各種物質（各種ガス）の供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる流量調整動作等が、後述するコントローラ１２４によって制御されるように構成されている。集積型供給システム２４８は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管２３２ａ～２３２ｄ等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム２４８のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。

【0034】

反応管２０３の側壁下方には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気口２３１ａが設けられている。排気口２３１ａは、反応管２０３の側壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列領域に沿って設けられていてもよい。排気口２３１ａには排気管２３１が接続されている。排気管２３１は、例えばＳＵＳ等の金属材料を含んでいる。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。

【0035】

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属材料を含み、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の下方には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、例えばＳＵＳ等の金属材料を含み、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に設置された昇降機構としてのエレベータ１２１によって垂直方向に昇降されるように構成されている。

【0036】

基板保持具としてのボート２１７は、ウエハ２００支持する基板載置部２２２を複数備えており、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料を含んでいる。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料を含む断熱板２１８が多段に支持されている。

【0037】

反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。

【0038】

図４に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２４ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２４ｂ、記憶装置１２４ｃ、Ｉ／Ｏポート１２４ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２４ｂ、記憶装置１２４ｃ、Ｉ／Ｏポート１２４ｄは、内部バス１２４ｅを介して、ＣＰＵ１２４ａ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１２４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１２５が接続されている。また、コントローラ１２４には、外部記憶装置１２６を接続することが可能となっている。

【0039】

記憶装置１２４ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２４ｃ内には、基板処理装置１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等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ１２４によって、基板処理装置１に実行させ、所定の結果を得ることができ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、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。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。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、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、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２４ｂは、ＣＰＵ１２４ａ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。

【0040】

Ｉ／Ｏポート１２４ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ、バルブ２４３ａ～２４３ｄ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０７、回転機構２６７、エレベータ１２１、炉口シャッタ１１６等に接続されている。

【0041】

ＣＰＵ１２４ａは、記憶装置１２４ｃから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１２５からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２４ｃからレシピを読み出すことが可能なように構成されている。ＣＰＵ１２４ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる各種物質（各種ガス）の流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、エレベータ１２１によるボート２１７の昇降動作等を制御することが可能なように構成されている。

【0042】

コントローラ１２４は、外部記憶装置１２６に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置１２６は、例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやＳＳＤ等の半導体メモリ等を含む。記憶装置１２４ｃや外部記憶装置１２６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ている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。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１２４ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２６単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２６を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

【0043】

（４）基板処理工程
次に、図６および図７を用い、本開示の一態様に係る基板処理工程について説明する。以下の説明において、基板処理装置１を構成する各部の動作はコントローラ１２４により制御される。

【0044】

本態様では、一例として、ウエハ２００に対して、成膜ガスの１つである原料ガスとして、例えば、シラン系ガスを供給し、成膜ガスの１つであるドーパントガスとして、例えば、ドーパントの一種であるリン（Ｐ）を含むガスを供給し、ウエハ２００上にポリシリコン膜（ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜、多結晶Ｓｉ膜）を形成する例について説明する。

【0045】

また、本態様では、一例として、ウエハ２００上に所望の厚さの膜として、例えば１４μｍの厚さのポリシリコン膜を形成する場合について説明する。なお、「所望の厚さ」を１４μｍとしたのは、あくまで一例であり、１４μｍ以外の厚さのポリシリコン膜を所望の厚さの膜とすることを排除するものではない。

【0046】

本明細書において用いる「ウエハ」という用語は、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との積層体を意味する場合がある。本明細書において用いる「ウエハの表面」という言葉は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。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義である。

【0047】

（ウエハチャージ：Ｓ１０２）
基板移載機構１１２により移載棚１２３上のカセット１００内から待機室１４１内のボート２１７へウエハ２００が装填（ウエハチャージ）される。具体的には、例えば、５つのツイーザ１１１により、ウエハ２００が５枚ずつ、移載棚１２３上のカセット１００内からボート２１７の基板載置部２２２に装填される。この処理は、予定された全てのウエハ２００（例えば１００～２００枚のウエハ２００）のボート２１７への装填が完了するまで行われる。

