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特許7641258基板処理装置、クリーニング方法、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】2025-02-26
(45)【発行日】2025-03-06
(54)【発明の名称】基板処理装置、クリーニング方法、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 21/31 20060101AFI20250227BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20250227BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20250227BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/302 101H
C23C16/44 J
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2022146414
(22)【出願日】2022-09-14
(65)【公開番号】P2024041539
(43)【公開日】2024-03-27
【審査請求日】2024-03-04
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】橋本 良知
(72)【発明者】
【氏名】大橋 直史
【審査官】菊地 陽一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－１２３９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０５２０９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２６３２０９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３１
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｃ２３Ｃ １６／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱機構が内蔵され、上下に移動可能な基板載置台と、前記基板載置台の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室と、
前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給系と、
前記処理室にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する処理と、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する処理の後、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する処理と、を行わせるように前記基板載置台と前記冷却ガス供給系と前記クリーニングガス供給系と前記排気系と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。
【請求項2】
前記制御部は、前記冷却ガスを供給する処理における前記処理室内の圧力を、前記基板処理時における前記処理室内の圧力よりも高い圧力に制御す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3】
前記制御部は、前記冷却ガスを供給する処理では、前記処理室内の圧力が大気圧となるように制御することが可能なように構成されている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記冷却ガスを供給する処理では、前記処理領域と前記移載領域のそれぞれに連通される排気孔の少なくとも一方を用いて前記処理室内の圧力を制御す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5】
加熱機構が内蔵され、上下に移動可能な基板載置台と、
前記基板載置台の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室と、
前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給系と、
前記処理室にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する処理と、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する処理と、を行わせるように前記基板載置台と前記冷却ガス供給系と前記クリーニングガス供給系と前記排気系とを制御することが可能なよう構成される制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記移載領域への前記冷却ガスの供給を、前記処理室と連通する基板搬送室から供給するように制御することが可能なように構成されている、
基板処理装置。
【請求項6】
前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、前記制御部は、前記処理室に前記クリーニングガスを供給した後に、前記基板載置台を前記処理領域に移動させた状態で、前記処理室の温度を、基板を処理する処理温度に加熱する処理と、前記処理室に前記処理ガスを供給して、前記処理領域の内壁に被膜を形成する処理と、を行うよう、前記処理ガス供給系と前記加熱機構を制御することが可能なように構成される請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項7】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程と、
前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程の後、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する工程と、
を有するクリーニング方法。
【請求項8】
前記クリーニングガスを供給する工程の後に、前記基板載置台を前記処理領域に移動させた状態で、前記処理室の温度を、基板を処理する処理温度に加熱する工程と、
前記処理室に処理ガスを供給して、前記処理領域の内壁に被膜を形成する工程と、
を有する請求項７に記載のクリーニング方法。
【請求項9】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程と、
前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程の後、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項10】
前記クリーニングガスを供給する工程の後に、前記基板載置台を前記処理領域に移動させた状態で、前記処理室の温度を、基板を処理する処理温度に加熱する工程と、
前記処理室に処理ガスを供給して、前記処理領域の内壁に被膜を形成する工程と、
を有する請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項11】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する手順と、
前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する手順の後、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項12】
