CN106531663A - 衬底处理装置以及半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及衬底处理装置以及半导体装置的制造方法，在具有多个处理模块时，将各处理模块的处理衬底的条件维持在获得规定品质的条件。一种衬底处理装置，其构成为具有处理衬底的多个处理模块；和分别设置在各个多个处理模块的热介质的流路；和检测流经流路的热介质的状态的传感器；和对应各个多个处理模块从而独立设置的、并且使调整处理模块的温度的热介质流入流路并基于传感器的检测结果将流经流路的热介质控制在规定状态的多个调温部。

Description

衬底处理装置以及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及衬底处理装置以及半导体装置的制造方法。
背景技术
作为在半导体装置的制造工序中使用的衬底处理装置的一个方式例如有构成为如下结构的方式：以搬送室为中心以放射状配置多个(例如，四个)具有处理室(反应器)的处理模块。在这样的构成的衬底处理装置中，虽然能够在各处理模块中并行进行对晶片等衬底的处理，但是需要使每个处理模块的处理条件相同。为此，在各处理模块中设置流路、并向各个流路连接调温部。并且，调温部向各流路流入热介质并使热介质循环，从而将各处理模块的处理室维持在规定温度(例如，50℃左右)。
发明内容
[发明要解决的问题]
在上述构成的衬底处理装置中，在提高生产率的情况下，有时在各处理模块间进行同样的处理。这种情况下，从成品率的问题考虑，在各处理模块处理的各个衬底需要保持一定的品质。为此，需要将各处理模块的处理条件维持在能够得到规定品质的条件。本文所述的处理条件，例如为温度条件。
本发明的目的在于，即便在具有多个处理模块的情况下，也能将各处理模块的处理衬底的条件维持在能够得到规定品质的条件。
[解决问题的手段]
根据本发明的一个方案，提供这样一种技术，其具有处理衬底的多个处理模块；和设置在各个所述多个处理模块中的热介质的流路；和检测流经所述流路的热介质的状态的传感器；和对应各个所述多个处理模块从而独立设置的、并且使调整所述处理模块的温度的热介质流入在该处理模块中设置的所述流路并基于所述传感器的检测结果将流经该流路的热介质控制在规定状态的多个调温部。
[发明效果]
根据本发明，在具有多个处理模块的情况下，也能将各处理模块的处理衬底的条件维持在能够得到规定品质的条件。
附图说明
图1为示出本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
图2为示意性地示出本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置的处理室的示意构成的例子的说明图。
图3为示意性地示出本发明的第一实施方式所述的衬底处理装置中的配管的卷装状态的例子的说明图，其中(a)为俯视图、(b)为图1或图3(a)中的A-A截面图、(c)为图3(b)中的B向视图。
图4为示出本发明的第一实施方式涉及的衬底处理工序的概要的流程图。
图5为示出图4的衬底处理工序中的成膜工序的详细的流程图。
图6为示意性地示出本发明的比较例涉及的衬底处理装置的例子的说明图。
图7为示出本发明的第二实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
图8为示出本发明的第三实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
符号说明
1…衬底处理装置、10…主体部、20…调温系统部、200…晶片(衬底)、280…控制器、281…运算部、282…存储部、283…外部存储装置、310a～310d…配管、311…上游配管部、312…下游配管部、313,314…阀、315a～315d…传感器(上游传感器)、316…贯通配管部、316a…上段侧贯通配管部、316b…下段侧贯通配管部、317…外周配管部、317a…上段侧外周配管部、317b…下段侧外周配管部、318…上游侧连接管部、319…下游侧连接管部、320a～320d…调温部、321…循环槽、322…加热单元、323…冷却单元、324…泵、325…流量控制部、331a～331d…传感器(下游传感器)、PM1a～PM1d…处理模块、RC1～RC8、RCL、RCR…处理室。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[本发明的第一实施方式]
首先，对本发明的第一实施方式进行说明。
(1)衬底处理装置的构成
图1为示出本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
大致区分的话，图例的衬底处理装置1的构成具有衬底处理装置的主体部10、调温系统部20和控制器280。
<主体部的构成>
衬底处理装置1的主体部10为在衬底搬送腔室的周围具有多个处理腔室的、即所谓簇型的主体部。簇型的衬底处理装置1的主体部10对作为衬底的晶片200进行处理，并且主要由IO工作台110、大气搬送室120、加载互锁室130、真空搬送室140、处理模块(处理模块:Process Module)PM1a～PM1d构成。下面，对各构成进行具体说明。在图1的说明中，关于前后左右，X1方向为右、X2方向为左、Y1方向为前、Y2方向为后。