【0048】

（ボートロード：Ｓ１０４）
その後、炉口シャッタ１１６が移動して、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。そして、図２に示すように、ウエハ２００を保持したボート２１７は、エレベータ１２１によって持ち上げられて処理室２０１内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。このようにして、ウエハ２００は、処理室２０１内に提供されることとなる。

【0049】

（圧力調整および温度調整：Ｓ１０６）
その後、処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の処理温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。また、バルブ２４３ｃ，２４３ｄを開き、ノズル２４９ａ，２４９ｂのそれぞれを介して処理室２０１内への不活性ガスの供給を開始する。処理室２０１内の排気、ウエハ２００の加熱および回転、不活性ガスの供給は、いずれも、少なくとも後述する成膜処理（Ｓ１０８）が終了するまでの間は継続して行われる。

【0050】

（成膜処理：Ｓ１０８）
処理室２０１内が所望の圧力、温度に達したら、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ原料ガスを流す。これと併行して、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へドーパントガスを流す。原料ガス、ドーパントガスは、それぞれ、ＭＦＣ２４１ａ，ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ａ，ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３１ａより排気される。このとき、ウエハ２００の側方から、ウエハ２００に対して成膜ガス（原料ガス、ドーパントガス）が一緒かつ同時に供給される（成膜ガス供給）。

【0051】

本ステップにて成膜ガスを供給する際における処理条件としては、
処理温度：３００～７００℃
処理圧力：１～１００００Ｐａ
原料ガス供給流量：０．００１～１０ｓｌｍ
ドーパントガス供給流量：０．０００１～２ｓｌｍ
原料ガスおよびドーパントガス供給時間：１～１０００分
不活性ガス供給流量（ガス供給管毎）：０．０００１～１０ｓｌｍ
が例示される。

【0052】

なお、本明細書における「３００～７００℃」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「３００～７００℃」とは「３００℃以上７００℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。また、本明細書における処理温度とはウエハ２００の温度または処理室２０１内の温度のことを意味し、処理圧力とは処理室２０１内の圧力のことを意味する。また、供給流量に０ｓｌｍが含まれる場合、０ｓｌｍとは、そのガスを供給しないケースを意味する。

【0053】

上述の処理条件下でウエハ２００に対して、原料ガスとして、例えばシラン系ガスを供給し、ドーパントガスとして、例えばＰを含むガスを供給することにより、ウエハ２００の表面上に、Ｐを含むシリコン（Ｓｉ）を堆積させることが可能となる。これにより、ウエハ２００上に、膜として、ドーパントとしてのＰがドープされたポリシリコン膜（以下、ＰドープＳｉ膜、或いは、単にＳｉ膜とも称する）３００を形成することが可能となる（図７（ａ）、図７（ｂ）参照）。図７（ｂ）に示すように、Ｓｉ膜３００は、ウエハ２００上に形成されるだけでなく、基板載置部２２２上にも形成されており、ウエハ２００は、Ｓｉ膜３００によりボート２１７に接着された状態となっている。ここで「接着」とは、Ｓｉ膜３００によりウエハ２００とボート２１７がくっついているものの、基板移載機構１１２により、ウエハ２００をボート２１７から引きはがせる状態のことをいい、後述する「固着」の状態には至っていない状態のことをいう。

【0054】

原料ガスとしては、例えば、ウエハ２００上に形成される膜を構成する主元素としてのＳｉを含む上述のシラン系ガスを用いることができる。シラン系ガスとしては、例えば、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８）ガス、テトラシラン（Ｓｉ_４Ｈ_１０）ガス、ペンタシラン（Ｓｉ_５Ｈ_１２）ガス、ヘキサシラン（Ｓｉ_６Ｈ_１４）ガス等の水素化ケイ素ガスを用いることができる。原料ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。この点は、後述する成膜処理（Ｓ１２４）においても同様である。