前記冷却ガスを供給する手順における前記処理室内の圧力は、前記基板処理時における前記処理室内の圧力よりも高い圧力に制御する、請求項１１に記載のプログラム。
【請求項13】
前記冷却ガスを供給する手順では、前記処理領域と前記移載領域のそれぞれに連通される排気孔の少なくとも一方を用いて前記処理室内の圧力を制御する、請求項１１に記載のプログラム。
【請求項14】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する手順と、
前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する手順と、
を有し、
前記冷却ガスを供給する手順では、前記処理室と連通する基板搬送室から前記移載領域に前記冷却ガスを供給する、
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。
【請求項15】
前記クリーニングガスを供給する手順の後に、前記基板載置台を前記処理領域に移動させた状態で、前記処理室の温度を、基板を処理する処理温度に加熱する手順と、
前記処理室に処理ガスを供給して、前記処理領域の内壁に被膜を形成する手順と、
を有する請求項１１に記載のプログラム。
【請求項16】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程と、
前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する工程と、
を有し、
前記冷却ガスを供給する工程では、前記処理室と連通する基板搬送室から前記移載領域に前記冷却ガスを供給する、
クリーニング方法。
【請求項17】
加熱機構が内蔵された基板載置台の上下の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室で、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理領域及び前記移載領域に冷却ガスを供給する工程と、
前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する工程と、
を有し、
前記冷却ガスを供給する工程では、前記処理室と連通する基板搬送室から前記移載領域に前記冷却ガスを供給する、
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、クリーニング方法、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の一工程として、成膜処理後の基板を搬出後に、反応炉内に基板がない状態で反応炉内をガスパージする処理が行われることがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－６６１０６号公報
【文献】国際公開第２００５／０５０７２５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
反応炉内である処理室に付着した堆積物を除去するために、クリーニング処理を行う場合がある。ところが、高温で基板処理を行った後に、高温のままクリーニング処理を行うと、不具合を起こす箇所がある。このため、基板処理後のクリーニング処理を行う前に、処理室を所望の温度に下げることがある。
【0005】
本開示は、処理室を効率よく冷却す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】
本開示の一態様によれば、
加熱機構が内蔵され、上下に移動可能な基板載置台と、
前記基板載置台の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室と、
前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給系と、
前記処理室にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理室に冷却ガスを供給する処理と、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する処理と、を行わせるように前記基板載置台と前記冷却ガス供給系と前記クリーニングガス供給系と前記排気系と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。
加熱機構が内蔵され、上下に移動可能な基板載置台と、
前記基板載置台の移動により、基板を処理する処理領域と、前記処理領域の下方に配されて前記基板を移載する移載領域と、に区分される処理室と、
前記処理室に冷却ガスを供給する冷却ガス供給系と、
前記処理室にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記基板載置台を、前記処理領域よりも下方に移動させた状態で、前記処理室に冷却ガスを供給する処理と、前記基板を処理する基板処理時の温度よりも低い温度で前記処理室にクリーニングガスを供給する処理と、を行わせるように前記基板載置台と前記冷却ガス供給系と前記クリーニングガス供給系と前記排気系と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】
【0007】
本開示によれば、処理室を効率よく冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜本開示の一態様＞
以下、本開示の一態様について、主に、図１～図５を参照しつつ説明する。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。
以下、本開示の一態様について、主に、図１～図５を参照しつつ説明する。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】
（１）基板処理装置の構成
【0011】
図１は、基板処理装置の処理容器２０２において、基板１２を処理する基板処理工程時の、基板載置台としてのサセプタ６４が上昇して基板処理位置Ａにある状態を示す図である。図２は、基板処理装置の処理容器２０２において、基板１２を搬入出する基板搬入出工程時の、サセプタ６４が下降して基板移載位置Ｂにある状態を示す図である。図３は、基板処理装置の処理容器２０２において、処理容器２０２内を冷却する冷却工程時の、サセプタ６４が下降して冷却位置Ｃにある状態を示す図である。
【0012】
（処理容器）
処理容器２０２は、基板１２を処理する容器１４を備え、容器１４はゲートバルブ７０を介して基板搬送室１０３と連通している。
処理容器２０２は、基板１２を処理する容器１４を備え、容器１４はゲートバルブ７０を介して基板搬送室１０３と連通している。
【0013】
容器１４は、上部が開口した容器本体１８と、容器本体１８の上部開口を塞ぐ蓋体２０とから構成されている。容器１４は、内部に密閉構造の処理室２２を形成している。図１に示すように、処理室２２は、サセプタ６４の基板載置面が基板処理位置Ａにある状態において、上方側（すなわちサセプタ６４の基板載置面よりも上方の空間）に基板を処理する処理領域２２ａを形成し、下方側（すなわちサセプタ６４の基板載置面よりも下方の空間）に基板を移載する移載領域２２ｂを形成する。すなわち、処理室２２は、サセプタ６４の移動により、サセプタ６４が基板処理位置Ａにある状態において区分される、処理領域２２ａと、処理領域２２ａの下方に配される移載領域２２ｂと、を有する。
【0014】
（ガス導入部）
蓋体２０にはガス導入部２６と、ガス供給系２８が設けられている。ガス導入部２６は、蓋体２０に設けられ、処理室２２内の基板１２と対向するように配置され、処理室２２内に処理ガスを供給するために設けられる。ガス導入部２６は、ガス導入上流側に設けられ、複数のガス孔を有するガス分散板３０と、ガス分散板３０のガス導入下流側に設けられ、多数のガス孔を有してガスをシャワー状に分散するシャワープレート３２と、を有するように構成される。