(大气搬送室·IO工作台)
在衬底处理装置1的近前侧设置IO工作台(装载端口)110。在IO工作台110上搭载有多个容纳多片晶片的FOUP(Front Opening Unified Pod:以下成为“晶盒”)111。晶盒111用作搬送硅(Si)衬底等晶片200的载体。在晶盒111内，构成为将未处理的晶片200或已处理的晶片200分别以水平姿态容纳多个。
在晶盒111设置罩体112，并通过后述的晶盒开启部121而开闭。晶盒开启部121打开或关闭载置在IO工作台110上的晶盒111的罩体112、并且通过使衬底出入口打开/关闭从而使晶片200能够相对于晶盒111出入。晶盒111通过图中未示出的AMHS(AutomatedMaterial Handling Systems：自动晶片搬送系统)相对于IO工作台110供给或排出。
IO工作台110与大气搬送室120相邻。大气搬送室120在与IO工作台1100不同的面处连接有后述的加载互锁室130。
在大气搬送室120内设置有移载晶片200的大气搬送机器人122。大气搬送机器人122以下述方式构成：通过设置于大气搬送室120的未图示的升降机而升降，并且通过未图示的线性执行机构沿左右方向往返移动。
在大气搬送室120的左侧设置有将形成于晶片200的槽口(notch)或定向平面(orientation flat)对准的装置(以下，也称为预对准器)126。在大气搬送室120的上部，设置有供给清洁空气的未图示的清洁单元。
在大气搬送室120的壳体127的前侧设置有用于将晶片200相对于大气搬送室120搬入搬出的衬底搬入搬出口128和晶盒开启部121。在隔着衬底搬入搬出口128与晶盒开启部121相反的一侧、即壳体127的外侧，设置有IO工作台(装载端口)110。
晶盒开启部121将载置在IO工作台110的晶盒111的罩体112开闭，并通过使衬底出入口打开/关闭，从而使晶片200能够相对于晶盒111出入。晶盒111通过未图示的工序内搬送装置相对于IO工作台110而供给以及排出。
在大气搬送室120的壳体127的后侧设置有用于将晶片200向加载互锁室130搬入搬出的衬底搬入搬出口129。利用后述的闸阀133打开/关闭衬底搬入搬出口129，由此能够使晶片200进出。
(加载互锁室)
加载互锁室130与大气搬送室120相邻。如后文所述，在构成加载互锁室130的壳体131所具有的面中与大气搬送室120不同的面处配置有真空搬送室140。对于加载互锁室130而言，由于壳体131内的压力会根据大气搬送室120的压力和真空搬送室140的压力发生变化，所以构成为能耐受负压的结构。
在壳体131中的与真空搬送室140相邻一侧，设置有衬底搬入搬出口134。利用闸阀135打开/关闭衬底搬入搬出口134，由此能够使晶片200进出。
进而，在加载互锁室130内，设置有至少有两个用于载置晶片200的载置面的衬底载置台132。衬底载置面之间的距离根据后述机器人170的手臂所具有的末端执行器之间的距离进行设定。
(真空搬送室)
衬底处理装置1的主体部10包括作为搬送室(成为在负压下对晶片200进行搬送的搬送空间)的真空搬送室(输送组件，transfer module)140。构成真空搬送室140的壳体141在俯视下形成五角形，在五角形的各边连接有加载互锁室130及处理晶片200的处理模块PM1a～PM1d。在真空搬送室140的大致中央部设置有作为在负压下移载(搬送)晶片200的搬送机器人的机器人170。
在壳体141的侧壁中与加载互锁室130相邻的一侧，设置有衬底搬入搬出口142。利用闸阀135打开/关闭衬底搬入搬出口142，由此能够使晶片200进出。
设置于真空搬送室140内的真空搬送机器人170以下述方式构成：通过升降机，能够一边维持真空搬送室140的气密性一边进行升降。机器人170所具有的两个手臂180和190以能够升降的方式构成。
在壳体141的顶部、壳体141内设置有用于供给热传导气体的未图示的热传导气体供给孔。在热传导气体供给孔处设置有未图示的热传导气体供给管。在热传导气体供给管上，从上游开始依次设置有热传导气体源、质量流量控制器、阀(但均未图示)，对供给至壳体141内的热传导气体的供给量进行控制。热传导气体使用对在晶片200上形成的膜没有影响，并且热传导率高的气体。例如，使用氦(He)气或氮(N2)气、氢(H2)气。
真空搬送室140中的热传导气体供给部主要由热传导气体供给管、质量流量控制器、阀构成。需要说明的是，在非活性气体供给部内可以包括非活性气体源、气体供给孔。
在壳体141的底壁设置有未图示的、用于将壳体141的气氛排出的排气孔。在排气孔处设置有未图示的排气管。在排气管上，从上游开始依次设置有作为压力控制器的APC(Auto Pressure Controller)、泵(但均未图示)。
真空搬送室140中的气体排气部主要由排气管、APC构成。需要说明的是，在气体排气部内可以包括泵、排气孔。
