特許 7536106 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及び記録媒体

(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】2024-08-08

(45)【発行日】2024-08-19

(54)【発明の名称】基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240809BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240809BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20240809BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20240809BHJP

   C23C 16/505 20060101ALI20240809BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20240809BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 C

H01L21/205

H01L21/316 X

H01L21/318 B

C23C16/505

C23C16/44 B

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022552063

(86)(22)【出願日】2021-09-24

(86)【国際出願番号】 JP2021035033

(87)【国際公開番号】W WO2022065422

(87)【国際公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-03-08

(31)【優先権主張番号】P 2020159571

(32)【優先日】2020-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】江尻 靖則

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５３１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７０４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２１８０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２６３２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

Ｃ２３Ｃ １６／５０５

Ｃ２３Ｃ １６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、
少なくとも一部に導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートを、回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、
前記回転軸の端部に設けられ、前記ボートを支持するとともに前記ボートと前記内部導体とを電気的に接続するボート支持台と、を備え、
前記ボート支持台は、前記ボートを上面で支持する絶縁部材と、前記絶縁部材の内部に設けられる金属部材と、を有し、
前記金属部材は、前記絶縁部材の上面から露出し、前記ボートと接触する接触面を有し、前記ボートと前記内部導体とを電気的に接続する基板処理装置。

【請求項2】

前記処理室外に設けられ、前記内部導体と直流電源とを電気的に接続するスリップリングを備える、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、
少なくとも一部に導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートと、
前記ボートを回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、
を備え、
前記プラズマ発生構造は、上下方向に延び、高周波電源若しくはアースに接続され、前記処理室の下部から上部に亘ってプラズマを生成する複数の電極を有する基板処理装置。

【請求項4】

処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、
少なくとも一部に導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートを、回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、
を備え、
前記プラズマ発生構造は、高周波電力によって間欠的に励起され、前記複数の基板には前記ボートを介して正の直流バイアスが印加される基板処理装置。

【請求項5】

前記接触面は、前記ボートの底板により、覆われる様に構成される請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記回転軸は筒状に形成され、前記回転軸と前記内部導体の間には、絶縁碍子管が設けられる請求項１、２、３及び４のいずれか1項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記内部導体の上端は、前記回転軸の上面よりも突出し、前記金属部材に接触する請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記ボートは、導電性を有する炭化珪素製である請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項9】

処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、
少なくとも一部に導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートを、回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、
を備え、
前記ボートは、非金属製であり少なくとも表面の一部に導電性を有し、前記内部導体と前記複数の基板との間を電気的に接続する基板処理装置。

【請求項10】

処理室と、
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、
少なくとも一部に導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートと、
前記ボートを回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、
を備え、
前記ボートは、リング状に形成された水平姿勢の電極板を、保持する前記複数の基板と同数有する基板処理装置。

【請求項11】

前記ボートは、複数の前記電極板の上面に、前記複数の基板をそれぞれ載置する請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記複数の基板と対向する対向壁を有し、ガス分散空間を構成するバッファ室を更に備え、
前記複数の電極は、バッファ室内に３本設けられる請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記対向壁には、上下方向に隣り合う基板間に形成される処理空間に対応して開口する複数のガス供給孔が設けられる請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記内部導体は、－１０ｋＶ～１０ｋＶの範囲の電圧の直流若しくは交流のバイアスが供給される請求項１、３、４、９及び１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項15】

少なくとも一部に導電性を有するボートによって複数の基板を処理室内で保持する工程と、
処理ガス供給系から前記処理室に処理ガスを供給し、プラズマ発生構造から前記処理室にプラズマを供給して、基板を処理する工程と、
排気系が前記処理室内を排気する工程と、を有し、
前記処理する工程では、
内部に前記ボートと電気的に接続される内部導体を有し、前記ボートを回転可能に支持する回転軸と、
前記回転軸の端部に設けられ、前記ボートを上面の絶縁部材で支持するとともに前記ボートと前記内部導体とを金属部材で電気的に接続するボート支持台とが用いられ、
前記絶縁部材の内部に設けられつつ、前記絶縁部材の上面から露出して前記ボートと接触する接触面を有する前記金属部材が、前記内部導体を、前記ボートと電気的に接続する、基板処理方法。

【請求項16】

少なくとも一部に導電性を有するボートによって複数の基板を処理室内で保持する工程と、
処理ガス供給系から前記処理室に処理ガスを供給し、プラズマ発生構造から前記処理室にプラズマを供給して、基板を処理する工程と、
排気系が前記処理室内を排気する工程と、を有し、
前記処理する工程では、
前記処理室の内外に亘って設けられ前記ボートを支持する回転軸が、前記ボートを回転させ、
前記回転軸の内部に設けられる内部導体を、前記ボートと電気的に接続し、
プラズマ発生構造が有する、上下方向に延び高周波電源若しくはアースに接続される複数の電極が、前記処理室の下部から上部に亘ってプラズマを生成する、基板処理方法。

【請求項17】

少なくとも一部に導電性を有するボートによって複数の基板を処理室内で保持する工程と、
処理ガス供給系から前記処理室に処理ガスを供給し、プラズマ発生構造から前記処理室にプラズマを供給して、基板を処理する工程と、
排気系が前記処理室内を排気する工程と、を有し、
前記処理する工程では、
前記プラズマ発生構造は、高周波電力によって間欠的に励起され、
前記処理室の内外に亘って設けられ前記ボートを支持する回転軸が、前記ボートを回転させ、
前記回転軸の内部に設けられる内部導体を、前記ボートと電気的に接続し、
前記複数の基板には前記ボートを介して正の直流バイアスが印加される、基板処理方法。

【請求項18】

少なくとも一部に導電性を有するボートによって複数の基板を処理室内で保持する工程と、
処理ガス供給系から前記処理室に処理ガスを供給し、プラズマ発生構造から前記処理室にプラズマを供給して、基板を処理する工程と、
排気系が前記処理室内を排気する工程と、を有し、
前記処理する工程では、
非金属製であり少なくとも表面の一部に導電性を有するボートが用いられ、
前記処理室の内外に亘って設けられ前記ボートを支持する回転軸が、前記ボートを回転させ、
前記回転軸の内部に設けられる内部導体を、前記ボートと電気的に接続し、
前記ボートは前記内部導体と前記複数の基板との間を電気的に接続する、基板処理方法。

【請求項19】

少なくとも一部に導電性を有するボートによって複数の基板を処理室内で保持する工程と、
処理ガス供給系から前記処理室に処理ガスを供給し、プラズマ発生構造から前記処理室にプラズマを供給して、基板を処理する工程と、
排気系が前記処理室内を排気する工程と、を有し、
前記処理する工程では、
リング状に形成された水平姿勢の電極板を、保持する前記複数の基板と同数有する前記ボートが用いられ、
前記処理室の内外に亘って設けられ前記ボートを支持する回転軸が、前記ボートを回転させ、
前記回転軸の内部に設けられる内部導体を、前記ボートと電気的に接続する、基板処理方法。

【請求項20】

請求項１５乃至１９のいずれか一項の基板処理方法を備える半導体装置の製造方法。

【請求項21】

コンピュータ上で動作し基板処理装置を制御するためのプログラムを記憶する記録媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１５乃至１９のいずれか一項の基板処理方法が行われるように、コンピュータに前記基板処理装置を制御させる記録媒体。

【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及び記録媒体に関し、特に、プラズマを利用して基板を処理する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置製造工程において、プラズマを利用した基板処理の一例として、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて基板上に所定の薄膜を堆積する成膜処理がある（特許文献１及び２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第１８／０１６１３１号

【文献】特開２０２０－１８８２３７号公報

【文献】国際公開第１９／０３５２２３号

【文献】特開２０２０－１６１５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、プラズマを用いた基板処理では、プラズマ源で発生させたプラズマ或いは活性種を、基板の表面全体に行き渡らせることが難しい場合がある。特に複数の基板を多段状に保持して処理する場合に、基板の側方からプラズマを供給しても、基板の中心部では活性種の濃度が低下し、基板の表面上に形成される薄膜の面内均一性が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は、上記の事情を考慮し、基板の表面上に生成される薄膜の面内均一性の低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、処理室と、前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室にプラズマを供給するプラズマ発生構造と、導電性を有し前記処理室内で複数の基板を保持するボートを、回転可能に支持する回転軸と、前記筒状回転軸の内部に設けられ、前記ボートと電気的に接続される内部導体と、を備える技術が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板の表面上に生成される薄膜の面内均一性の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示される処理炉を示す図４のＢ－Ｂ断面図である。

【図3】図３は、図２に示されるボート、及びボート回転機構を示す縦断面図である。

【図4】図４は、図２に示す処理炉のＡ－Ａ線断面図である。

【図5】図５は、図４のＣ部を示す斜視図である。

【図6】図６は、図１に示される基板処理装置で用いられるコントローラと、コントローラによって制御される各部材を示すブロック図である。

【図7】図７は、図１に示される基板処理装置において、ウエハの表面に酸化シリコン膜を生成する製造プロセスの流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る基板処理装置について説明する。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。

【0010】

（基板処理装置の構成）
図１に示されるように、基板処理装置１０１は、例えば、半導体装置の製造に使用される半導体製造装置とされる。基板処理装置１０１では、基板の一例となるウエハ２００を収納したポッド１１０が使用される。ウエハ２００は、半導体シリコン等の材料から構成されている。