【0055】

ドーパントガスとしては、例えば、ＩＩＩ族元素（第１３族元素）およびＶ族元素（第１５族元素）のうちいずれかの元素を含むガスを用いることができる。ドーパントガスとしては、例えば、ホスフィン（ＰＨ_３）ガス等のＶ族元素としてＰを含むガス、アルシン（ＡｓＨ_３）ガス等のＶ族元素として砒素（Ａｓ）を含むガスを用いることができる。また、ドーパントガスとしては、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガス、トリクロロボラン（ＢＣｌ_３）ガス等のＩＩＩ族元素として硼素（Ｂ）を含むガスを用いることができる。ドーパントガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。この点は、後述する成膜処理（Ｓ１２４）においても同様である。

【0056】

不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。この点は、後述する成膜処理（Ｓ１２４）においても同様である。

【0057】

（成膜処理中断：Ｓ１１０）
成膜処理を開始してから、ウエハ２００上に、所望の厚さである１４μｍの厚さのＳｉ膜を形成するまでの間に、成膜処理を中断する。より具体的には、成膜処理を開始してから、ウエハ２００上に、所望の厚さである１４μｍの厚さのＳｉ膜を形成するまでの間であって、ウエハ２００上に臨界厚さの膜（Ｓｉ膜）が形成される前に、成膜処理を中断する。「臨界厚さ」とは、それ以上の厚さになると基板移載機構１１２による引きはがし処理が不可能となるときの膜の厚さのことである。より具体的には、それ以上の厚さになるとウエハ２００とボート２１７とが固着してしまい、基板移載機構１１２ではウエハ２００をボート２１７から引きはがせなくなるときの、ウエハ２００上に形成される膜（Ｓｉ膜）の厚さのことである。ここで、「引きはがし処理」とは、基板移載機構１１２により、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００を持ち上げた後、基板載置部２２２上の元の位置に下降させる処理のことである。「固着」とは、Ｓｉ膜３００によりウエハ２００とボート２１７とが固くくっついてしまい、基板移載機構１１２ではウエハ２００をボート２１７から引きはがせない状態のことをいう。

【0058】

本態様では、一例として、「臨界厚さの膜」を、例えば６μｍの厚さの膜であるとし、ウエハ２００上に臨界厚さの膜（Ｓｉ膜）が形成される前、例えば５μｍの厚さの膜が形成されたときに、成膜処理を中断する場合について説明する。

【0059】

（ボートアンロード：Ｓ１１２）
その後、エレベータ１２１によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下降が開口される。そして、ボート２１７を処理室２０１内から待機室１４１内へ移動させる（ボートアンロード）。ボートアンロードの後は、炉口シャッタ１１６が移動して、マニホールド２０９の下端開口が炉口シャッタ１１６によりシールされる（シャッタクローズ）。

【0060】

（ウエハ冷却：Ｓ１１４）
ボートアンロードされたウエハ２００は、ボート２１７に支持された状態で、待機室１４１内において所定の温度になるまで冷却される。

【0061】

（引きはがし処理：Ｓ１１６）
その後、ボート２１７の基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００の下面に、基板移載機構１１２のツイーザ１１１が差し込まれ、ウエハ２００が持ち上げられる。このとき、Ｓｉ膜３００により接着されていたウエハ２００とボート２１７（基板載置部２２２）とが、引きはがされる（図７（ｃ）参照）。本態様では、ウエハ２００上に５μｍのＳｉ膜３００が形成されたときに成膜ガスの供給を中断し、引きはがし処理を行うことにより、後述するように、ウエハ２００上に所望の厚さの膜（例えば、１４μｍの厚さのＳｉ膜）を形成するにあたり、再度、成膜処理（Ｓ１０８）を行い、ウエハ２００上にさらなるＳｉ膜を形成しても、ウエハ２００とボート２１７との固着を防ぐことができる。その後、基板載置部２２２から引きはがされウエハ２００は、基板移載機構１１２により下降させられ、基板載置部２２２上の元の位置に載置される（図７（ｄ）参照）。なお、本態様における基板移載機構１１２は、５つのツイーザ１１１を備えているので、引きはがし処理は、例えば、５枚のウエハ２００に対して同時に行われるが、図７（ｃ）、図７（ｄ）では、便宜上、そのうちの１つのツイーザ１１１が引きはがし処理を実行している状態を示している。