通过气体供给部、气体排气部的协作来控制真空搬送室140的气氛。例如，控制壳体141内的压力。
在壳体141的五个侧壁之中，在未设置加载互锁室130的一侧上，以真空搬送室140为中心、以放射状安放的方式配置多个(例如，四个)处理模块PM1a～PM1d。各处理模块PM1a～PM1d用于对晶片进行处理。作为规定处理，其详细如后所述，可列举在晶片上形成薄膜的处理、将晶片表面氧化、氮化、碳化等处理、形成硅化物、金属等的膜、蚀刻晶片表面的处理、回流焊处理等各种衬底处理。
各处理模块PM1a～PM1d中设置作为用于对晶片进行处理的腔室的处理室(反应器)RC1～RC8。处理室RC1～RC8在各处理模块PM1a～PM1d中分别设置多个(例如，每处理模块设置两个)。具体而言，在处理模块PM1a处设置处理室RC1,RC2。在处理模块PM1b处设置RC3,RC4。在处理模块PM1c处设置处理室RC5,RC6。在处理模块PM1d处设置RC7,RC8。
设置在各处理模块PM1a～PM1d的各个处理室RC1～RC8构成为在彼此之间设置隔壁以使后述的处理空间201的气氛不混合，并且各处理室RC1～RC8成为独立的气氛。
需要说明的是，关于各处理模块PM1a～PM1d中的处理室RC1～RC8，其构成在后面描述。
壳体141的五个侧壁之中，在与各处理室RC1～RC8相向的壁上设置衬底搬入搬出口148。具体而言，与处理室RC1相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(1)。与处理室RC2相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(2)。与处理室RC3相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(3)。与处理室RC4相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(4)。与处理室RC5相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(5)。与处理室RC6相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(6)。与处理室RC7相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(7)。与处理室RC8相向的壁上设置衬底搬入搬出口148(8)。
各衬底搬入搬出口148通过闸阀149而打开/关闭，由此能够使晶片200出入。闸阀149按每个处理室RC1～RC8设置。具体而言，在处理室RC1之间设置149(1)、在处理室RC2之间设置149(2)。在处理室RC3之间设置149(3)、在处理室RC4之间设置149(4)。在处理室RC5之间设置149(5)、在处理室RC6之间设置149(6)。在处理室RC7之间设置149(7)、在处理室RC8之间设置149(8)。
当在处理室RC1～RC8与真空搬送室140之间将晶片200搬入取出时，使闸阀149处于打开状态，真空搬送机器人170的手臂180、190从该闸阀149进入，由此进行该晶片200的搬入取出。
<调温系统部的构成>
为了将各处理模块PM1a～PM1d中的处理条件维持在规定的范围内，调温系统部20对各处理模块PM1a～PM1d的温度进行调整。具体而言，通过以卷装的方式设置在各处理模块PM1a～PM1d上的作为热介质流路的配管310a～310d，使热介质在该配管310a～310d的管内流动并循环，由此将各处理模块PM1a～PM1d的处理室维持在规定温度(例如，50℃左右)。
在配管310a～310d的管内流动的热介质是用于将各处理模块PM1a～PM1d加热或者冷却从而控制在目标温度、并用于使调温系统部20和各处理模块PM1a～PM1d之间的热移动的流体。作为这样的热介质，认为可使用例如ガルデン(注册商标)这样的氟类热介质。若是氟类热介质，则可以是不燃性且可在低温至高温这样的广域温度范围内使用，并且电绝缘性优异。但是，并非一定要氟类热介质，只要是能充当热介质的流体，即便如水这样的液体状流体也可以，也可以是非活性气体那样的气体状流体。
这里，关于各处理模块PM1a～PM1d，有进行定期的维护的必要。并且，在进行维护的时候，停止向作为维护对象的处理模块PM1a～PM1d供给热介质。
此时，例如，即便维护对象是处理模块PM1a～PM1d的任意一者，也需要停止向全部的各处理模块PM1a～PM1d供给热介质，因此各处理模块PM1a～PM1d的工作效率显著降低。
另外，例如，即便仅停止向维护对象供给热介质，若对调温系统部20向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质进行一并管理，则随着热介质的供给停止或者供给再开，在调温系统部20内热收支发生变化，由此向并非维护对象的处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的温度发生变动。因此，在直至热介质的温度的变动稳定为止期间，需要等待然后再开始各处理模块PM1a～PM1d的处理，结果各处理模块PM1a～PM1d的工作效率降低。