【0011】

基板処理装置１０１は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の内部には、ポッドステージ１１４が設置されている。ポッド１１０は、工程内搬送装置（図示省略）によって、ポッドステージ１１４上に搬入され、又はポッドステージ１１４上から搬出される。

【0012】

なお、図１に示される矢印は、基板処理装置１０１（筐体１１１）の上下方向、前後方向、及び左右方向をそれぞれ示している。

【0013】

ポッド１１０は、工程内搬送装置（図示省略）によって、ポッドステージ１１４上に載置される。この際、ポッド１１０は、ポッド１１０内のウエハ２００が垂直姿勢で、かつ、ポッド１１０のウエハ出し入れ口が上方を向くようにポッドステージ１１４上に載置される。

【0014】

ポッドステージ１１４は、ポッド１１０内のウエハ２００が水平姿勢で、かつ、ポッド１１０のウエハ出し入れ口が基板処理装置１０１の筐体１１１の後方を向くように、ポッド１１０を筐体１１１の後方に９０°回転可能に構成されている。

【0015】

筐体１１１内の前後方向の略中央部には、ポッド棚１０５が設置されている。ポッド棚１０５は、複数段、複数列にて、複数のポッド１１０を保管可能に構成されている。ポッド棚１０５には、ポッド１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。

【0016】

ポッドステージ１１４の上方には、予備ポッド棚１０７が設けられている。予備ポッド棚１０７には、予備的にポッド１１０が保管される。ポッドステージ１１４とポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置１１８が設置されている。

【0017】

ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ１１８ａと、搬送機構としてのポッド搬送機構１１８ｂとを備えている。ポッド搬送装置１１８は、ポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連動動作により、ポッドステージ１１４、ポッド棚１０５、及び予備ポッド棚１０７の間で、ポッド１１０を搬送可能に構成されている。

【0018】

ポッド棚１０５の後方には、ウエハ移載装置１２５が設置されている。ウエハ移載装置１２５は、ウエハ２００を水平方向に移動可能なウエハ移載機構１２５ａと、ウエハ移載機構１２５ａを昇降させるためのエレベータ１２５ｂとを備えている。

【0019】

ウエハ移載機構１２５ａには、ウエハ２００をピックアップするためのツイーザ１２５ｃが設けられている。ウエハ移載装置１２５は、ウエハ移載機構１２５ａとエレベータ１２５ｂとの連動動作により、ボート２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）し、又はボート２１７からウエハ２００を脱装（ディスチャージング）可能に構成されている。

【0020】

筐体１１１の後部上方には、ウエハ２００を熱処理する処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部の開口は、炉口シャッタ１４７によって開閉可能とされる。

【0021】

処理炉２０２の下方には、処理炉２０２に対してボート２１７を昇降させる昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、アーム１２８が連結されている。アーム１２８には、シールキャップ２１９が水平に据え付けられている。

【0022】

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の下端部の開口を閉塞可能なように構成されている。このシールキャップ２１９をボートエレベータ１１５によって昇降させることにより、シールキャップ２１９に支持されたボート２１７が処理室２０１内に搬出入される。また、ボート２１７に保持された複数のウエハ２００は、処理室２０１に挿入された状態で、後述するヒータ２０７によって所定の温度に加熱される。

【0023】

ボート２１７は、非金属製であり、複数（例えば５０～１５０枚程度）のウエハ２００を水平姿勢で、かつ、上下方向（垂直方向）に所定の間隔（等間隔）を空けて保持可能に構成されている。また、ボート２１７は、複数のウエハ２００の中心が同軸上に位置するように、複数のウエハ２００を保持する。

【0024】

ポッド棚１０５の上方には、クリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ａが設置されている。筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ｂが設置されている。

【0025】

（処理炉の構成）
次に、基板処理装置１０１の処理炉２０２の構成について詳説する。

【0026】

図２に示されるように、処理炉２０２には、ウエハ２００を加熱するための加熱装置（加熱手段）であるヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は、上方が閉塞された円筒形状の断熱部材と、断熱部材に設けられた複数のヒータ素線とを備えている。ヒータ２０７の内側には、石英製の反応管２０３がヒータ２０７と同心円状に設けられている。

【0027】

反応管２０３の下方には、反応管２０３の下端部の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、反応管２０３の下端部に上下方向（垂直方向）の下側から当接される。また、シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。

【0028】

反応管２０３の下端部には、環状のフランジが設けられている。このフランジの下面とシールキャップ２１９の上面との間には、気密部材（以下Ｏリング）２２０が配置される。このＯリング２２０によって、フランジとシールキャップ２１９との隙間が気密にシールされる。

【0029】

なお、本実施形態の処理室２０１は、反応管２０３及びシールキャップ２１９を含んで構成されている。

【0030】

図１に示されるように、シールキャップ２１９の上方には、複数のウエハ２００を保持するボート２１７が配置されている。ボート２１７は、後述するボート支持台２１８に支持されている。ボート２１７は、底板２１０と、天板２１１と、複数の支柱２１２と、複数の電極板２１４（図３参照）とを有している。底板２１０の上には、複数の支柱２１２が立てられている。これらの支柱２１２の上端部には、天板２１１が設けられている。

【0031】

図３に示されるように、複数の支柱２１２には、複数の電極板２１４が設けられている。複数の電極板２１４は、リング状に形成されている。また、複数の電極板２１４の中央部には、貫通孔２１４Ａが形成されている。これらの電極板２１４は、水平姿勢で、かつ、上下方向に所定の間隔を空けた状態で、複数の支柱２１２に支持されている。これらの電極板２１４の上面には、ウエハ２００が載置される。

【0032】

複数の支柱２１２には、ウエハ２００の外周部が挿入される支持溝２１３がそれぞれ形成されている。各支持溝２１３は、電極板２１４の外周部の上面に隣接して配置されている。これにより、各支持溝２１３内に、電極板２１４の外周部の上面が露出している。そして、各支持溝２１３にウエハ２００の外周部が挿入されると、電極板２１４の上面にウエハ２００の外周部が載置される。また、電極板２１４の外周部の上面にウエハ２００の外周部が載置されると、ウエハ２００によって電極板２１４の貫通孔２１４Ａが閉塞される。これにより、上下方向に隣り合うウエハ２００の間に、処理空間２１５が形成される。各処理空間２１５には、後述する処理ガス及びプラズマが供給される。

【0033】

ボート２１７を構成する底板２１０、複数の支柱２１２、及び複数の電極板２１４は、例えば、導電性及び耐熱性を有するドープ炭化珪素等によって形成されている。これにより、複数の電極板２１４にウエハ２００がそれぞれ載置されると、ボート２１７と複数のウエハ２００とが電気的に接続（導通）されうる。

【0034】

なお、ボート２１７は、少なくとも電極板２１４と底板２１０の裏面が電気的に導通していれば良く、表面の一部のみが導電性を有しても良い。そのため、ボート２１７は、例えば、耐熱性を有する石英又は炭化珪素等の表面を、導電性を有する高融点金属コートによって被覆することにより形成されても良い。また電極板２１４と天板２１１は必須ではない。特にウエハ２００の裏面がオーミック接触若しくはトンネル効果による導通が可能である場合、ウエハ２００は支持溝２１３に直接載置されうる。

【0035】

シールキャップ２１９には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７は、回転軸２６４と、回転軸２６４を回転させるモータ等の図示しない駆動源とを有している。回転軸２６４は、シールキャップ２１９を上下方向に貫通し、処理室２０１の内外に亘って配置されて、図示しない軸受けを介してボート回転機構２６７のボディと接続されうる。また回転軸２６４とボート回転機構２６７のボディとの隙間は、例えば磁性流体によってシールされうる。

【0036】

回転軸２６４は、筒状回転軸２６５と、内部導体２６６と、絶縁碍子管２６６ａとを有している。筒状回転軸２６５は、円筒状に形成されている。この筒状回転軸２６５は、例えば、強磁性体の金属等によって形成され、ボート支持台２１８と機械的に接続し、回転を伝達する。この筒状回転軸２６５の内部には、内部導体２６６が設けられている。

【0037】

内部導体２６６は、導電性を有する金属等によって円柱状に形成されている。また、内部導体２６６は、筒状回転軸２６５の内部に同心に配置され、その上端は、筒状回転軸２６５の上面よりも突出する。絶縁碍子管２６６ａは、例えばアルミナによって形成され、筒状回転軸２６５と内部導体２６６の間に設けられ、両者を電気的に絶縁する。絶縁碍子管２６６ａの内周側の一部及び外周側の一部は金属が蒸着され、内部導体２６６及び筒状回転軸２６５とのロウ付けにより一体化されかつ封止される。また、内部導体２６６の下部には、スリップリング２６８を介して直流電源２６９が電気的に接続されている。これにより、回転する内部導体２６６に対して、直流電源２６９からスリップリング２６８を介して電圧（直流バイアス）が安定的に供給される。直流電源２６９は、例えば－１０ｋＶ～１０ｋＶの範囲の電圧を発生可能であり、電圧は後述するコントローラ２８０によって制御可能に構成されている。