蓋体２０にはガス導入部２６と、ガス供給系２８が設けられている。ガス導入部２６は、蓋体２０に設けられ、処理室２２内の基板１２と対向するように配置され、処理室２２内に処理ガスを供給するために設けられる。ガス導入部２６は、ガス導入上流側に設けられ、複数のガス孔を有するガス分散板３０と、ガス分散板３０のガス導入下流側に設けられ、多数のガス孔を有してガスをシャワー状に分散するシャワープレート３２と、を有するように構成される。
【0015】
（ガス供給系）
ガス供給系２８は、ガス導入部２６の上面略中央に形成されたガス導入口３４に接続され、ガス導入部２６を介して処理室２２内に処理ガスを供給するように構成されている。ガス供給系２８は、ガス導入口３４に連通されるガス供給管３６と、ガス供給管３６のガス供給上流側で分岐されるガス供給管３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄと、ガス供給管３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄにそれぞれ設けられたガス流路を開閉する開閉弁であるバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ及びガス流量制御器であるマスフロコントローラ（ＭＦＣ）４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄとを備えて、処理室２２内に所望の種類のガスを、所望のガス流量、所望のガス比率で供給される。
ガス供給系２８は、ガス導入部２６の上面略中央に形成されたガス導入口３４に接続され、ガス導入部２６を介して処理室２２内に処理ガスを供給するように構成されている。ガス供給系２８は、ガス導入口３４に連通されるガス供給管３６と、ガス供給管３６のガス供給上流側で分岐されるガス供給管３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄと、ガス供給管３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄにそれぞれ設けられたガス流路を開閉する開閉弁であるバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ及びガス流量制御器であるマスフロコントローラ（ＭＦＣ）４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄとを備えて、処理室２２内に所望の種類のガスを、所望のガス流量、所望のガス比率で供給される。
【0016】
ガス供給管３８ａには、ガス供給上流方向から順に、ガス供給源４４ａ、ＭＦＣ４２ａ、及びバルブ４０ａが設けられている。ガス供給管３８ｂには、ガス供給上流方向から順に、ガス供給源４４ｂ、ＭＦＣ４２ｂ、及びバルブ４０ｂが設けられている。ガス供給管３８ｃには、ガス供給上流方向から順に、ガス供給源４４ｃ、ＭＦＣ４２ｃ、及びバルブ４０ｃが設けられている。ガス供給管３８ｄには、ガス供給上流方向から順に、ガス供給源４４ｄ、ＭＦＣ４２ｄ、及びバルブ４０ｄが設けられている。
【0017】
ガス供給管３８ａからは、処理ガスである原料ガスが、ＭＦＣ４２ａ、バルブ４０ａ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して、処理室２２内に供給される。また、ガス供給管３８ｂからは、処理ガスであり、原料ガスと反応する反応ガスが、ＭＦＣ４２ｂ、バルブ４０ｂ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して、処理室２２内に供給される。ガス供給管３８ｃからは、不活性ガスが、ＭＦＣ４２ｃ、バルブ４０ｃ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して、処理室２２内に供給される。ガス供給管３８ｄからは、処理室２２内をクリーニングするクリーニングガスが、ＭＦＣ４２ｄ、バルブ４０ｄ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して、処理室２２内に供給される。なお、ガス供給管３８ｃから供給される不活性ガスは、処理室２２内を冷却する冷却ガスとしても用いられる。
【0018】
ガス供給管３８ａ、ＭＦＣ４２ａ、バルブ４０ａ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６により、原料ガス供給系４５ａが構成される。ガス供給源４４ａを、原料ガス供給系４５ａに含めても良い。ガス供給管３８ｂ、ＭＦＣ４２ｂ、バルブ４０ｂ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６により、反応ガス供給系４５ｂが構成される。ガス供給源４４ｂを、反応ガス供給系４５ｂに含めても良い。原料ガス供給系４５ａと反応ガス供給系４５ｂを、処理ガス供給系と称しても良い。
【0019】
ガス供給管３８ｃ、ＭＦＣ４２ｃ、バルブ４０ｃ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６により、不活性ガス供給系４５ｃが構成される。ガス供給源４４ｃを、不活性ガス供給系４５ｃに含めても良い。不活性ガス供給系４５ｃを、冷却ガス供給系又はパージガス供給系と称しても良い。
【0020】
ガス供給管３８ｄ、ＭＦＣ４２ｄ、バルブ４０ｄ、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６により、クリーニングガス供給系４５ｄが構成される。ガス供給源４４ｄを、クリーニングガス供給系４５ｄに含めても良い。
【0021】
（サセプタ周辺）
容器本体１８には排気孔４８，８０、搬送口６０、及びサセプタ６４が設けられる。排気孔４８は、容器本体１８の一側部に設けられている。容器本体１８の上部内周には、処理領域２２ａに連通する環状路６６が設けられている。環状路６６は、排気孔４８に連通するように構成されている。つまり、排気孔４８は、環状路６６を介して処理領域２２ａに連通するように設けられている。処理領域２２ａ内の雰囲気は、環状路６６と排気孔４８を介して排気されるように構成されている。
容器本体１８には排気孔４８，８０、搬送口６０、及びサセプタ６４が設けられる。排気孔４８は、容器本体１８の一側部に設けられている。容器本体１８の上部内周には、処理領域２２ａに連通する環状路６６が設けられている。環状路６６は、排気孔４８に連通するように構成されている。つまり、排気孔４８は、環状路６６を介して処理領域２２ａに連通するように設けられている。処理領域２２ａ内の雰囲気は、環状路６６と排気孔４８を介して排気されるように構成されている。
【0022】
排気孔８０は、排気孔４８の下方の、容器本体１８の一側部に設けられている。排気孔８０は、移載領域２２ｂに連通するように設けられている。移載領域２２ｂ内の雰囲気は、排気孔８０を介して排気されるように構成されている。
【0023】
搬送口６０は、排気孔４８，８０と対向する側の容器本体１８の一側部に設けられている。容器本体１８の搬送口６０には、基板搬送室１０３と処理室２２との雰囲気隔離を行う開閉弁としてのゲートバルブ７０が開閉自在に設けられている。処理前の基板１２は、基板搬送室１０３から処理室２２内に、搬送口６０を介して搬入され、処理後の基板１２は、処理室２２から基板搬送室１０３へ、搬送口６０を介して搬出される。
【0024】
（サセプタ）