因此，本实施方式中的调温系统部20具有对应于各个各处理模块PM1a～PM1d而独立设置的多个调温部320a～320d。通过这样的构成，调温系统部20可以实现以各处理模块PM1a～PM1d为单位的维护，从而抑制了各处理模块PM1a～PM1d的工作效率的降低。
(调温部)
构成调温系统部20的各调温部320a～320d使调整处理模块PM1a～PM1d的温度的热介质流入配管310a～310d，同时控制流入该配管310a～310d的热介质的状态。因此，如下所述，各调温部320a～320d以同样的方式构成。
各调温部320a～320d具有作为热介质的贮留容器的循环槽321。并且在循环槽321上设置加热热介质的加热单元322、和冷却热介质的冷却单元323。通过设置加热单元322以及冷却单元323，各调温部320a～320d具有了控制热介质的温度的功能。需要说明的是，加热单元322以及冷却单元323可以是利用公知技术而构成，本文省略对其的详细说明。
另外，在循环槽321处，连接有上游配管部311和下游配管部312，该上游配管部311作为为了向与相应的处理模块PM1a～PM1d供给热介质而位于该处理模块PM1a～PM1d的上游侧的上游流路部，该下游配管部312作为为了回收经过该处理模块PM1a～PM1d循环来的热介质而位于该处理模块PM1a～PM1d的下游侧的下游流路部。即，与各处理模块PM1a～PM1d相对应的配管310a～310d分别具有上游配管部311(参照图中实线)和下游配管部312(参照图中虚线)。并且，在上游配管部311中设置有施加用于使管内的热介质流动的驱动力(运动能)的泵324、和调整在管内流动的热介质的流量的流量控制部325。通过设置泵324以及流量控制部325，各调温部320a～320d具有了控制热介质的压力或者流量的至少一者的功能。需要说明的是，泵324以及流量控制部325利用公知的技术构成即可，本文省略对其的详细说明。
这样构成的各调温部320a～320d分别与各处理模块PM1a～PM1d分离、并集中汇集在一处而设置。即，具有各调温部320a～320d而成的调温系统部20例如可以集中设置在诸如工厂内的其他楼层这样的与具有各处理模块PM1a～PM1d而成的衬底处理装置1的主体部10相分离的场所。这是由于，衬底处理装置1的主体部10与调温系统部20所需的设置环境(清洁室内的清洁度等)不同，并且将调温系统部20中的各调温部320a～320d汇集设置的方式使得热介质管理等变得容易。
(配管)
如上所述，连接处理模块PM1a～PM1d及与其对应的调温部320a～320d的配管310a～310d具有位于处理模块PM1a～PM1d上游侧的上游配管部311和位于处理模块PM1a～PM1d下游侧的下游配管部312。并且，上游配管部311和下游配管部312之间的配管部分构成为卷装在处理模块PM1a～PM1d。需要说明的是，关于向处理模块PM1a～PM1d的卷装的具体方案，后面详细叙述。
在上游配管部311以及下游配管部312中分别设置用于将于管内形成的热介质的流路打开或关闭的阀313、314。另外，在上游配管部311中分别对应于各处理模块PM1a～PM1d而设置检测流经管内的热介质的状态的传感器315a～315d。作为热介质的状态，例如可列举该热介质的压力、流量、温度中的任一者、或者组合它们之中的多个。检测这样的状态的传感器315a～315d利用公知的技术构成即可，本文省略对其的详细说明。
顺便提及，各处理模块PM1a～PM1d配置为以放射状位于真空搬送室140的周围。另一方面，各调温部320a～320d与各处理模块PM1a～PM1d分离而汇集设置。由此，连接各处理模块PM1a～PM1d和各调温部320a～320d之间的配管310a～310d各自的管长构成为根据相应的处理模块PM1a～PM1d而不同。具体而言，例如，连接处理模块PM1a及与其相应的调温部320a之间的配管310a、以及连接处理模块PM1b及与其相应的调温部320b之间的配管310b的管长各自不同。
然而，即便在配管310a～310d的管长根据各处理模块PM1a～PM1d而不同时，自各传感器315a～315d的设置位置至各处理模块PM1a～PM1d的各配管310a～310d的管长也可以构成为将流经该配管310a～310d的热介质的状态的损失量设为规定范围内的长度。由此，能够抑制经各传感器315a～315d进行了状态检测的热介质直至到达各处理模块PM1a～PM1d的过程中该热介质的状态变化。具体而言，可将热介质的压力降低、流量降低、温度降低等的损失量控制在规定范围内。
另外，自各传感器315a～315d的设置位置至各处理模块PM1a～PM1d的各配管310a～310d的管长以各配管310a～310d分别为等长的方式构成。由此，经各传感器315a～315d进行了状态检测的热介质直至到达各处理模块PM1a～PM1d的过程中该热介质即便发生状态变化，也能抑制其状态变化根据各处理模块PM1a～PM1d而不同。
<控制器的构成>