【0038】

回転軸２６４（筒状回転軸２６５）の上端部には、ボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、回転軸２６４と一体に回転可能とされている。このボート支持台２１８の上面には、ボート２１７の底板２１０が固定される。これにより、回転軸２６４を回転させることにより、ボート支持台２１８及びボート２１７が一体に回転される。

【0039】

ボート支持台２１８は、シールキャップ２１９の上方に配置されている。このボート支持台２１８は、絶縁部材２２１と、金属部材２２２とを有している。絶縁部材２２１は、例えば、円盤状に形成されている。また、絶縁部材２２１は、例えば、絶縁性及び耐熱性を有する石英又は炭化珪素等によって形成されている。この絶縁部材２２１の上面２２１Ｕには、凹部が形成され、そこに金属部材２２２が嵌め込まれており、上面２２１Ｕにボート２１７の底板２１０の下面が固定される。

【0040】

金属部材２２２は、例えば、導電性を有する金属（高融点金属）によって形成される。この金属部材２２２は、接点部２２３と、接続部２２４とを有している。接点部２２３は、例えば、円盤状に形成される。この接点部２２３は、絶縁部材２２１の上部に埋設されている。また、接点部２２３の上面は、絶縁部材２２１の上面２２１Ｕから露出し、ボート２１７の底板２１０の下面と接触する接触面２２３Ｕとされている。この接点部２２３の接触面２２３Ｕに底板２１０の下面を接触させることにより、ボート２１７と金属部材２２２とが電気的に接続（導通）されている。

【0041】

また、接点部２２３の接触面２２３Ｕは、ボート２１７の底板２１０の下面よりも小さくされている。これにより、接点部２２３の接触面２２３Ｕの全面が、底板２１０の下面によって被覆されうる。この底板２１０の下面によって、接点部２２３の接触面２２３Ｕが後述する処理ガス及びプラズマ等から保護される。

【0042】

接続部２２４は、例えば、円柱状に形成される。この接続部２２４は、接点部２２３の下面から下方へ延出し、内部導体２６６の上端部と電気的に接続（導通）されている。これにより、ボート２１７に支持されたウエハ２００と内部導体２６６とが、金属部材２２２を介して電気的に接続されている。なおこの文脈において、電気的に接続とはウエハ２００が導電性を有することを要件としておらず、内部導体２６６から続く何らかの導体がウエハ２００に達していれば十分である。

【0043】

図４に示されるように、処理室２０１には、処理ガス（原料ガス）を供給するための３本のガス供給管３１０，３２０，３３０が接続されている。

【0044】

処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０，４３０が設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０は、反応管２０３の下部を貫通している。ノズル４１０には、ガス供給管３１０が接続されている。ノズル４２０には、ガス供給管３２０が接続されている。ノズル４３０には、ガス供給管３３０が接続されている。

【0045】

（処理ガス供給系３０１）
図２に示されるように、ガス供給管３１０には、上流側から順に、開閉弁であるバルブ３１４、液体原料の流量制御装置である液体マスフローコントローラ３１２、気化ユニット（気化装置）である気化器３１５、及び開閉弁であるバルブ３１３が設けられている。

【0046】

ガス供給管３１０の下流側の端部は、ノズル４１０の下端部に接続されている。ノズル４１０は、反応管２０３の内壁面に沿って上下方向に延びている。また、ノズル４１０の側面には、処理ガス（原料ガス）をウエハ２００に供給する複数のガス供給孔４１１が設けられている。

【0047】

図３に示されるように、複数のガス供給孔４１１は、反応管２０３内に挿入されたウエハ２００側を向くように、ノズル４１０の側面を開口している。また、複数のガス供給孔４１１は、ボート２１７内に形成された複数の処理空間２１５と対向するように、上下方向に間隔を空けて配置されている。これにより、複数のガス供給孔４１１から、複数の処理空間２１５に処理ガスがそれぞれ供給される。

【0048】

図２に示されるように、ガス供給管３１０におけるバルブ３１３と気化器３１５との間には、後述する排気管２３２に接続されたベントライン６１０、及びバルブ６１２が設けられている。なお、本実施形態では、主に、ガス供給管３１０、バルブ３１４、液体マスフローコントローラ３１２、気化器３１５、バルブ３１３、ノズル４１０、ベントライン６１０、及びバルブ６１２によって処理ガス供給系３０１が構成されている。

【0049】

ガス供給管３１０におけるバルブ３１３の下流側には、キャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガス供給管５１０が接続されている。キャリアガス供給管５１０には、マスフローコントローラ５１２、及びバルブ５１３が設けられている。なお、本実施形態では、主に、キャリアガス供給管５１０、マスフローコントローラ５１２、バルブ５１３によりキャリアガス供給系（不活性ガス供給系）５０１が構成されている。

【0050】

処理ガス供給系３０１では、液体マスフローコントローラ３１２によって流量調整された液体原料が気化器３１５に供給される。そして、気化器３１５によって気化された液体原料が、処理ガスとなってガス供給管３１０に供給される。

【0051】

ここで、処理ガスを処理室２０１に供給しない場合は、バルブ３１３を閉じるとともにバルブ６１２を開けて、処理ガスをベントライン６１０に流す。

【0052】

一方、処理ガスを処理室２０１に供給する場合は、バルブ６１２を閉じるとともにバルブ３１３を開けて、処理ガスをガス供給管３１０に供給する。また、キャリアガス供給系５０１では、マスフローコントローラ５１２で流量調整されたキャリアガスが、バルブ５１３を介してキャリアガス供給管５１０に供給される。そして、キャリア、及び原料ガスは、バルブ３１３の下流側のガス供給管３１０で合流され、ノズル４１０を介して処理室２０１に供給される。

【0053】

（ガス供給系３０２）
図２に示されるように、ガス供給管３２０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ３２２、及び開閉弁であるバルブ３２３が設けられている。ガス供給管３２０におけるバルブ３２３とマスフローコントローラ３２２との間には、排気管２３２に接続されたベントライン６２０及びバルブ６２２が設けられている。ガス供給系３０２は、主に、ガス供給管３２０、マスフローコントローラ３２２、バルブ３２３、ノズル４２０、バッファ室４２３、ベントライン６２０、及びバルブ６２２によって構成されている。そして、ガス供給管３２０の下流側の端部は、ノズル４２０の下端部に接続されている。

【0054】

ノズル４２０は、ガス分散空間(放電室、放電空間)であるバッファ室４２３内に設けられている。バッファ室４２３内には、後述する電極保護管４５１，４５２が設けられている。このバッファ室４２３内には、ノズル４２０、電極保護管４５１、電極保護管４５２がこの順序で配置されている。

【0055】

図４に示されるように、バッファ室４２３は、反応管２０３の内壁と、バッファ室壁４２４とによって形成されている。バッファ室壁４２４は、反応管２０３の内壁に沿って上下方向に延びている。バッファ室壁４２４の水平断面形状は、Ｃ字形状とされている。バッファ室壁４２４は、反応管２０３の内壁の下部から上部に亘って設けられている。

【0056】

バッファ室壁４２４は、反応管２０３に挿入されたウエハ２００と対向する対向壁を有している。対向壁には、ウエハ２００にプラズマを供給する複数のガス供給孔４２５が設けられている。複数のガス供給孔４２５は、電極保護管４５１と電極保護管４５２との間で対向壁を開口している。

【0057】

図３及び図４に示されるように、複数のガス供給孔４２５は、ウエハ２００側を向くように、対向壁を開口している。複数のガス供給孔４２５は、複数の処理空間２１５と対向するように、上下方向に間隔を空けて配置されている。これにより、複数のガス供給孔４２５から、複数の処理空間２１５にプラズマがそれぞれ供給される。複数のガス供給孔４２５は、開口面積及びピッチが同一とされている。

【0058】

図４に示されるように、ノズル４２０は、バッファ室４２３の一端側に配置されている。ノズル４２０は、反応管２０３の内壁に沿って上下方向に延びている。ノズル４２０の側面には、ガスを噴射する複数のガス供給孔４２１が設けられている。複数のガス供給孔４２１は、バッファ室４２３の中心を向くように、ノズル４２０の側面を開口している。

【0059】

複数のガス供給孔４２１は、バッファ室４２３のガス供給孔４２５と同様に、上下方向に間隔を空けて配置されている。複数のガス供給孔４２１の開口面積及びピッチは、ノズル４２０の上流側（下部）から下流側（上部）に亘って、同一とすることができる。或いは、ノズル４２０の上流側から下流側に向かって、複数のガス供給孔４２１の開口面積を大きくし、又は複数のガス供給孔４２１のピッチを小さくしてもよい。

【0060】

このように複数のガス供給孔４２１の開口面積及びピッチを調節することにより、複数のガス供給孔４２１から噴射するガスの流量をほぼ同量にすることができる。もし複数のガス供給孔４２１から噴出するガスの流速に差があったとしても、複数のガス供給孔４２５から処理室２０１内に噴射されるガスの流量及び流速は、均一化される。

【0061】

図２に戻り、ガス供給管３２０におけるバルブ３２３の下流側には、キャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガス供給管５２０が接続されている。キャリアガス供給管５２０には、マスフローコントローラ５２２及びバルブ５２３が設けられている。なお、本実施形態では、主に、キャリアガス供給管５２０、マスフローコントローラ５２２、及びバルブ５２３によってキャリアガス供給系（不活性ガス供給系）５０２が構成されている。