【0062】

本ステップ（Ｓ１１６）では、基板移載機構１１２に備えられているセンサ１１９によって、引きはがし処理の成否が判定される。引きはがし処理の失敗とは、例えば、ボート２１７、基板移載機構１１２、ウエハ２００の少なくともいずれかが破損していること、基板移載機構１１２の既定のトルクではウエハ２００をボート２１７から引きはがせないこと、の少なくともいずれかを含むものをいう。センサ１１９が、引きはがし処理の失敗を検知したときは、基板処理工程におけるその後の処理を中断し、ツイーザ１１１をボート２１７から退避させ、アラームによる発報を行う。

【0063】

なお、センサ１１９が、引きはがし処理の失敗を検知したときは、ツイーザ１１１による再度の引きはがし処理であるリトライ処理を実行してもよい。リトライ処理は、１回以上の所定の回数行うことができる。リトライ処理の実行後、センサ１１９が、リトライ処理における引きはがし処理の成功を検知したときは、次のステップ（Ｓ１１８）に進み、リトライ処理における引きはがし処理の失敗を検知したときは、その後の処理を中断し、ツイーザ１１１をボート２１７から退避させ、アラームによる発報を行ってもよい。この場合、次のバッチ処理は、行わないことが好ましい。なお、リトライ処理においては、必ずしも５つのツイーザ１１１を作動させる必要はなく、例えば、引きはがし処理の失敗が検知されたウエハ２００の枚数に対応する数のツイーザ１１１のみを作動させるようにしてもよい。

【0064】

ここで、リトライ処理における引きはがし処理の成功とは、例えば、リトライ処理の対象となった全てのウエハ２００を破損させることなくボート２１７から引きはがすことができることをいう。リトライ処理における引きはがし処理の失敗とは、例えば、リトライ処理の対象となったウエハの２００のうち、少なくとも１枚のウエハ２００をボート２１７から引きはがすことができないこと、または引きはがすときにウエハ２００を破損させてしまうことをいう。リトライ処理における引きはがし処理の失敗を検知した場合において、例えば、リトライ処理の対象となったウエハ２００のうち、ボート２１７から引きはがすことができたウエハ２００が１枚以上あったときには、当該ウエハ２００については、次のステップ（Ｓ１１８）に進み、このとき、ボート２１７からの引きはがしに失敗したウエハ２００については、例えば、ボート２１７に固着させた状態のままにしてもよいし、所定の方法により、ボート２１７から取り除くようにしてもよい。

【0065】

（判定工程：Ｓ１１８）
ウエハ引きはがし処理（Ｓ１１６）を終えると、上述した一連の処理（Ｓ１０４～Ｓ１１６）を１つのサイクルとし、その１サイクルを所定回数（２回）実施したか否か、すなわち成膜処理（Ｓ１０８）において、形成された膜の厚さが１０μｍに到達したか否かを判定する。そして、所定回数（２回）実施していなければ、ボートロード（Ｓ１０４）から引きはがし処理（Ｓ１１６）までの１サイクルを繰り返す。一方、所定回数実施したと判定したときには、次のステップ（Ｓ１２０）に進む。

【0066】

その後、上述のボートロード（Ｓ１０４）と同様の処理手順により、ボート２１７を処理室２０１内へ搬入し（ボートロード：Ｓ１２０）、上述の圧力調整および温度調整（Ｓ１０６）と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内の圧力調整および温度調整を行う（圧力調整および温度調整：Ｓ１２２）。

【0067】

（成膜処理：Ｓ１２４）
その後、上述の成膜処理（Ｓ１０８）と同様の処理手順により、ウエハ２００に対して成膜ガス（原料ガス、ドーパントガス）を供給する。

【0068】

本ステップにて成膜ガスを供給する際における処理条件としては、
原料ガスおよびドーパントガス供給時間：４００～８００分
が例示される。他の処理条件は、成膜処理（Ｓ１０８）において成膜ガスの供給する際における処理条件と同様とすることができる。