控制器280充当控制衬底处理装置1的主体部10以及调温系统部20的处理动作的控制部(控制手段)发挥作用。因此，控制器280至少具有运算部281和由闪存或HDD(HardDisk Drive)等形成的存储部282，该运算部281由CPU(Central Processing Unit)或RAM(Random Access Memory)等的组合形成。在这样构成的控制器280中，运算部281根据上位控制器或使用者的指示，从存储部282读取各种程序或制程而运行。然后，运算部281按照读取的程序内容来控制主体部10或调温系统部20等中的处理动作。
需要说明的是，虽然可认为控制器280通过专用的计算机装置构成，但并不限于此，也可以通过通用的计算机装置构成。例如，准备保存上述程序等的外部存储装置(例如，磁带、软盘、或硬盘等磁盘、CD或DVD等光盘、MO等磁光盘、USB存储器或内存卡等半导体内存)283，使用该外部存储装置283将该程序等安装在通用计算机装置中，由此构成本实施方式所述的控制器280。另外，关于用于向计算机装置中提供程序等的手段，也不限于经外部存储装置283进行提供。例如，也可以使用网络或专用线路等通信手段，而不介由外部存储装置283来提供程序等。需要说明的是，存储部282或外部存储装置283构成为计算机可读取的记录介质。以下，将这些总称、也简单称为“记录介质”。需要说明的是，在本说明书中，使用了记录介质这样的语句时，有时仅单单包括存储部282、有时仅单单包括外部存储装置283，或者有时包括这两者。另外，在本说明书中，使用了程序这样的语句时，有时仅单单包括控制程序、有时仅单单包括应用程序，或者有时包括这两者。
(2)处理模块的构成
下面，就各处理模块PM1a～PM1d中的处理室RC1～RC8的构成进行说明。
各处理模块PM1a～PM1d充当单片式的衬底处理装置发挥作用，如已经说明的那样，分别构成为具有两个处理室(反应器)RC1～RC8。在任一处理模块PM1a～PM1d中，各处理室RC1～RC8构成相同。
这里，就各处理模块PM1a～PM1d中的各自的处理室RC1～RC8而言，说明其具体的构成。
图2为示意性地示出第一实施方式涉及的衬底处理装置的处理室的示意构成的例子的说明图。
(处理容器)
如图所示，各处理室RC1～RC8具有处理容器202。处理容器202构成为例如横截面为圆形且扁平的密封容器。处理容器202通过由例如石英或者陶瓷等非金属材料形成的上部容器2021、和由例如铝(Al)或者不锈钢(SUS)等金属材料形成的下部容器2022构成。在处理容器202内，在上方侧(比后述的衬底载置台212更上方的空间)，形成处理作为衬底的硅晶片等晶片200的处理空间(处理室)201，并且在其下方侧，在由下部容器2022围城的空间内形成搬送空间203。
在下部容器2022的侧面，设置与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口206。晶片200经由衬底搬入搬出口206向搬送空间203内搬入。在下部容器2022的底部设置多个提升销207。此外，下部容器2022为接地电位。
(衬底载置台)
在处理空间201内设置支承晶片200的衬底支承部(基座)210。衬底支承部210主要具有载置晶片200的载置面211、在表面上具有载置面211的衬底载置台212、和内置在衬底载置台212中的、作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上与提升销207相对应的位置，分别设置有供提升销207贯穿的贯穿孔214。
衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218工作而使轴217及支承台212升降，从而衬底载置台212能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。需要说明的是，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，由此处理容器202内保持气密。
对于衬底载置台212而言，在搬送晶片200时，载置面211下降至处于衬底搬入搬出口206的位置(晶片搬送位置)，在处理晶片200时，晶片200上升至处理空间201内的处理位置(晶片处理位置)。
具体而言，在使衬底载置台212下降至晶片搬送位置时，提升销207的上端部从载置面211的上表面突出，提升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，提升销207从衬底载置面211的上表面没入，载置面211从下方支承晶片200。需要说明的是，由于提升销207与晶片200直接接触，所以优选由例如石英、氧化铝等材质形成。需要说明的是，也可以构成为在提升销207上设置升降机构，从而使提升销运动。
(簇射头)
在处理空间201的上部(气体供给方向上游侧)设置有作为气体分散机构的簇射头230。簇射头230可插入例如设置在上部容器2021上的孔2021a。并且，簇射头230介由未图示的铰链固定在上侧容器2021上，并且构成为在维护时能够利用铰链而打开。