【0062】

ガス供給管３２０には、マスフローコントローラ３２２によって流量調整された気体原料ガスが供給される。

【0063】

ここで、処理ガスを処理室２０１に供給しない場合は、バルブ３２３を閉じるとともにバルブ６２２を開けて、処理ガスをベントライン６２０に流す。

【0064】

一方、処理ガスを処理室２０１に供給する場合は、バルブ６２２を閉じるとともにバルブ３２３を開けて、処理ガスをガス供給管３２０に供給する。また、キャリアガス供給系５０２では、マスフローコントローラ５２２で流量調整されたキャリアガスが、バルブ５２３を介してキャリアガス供給管５２０に供給される。そして、キャリア、及び処理ガスは、バルブ３２３の下流側のガス供給管３２０で合流され、ノズル４２０及びバッファ室４２３を介して処理室２０１に供給される。

【0065】

（ガス供給系３０３）
ガス供給系３０３の構成は、基本的にはガス供給系３０２と同一である。図２に示されるように、ガス供給管３３０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ３３２、及び開閉弁であるバルブ３３３が設けられている。ガス供給管３３０におけるバルブ３３３とマスフローコントローラ３３２との間には、排気管２３２に接続されたベントライン６３０及びバルブ６３２が設けられている。ガス供給系３０３は、主に、ガス供給管３３０、マスフローコントローラ３３２、バルブ３３３、ノズル４３０、バッファ室４３３、ベントライン６３０、及びバルブ６３２によって構成されている。そして、ガス供給管３３０の下流側の端部は、ノズル４３０の下端部に接続されている。

【0066】

ノズル４３０は、ガス分散空間(放電室、放電空間)であるバッファ室４３３内に設けられている。バッファ室４３３内には、後述する電極保護管４６１，４６２が設けられている。バッファ室４３３内には、ノズル４３０、電極保護管４６１、及び電極保護管４６２が、この順序で配置されている。後述するように、バッファ室４３３及びその内部構成は、バッファ室４２３と面対称に形成されており、詳細な説明は省略する。

【0067】

バッファ室４３３は、反応管２０３の内壁と、バッファ室壁４３４とによって形成されている。バッファ室壁４３４は、反応管２０３の内壁に上下方向に延びている。バッファ室４３３の平断面形状は、Ｃ字形状とされている。

【0068】

バッファ室壁４３４は、反応管２０３に挿入されたウエハ２００と対向する対向壁を有している。対向壁には、ウエハ２００にプラズマを供給する複数のガス供給孔４３５が設けられている。複数のガス供給孔４３５は、電極保護管４６１と電極保護管４６２との間で対向壁を開口している。

【0069】

複数のガス供給孔４３５は、ウエハ２００側を向くように開口している。複数のガス供給孔４３５は、複数の処理空間２１５と対向するように、上下方向に間隔を空けて配置されている。

【0070】

ノズル４３０は、バッファ室４３３の一端側に配置されている。ノズル４３０は、反応管２０３の内壁に沿って上下方向に延びている。ノズル４３０の側面には、ガスを噴射する複数のガス供給孔４３１が上下方向に間隔を空けて設けられている。複数のガス供給孔４３１は、バッファ室４３３の中心を向くように、ノズル４３０の側面を開口している。

【0071】

図２に戻り、ガス供給管３３０におけるバルブ３３３の下流側には、キャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガス供給管５３０が接続されている。キャリアガス供給管５３０には、マスフローコントローラ５３２及びバルブ５３３が設けられている。なお、本実施形態では、主に、キャリアガス供給管５３０、マスフローコントローラ５３２、及びバルブ５３３によってキャリアガス供給系（不活性ガス供給系）５０３が構成されている。キャリアガス供給系５０３の構成は、基本的にはキャリアガス供給系５０２と同一である。

【0072】

ガス供給管３３０には、マスフローコントローラ３３２で流量調整された気体原料ガスが供給される。

【0073】

（リモートプラズマ源）
図４に示されるように、バッファ室４２３内には、細長い構造を有する棒状電極４７１及び棒状電極４７２が設けられている。棒状電極４７１及び棒状電極４７２は、反応管２０３の下部から上部に亘って上下方向に延びている。棒状電極４７１及び棒状電極４７２は、ノズル４２０と略平行に設けられている。棒状電極４７１及び棒状電極４７２は、保護管としての電極保護管４５１、４５２によって覆われている。

【0074】

棒状電極４７１は、整合器２７１を介して高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源２７０に接続されている。棒状電極４７２は、基準電位であるアース２７２に接続されている。そして、高周波電源２７０から棒状電極４７１に電力が供給されると、棒状電極４７１と棒状電極４７２との間のプラズマ生成領域に、プラズマが生成される。

【0075】

なお、本実施形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３、及びガス供給孔４２５によって第１のリモートプラズマ発生構造４２９が構成される。また、本実施形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、整合器２７１、及び高周波電源２７０によってプラズマ発生器（プラズマ発生部）としての第１のリモートプラズマ源が構成される。第１のリモートプラズマ源は、ガスをプラズマで活性化させる活性化機構として機能する。バッファ室４２３は、プラズマ発生室として機能する。

【0076】

バッファ室４３３内には、細長い構造を有する棒状電極４８１及び棒状電極４８２が設けられている。棒状電極４８１及び棒状電極４８２は、反応管２０３の下部から上部に亘って上下方向に延びている。棒状電極４８１及び棒状電極４８２は、ノズル４３０と略平行に設けられている。棒状電極４８１及び棒状電極４８２は、保護管としての電極保護管４６１、４６２によって覆われている。

【0077】

棒状電極４８１は、整合器２７１を介して高周波電源２７０に接続されている。棒状電極４８２は、基準電位であるアース２７２に接続されている。そして、高周波電源２７０から棒状電極４８１に電力が供給されると、棒状電極４８１と棒状電極４８２との間のプラズマ生成領域に、プラズマが生成される。

【0078】

なお、本実施形態では、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、バッファ室４３３、及びガス供給孔４３５によって第２のリモートプラズマ発生構造４３９が構成される。また、本実施形態では、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器２７１、及び高周波電源２７０によってプラズマ発生器（プラズマ発生部）としての第２のリモートプラズマ源が構成される。第２のリモートプラズマ源は、ガスをプラズマで活性化させる活性化機構として機能する。バッファ室４３３はプラズマ発生室として機能する。

【0079】

図５に示されるように、電極保護管４６１及び電極保護管４６２は、ボート支持台２１８の下部付近において、反応管２０３に形成された貫通孔２０４，２０５を介してバッファ室４２３内に挿入されている。電極保護管４６１及び電極保護管４６２は、貫通孔２０４，２０５において反応管２０３に固定されている。電極保護管４６１及び電極保護管４６２は、バッファ室４２３内に設けられた取付板４０１の穴４０２、４０３を貫通した状態で、取付板４０１に固定されている。取付板４０１は、反応管２０３及びバッファ室壁４２４に固定されている。

【0080】

なお、電極保護管４５１及び電極保護管４５２は、電極保護管４６１及び電極保護管４６２と同様の構成とされている。

【0081】

図４に示されるように、電極保護管４５１及び電極保護管４５２の内部は、バッファ室４２３の雰囲気と隔離されている。これと同様に、電極保護管４６１及び電極保護管４６２の内部は、バッファ室４３３の雰囲気と隔離されている。

【0082】

ここで、電極保護管４５１，４５２，４６１，４６２にそれぞれ挿入された棒状電極４７１，４７２，４８１，４８２は、ヒータ２０７の熱によって酸化する可能性がある。そこで、電極保護管４５１，４５２，４６１，４６２には、棒状電極４７１，４７２，４８１，４８２の酸化を抑制するための不活性ガスパージ機構が設けられている。

【0083】

不活性ガスパージ機構は、電極保護管４５１，４５２，４６１，４６２の内部に窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、電極保護管４５１，４５２，４６１，４６２の内部の酸素濃度を下げる。これにより、棒状電極４７１，４７２，４８１，４８２の酸化が抑制される。

【0084】

ここで、本実施形態の基板処理には、リモートプラズマが用いられる。リモートプラズマでは、処理室２０１と区画されたバッファ室４２３，４３３で発生したプラズマを処理室２０１に供給し、処理室２０１内のウエハ２００をプラズマ処理する。本実施形態では、バッファ室４２３内に２本の棒状電極４７１及び４７２が収容され、バッファ室４３３内に２本の棒状電極４８１及び４８２が収容されている。棒状電極４７２及び４８２は接地されており、非平衡給電されるため、棒状電極４７１及び４８１から伸びる電気力線の大部分は棒状電極４７２及び４８２へ向かうが、他の一部は接地されたヒータ筐体２０７のカバーや筐体１１１に向かう。