容器１４の処理室２２内に、サセプタ６４が上下に移動自在（移動可能ともいう）に設けられている。サセプタ６４は、加熱機構としてのヒータ６２を内蔵し、サセプタ６４の基板載置面に基板１２が載置される。基板１２はサセプタ６４を介してヒータ６２によって加熱されるように構成されている。
容器１４の処理室２２内に、サセプタ６４が上下に移動自在（移動可能ともいう）に設けられている。サセプタ６４は、加熱機構としてのヒータ６２を内蔵し、サセプタ６４の基板載置面に基板１２が載置される。基板１２はサセプタ６４を介してヒータ６２によって加熱されるように構成されている。
【0025】
容器本体１８の内側底部に複数の支持ピン７４が立設されている。これらの支持ピン７４はヒータ６２及びサセプタ６４を貫通可能に構成され、サセプタ６４の昇降に応じて、サセプタ６４の表面から出没自在になるように構成されている。
【0026】
サセプタ６４が下降して基板搬入出工程を行うことが可能な位置にあるとき（図２。以下、この位置を基板移載位置Ｂという）、複数の支持ピン７４がサセプタ６４から突出して複数の支持ピン７４上に基板１２を支持可能にする。そして、処理室２２と基板搬送室１０３との間で搬送口６０を介して基板１２の搬入、搬出が行えるように構成されている。また、サセプタ６４が上昇して、基板移載位置Ｂより上方の成膜工程等の基板処理工程を行うことが可能な位置にあるとき（図１。以下、この位置を基板処理位置Ａという）、支持ピン７４は関与せず、サセプタ６４上に基板１２が載置されるように構成されている。
【0027】
サセプタ６４は、支持軸７６に支持されている。支持軸７６は、昇降回転機構７７に連結されている。サセプタ６４は、昇降回転機構７７による昇降により、処理室２２内を昇降可能に構成されている。昇降回転機構７７は、基板搬入工程、成膜工程、基板搬出工程、冷却工程、クリーニング工程などの各工程で、処理室２２内のサセプタ６４の上下方向の位置（基板処理位置Ａ、基板移載位置Ｂ及び冷却位置Ｃ等）を多段階に調整できるよう構成されている。
【0028】
また、サセプタ６４は、支持軸７６の昇降回転機構７７による回転により、支持軸７６を中心に回転されるように構成されている。すなわち、サセプタ６４は、基板１２を保持した状態で任意の速度で回転可能に構成されている。
【0029】
（排気系）
容器本体１８には、排気孔４８，８０を介して、処理室２２内の雰囲気を排気する排気系４６が設けられている。排気孔４８には、排気配管５０が接続されている。排気孔８０には、排気配管８１が接続されている。排気配管５０には、ガス流上流方向から順に、圧力センサ５２と、バルブ５４と、処理室２２内の圧力を調整する圧力調整器であるＡＰＣバルブ５６と、真空ポンプ５８が設けられている。排気配管８１にはバルブ８２が設けられている。排気配管８１は、排気配管５０のバルブ５４とＡＰＣバルブ５６の間に接続されている。排気配管５０、圧力センサ５２、バルブ５４、排気配管８１、バルブ８２、及びＡＰＣバルブ５６により、排気系４６が構成される。真空ポンプ５８を排気系４６に含めても良い。圧力センサ５２は、処理室２２内の圧力を監視する。圧力センサ５２により取得された圧力値に基づいて、ＭＦＣ４２ａ～４２ｄ、バルブ４０ａ～４０ｄ，５４，８２、ＡＰＣバルブ５６等を制御して、ガスの供給量及び排気量を調整することにより、処理室２２内の圧力は所望の値に制御される。
容器本体１８には、排気孔４８，８０を介して、処理室２２内の雰囲気を排気する排気系４６が設けられている。排気孔４８には、排気配管５０が接続されている。排気孔８０には、排気配管８１が接続されている。排気配管５０には、ガス流上流方向から順に、圧力センサ５２と、バルブ５４と、処理室２２内の圧力を調整する圧力調整器であるＡＰＣバルブ５６と、真空ポンプ５８が設けられている。排気配管８１にはバルブ８２が設けられている。排気配管８１は、排気配管５０のバルブ５４とＡＰＣバルブ５６の間に接続されている。排気配管５０、圧力センサ５２、バルブ５４、排気配管８１、バルブ８２、及びＡＰＣバルブ５６により、排気系４６が構成される。真空ポンプ５８を排気系４６に含めても良い。圧力センサ５２は、処理室２２内の圧力を監視する。圧力センサ５２により取得された圧力値に基づいて、ＭＦＣ４２ａ～４２ｄ、バルブ４０ａ～４０ｄ，５４，８２、ＡＰＣバルブ５６等を制御して、ガスの供給量及び排気量を調整することにより、処理室２２内の圧力は所望の値に制御される。
【0030】
（制御部）
制御部（制御手段）としてのコントローラ１２１は、後述の基板処理工程を行うように、上述の各部を制御する。
制御部（制御手段）としてのコントローラ１２１は、後述の基板処理工程を行うように、上述の各部を制御する。
【0031】
図４に示すように、コントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１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１２４が接続されている。
【0032】
記憶装置１２１ｃ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１２１ｃ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１２１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、ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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。
【0033】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ４２ａ～４２ｄ、バルブ４０ａ～４０ｄ，５４，８２、ＡＰＣバルブ５６、真空ポンプ５８、ゲートバルブ７０、昇降回転機構７７、ヒータ６２、基板移載機１０４等に接続されている。
【0034】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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１２４からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃ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、ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、ヒータ６２による基板１２の加熱・冷却動作、ＡＰＣバルブ５６による圧力調整動作、ＭＦＣ４２ａ～４２ｄとバルブ４０ａ～４０ｄ，５４，８２による各ガスの流量調整動作、昇降回転機構７７によるサセプタ６４の昇降回転動作等を制御するように構成されている。
【0035】
なお、コントローラ１２１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よい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）１２３を用意し、係る外部記憶装置１２３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、本態様に係るコントローラ１２１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１２３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１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３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１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【0036】