簇射头的盖231由例如具有导电性以及热传导性的金属形成。在盖231和上部容器2021之间设置绝缘块233，该绝缘块233使盖231和上部容器2021之间绝缘，并且隔热。
另外，在簇射头的盖231上设置可插入作为第一分散机构的气体供给管241的贯通孔231a。插入贯通孔231a的气体供给管241是用于使向在簇射头230内形成的空间即簇射头缓冲室232内供给的气体分散的部件，并且具有插入于簇射头230内的前端部241a、和固定在盖231上的凸缘241b。前端部241a构成为例如圆柱状，并且在该圆柱侧面上设置有分散孔。并且，由后述的气体供给部(供给系统)所供给的气体经由前端部241a以及分散孔241c供给入簇射头缓冲室232内。
此外，簇射头230具有作为将由后述的气体供给部(供给系统)所供给的气体分散的第二分散机构的分散板234。该分散板234的上游侧为簇射头缓冲室232，下游侧为处理空间201。分散板234上设置有多个贯通孔234a。分散板234以与衬底载置面211相对的方式配置在衬底载置面211的上方侧。因此，簇射头缓冲室232经由设置在分散板234上的多个贯通孔234a与处理空间201连通。
在簇射头缓冲室232内设置有形成所供给的气体的气流的气体引导件235。气体引导件235呈以插入气体供给管241的贯通孔231a为顶点向着分散板234方向直径变大的圆锥形。气体引导件235形成为其下端位于比形成在分散板234的最外周侧的贯通孔234a更靠外周侧的位置。即，簇射头缓冲室232内置将自分散板234的上方侧供给的气体向处理空间201引导的气体引导件235。
需要说明的是，簇射头230的盖231上连接有匹配器251以及高频电源251。并且，构成为通过这些来调整阻抗，由此在簇射头缓冲室232以及处理空间201中形成等离子体。
另外，簇射头230也可以内置作为使簇射头缓冲室232内以及处理空间201内升温的加热源的加热器(但未图示)。加热器将供给到簇射头缓冲室232内的气体加热到不再液化的温度。例如，控制为加热至100℃左右。
(气体供给系统)
在设置在簇射头的盖231的贯通孔231a中所插入的气体供给管241上连接有公共气体供给管242。气体供给管241和公共气体供给管242在管内部是连通的。并且，自公共气体供给管242供给的气体经气体供给管241、气体导入孔231a向簇射头230内供给。
向公共气体供给管242上连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a。其中，第二气体供给管244a经由远程等离子体单元244e连接至公共气体供给管242。
从包含第一气体供给管243a的第一气体供给系统243，主要供给含有第一元素的气体，从包含第二气体供给管244a的第二气体供给系统244，主要供给含有第二元素的气体。从包含第三气体供给管245a的第三气体供给系统245，在处理晶片200时主要供给非活性气体，在清洁簇射头230或者处理空间201时主要供给清洁气体。
(第一气体供给系统)
在第一气体供给管243a上，从上游方向依次设置有第一气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)243c、及作为开闭阀的阀243d。并且包含第一元素的气体(以下，“含有第一元素的气体”)从第一气体供给源243b经由MFC243c、阀243d、第一气体供给管243a、公共气体供给管242被供给至簇射头230内。
含有第一元素的气体为处理气体之一，并充当原料气体。此处，第一元素例如为钛(Ti)。即，含有第一元素的气体例如为含钛气体。需要说明的是，含有第一元素的气体在常温常压下可以为固体、液体及气体中的任意。含有第一元素的气体在常温常压下为液体时，只要在第一气体供给源243b与MFC243c之间设置未图示的气化器即可。此处以气体作为含有第一元素的气体进行说明。
在比第一气体供给管243a的阀243d更靠下游一侧，连接有第一非活性气体供给管246a的下游端。在第一非活性气体供给管246a上，从上游方向依次设置有非活性气体供给源246b，作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)246c、及作为开闭阀的阀246d。并且非活性气体从非活性气体供给源246b经由MFC246c、阀246d、第一非活性气体供给管246a、公共气体供给管242被供给至簇射头230内。
此处，非活性气体充当含有第一元素的气体的载气，并且优选使用与第一元素不反应的气体。具体而言，可使用例如氮气(N2)。需要说明的是，作为非活性气体，除N2气外，例如可以使用氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等稀有气体。
第一气体供给系统(也称为含钛气体供给系统)243主要由第一气体供给管243a、MFC 243c、阀243d构成。另外，第一非活性气体供给系统主要由第一非活性气体供给管246a、MFC246c以及阀246d构成。需要说明的是，第一气体供给系统243也可以包括第一气体供给源243b、第一非活性气体供给系统。另外，第一非活性气体供给系统也可以包括非活性气体供给源234b、第一气体供给管243a。由于这种第一气体供给系统243是供给作为处理气体之一的原料气体的，因此，属于处理气体供给系统的一个。