【0069】

上述したように、ウエハ２００上には、既に１０μｍの厚さのＳｉ膜が形成されているので、所望の厚さである１４μｍの厚さのＳｉ膜を形成するために、本ステップにおいて、上述の条件下でウエハ２００に対して成膜ガスを供給することにより、残余の４μｍの厚さのＳｉ膜を形成し、膜厚を調整する。

【0070】

その後、上述のボートアンロード（Ｓ１１２）と同様の処理手順により、ボート２１７を処理室２０１内から待機室１４１内へ移動させ（ボートアンロード：Ｓ１２６）、上述のウエハ冷却（Ｓ１１４）と同様の処理手順、処理条件により、処理済のウエハ２００を、待機室１４１内において所定の温度になるまで冷却する（ウエハ冷却：Ｓ１２８）。

【0071】

（ウエハディスチャージ：Ｓ１３０）
その後、基板移載機構１１２により、待機室１４１内のボート２１７に設けられた基板載置部２２２上から移載棚１２３上のカセット１００内に処理済みのウエハ２００が脱装（ウエハディスチャージ）される。具体的には、例えば、５つのツイーザ１１１により、ウエハ２００が５枚ずつ、ボート２１７の基板載置部２２２から移載棚１２３上のカセット１００内に搬送される。この処理は、予定された全てのウエハ２００（例えば１００～２００枚のウエハ２００）のボート２１７からの脱装が完了するまで行われる。そして、基板処理工程を終了する。

【0072】

（５）本態様による効果
本態様によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。

【0073】

（ａ）成膜処理を開始してから、ウエハ２００上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、成膜処理の実施を中断し、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００の引きはがし処理を行うことにより、ウエハ２００とボート２１７との固着を防ぐことができ、ウエハ２００上に所望の厚さの膜を形成した後に、ウエハ２００をボート２１７から引きはがせなくなることを回避することができる。

【0074】

（ｂ）成膜処理を開始してからウエハ２００上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、成膜ガスを供給する処理と、ウエハ２００上に臨界厚さの膜が形成される前に成膜ガスの供給を中断する処理と、引きはがし処理と、をこの順を行うサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ２００とボート２１７との固着を確実に防ぐことができる。

【0075】

コントローラ１２４の記憶装置１２４ｃ内には、上述した基板処理（例えば、Ｓ１０２～Ｓ１３０）の手順や条件等が記載されたプロセスレシピが読み出し可能に格納されていることにより、当該プロセスレシピを読み出して１回実行すれば、ウエハ２００とボート２１７との固着を確実に防ぎつつ、ウエハ２００上に所望の厚さの膜を形成することができる。結果として、成膜処理の操作を容易にすることができる。

【0076】

（ｃ）上述した条件下で、引きはがし処理、すなわち、基板移載機構１１２により、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００を持ち上げた後、基板載置部２２２上の元の位置に下降させる処理のみを行い、ウエハ２００の脱装、装填までは行わないことにより、基板処理工程に要する時間を短縮し、生産性を向上させることができる。ここで「脱装」とは、基板移載機構１１２により、待機室１４１内のボート２１７に設けられた基板載置部２２２上から移載棚１２３上のカセット１００内に処理済みのウエハ２００を搬送することをいう。「装填」とは、基板移載機構１１２により、移載棚１２３上のカセット１００内から待機室１４１内のボート２１７へ未処理のウエハ２００を搬送することをいう。

【0077】

（ｄ）基板移載機構１１２は、複数のツイーザ１１１を備えており、複数枚のウエハ２００に対して同時に引きはがし処理を行うことにより、基板処理工程に要する時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

【0078】

（ｅ）引きはがし処理の実行中に、基板移載機構１１２に備えられているセンサ１１９によって、引きはがし処理の失敗が検知されたときは、その後の処理が中断されることにより、基板品質の向上、生産効率の向上を実現することができる。また、アラームによる発報が行われることにより、操作者に異常事態を知らせることができる。なお、リトライ処理を実行することにより、ウエハ２００とボート２１７との固着を確実に防ぐことができるので、ウエハ２００の損失を抑えることができる。

【0079】

＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の態様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。