【0085】

この結果、２本の棒状電極４７１及び４７２を取り囲むように強電場の領域が形成され、より具体的には、電極保護管４５１及び４５２を取り囲むように強電場の領域が形成され、そこではプラズマが生成される。これと同様に、２本の棒状電極４８１及び４８２を取り囲むように、より具体的には、２本の電極保護管４６１及び４６２を取り囲むように電場が発生し、プラズマが生成される。つまり、ノズル４２０、４３０から供給されバッファ室４２３，４３３に充満しているガスがプラズマ化され、活性種（プラズマ活性種）が生じる。なお、処理室２０１内のバッファ室４２３，４３３以外の場所でも弱い電場が生じており、少量のプラズマが生成されうる。このような手法はソフトプラズマと呼ばれる。このようにして生成された活性種は、各ウエハ２００の表面に到達する。

【0086】

バッファ室４２３，４３３を反応管２０３の内壁面に設けたことと、ソフトプラズマを用いたことで、本実施形態では、バッファ室４２３，４３３が反応管２０３の外壁面に設けられた場合やソフトプラズマを用いない場合と比較して、プラズマ活性種を失活させずに、ウエハ２００の表面に到達させることができる。

【0087】

ここで、プラズマを使用したウエハ２００の処理温度を下げるためには、プラズマを形成する際の高周波電力を大きくする必要がある。しかし、プラズマを形成する際の高周波電力を大きくすると、ウエハ２００、又はウエハ２００の表面上に形成する膜に与えるダメージが大きくなる可能性がある。

【0088】

これに対して本実施形態の基板処理装置１０１は、図４に示されるように、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９の２つのリモートプラズマ発生構造を備えている。そのため、本実施形態では、リモートプラズマ発生構造が１つの場合に比べて、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９にそれぞれ供給する高周波電力が小さくても、充分な量のプラズマを発生させることができる。したがって、本実施形態では、ウエハ２００をプラズマ処理する際に、ウエハ２００、又はウエハ２００の表面上に形成する膜に与えるダメージを小さくすることができる。しかも、本実施形態では、ウエハ２００の処理温度を下げることができる。

【0089】

また、第１のリモートプラズマ発生構造４２９と第２のリモートプラズマ発生構造４３９は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る垂直面に対して、面対称に設けられている。これにより、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９からウエハ２００の上面に、より均一にプラズマが供給することができる。この結果、ウエハ２００の表面上に、より均一な膜を形成することができる。

【0090】

また、排気口２３０は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る水平線上に設けられている。これにより、ウエハ２００の上面の全面に、より均一にプラズマを供給することができる。さらに、ノズル４１０のガス供給孔４１１は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る水平線上に設けられている。これにより、ウエハ２００の上面の全面に、より均一に原料ガスを供給することができる。この結果、ウエハ２００の上面上に、より均一な膜を形成することができる。

【0091】

また、ノズル４１０のガス供給孔４１１からバッファ室４２３のガス供給孔４２５までの距離と、ノズル４１０のガス供給孔４１１からバッファ室４３３のガス供給孔４３５までの距離とが同じに設定されている。これにより、ウエハ２００の表面上に、より均一な膜を形成することができる。

【0092】

図２に示されるように、反応管２０３の下部の排気口２３０には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。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、及び圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３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。この真空ポンプ２４６によって、処理室２０１内の圧力が、所定の圧力（真空度）に減圧される。

【0093】

真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３２は、図示しない排ガス処理装置等に接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁の開閉により処理室２０１内の真空排気の開始及び停止を制御可能に構成されている。また、ＡＰＣバルブ２４３は、弁の開度及びコンダクタンスを調整することにより、処理室２０１内の圧力を調整可能に構成されている。

【0094】

ノズル４１０のガス供給孔４１１と排気口２３０は、ウエハ２００を間において対向して配置されている。これにより、ガス供給孔４１１から供給される処理ガスが、ウエハ２００の表面上を排気管２３１の方向に向かって横切るように流れるため、ウエハ２００の表面全面に、より均一に処理ガスを供給することができる。この結果、ウエハ２００の表面上に、より均一な膜を形成することができる。

【0095】

なお、本実施形態では、主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、及び圧力センサ２４５により排気系が構成される。

【0096】

（温度センサ）
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３（図６参照）が設置されている。温度センサ２６３には、後述するコントローラ２８０が電気的に接続されている。コントローラ２８０は、温度センサ２６３で検出された温度情報に基づき、処理室２０１内の温度分布が所望の温度分布となるように、ヒータ２０７への供給電力を調整する。温度センサ２６３は、Ｌ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。

【0097】

（コントローラ）
図６に示されるように、コントローラ２８０は、また、コントローラ２８０は、基板処理装置１０１全体の動作を司るＣＰＵ２８１と、制御プログラムを含む各種プログラムやデータ等が予め記録されたＲＯＭ２８２及びＨＤＤ２８４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２８３と、それらを相互に接続するシステムバスＢＵＳ２８６とを備えた工業用コンピュータとして、構成されている。コントローラ２８０は更に、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部２８５と、ディスプレイ２８８への各種情報の表示を制御するとともに、ディスプレイ２８８からの操作情報を受け付けるディスプレイドライバ２８７と、操作入力部２９０に対する操作状態を検出する操作入力検出部２８９とを備えている。

【0098】

コントローラ２８０は、操作メニュー等を表示するディスプレイ２８８と、複数のキーを有し、各種の情報及び操作指示が入力される操作入力部２９０とを備えうる。ＲＯＭ２８２及びＨＤＤ２８４は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体の一種であり、コントローラ２８０は、これらに記録されたプログラム等を読み込んで所定の機能を発揮する。なおＲＯＭ２８２やＨＤＤ２８４へは、外部記録媒体に記録された新たなプログラム等がロードされうる。

【0099】

温度制御部２９１、圧力制御部２９４、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントローラ３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、及びバルブ制御部２９９は、通信インタフェース部２８５を介して相互に接続されており、通信インタフェース部２８５を介して各種情報の送受信を行う。

【0100】

ＣＰＵ２８１、ＲＯＭ２８２、ＲＡＭ２８３、ＨＤＤ２８４、ディスプレイドライバ２８７、操作入力検出部２８９、及び通信Ｉ／Ｆ部２８５は、システムバスＢＵＳ２８６を介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ２８１は、ＲＯＭ２８２、ＲＡＭ２８３、及びＨＤＤ２８４にアクセスすることができる。ＣＰＵ２８１は、ディスプレイドライバ２８７を介してディスプレイ２８８への各種情報の表示を制御するとともに、ディスプレイ２８８からの操作情報を把握することができる。また、ＣＰＵ２８１は、通信Ｉ／Ｆ部２８５を介して各部材との間で、各種情報を送受信することができる。また、ＣＰＵ２８１は、操作入力検出部２８９を介して、操作入力部２９０に対するユーザの操作状態を把握することができる。

【0101】

温度制御部２９１は、ヒータ２０７と、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０と、温度センサ２６３と、コントローラ２８０との間で設定温度情報等の各種情報を送受信する通信Ｉ／Ｆ部２９３と、受信した設定温度情報と温度センサ２６３からの温度情報等に基づいて加熱用電源２５０からヒータ２０７への供給電力を制御するヒータ制御部２９２とを備えている。ヒータ制御部２９２は、コンピュータによって実現されている。温度制御部２９１の通信Ｉ／Ｆ部２９３とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５は、ケーブル７５１で接続されている。

【0102】

圧力制御部２９４は、通信Ｉ／Ｆ部２９６と、ＡＰＣバルブ制御部２９５とを備えている。通信Ｉ／Ｆ部２９６は、ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５、及びコントローラ２８０との間で、設定圧力情報、及びＡＰＣバルブ２４３の開閉情報等の各種情報を送受信する。ＡＰＣバルブ制御部２９５は、設定圧力情報、ＡＰＣバルブ２４３の開閉情報等、及び圧力センサ２４５からの圧力情報等に基づいて、ＡＰＣバルブ２４３の開閉及び開度を制御する。ＡＰＣバルブ制御部２９５は、コンピュータによって実現されている。圧力制御部２９４の通信Ｉ／Ｆ部２９６とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５とは、ケーブル７５２で接続されている。

【0103】

真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントローラ３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、及び高周波電源２７０と、コントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５とは、ケーブル７５３，７５４，７５５，７５６，７５７，７５８，７５９，７６０，７６１，７６２を介してそれぞれ接続されている。

【0104】

バルブ制御部２９９は、エアバルブであるバルブ３１３，３１４，３２３，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２と、バルブ３１３，３１４，３２３，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２へのエアの供給を制御する電磁バルブ群２９８とを備えている。電磁バルブ群２９８は、バルブ３１３，３１４，３２３，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２にそれぞれ対応する電磁バルブ２９７を備えている。電磁バルブ群２９８とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５は、ケーブル７６３を介して接続されている。

【0105】

以上のようにして、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントローラ３２２，３３２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１３，３１４，３２３，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２、ＡＰＣバルブ２４３、加熱用電源２５０、温度センサ２６３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、及び高周波電源２７０等の各部材は、コントローラ２８０に接続されている。

【0106】

コントローラ２８０は、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントローラ３２２，３３２，５１２，５２２，５３２の流量制御、バルブ３１３，３１４，３２３，３３３，５１３，５２３，５３３，６１２，６２２，６３２の開閉動作制御、及びＡＰＣバルブ２４３の開閉制御をそれぞれ行う。コントローラ２８０は、圧力センサ２４５からの圧力情報に基づく開度調整動作を介した圧力制御、温度センサ２６３からの温度情報に基づく加熱用電源２５０からヒータ２０７への電力供給量調整動作を介した温度制御、及び高周波電源２７０から供給される高周波電力の制御をそれぞれ行う。コントローラ２８０は、真空ポンプ２４６の起動と停止制御、ボート回転機構２６７の回転速度調節制御、及びボートエレベータ１１５の昇降動作制御等をそれぞれ行う。