(第二气体供给系统)
在第二气体供给管244a的下游设置有远程等离子体单元244e。在上游，从上游方向依次设置有第二气体供给源244b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)244c、及作为开闭阀的阀244d。并且，含有第二元素的气体(以下，称为“含有第二元素的气体”)从第二气体供给源244b经由MFC244c、阀244d、第二气体供给管244a、远程等离子体单元244e、公共气体供给管242被供给至簇射头230内。此时，含有第二元素的气体通过远程等离子体单元244e形成等离子体状态，并被供给至晶片200上。
含有第二元素的气体为处理气体之一，并且充当反应气体或者改质气体。此处，含有第二元素的气体含有与第一元素不同的第二元素。作为第二元素，例如为氧(O)、氮(N)、碳(C)中的任一者。在本实施方式中，含有第二元素的气体例如为含氮气体。具体而言，作为含氮气体，可使用氨气(NH3)。
在比第二气体供给管244a的阀244d更靠下游一侧，连接有第二非活性气体供给管247a的下游端。在第二非活性气体供给管247a上，从上游方向依次设置有非活性气体供给源247b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)247c、及作为开闭阀的阀247d。并且非活性气体从第二非活性气体供给管247a经由MFC247c、阀247d、第二非活性气体供给管247a、第二气体供给管244a、公共气体供给管242被供给至簇射头230内。
此处，非活性气体充当衬底处理工序中的载气或者稀释气体。具体而言，可使用例如氮气(N2)，并且除N2气外，例如可以使用He气、Ne气、Ar气等稀有气体。
第二气体供给系统244(也称为“含氮气体供给系统”)主要由第二气体供给管244a、MFC244c、阀244d构成。另外，第二非活性气体供给系统主要由第二非活性气体供给管247a、MFC247c以及阀247d构成。需要说明的是，第二气体供给系统244也可包括第二气体供给源244b、远程等离子体单元244e、第二非活性气体供给系统。另外，第二非活性气体供给系统也可包括非活性气体供给源247b、第二气体供给管244a、远程等离子体单元244e。由于这种第二气体供给系统244是供给作为处理气体之一的反应气体或者改质气体的，因此，属于处理气体供给系统的一个。
(第三气体供给系统)
在第三气体供给管245a上从上游方向依次设置第三气体供给源245b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)245c、以及作为开闭阀阀245d。并且，从第三气体供给源245b经由MFC245c、阀245d、第三气体供给管245a、公共气体供给管242向簇射头230内供给非活性气体。
在衬底处理工序中，自第三气体供给源245b供给的非活性气体充当吹扫处理容器202或簇射头230内残留的气体的吹扫气体。另外，在清洁工序中，也可以充当清洁气体的载气或者稀释气体。作为这样的非活性气体，可使用例如氮气(N2)，并且除N2气外，例如可以使用He气、Ne气、Ar气等稀有气体。
在比第三气体供给管245a的阀245d更下游一侧，连接有清洁气体供给管248a的下游端。在清洁气体供给管248a上从上游方向依次设置清洁气体供给源248b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)248c、以及作为开闭阀的阀248d。并且，从清洁气体供给源248b经由MFC248c、阀248d、清洁气体供给管248a、第三气体供给管245a、公共气体供给管242向簇射头230内供给清洁气体。
在清洁工序中，自清洁气体供给源248b供给的清洁气体充当除去附着在簇射头230或处理容器202上的副生成物等的清洁气体。作为这样的清洁气体，可使用例如三氟化氮(NF3)气体。需要说明的是，作为清洁气体，例如，还可以使用氟化氢(HF)气体、三氟化氯气体(ClF3)、氟气(F2)等，另外，还可以将它们组合使用。
第三气体供给系统245主要由第三气体供给管245a、质量流量控制器245c、阀245d构成。另外，清洁气体供给系统主要由清洁气体供给管248a、质量流量控制器248c以及阀248d构成。需要说明的是，第三气体供给系统245也可以包括第三气体供给源245b、清洁气体供给系统。另外，清洁气体供给系统也可以包括清洁气体供给源248b、第三气体供给管245a。
(气体排气系统)
将处理容器202的气氛进行排气的排气系统具有连接至处理容器202的多个排气管。具体而言，具有连接至搬送空间203的排气管(第一排气管)261、连接至处理空间201的排气管(第二排气管)262、和连接至簇射头缓冲室232的排气管(第三排气管)263。另外，在各排气管261,262,263的下游侧连接有排气管(第四排气管)264。