【0080】

上述の態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置１を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合には、引きはがし処理は、処理容器内において行われることが好ましい。具体的には、成膜処理は、処理容器内に設けられている基板載置部（サセプタ）上に、ウエハを載置した状態で行う。図８に示すように、処理容器内には、基板載置部上に載置されているウエハを持ち上げた後、基板載置部上の元の位置に下降させる、リフトピン等の基板移動機構が設けられている。成膜処理が行われた後は、基板移動機構により、基板載置部上のウエハを持ち上げた後、基板載置部上の元の位置に下降させる、引きはがし処理が行われる。成膜処理と引きはがし処理とを所定回数繰り返すことにより、ウエハ上に所望の厚さの膜を形成することができる。このように、処理容器内で引きはがし処理を行うことにより、基板処理工程に要する時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

【0081】

また、上述の態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用することができる。

【0082】

これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0083】

上述の態様では、引きはがし処理を、基板移載機構１１２により、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００を持ち上げた後、基板載置部２２２上の元の位置に下降させる処理のことである、と規定したが、本開示はこれに限定されない。例えば、引きはがし処理は、基板移載機構１１２により、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００を、基板載置部２２２上でずらして移動させた後、再びずらして基板載置部２２２上の元の位置に戻す処理であってもよい。上述した引きはがし処理（Ｓ１１６）において、これらの引きはがし処理のうちの少なくともいずれか１つを用いることができる。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0084】

また、同様に、引きはがし処理は、基板移載機構１１２により、基板載置部２２２上に載置されたウエハ２００を脱装した後、基板載置部２２２上の元の位置に装填する処理であってもよい。この場合においては、上述の態様の効果が確実に得られる。

【0085】

上述の態様では、ウエハ２００上に、ドーパントがドープされた導電性ポリシリコン膜を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ウエハ２００上に、ドーパントがドープされた導電性アモルファスシリコン膜（ａ－Ｓｉ膜、非晶質Ｓｉ膜）、ドーパントがドープされた導電性単結晶シリコン膜（単結晶Ｓｉ膜）等の膜を形成する場合にも、本開示を適用することができる。また、ドーパントガスを用いずに、ウエハ２００上に、ノンドープポリシリコン膜、ノンドープアモルファスシリコン膜、ノンドープ単結晶シリコン膜を形成する場合にも、本開示を適用することができる。また、成膜ガスとして、原料ガス等の他、窒素(Ｎ)含有ガス、酸素（Ｏ）含有ガス、炭素（Ｃ）含有ガス、Ｎ及びＣ含有ガス、硼素（Ｂ）含有ガス等の反応ガスをさらに用い、ウエハ２００上に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）、シリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）等の多元系Ｓｉ膜を形成する場合にも、本開示を適用することができる。各種成膜ガスを供給する際の処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様と同様とすることができる。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。

【0086】

上述の態様では、ウエハ２００上に所望の厚さの膜を形成する際に、最後（３回目）の成膜処理において、膜厚を調整する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、１回目の成膜処理、２回目の成膜処理のいずれかにおいて、膜厚を調整するようにしてもよい

【0087】

上述の態様では、成膜処理（Ｓ１０８，Ｓ１２４）において、複数種類の成膜ガスを同時かつ連続的に処理室２０１内に供給するＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を行う例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、成膜ガスを間欠的に供給するサイクリックＣＶＤ処理を行ってもよい。また例えば、原料ガスと上述の反応ガスとを交互に供給する工程を繰り返す交互供給処理を行ってもよい。すなわち、原料ガス供給→パージ→反応ガス供給→パージを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしてもよい。これらの場合、例えば、１サイクルあたりＳｉ含有層を２５０ｎｍ成長させるサイクルを２０回繰り返すことで、５μｍの厚さのＳｉ含有膜を形成するようにしてもよい。

【0088】

なお、サイクリックＣＶＤ処理や交互供給処理の場合、パージステップにおいて、パージ・真空排気を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すようにしてもよい。この場合、ウエハ面内均一性が向上するなどの効果が得られる。

【0089】

上述の手順や条件等が記載され、各処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２６を介して記憶装置１２４ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、各処理を開始する際、ＣＰＵ１２４ａが、記憶装置１２４ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各処理を迅速に開始できるようになる。