（２）基板処理工程
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置の処理容器２０２を用いて基板１２上に薄膜を形成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１２１により制御される。
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置の処理容器２０２を用いて基板１２上に薄膜を形成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１２１により制御される。
【0037】
図５は、本開示の一態様に係る基板処理工程の概要を示すフロー図である。
【0038】
（基板搬入・加熱工程：Ｓ１１）
先ず、サセプタ６４を昇降回転機構７７により、図２に示す基板移載位置Ｂまで下降させことにより、サセプタ６４の貫通孔６５に支持ピン７４を貫通させる。その結果、支持ピン７４が、サセプタ６４の表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ７０を開いて移載領域２２ｂを基板搬送室１０３と連通させる。そして、基板移載機１０４を用いて基板１２を基板搬送室１０３から移載領域２２ｂに搬入し、支持ピン７４上に基板１２を移載する。これにより、基板１２は、サセプタ６４の表面から突出した支持ピン７４上に水平姿勢で支持される。
先ず、サセプタ６４を昇降回転機構７７により、図２に示す基板移載位置Ｂまで下降させことにより、サセプタ６４の貫通孔６５に支持ピン７４を貫通させる。その結果、支持ピン７４が、サセプタ６４の表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ７０を開いて移載領域２２ｂを基板搬送室１０３と連通させる。そして、基板移載機１０４を用いて基板１２を基板搬送室１０３から移載領域２２ｂに搬入し、支持ピン７４上に基板１２を移載する。これにより、基板１２は、サセプタ６４の表面から突出した支持ピン７４上に水平姿勢で支持される。
【0039】
処理室２２内に基板１２を搬入したら、基板移載機１０４を処理室２２の外へ退避させ、ゲートバルブ７０を閉じて処理室２２内を密閉する。その後、サセプタ６４を昇降回転機構７７により上昇させることにより、サセプタ６４の載置面上に基板１２を載置させる。そして、さらにサセプタ６４を基板処理位置Ａまで上昇させることにより、処理領域２２ａまで基板１２を上昇させる。
【0040】
基板１２が処理領域２２ａに搬入され、サセプタ６４が基板処理位置Ａまで上昇すると、バルブ５４を開き、処理領域２２ａとＡＰＣバルブ５６の間を連通させるとともに、ＡＰＣバルブ５６と真空ポンプ５８の間を連通させる。ＡＰＣバルブ５６は、排気配管５０のコンダクタンスを調整することで、真空ポンプ５８による処理領域２２ａの排気流量を制御し、処理領域２２ａを所定の圧力に維持する。
【0041】
このようにして、基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）では、処理室２２内を所定の圧力となるように制御するとともに、基板１２の表面温度が、処理温度である例えば７００～１０００℃となるようにヒータ６２を制御する。
【0042】
なお、本明細書における処理温度とは基板１２の温度または処理室２２内の温度のことを意味し、処理圧力とは処理室２２内の圧力のことを意味する。また、処理時間とは、その処理を継続する時間を意味する。これらは、以下の説明においても同様である。
【0043】
また、本明細書における「７００～１０００℃」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、「７００～１０００℃」とは「７００℃以上１０００℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
【0044】
（成膜工程：Ｓ１２）
次に、成膜工程（Ｓ１２）として、次のステップＳ１０１～Ｓ１０５を行う。成膜工程（Ｓ１２）では、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返す。
次に、成膜工程（Ｓ１２）として、次のステップＳ１０１～Ｓ１０５を行う。成膜工程（Ｓ１２）では、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返す。
【0045】
また、成膜工程では、図１に示す基板処理位置Ａにおいて、サセプタ６４に基板１２を支持した状態で、基板１２を加熱すると共に、サセプタ６４によって区分された処理領域２２ａ内に処理ガスを供給する。このため、成膜工程を、基板処理工程と称しても良い。
【0046】
（原料ガス供給：ステップＳ１０１）
先ず、処理領域２２ａ内の基板１２に対して原料ガスを供給して排気する。具体的には、バルブ４０ａを開き、ガス供給管３８ａ内に原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ４２ａにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理領域２２ａ内へ供給され、環状路６６、排気孔４８を介して排気配管５０から排気される。このとき、バルブ４０ｃを開き、ガス供給管３８ｃから不活性ガスを供給してもよい。このとき、バルブ５４が開状態とされ、ＡＰＣバルブ５６によって処理領域２２ａの圧力が所定の処理圧力となるように制御される。
先ず、処理領域２２ａ内の基板１２に対して原料ガスを供給して排気する。具体的には、バルブ４０ａを開き、ガス供給管３８ａ内に原料ガスを流す。原料ガスは、ＭＦＣ４２ａにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理領域２２ａ内へ供給され、環状路６６、排気孔４８を介して排気配管５０から排気される。このとき、バルブ４０ｃを開き、ガス供給管３８ｃから不活性ガスを供給してもよい。このとき、バルブ５４が開状態とされ、ＡＰＣバルブ５６によって処理領域２２ａの圧力が所定の処理圧力となるように制御される。
【0047】
本ステップにおいて基板１２に対して原料ガスを供給することにより、基板１２上に第１層が形成される。
【0048】
原料ガスとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を含む原料ガスを用いることができる。Ｓｉを含む原料ガスとして、例えばジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）等のクロロシラン系ガスや、テトラフルオロシラン（ＳｉＦ４）ガス等のフルオロシラン系ガスや、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）等の無機シラン系ガスや、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）等のアミノシラン系ガス等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。
【0049】
不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスや、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）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。
【0050】
（パージ：ステップＳ１０２）