【0107】

コントローラ２８０は、直流電源２６９から、ボート回転機構２６７を介してボート２１７に印加される直流バイアスを制御する。

【0108】

（半導体装置の製造方法）
次に、上述の基板処理装置を用いて大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を製造する半導体装置（デバイス）の製造工程の一例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。

【0109】

ＬＳＩは、シリコンウエハ上に処理を施すウエハプロセスを行なった後、組立工程、試験工程、及び信頼性試験工程を経て製造される。ウエハプロセスは、シリコンウエハに酸化、拡散などの加工を施す基板工程と、シリコンウエハの表面に配線を形成する配線工程とに区分される。配線工程では、リソグラフィ工程を中心に洗浄、熱処理、及び膜形成などが反復して行なわれる。リソグラフィ工程では、レジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行なうことにより、レジストパターンの下層を加工する。

【0110】

ここで、基板処理装置１０１を使用して、酸化シリコン膜を２００℃以下の低温にて成膜する例について説明する。

【0111】

ＣＶＤ法では、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガス等をシリコンウエハに同時に供給する。また、サイクリックデポジション法では、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガス等をシリコンウエハに交互に供給する。そして、ガス等の供給流量、供給時間、及びプラズマパワーなどの処理条件を制御することにより、酸化シリコン膜（ＳｉＯ膜）、又は窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）を形成する。ＣＶＤ法及びサイクリックデポジション法では、例えば、ＳｉＯ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＯ／Ｓｉ≒２となることを目的として、処理条件を制御する。また、例えば、ＳｉＮ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＮ／Ｓｉ≒１．３３となることを目的として、処理条件を制御する。

【0112】

一方、形成する膜の組成比が化学量論組成とは異なる所定の組成比となることを目的として、処理条件を制御することも可能である。すなわち、形成する膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素が他の元素よりも化学量論組成に対し過剰となることを目的として、処理条件を制御する。このように形成する膜を構成する複数の元素の比率、すなわち、膜の組成比を制御しつつ成膜を行うことも可能である。以下では、異なる種類の元素を含む複数種類のガスを交互に供給して、化学量論組成を有する酸化シリコン膜を形成するシーケンス例について説明する。

【0113】

ここでは、第１の元素をシリコン（Ｓｉ）とし、第２の元素を酸素（Ｏ）とする。第１の元素としてＳｉを含むガスをＳｉ原料ガス、第２の元素としてＯを含むガス（反応ガス）を酸素含有ガスと呼ぶ。そして、基板上に絶縁膜としての酸化シリコン膜を形成する例について、図７を参照して説明する。

【0114】

まず、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御し、処理室２０１内の温度を、２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって、例えば１００℃となるように保持する。

【0115】

その後、レジストパターンが形成された複数のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する（ステップＳ２０１）。

【0116】

その後、真空ポンプ２４６を起動する。また、炉口シャッタ１４７（図１参照）を開ける。複数のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される（ステップＳ２０２）。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。その後、ボート２１７をボート回転機構２６７により回転させ、ボート２１７に保持された複数のウエハ２００を回転させる。

【0117】

その後、ＡＰＣバルブ２４３を開いて真空ポンプ２４６により処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空引きする。そして、ウエハ２００の温度が１００℃に達して温度等が安定したら（ステップＳ２０３）、処理室２０１内の温度を１００℃に保持した状態で、次のステップを順次実行する。

【0118】

なお、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定される。そして、測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２４３の開度がフィードバック制御される（圧力調整）。また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって処理室２０１が加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき、加熱用電源２５０からヒータ２０７への電力供給具合がフィードバック制御される（温度調整）。

【0119】

次に、ＳＩ原料ガスと酸素含有ガスを処理室２０1内に供給することにより、酸化シリコン膜を成膜する酸化シリコン膜形成工程を行う。酸化シリコン膜形成工程では、次の４つのステップ（Ｓ２０４～Ｓ２０７）を順次繰り返して実行する。

【0120】

（ＳＩ原料ガス供給：ステップＳ２０４）
ステップＳ２０４では、処理ガス供給系３０１のガス供給管３１０及びノズル４１０を介してＳＩ原料ガスを処理室２０１内に供給する。

【0121】

先ず、ＳＩ原料ガスを処理室２０１に供給する前は、バルブ３１３を閉じるとともにバルブ３１４，６１２を開ける。これにより、常温で液体のＳＩ原料ガスが、液体マスフローコントローラ３１２で流量調整された後、気化器３１５に供給され、気化器３１５で気化される。気化器３１５で気化されたバルブ６１２を介してベントライン６１０へ流れる。

【0122】

次に、ＳＩ原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ６１２を閉じるとともにバルブ３１３を開けて、ＳＩ原料ガスをバルブ３１３の下流のガス供給管３１０に供給する。また、バルブ５１３を開けて、キャリアガス（Ｎ_２）をキャリアガス供給管５１０から供給する。この際、キャリアガス（Ｎ_２）の流量は、マスフローコントローラ５１２で調整される。そして、ＳＩ原料ガスとキャリアガス（Ｎ_２）とは、バルブ３１３の下流側のガス供給管３１０で合流して混合され、ノズル４１０のガス供給孔４１１を介して処理室２０１に供給されつつ排気管２３１から排気される。

【0123】

このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０～９００Ｐａの範囲であって、例えば３００Ｐａに維持する。また、液体マスフローコントローラ３１２で制御するＳＩ原料ガスの供給量は、０．０５～３．００ｇ／ｍｉｎの範囲であって、例えば１．００ｇ／ｍｉｎにする。なお、本明細書における「５０～９００Ｐａ」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、「５０～９００Ｐａ」とは「５０Ｐａ以上９００Ｐａ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。

【0124】

ＳＩ原料ガスにウエハ２００を晒す時間は、２～６秒間で範囲であって、例えば３秒間である。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内の温度を、２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって、例えば１００℃となるように保持する。

【0125】

ここで、処理室２０１内に流れるガスは、ＳＩ原料ガスと不活性ガスであるＮ_２のみであり、Ｏ_２は存在しない。したがって、ＳＩ原料ガスは、気相反応を起こすことはなく、ウエハ２００の表面又は下地膜と表面反応（化学吸着）して、原料（ＳＩ原料ガス）の吸着層又はＳｉ層（以下、Ｓｉ含有層）を形成する。ＳＩ原料ガスの化学吸着層とは、ＳＩ原料ガス分子の連続的な吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。Ｓｉ層とは、Ｓｉにより構成される連続的な層の他、これらが重なってできるＳｉ薄膜をも含む。なお、Ｓｉにより構成される連続的な層をＳｉ薄膜という場合もある。

【0126】

また、バルブ５２３を開けてキャリアガス供給管５２０からガス供給管３２０の途中にＮ_２（不活性ガス）を流すと、酸素含有ガス側のノズル４２０、バッファ室４２３、及びガス供給管３２０にＳＩ原料ガスが回り込むことを防ぐことができる。これと同様に、バルブ５３３を開けてキャリアガス供給管５３０からガス供給管３３０の途中にＮ_２（不活性ガス）を流すと、酸素含有ガス側のノズル４３０、バッファ室４３３、及びガス供給管３３０にＳＩ原料ガスが回り込むことを防ぐことができる。なお、ＳＩ原料ガスが回り込むのを防止するためなので、マスフローコントローラ５２２、５３２で制御するＮ_２（不活性ガス）の流量は、少なくてよい。

【0127】

（残留ガス除去：ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５では、残留ＳＩ原料ガス等の残留ガスを処理室２０１内から除去する。ガス供給管３１０のバルブ３１３を閉めて処理室２０１へのＳＩ原料ガスの供給を停止し、バルブ６１２を開けてベントライン６１０へＳＩ原料ガスを流す。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３を全開として、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、処理室２０１内に残留する残留ＳＩ原料ガス等の残留ガスを処理室２０１内から排除する。この際、ＳＩ原料ガス供給ラインであるガス供給管３１０，３２０，３３０から処理室２０１内へＮ_２等の不活性ガスを供給すると、さらに残留ＳＩ原料ガス等の残留ガスを排除する効果が高まる。

【0128】

（活性化した酸素含有ガス供給：ステップＳ２０６）
ステップＳ２０６では、ガス供給系３０２のガス供給管３２０から、ノズル４２０のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に酸素含有ガスを供給する。このとき、高周波電源２７０から整合器２７１を介して、棒状電極４７１と棒状電極４７２との間に高周波電力を印加する。これにより、バッファ室４２３内に供給された酸素含有ガスがプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４２５から処理室２０１内に供給されるとともに、排気管２３１から排気される。なお、バッファ室４２３内に供給される酸素含有ガスの流量は、マスフローコントローラ３２２で調整される。