【0090】

上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールするようにしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２５を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。

【0091】

上述の態様は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様の処理手順、処理条件と同様とすることができる。

【0092】

＜本開示の好ましい態様＞
以下、本開示の好ましい態様について付記する。

【0093】

（付記１）
本開示の一態様によれば、
基板を載置する基板載置部が設けられた基板保持具と、
前記基板載置部に対して基板を装填または脱装する基板移載機構と、
基板を保持した前記基板保持具を収容する処理容器と、
前記処理容器内の基板に対して成膜ガスを供給する成膜ガス供給系と、
基板に対して前記成膜ガスを供給する成膜処理を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記成膜処理の実施を中断し、前記基板載置部上に載置された基板の引きはがし処理を行うように、前記基板移載機構および前記成膜ガス供給系を制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。

【0094】

（付記２）
付記１に記載の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記成膜処理を開始してから前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、前記成膜ガスを供給する処理と、前記基板上に臨界厚さの膜が形成される前に前記成膜ガスの供給を中断する処理と、前記引きはがし処理と、をこの順を行うサイクルを所定回数行うように、前記基板移載機構および前記成膜ガス供給系を制御することが可能なよう構成される。

【0095】

（付記３）
付記２に記載の基板処理装置であって、
前記臨界厚さとは、それ以上の厚さになると前記基板移載機構による前記引きはがし処理が不可能となるときの膜の厚さのことである。

【0096】

（付記４）
付記１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記引きはがし処理とは、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された基板を持ち上げた後、前記基板載置部上の元の位置に下降させることが可能な処理のことである。

【0097】

（付記５）
付記１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記引きはがし処理とは、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された基板を、前記基板載置部上でずらして移動させた後、再びずらして前記基板載置部上の元の位置に戻すことが可能な処理のことである。

【0098】

（付記６）
付記１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記引きはがし処理とは、前記基板移載機構により、前記基板載置部上に載置された基板を脱装した後、前記基板載置部上の元の位置に装填することが可能な処理のことである。

【0099】

（付記７）
付記１～６のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記引きはがし処理は、複数枚の基板に対して同時に行われることが可能な処理である。

【0100】

（付記８）
付記１～６のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記引きはがし処理は、前記処理容器内において行われることが可能な処理である。

【0101】

（付記９）
付記１～８のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記基板移載機構は、前記引きはがし処理の成否を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサが、前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、その後の処理を中断させることが可能なように構成されている。

【0102】

（付記１０）
付記１～９のいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記基板移載機構は、前記引きはがし処理の成否を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサが、前記引きはがし処理の失敗を検知したときは、アラームによる発報を行わせることが可能なよう構成されている。

【0103】

（付記１１）
本開示の他の態様によれば、
基板保持具に設けられた基板載置部に対して、基板移載機構により基板を装填する工程と、
基板を保持した前記基板保持具を処理容器内に搬送する工程と、
前記処理容器内の基板に対して成膜ガスを供給する工程と、を有し、
前記基板に対して成膜ガスを供給する工程では、前記基板に対する前記成膜ガスの供給を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記成膜ガスの供給を中断し、前記基板載置部上に載置された基板の引きはがし処理を行う半導体装置の製造方法が提供される。

【0104】

（付記１２）
本開示のさらに他の態様によれば、
基板保持具に設けられた基板載置部に対して、基板移載機構により基板を装填する手順と、
基板を保持した前記基板保持具を処理容器内に搬送する手順と、
前記処理容器内の基板に対して成膜ガスを供給する手順と、を有し、
前記基板に対して成膜ガスを供給する手順において、前記基板に対する前記成膜ガスの供給を開始してから、前記基板上に所望の厚さの膜を形成するまでの間に、少なくとも１回、前記成膜ガスの供給を中断し、前記基板載置部上に載置された基板の引きはがし処理を行う手順をコンピュータによって基板処理装置に実行させることが可能なプログラムが提供される。

【符号の説明】

【0105】

１１２ 基板移載機構
１２４ コントローラ
２００ ウエハ（基板）
２１７ ボート
２２２ 基板載置部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】