原料ガスの供給を停止した後は、処理領域２２ａのパージを行う。具体的には、バルブ４０ａを閉じ、原料ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ５６は開いたままとして、真空ポンプ５８により処理領域２２ａ内を真空排気し、処理領域２２ａ内に残留する未反応もしくは第１層の形成に寄与した後の原料ガスや副生成物を処理領域２２ａ内から排除する。このとき、バルブ４０ｃは開いたままとして、不活性ガスの処理領域２２ａ内への供給を維持する。不活性ガスはパージガスとして作用する。
原料ガスの供給を停止した後は、処理領域２２ａのパージを行う。具体的には、バルブ４０ａを閉じ、原料ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ５６は開いたままとして、真空ポンプ５８により処理領域２２ａ内を真空排気し、処理領域２２ａ内に残留する未反応もしくは第１層の形成に寄与した後の原料ガスや副生成物を処理領域２２ａ内から排除する。このとき、バルブ４０ｃは開いたままとして、不活性ガスの処理領域２２ａ内への供給を維持する。不活性ガスはパージガスとして作用する。
【0051】
（反応ガス供給：ステップＳ１０３）
続いて、処理領域２２ａ内の基板１２に対して反応ガスを供給して排気する。具体的には、バルブ４０ｂを開き、ガス供給管３８ｂ内に反応ガスを流す。反応ガスは、ＭＦＣ４２ｂにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理領域２２ａ内へ供給され、排気配管５０から排気される。このとき、バルブ４０ｃを開き、ガス供給管３８ｃから不活性ガスを供給してもよい。このとき、バルブ５４が開状態とされ、ＡＰＣバルブ５６によって処理領域２２ａの圧力が所定の処理圧力となるように制御される。
続いて、処理領域２２ａ内の基板１２に対して反応ガスを供給して排気する。具体的には、バルブ４０ｂを開き、ガス供給管３８ｂ内に反応ガスを流す。反応ガスは、ＭＦＣ４２ｂにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理領域２２ａ内へ供給され、排気配管５０から排気される。このとき、バルブ４０ｃを開き、ガス供給管３８ｃから不活性ガスを供給してもよい。このとき、バルブ５４が開状態とされ、ＡＰＣバルブ５６によって処理領域２２ａの圧力が所定の処理圧力となるように制御される。
【0052】
本ステップにおいて基板１２に対して反応ガスを供給することにより、基板１２上の第１層を第２層に改質する。
【0053】
反応ガスとして、例えば窒素（Ｎ）を含むＮ含有ガスを用いることができる。Ｎ含有ガスとして、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の窒化水素系のガス等を用いることができる。反応ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0054】
（パージ：ステップＳ１０４）
反応ガスの供給を停止した後は、処理領域２２ａのパージを行う。具体的には、バルブ４０ｂを閉じ、反応ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ５６は開いたままとして、真空ポンプ５８により処理領域２２ａを真空排気し、処理領域２２ａ内に残留する未反応もしくは第２層の改質に寄与した後の反応ガスや副生成物を処理領域２２ａ内から排除する。このとき、バルブ４０ｃは開いたままとして、不活性ガスの処理領域２２ａ内への供給を維持する。不活性ガスはパージガスとして作用する。
反応ガスの供給を停止した後は、処理領域２２ａのパージを行う。具体的には、バルブ４０ｂを閉じ、反応ガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ５６は開いたままとして、真空ポンプ５８により処理領域２２ａを真空排気し、処理領域２２ａ内に残留する未反応もしくは第２層の改質に寄与した後の反応ガスや副生成物を処理領域２２ａ内から排除する。このとき、バルブ４０ｃは開いたままとして、不活性ガスの処理領域２２ａ内への供給を維持する。不活性ガスはパージガスとして作用する。
【0055】
（所定回数実施：ステップＳ１０５）
上述したステップＳ１０１～Ｓ１０４を１サイクルとし、このサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことにより、基板１２上に所定の膜を形成する。所定の膜として、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する。
上述したステップＳ１０１～Ｓ１０４を１サイクルとし、このサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことにより、基板１２上に所定の膜を形成する。所定の膜として、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する。
【0056】
（基板搬出工程：Ｓ１３）
基板１２上に所定の膜を形成したら、上述した基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）と逆の手順にて、サセプタ６４を昇降回転機構７７により基板１２の基板移載位置Ｂまで下降させことにより、処理済みの基板１２を処理室２２から基板搬送室１０３へ搬出する。
基板１２上に所定の膜を形成したら、上述した基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）と逆の手順にて、サセプタ６４を昇降回転機構７７により基板１２の基板移載位置Ｂまで下降させことにより、処理済みの基板１２を処理室２２から基板搬送室１０３へ搬出する。
【0057】
（判定工程：Ｓ１４）
以上の基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）、成膜工程（Ｓ１２）、基板搬出工程（Ｓ１３）を１サイクルとして、コントローラ１２１は、このサイクルを所定回数（ｍ回、ｍは１以上の整数）行ったかを判定する（Ｓ１４）。そして、所定回数行っていない場合には、ステップＳ１１へ戻り、基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）と同様の手順にて、次に待機している未処理の基板１２を処理容器２０２内に搬入し、搬入された基板１２に対して、上述した成膜工程（Ｓ１２）が実行されることになる。そして、所定回数行った場合には、次の冷却工程（Ｓ１５）を実行する。
以上の基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）、成膜工程（Ｓ１２）、基板搬出工程（Ｓ１３）を１サイクルとして、コントローラ１２１は、このサイクルを所定回数（ｍ回、ｍは１以上の整数）行ったかを判定する（Ｓ１４）。そして、所定回数行っていない場合には、ステップＳ１１へ戻り、基板搬入・加熱工程（Ｓ１１）と同様の手順にて、次に待機している未処理の基板１２を処理容器２０２内に搬入し、搬入された基板１２に対して、上述した成膜工程（Ｓ１２）が実行されることになる。そして、所定回数行った場合には、次の冷却工程（Ｓ１５）を実行する。
【0058】
（冷却工程：Ｓ１５）
冷却工程（Ｓ１５）では、ヒータ６２への電力供給を停止し、ゲートバルブ７０を閉じる。そして、サセプタ６４を昇降回転機構７７により、図３に示す冷却位置Ｃまで下降させ、処理領域２２ａと移載領域２２ｂの両方に冷却ガスを所定時間供給する。ここで、冷却位置Ｃは、基板処理位置Ａよりも下方であって、好ましくは基板移載位置Ｂ、さらに好ましくは基板移載位置Ｂよりも下方とする。このようにして、サセプタ６４の載置面とガス導入部２６との間隔を広くして、サセプタ６４の上方の空間の体積を大きくする。すなわち、サセプタ６４を、処理領域２２ａよりも下方の移載領域２２ｂに移動させた状態で、処理容器２０２内に冷却ガスを所定時間供給して、処理容器２０２内の温度を所定の温度であって、処理温度よりも低い、クリーニング温度以下に冷却する。