【0129】

また、ガス供給系３０３のガス供給管３３０からノズル４３０のガス供給孔４３１を介してバッファ室４３３内に酸素含有ガスを供給する。このとき、高周波電源２７０から整合器２７１を介して、棒状電極４８１と棒状電極４８２との間に高周波電力を印加する。これにより、バッファ室４３３内に供給された酸素含有ガスがプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４３５から処理室２０１内に供給されるとともに、排気管２３１から排気される。なお、バッファ室４３３内に供給される酸素含有ガスの流量は、マスフローコントローラ３３２で調整される。

【0130】

ここで、バッファ室４２３に酸素含有ガスを供給する前は、バルブ３２３を閉じるとともにバルブ６２２を開けて、バルブ６２２を介してベントライン６２０に酸素含有ガスを流す。これと同様に、バッファ室４３３に酸素含有ガスを供給する前は、バルブ３３３を閉じるとともにバルブ６３２を開けて、バルブ６３２を介してベントライン６３０に酸素含有ガスを流す。

【0131】

バッファ室４２３に酸素含有ガスを供給する際には、バルブ６２２を閉じるとともにバルブ３２３を開けて、バルブ３２３の下流のガス供給管３２０に酸素含有ガスを供給するとともに、バルブ５２３を開けてキャリアガス供給管５２０からガス供給管３２０にキャリアガス（Ｎ_２）を供給する。なお、キャリアガス（Ｎ_２）の流量は、マスフローコントローラ５２２で調整する。酸素含有ガス及びキャリアガス（Ｎ_２）は、バルブ３２３の下流側のガス供給管３２０で合流して混合され、ノズル４２０を介してバッファ室４２３に供給される。

【0132】

酸素含有ガスをバッファ室４３３に供給する際には、バルブ６３２を閉じるとともにバルブ３３３を開けて、バルブ３３３の下流のガス供給管３３０に酸素含有ガスを供給するととともに、バルブ５３３を開けてキャリアガス供給管５３０からガス供給管３３０にキャリアガス（Ｎ_２）を供給する。キャリアガス（Ｎ_２）の流量は、マスフローコントローラ５３２で調整する。酸素含有ガス及びキャリアガス（Ｎ_２）は、バルブ３３３の下流側のガス供給管３３０で合流して混合され、ノズル４３０を介してバッファ室４３３に供給される。

【0133】

酸素含有ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を、例えば５０～９００Ｐａの範囲内の圧力であって、例えば５００Ｐａとする。この際、マスフローコントローラ３２２で制御する酸素含有ガスの供給流量は、例えば２０００～９０００ｓｃｃｍの範囲内の流量であって、例えば６０００ｓｃｃｍとする。これ同様に、マスフローコントローラ３３２で制御する酸素含有ガスの供給流量は、例えば２０００～９０００ｓｃｃｍの範囲内の流量であって、例えば６０００ｓｃｃｍとする。また、酸素含有ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間、すなわちガス供給時間は、例えば３～２０秒間の範囲内の時間であって、例えば９秒とする。

【0134】

なお、高周波電源２７０から棒状電極４７１と棒状電極４７２との間に印加する高周波電力は、例えば２０～６００Ｗの範囲内の電力であって、例えば２００Ｗとなるよう設定する。これと同様に、高周波電源２７０から棒状電極４８１と棒状電極４８２との間に印加する高周波電力は、例えば２０～６００Ｗの範囲内の電力であって、例えば２００Ｗとなるよう設定する。高周波電力は、ガス供給時間中、連続若しくは断続的に供給されうる。数μｓオーダーで間欠的に励起することで電子温度を下げ、負イオンの生成を促進できる。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内の温度を、２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって、例えば１００℃となるように保持する。

【0135】

ここで、酸素含有ガスは、そのままでは反応温度が高く、上記のような処理室２０１内の温度及び圧力では反応し難い。そのため、酸素含有ガスをプラズマ励起し、活性種としてから処理室２０１に流すことにより、処理室２０１内の温度を上述のように低い温度範囲に設定可能となる。ただし、処理室２０１内の温度変更には時間がかかるため、処理室２０１内の温度は、Ｓｉ原料ガスを供給する際の温度と同一とすることが好ましい。

【0136】

各バッファ室４２３，４３３で生成された活性種は、複数のガス供給孔４２５，４３５からボート２１７内の複数の処理空間２１５に、ガスの流れと共にそれぞれ供給される。処理室２０１内を流れるガスは、酸素含有とＮ_２の混合ガスであり、励起された(準安定状態の)Ｏ_２分子、Ｏ原子、Ｏ⁺イオン等を活性種として含む。このとき処理室２０１内には、ＳＩ原料ガスは流していない。したがって、酸素含有ガスは、気相反応を起こすことはない。そして、活性種となった、もしくは活性化された酸素含有ガスは、ステップＳ２０４でウエハ２００上に形成された第１の層としてのシリコン含有層と反応する。これにより、シリコン含有層が酸化されて、シリコン（第１の元素）及び酸素（第２の元素）を含む第２の層としての酸化シリコン層（ＳｉＯ層）へと改質される。

【0137】

また、バルブ５１３を開けてキャリアガス供給管５１０からガス供給管３１０の途中にＮ_２（不活性ガス）を流すと、ＳＩ原料ガス側のノズル４１０及びガス供給管３１０に酸素含有が回り込むことを防ぐことができる。なお、酸素含有が回り込むのを防止するためなので、マスフローコントローラ５１２で制御するＮ_２（不活性ガス）の流量は少なくてよい。

【0138】

ところで、ボート２１７内の各処理空間２１５では、プラズマ空間とウエハ２００との電位差によって、ウエハ２００の表面上にシース（イオンシース）が形成される。このシースによって、例えば、活性種（プラズマ活性種）がウエハ２００側へ流れ難くなり、又は解離し難くなるため、ウエハ２００の表面上に堆積される薄膜の面内均一性が低下する可能性がある。或いは、処理空間２１５がプラズマ空間から離れ過ぎていて、荷電粒子の密度が低くセルフバイアスによる活性種の入射の均一化が期待できない場合や、活性種の失活が進んでいる場合も面内均一性が低下する可能性がある。

【0139】

この対策として本実施形態では、直流電源２６９からボート回転機構２６７及びボート２１７を介して複数のウエハ２００に直流バイアスをそれぞれ印加し、各ウエハ２００の表面上に形成されるシース或いは周辺の電界を制御する。ウエハ２００の裏側が絶縁体であっても、電極板２１４により、ウエハ２００の周辺に回転対称のバイアス電界を形成し、実質的にウエハ２００にバイアスを与えることができる。具体的には、ボート２１７は、導電性を有し、複数のウエハ２００と電気的に接続されている。このボート２１７は、ボート支持台２１８の金属部材２２２、ボート回転機構２６７の内部導体２６６、及びスリップリング２６８を介して直流電源２６９と電気的に接続されている。

【0140】

コントローラ２８０は、ステップＳ２０６において、直流電源２６９を制御し、直流電源２６９からボート回転機構２６７及びボート２１７を介して複数のウエハ２００に負の直流バイアスをそれぞれ印加する。これにより、ウエハ２００の表面上に形成されたシース或いはバッファ室４２３，４３３とウエハ２００との間に、正イオンのウエハ２００への入射を促進する電界が形成されるほか、活性種がウエハ２００に到達する時間が短縮されたり、入射エネルギーが増大したりする。逆に、複数のウエハ２００に正の直流バイアスをそれぞれ印加すると、負イオンのウエハ２００への入射を促進する電界が形成されるとともに、シースが縮小し、ウエハ２００はより高密度のプラズマと接近若しくは接触することなり、イオンだけでなく電気的に中性なプラズマ活性種もウエハ２００の表面と相互作用し易くなる。この結果、プラズマ活性種と、ウエハ２００の表面上のシリコン含有層との反応が促進されうる。このとき、直流バイアスの極性及び電圧は、ウエハ２００の表面上に堆積される酸化シリコン層の面内均一性の低下が抑制されるように選択されうる。

【0141】

（残留ガス除去：ステップＳ２０７）
ステップＳ２０７では、未反応もしくは酸化に寄与した後の残留酸素含有ガス等の残留ガスを処理室２０１内から除去する。具体的には、先ず、ガス供給管３２０のバルブ３２３を閉めて処理室２０１への酸素含有ガスの供給を停止し、バルブ６２２を開けてベントライン６２０へ酸素含有ガスを流す。これと同様に、ガス供給管３３０のバルブ３３３を閉めて処理室２０１への酸素含有ガスの供給を停止し、バルブ６３２を開けてベントライン６３０へ酸素含有ガスを流す。

【0142】

このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３を全開として、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、処理室２０１内に残留する残留酸素含有ガス等の残留ガスを処理室２０１内から排除する。この際、酸素含有ガス供給ラインであるガス供給管３１０，３２０，３３０から処理室２０１内へＮ_２等の不活性ガスを供給すると、残留酸素含有ガス等の残留ガスを排除する効果がさらに高まる。

【0143】

上記のステップＳ２０４～Ｓ２０７を１サイクルとし、少なくとも１回以上行なう（ステップＳ２０８）ことにより、ウエハ２００の表面上に所定膜厚の酸化シリコン膜を成膜する。このときの処理室内の温度や圧力は、吸着層の厚さが１分子程度に自己制限されるように選ぶことができるほか、供給律速或いは、プラズマによる反応律速となるように選ぶこともできる。