冷却工程（Ｓ１５）では、ヒータ６２への電力供給を停止し、ゲートバルブ７０を閉じる。そして、サセプタ６４を昇降回転機構７７により、図３に示す冷却位置Ｃまで下降させ、処理領域２２ａと移載領域２２ｂの両方に冷却ガスを所定時間供給する。ここで、冷却位置Ｃは、基板処理位置Ａよりも下方であって、好ましくは基板移載位置Ｂ、さらに好ましくは基板移載位置Ｂよりも下方とする。このようにして、サセプタ６４の載置面とガス導入部２６との間隔を広くして、サセプタ６４の上方の空間の体積を大きくする。すなわち、サセプタ６４を、処理領域２２ａよりも下方の移載領域２２ｂに移動させた状態で、処理容器２０２内に冷却ガスを所定時間供給して、処理容器２０２内の温度を所定の温度であって、処理温度よりも低い、クリーニング温度以下に冷却する。
【0059】
ここで、上述したステップＳ１１～Ｓ１３を所定回数行うと、処理容器２０２内の壁面やサセプタ６４等の部材等には膜が堆積される。処理容器２０２内に堆積された膜は、パーティクルの要因となるため、堆積された膜を、クリーニング処理を行って除去する場合がある。また、クリーニング処理において用いられるクリーニングガスは、腐食性のガスを用いるため、高温で成膜処理（基板処理ともいう）を行った後に、高温のままクリーニング処理を行うと、不具合を起こす箇所がある場合がある。このため、成膜処理後のクリーニング処理を行う前に、処理容器２０２内を所望の温度に下げる処理を行うが、処理容器２０２内の温度を、基板を処理する処理温度から、クリーニング処理を行うクリーニング温度に降温させるには時間を要する場合がある。
【0060】
また、基板に薄膜を形成する方法として、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が存在する。ＡＬＤでは、短いサイクルでガスの供給と排気とを行って、処理室内のガスの入れ替えを行って基板上に膜を形成する。このため、ＡＬＤでは、ガス置換効率を上げるように、図１に示すように、基板１２とガス導入部２６との間隔を狭くして、サセプタ６４の上方の空間である処理領域２２ａの体積を小さくして成膜処理を行う。
【0061】
しかし、成膜処理後に、サセプタ６４が基板処理位置Ａにある状態のまま冷却ガスを供給すると狭空間に冷却ガスを供給することになる。このような狭空間である処理領域２２ａに大量の冷却ガスを供給しつつ、処理領域２２ａを一定の圧力下に保つとなると、処理領域２２ａに供給される冷却ガスの流速が速くなる。これにより、処理領域２２ａ内の処理容器２０２の内壁面やサセプタ６４上に堆積した膜が剥がれる場合がある。
【0062】
これに対して、サセプタ６４の位置を基板処理位置Ａよりも下げて移載領域２２ｂに配するようにすることによってサセプタ６４の上方の空間が広くなる。これにより、冷却ガスの流速を速くしないで冷却ガスの供給量を増やすことが可能となり、堆積した膜の剥がれを抑制しながら、冷却効率を向上させることが可能となる。
【0063】
つまり、本態様では、サセプタ６４を基板処理位置Ａよりも下方の冷却位置Ｃに移動させて、処理領域２２ａよりも下方の移載領域２２ｂに移動させた状態で、処理室２２内に冷却ガスを供給する。これにより、基板処理位置Ａで冷却ガスを供給した場合と比較して、大量に処理室２２内に冷却ガスを供給することができる。さらに、処理室２２には、処理領域２２ａに連通する排気孔４８と、移載領域２２ｂに連通する排気孔８０とを有するため、それぞれに連通された排気配管５０，８１に設けられたバルブ５４，８２を開いて、排気することにより、処理室２２内に大量に供給された冷却ガスを排気孔４８，８０を介して大量に排気することが可能となり、冷却時間が短縮され、冷却効率が向上する。
【0064】
また、上述したように、サセプタ６４の基板載置面とガス導入部２６との間隔は、上述した成膜工程（Ｓ１２）におけるサセプタ６４の基板載置面とガス導入部２６との間隔よりも広くしている。これにより、サセプタ６４に内蔵されたヒータ６２による影響を少なくして、ヒータ６２による熱またはサセプタ６４に蓄積した熱から、ガス導入部２６の温度の上昇を抑制することができる。
【0065】
具体的には、バルブ５４，８２を開状態とし、バルブ４０ｃを開いて、ガス供給管３８ｃ内に冷却ガスを流す。冷却ガスは、ＭＦＣ４２ｃにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理室２２内へ供給され、排気孔４８，８０を介して排気配管５０，８１から排気される。
【0066】
このとき、バルブ５４が開状態とされ、ＡＰＣバルブ５６によって処理室２２内の圧力を、基板処理時である成膜工程時における処理室２２内の圧力よりも高い圧力に調整し、例えば大気圧となるようにする。これにより処理室２２内の熱伝導効果が高くなり、処理室２２内の冷却効果を高めることができる。
【0067】
なお、本ステップにおいて、排気孔４８，８０にそれぞれ連通される排気配管５０，８１に設けられたバルブ５４，８２の両方のバルブを開いて排気する場合を用いて説明したが、バルブ５４，８２の少なくとも一方を用いて処理室２２内の圧力を制御するようにしてもよい。いずれか一方のバルブを用いた場合であっても、ＡＰＣバルブ５６によって処理室２２内の圧力を、基板処理時における処理室２２内の圧力よりも高い圧力に調整することが可能となる。これにより上述と同様の効果が得られる。
【0068】
冷却ガスとして、熱伝導性に優れたガスであり、例えばＮ２ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、水素（Ｈ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等を用いることができる。冷却ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。
【0069】
（クリーニング工程：Ｓ１６）
クリーニング工程（Ｓ１６）では、処理室２２内に、クリーニングガスを所定時間供給する。このとき、サセプタ６４の位置は、基板処理位置Ａと基板移載位置Ｂと冷却位置Ｃのいずれでもよい。そして、基板処理時の処理温度よりも低いクリーニング温度で処理室２２にクリーニングガスを供給する。
クリーニング工程（Ｓ１６）では、処理室２２内に、クリーニングガスを所定時間供給する。このとき、サセプタ６４の位置は、基板処理位置Ａと基板移載位置Ｂと冷却位置Ｃのいずれでもよい。そして、基板処理時の処理温度よりも低いクリーニング温度で処理室２２にクリーニングガスを供給する。
【0070】
具体的には、バルブ５４，８２を開状態とし、バルブ４０ｄを開いて、ガス供給管３８ｄ内にクリーニングガスを流す。クリーニングガスは、ＭＦＣ４２ｄにより流量調整され、ガス供給管３６、ガス導入口３４及びガス導入部２６を介して処理室２２内へ供給され、排気孔４８，８０を介して排気配管５０，８１から排気される。このとき、ＡＰＣバルブ５６によって処理室２２内の圧力が所定圧力となるように制御される。これにより、ガス供給管３６、ガス導入口３４、ガス分散板３０、シャワープレート３２内やサセプタ６４や支持軸７６や処理容器２０２の内壁等に堆積された堆積物が、真空ポンプ５８により、排気配管８１，５０を介して処理室２２から除去される。
【0071】
すなわち、クリーニング工程では、冷却工程の後、サセプタ６４に基板１２が載置されていない状態で、処理容器２０２内にクリーニングガスを供給して、ガス供給管３６、ガス導入口３４、ガス分散板３０、シャワープレート３２内やサセプタ６４や支持軸７６や処理容器２０２の内壁等をクリーニングする。
【0072】