【0144】

その後、Ｎ_２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給しつつ排気することで、処理室２０１内を不活性ガスでパージする（ガスパージ：ステップＳ２１０）。なお、ガスパージでは、残留ガスを除去した後、ＡＰＣバルブ２４３を閉じるとともにバルブ５１３，５２３，５３３を開いてＮ_２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給する工程と、バルブ５１３，５２３，５３３を閉じてＮ_２等の不活性ガスの処理室２０１内への供給を停止した状態で、ＡＰＣバルブ２４３を開いて処理室２０１内の真空引きする工程とを繰り返して行うことが好ましい。

【0145】

その後、ボート回転機構２６７によるボート２１７の回転を停止する。その後、バルブ５１３，５２３，５３３を開いて処理室２０１内の雰囲気をＮ_２等の不活性ガスで置換し（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力を常圧に復帰させる（大気圧復帰：ステップＳ２１２）。その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降して、反応管２０３の下端部の開口を開放するとともに、開放された開口から処理室２０１の外部にボート２１７を搬出（ボートアンロード：ステップＳ２１４）する。その後、反応管２０３の下端部の開口を炉口シャッタ１４７で閉じる。その後、真空ポンプ２４６を止める。その後、処理済の複数のウエハ２００が、ボート２１７から取り出される（ウエハディスチャージ：ステップＳ２１６）。これにより、１回の成膜処理（バッチ処理）が終了する。

【0146】

（効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。

【0147】

前述したように、本実施形態によれば、ステップＳ２０６において、コントローラ２８０が直流電源２６９を制御し、直流電源２６９からボート回転機構２６７及びボート２１７を介して複数のウエハ２００に直流バイアスをそれぞれ印加する。これにより、ウエハ２００の表面上に形成されたシースが縮小し、プラズマ活性種がウエハ２００の表面に引き込まれ易くなるとともに、解離し易くなる。この結果、プラズマ活性種と、ウエハ２００の表面上のシリコン含有層との反応が促進される。したがって、ウエハ２００の表面上に堆積される酸化シリコン層の面内均一性の低下が抑制される。

【0148】

また、直流電源２６９は、スリップリング２６８を介して、ボート回転機構２６７の内部導体２６６と直流結合によって電気的に接続されている。このスリップリング２６８によって、回転する内部導体２６６に対して、直流電源２６９から直流電力を安定的に供給することができる。

【0149】

また、内部導体２６６には、ボート支持台２１８の金属部材２２２を介してボート２１７が電気的に接続されている。より具体的には、ボート支持台２１８は、絶縁部材２２１と、金属部材２２２とを有している。絶縁部材２２１の上面２２１Ｕには、ボート２１７の底板２１０の下面が載置された状態で固定されている。この絶縁部材２２１の内部には、金属部材２２２の接点部２２３が設けられている。接点部２２３の接触面２２３Ｕは、絶縁部材２２１の上面２２１Ｕから露出し、ボート２１７の底板２１０の下面と接触されている。

【0150】

ここで、接点部２２３の接触面２２３Ｕの全面は、ボート２１７の底板２１０の下面によって被覆されている。この底板２１０の下面によって、接点部２２３の接触面２２３Ｕが、処理ガス及びプラズマ等から保護される。

【0151】

また、内部導体２６６は、絶縁性を有する絶縁碍子管２６６ａの内部に設けられている。この絶縁碍子管２６６ａによって、内部導体２６６が処理ガス及びプラズマ等から保護される。

【0152】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0153】

上記実施形態では、ステップＳ２０６において、例えば、直流電源２６９から複数のウエハ２００に正の直流バイアスをそれぞれ印加した。しかし、直流電源２６９から複数のウエハ２００に印加する直流バイアスの大きさは、ウエハ２００の表面上に形成されるシース（シース電圧）、又はウエハ２００の表面上に生成される薄膜の状態等に応じて適宜変更可能である。したがって、例えば、直流電源２６９から複数のウエハ２００に負の直流バイアスをそれぞれ印加することも可能である。また直流電源に限らず、高周波電源２７０の励振周波数及びプラズマ振動周波数よりも低周波の交流電源を用いても良い。

【0154】

また、上記実施形態では、ボート２１７は支柱２１２の支持溝２１３においてウエハ２００を支持した。しかし、支柱２１２若しくは電極板２１４から突出したピンによってウエハ２００を支持しても良い。また電極板２１４はウエハ２００と物理的に接触してバイアスを印加するものに限らず、電極板２１４の周囲に生じる電界によって間接的にバイアスを印加しても良い。また電極板２１４は、リング状に限らず、円盤等の任意の形状に形成しても良い。電極板２１４を、ウエハ２００の中心付近のみと対面する、ウエハ２００より小径の円盤状に形成することで、円盤に対応する所望の範囲で、プラズマによるウエハ２００上の膜の処理を促進し、面内均一性を改善することができる。このとき支柱２１２と電極板との間は導電性の棒などによって接続されるものとする。

【0155】

また、上記実施形態では、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９が反応管２０３の内側に設けられている。しかし、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９は、反応管２０３の外側に設けられても良い。

【0156】

また、上記実施形態では、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９は、一方の棒状電極が接地されたソフトプラズマ方式を採用する。しかし、両方の棒状電極が接地されない平衡給電を用いたプラズマ方式を用いてもよい。

【0157】

また、上記実施形態では、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９の２つのリモートプラズマ発生構造が反応管２０３に設けられる。しかし、反応管２０３には、少なくとも１つのリモートプラズマ発生構造を設けることができる。

【0158】

また、上記実施形態の第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９は、酸素含有ガスを用いてウエハ２００の表面上に酸化シリコン膜を生成する。しかし、第１のリモートプラズマ発生構造４２９及び第２のリモートプラズマ発生構造４３９は、窒素含有ガスを用いて、ウエハ２００の表面上に窒化シリコン膜を生成しても良い。

【0159】

また、上記実施形態では、Ｓｉ原料ガスとしては、例えば、モノシラン（ＳｉＨ_４）、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）、トリシラン（Ｓｉ₃Ｈ₈）等のシラン系ガスや、モノクロロシラン（ＳｉＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＳ）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３、略称：ＴＣＳ）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ_４、略称：ＳＴＣ）、ヘキサクロロジシランガス（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ_３Ｃｌ_８、略称：ＯＣＴＳ）等のクロロシラン系ガスを用いることができる。また、原料ガスとしては、例えば、テトラフルオロシラン（ＳｉＦ_４）、ジフルオロシラン（ＳｉＨ_２Ｆ_２）ガス等のフルオロシラン系、テトラブロモシラン（ＳｉＢｒ_４）、ジブロモシラン（ＳｉＨ_２Ｂｒ_２）等のブロモシラン系、テトラヨードシラン（ＳｉＩ_４）、ジヨードシラン（ＳｉＨ_２Ｉ_２）ガス等のヨードシラン系ガスを用いることもできる。また、原料ガスとしては、例えば、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４、略称：４ＤＭＡＳ）、トリス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）、ビス（ジエチルアミノ）シラン（Ｓｉ ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_２Ｈ_２、略称：ＢＤＥＡＳ）、ビス（ターシャリーブチルアミノ）シラン（ＳｉＨ_２［ＮＨ（Ｃ_４Ｈ_９）］_２、略称：ＢＴＢＡＳ）等のアミノシラン系ガスを用いることもできる。また、原料ガスとしては、例えば、テトラエトキシシラン（Ｓｉ (ＯＣ_２Ｈ_５)_４、略称：ＴＥＯＳ）等の有機系シラン原料ガスを用いることもできる。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。また、酸素含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ_２）、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ_２）、オゾン（Ｏ_３）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）等のガスを用いることができる。酸素含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。

【0160】

また、上記実施形態では、キャリアガスとして、Ｎ_２（窒素）を使用した。しかし、上記実施形態では、窒素に代えて、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎｅ（ネオン）、Ａｒ（アルゴン）等を使用してもよい。希ガスの中でＨｅガスは負イオンを生じやすい。

【0161】

また、上記実施形態では、ボート支持台２１８は、絶縁部材２２１と、金属部材２２２とを備えるものとした。しかし、ボート支持台２１８は、全体を金属で形成しても良い。その場合、ボート支持台２１８にも印加される直流バイアスは、ボート支持台２１８と雰囲気との間に流れる迷走電流を遮断する電気防食として作用しうる。例えば、処理室２０１をハロゲン系ガスによってクリーニングする際、比較的小さな負のバイアス電圧によって、ボート支持台２１８（金属部材２２２）や回転軸２６４の腐食を抑制することができる。このときハロゲン系ガスによってエッチングされやすい炭化珪素製のボートは取り外されることが望ましい。つまり金属部材の電気防食を目的とする場合は、導電性のボートは必須ではない。

【符号の説明】

【0162】

１０１ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２１７ ボート
２１８ ボート支持台
２２１ 絶縁部材
２２１Ｕ 上面（絶縁部材の上面）
２２２ 金属部材
２２４Ｕ 接触面（金属部材の接触面）
２６５ 筒状回転軸
２６６ 内部導体
２６８ スリップリング
３０１ 処理ガス供給系
４２９ 第１のリモートプラズマ発生構造（リモートプラズマ発生構造）
４３９ 第２のリモートプラズマ発生構造（リモートプラズマ発生構造）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】