クリーニングガスとして、例えば、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、塩化水素（ＨＣｌ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、塩素（Ｃｌ２）、フッ素（Ｆ２）、フッ化水素（ＨＦ）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）、四臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）および臭素（Ｂｒ２）からなる群から選択される少なくとも何れか一つを含む、ハロゲン元素を含むガスを用いることができる。
【0073】
（昇温工程：Ｓ１７）
クリーニング工程（Ｓ１６）の後、サセプタ６４を昇降回転機構７７により上昇させることにより、サセプタ６４を処理領域２２ａの基板処理位置Ａまで移動させる。そして、処理室２２の温度を基板処理時の処理温度に加熱する。
クリーニング工程（Ｓ１６）の後、サセプタ６４を昇降回転機構７７により上昇させることにより、サセプタ６４を処理領域２２ａの基板処理位置Ａまで移動させる。そして、処理室２２の温度を基板処理時の処理温度に加熱する。
【0074】
（プレコーティング工程：Ｓ１８）
処理室２２内の温度が処理温度に昇温したら、上述した成膜工程Ｓ１２を行う。つまり、サセプタ６４上に基板１２が載置されていない状態で、処理領域２２ａに原料ガスと反応ガスを供給して、処理領域２２ａの内壁やサセプタ６４の載置面等に被膜を形成する。これにより、クリーニングガスに含まれるフッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）やホウ素（Ｂｒ）等のハロゲン元素等の不純物が、パーティクルとして基板１２に付着するのを抑制できる。
処理室２２内の温度が処理温度に昇温したら、上述した成膜工程Ｓ１２を行う。つまり、サセプタ６４上に基板１２が載置されていない状態で、処理領域２２ａに原料ガスと反応ガスを供給して、処理領域２２ａの内壁やサセプタ６４の載置面等に被膜を形成する。これにより、クリーニングガスに含まれるフッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）やホウ素（Ｂｒ）等のハロゲン元素等の不純物が、パーティクルとして基板１２に付着するのを抑制できる。
【0075】
＜本開示の他の態様＞
次に、本開示の他の態様に係る基板処理装置について、図６を用いて説明する。なお、本態様における基板処理装置は、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、本開示の他の態様に係る基板処理装置について、図６を用いて説明する。なお、本態様における基板処理装置は、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0076】
本態様では、処理室２２と連通する基板搬送室１０３を利用して上述した冷却工程Ｓ１５を行う。基板搬送室１０３は、処理容器２０２に隣接して配置される筐体１０２により構成されている。基板搬送室１０３には、基板移載機１０４が配設されている。
【0077】
筐体１０２には、基板搬送室１０３内に冷却ガスとしての不活性ガスを供給するガス供給管１０６が接続されている。ガス供給管１０６には、ガス供給上流方向側から順に、ガス供給源１１２、ＭＦＣ１１０、バルブ１０８が設けられている。ガス供給管１０６、ＭＦＣ１１０、バルブ１０８により不活性ガス供給系１３０が構成される。ガス供給源１１２を不活性ガス供給系１３０に含めても良い。不活性ガス供給系１３０を冷却ガス供給系と称しても良い。
【0078】
また、筐体１０２には、基板搬送室１０３内の雰囲気を排気する排気配管１１４が接続されている。排気配管１１４には、ガス流上流方向側から順に、圧力センサ１１６、バルブ１１８、ＡＰＣバルブ１２０、真空ポンプ１２２が設けられている。排気配管１１４、圧力センサ１１６、バルブ１１８、ＡＰＣバルブ１２０により排気系１３１が構成される。真空ポンプ１２２を排気系１３１に含めても良い。
【0079】
そして、上述した基板処理工程における冷却工程Ｓ１５において、ガス供給管３８ｃから冷却ガスを供給する際に、ゲートバルブ７０を開けて、ガス供給管１０６から基板搬送室１０３内に冷却ガスとしての不活性ガスを供給する。すなわち、コントローラ１２１は、処理室２２への冷却ガスの供給を、ガス導入部２６に加えて、処理室２２と連通する基板搬送室１０３から供給するように制御する。つまり、上述した冷却工程において、処理領域２２ａと移載領域２２ｂの両方にそれぞれ冷却ガスを供給する。
【0080】
すなわち、上述した冷却工程（Ｓ１５）において、ヒータ６２への電力供給を停止し、サセプタ６４を昇降回転機構７７により基板１２の冷却位置Ｃまで下降させ、冷却位置Ｃにおいて、冷却ガスを所定時間供給する。つまり、サセプタ６４を、処理領域２２ａよりも下方の移載領域２２ｂに移動させた状態で、処理室２２に、ガス導入部２６と、処理室２２と連通する基板搬送室１０３の搬送口６０から冷却ガスを供給する処理を行う。すなわち、サセプタ６４に基板１２が載置されていない状態で、サセプタ６４とガス導入部２６との間隔を広くした状態で、処理容器２０２内に冷却ガスを所定時間供給する。さらに、処理室２２には、処理領域２２ａに連通する排気孔４８と、移載領域２２ｂに連通する排気孔８０とを有するため、それぞれに連通された排気配管５０，８１に設けられたバルブ５４，８２を開いて、排気することにより、処理室２２内に大量に供給された冷却ガスを排気孔４８，８０を介して大量に排気することが可能となり、冷却時間が短縮され、冷却効率が向上する。
【0081】
本態様においても、上述の態様と同様の効果が得られる。また、本態様においては、ガス供給系２８に加えて、加熱機構のない基板搬送室１０３側からも冷却ガスが供給されることにより、冷却効率をさらに向上させることができる。
【0082】
以上に、本開示の一態様を具体的に説明したが、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。
【0083】
例えば、上述した態様では、基板処理装置が行う成膜処理において、原料ガスとしてＳｉ含有ガスを用い、反応ガスとしてＮ含有ガスを用いて、それらを交互に供給することによって基板１２上にＳｉＮ膜を形成する場合を例に挙げたが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスは、Ｓｉ含有ガスやＮ含有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、これらを交互に供給して成膜処理を行うのであれば、本開示を適用することが可能である。
【0084】
また、上述した態様では、冷却ガスとして、不活性ガスと同様のガスを用いる場合を例にして説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、不活性ガス供給系とは別に、冷却ガス供給系を設けても良い。
【0085】
また、上述した態様では、冷却工程において、ヒータ６２の電力供給を停止して行う場合を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、冷却工程において、ヒータ６２の電力供給を維持した状態で行ってもよい。
【0086】
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。
【符号の説明】
【0087】
１２ 基板
２２ 処理室
２８ ガス供給系
４６ 排気系
６２ ヒータ（加熱機構）
６４ サセプタ（基板載置台）
１２１ コントローラ
２２ 処理室
２８ ガス供給系
４６ 排気系
６２ ヒータ（加熱機構）
６４ サセプタ（基板載置台）
１２１ コントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