排气管261连接于搬送空间203的侧面或底面。在排气管261上设置有作为实现高真空或超高真空的真空泵的TMP(Turbo Molecular Pump，涡轮分子泵，以下也记作“第一真空泵”)265。在排气管261上，在TMP265的上游侧和下游侧分别设置有作为开闭阀的阀266,267。
排气管262连接于处理空间201的侧方。在排气管262上设置有作为将处理空间201内控制为规定压力的压力控制器的APC(Auto Pressure Controller)276。APC276具有可调节开度的阀体(未图示)，根据来自控制器280的指示来调节排气管262的流导(conductance)。另外，在排气管262上，在APC276的上游侧和下游侧分别设置有作为开闭阀的阀275,277。
排气管263连接于簇射头缓冲室232的侧方或者上方。在排气管263上设置作为开闭阀的阀270。
在排气管264上设置有DP(Dry Pump，干燥泵)278。如图示那样，在排气管264上，从其上游侧开始连接有排气管263、排气管262、排气管261，进而在它们的下游设置有DP278。DP278分别经由排气管262、排气管263、排气管261将簇射头缓冲室232、处理空间201以及搬送空间203各空间的气氛排出。另外，DP278在TMP265进行工作时，也充当其辅助泵发挥作用。即，由于作为高真空(或超高真空)泵的TMP265难以单独进行直到大气压为止的排气，所以使用DP278作为进行直到大气压为止的排气的辅助泵。
(3)配管的卷装状态
下面，就卷装在各处理模块PM1a～PM1d上的配管310a～310d，对其卷装的具体状态进行说明。
图3为示意性地示出第一实施方式涉及的衬底处理装置中的配管的卷装状态的一例的说明图。
如已经说明的那样，各处理模块PM1a～PM1d构成为分别具有多个(例如，两个)处理室(反应器)RC1～RC8。在图3(a)所示的例子中，示出了各处理模块PM1a～PM1d具有两个处理室RCL、RCR的情况。处理室RCL相当于图1中的处理室RC1、RC3、RC5、RC7，并且处理室RCR相当于图1中的处理室RC2、RC4、RC6、RC8。各处理室RCL、RCR以内部的气氛被隔离的状态而相邻配置。
各处理室RCL、RCR分别以同样的方式构成(例如，参照图2)，作为构成区分室内外的侧壁的主要的壁部件(即，下部容器2022的构成部件)使用了Al或SUS等的金属材料。并且，自调温部320a～320d供给的热介质所流通的配管310a～310d的一部分卷装在各处理室RCL、RCR的侧壁上。此处，“卷装”是指，配管部分以围绕处理室RCL、RCR的侧壁的外周侧的方式卷绕的状态，并且该配管部分安装在处理室RCL、RCR上。因此，在各处理室RCL、RCR中，介由热传导率高的金属材料形成的侧壁来进行与在卷装的配管部分流动的热介质的热交换。
顺便提及，各处理室RCL、RCR以分别相邻的方式并列设置。由此，卷装在各处理室RCL、RCR的配管部分以通过隔离各处理室RCL、RCR的隔壁的壁内的方式构成。即，各处理室RCL、RCR的侧壁由该处理室RCL、RCR之间的隔壁、和在该处理室RCL、RCR的外周侧露出的外壁构成。并且，卷装在各处理室RCL、RCR的配管部分具有作为通过各处理室RCL、RCR之间的隔壁内的贯通配管部316、和作为通过各处理室RCL、RCR的外壁的外周侧的外周流路部的外周配管部317。
如图3(c)所示，贯通配管部316以及外周配管部317自处理室RCL、RCR的上方侧向下方侧以呈螺旋状的方式卷装。但是，贯通配管部316由于通过各处理室RCL、RCR之间的隔壁内，因此以各处理室RCL、RCR分别共用的方式配置。另一方面，外周配管部317由于通过各处理室RCL、RCR的外壁的外周侧，因此，相对于各处理室RCL、RCR独立配置。因而，如图3(a)以及(b)所示，贯通配管部316以及外周配管部317以各处理室RCL、RCR之间的隔壁为中心在图中左右方向对称配置。
通过如此配置，如图3(b)以及(c)所示，贯通配管部316具有位于螺旋状的上段侧的上段侧贯通配管部316a、和位于螺旋状的下段侧的下段侧贯通配管部316b。另外，外周配管部317具有位于螺旋状的上段侧的上段侧外周配管部317a、和位于螺旋状的下段侧的下段侧外周配管部317b。需要说明的是，在图例中，示出了螺旋状构成为上段侧和下段侧的二段的情况，但并不限于此，只要根据处理室RCL、RCR的大小或配管管径等适当设定即可。
在贯通配管部316之中，如图3(a)所示，位于螺旋状的上段侧的上段侧贯通配管部316a上经由作为上游侧连接流路部的上游侧连接管部318连接至上游配管部311。可将上游侧连接管部318与上游配管部311以及上段侧贯通配管部316a分别独立设置，但也可以与上游配管部311一体设置。通过这样的构成，自调温部320a～320d供给的热介质流入上段侧贯通配管部316a。
上段侧贯通配管部316a的下游侧分为两支、并且连接至分别与各处理室RCL、RCR所对应的上段侧外周配管部317a。各自的上段侧外周配管部317a合流从而连接至下段侧贯通配管部316b。并且，下段侧贯通配管部316b的下游侧分为两支，并且连接至分别与各处理室RCL、RCR所对应的下段侧外周配管部317b。
在外周配管部317之中，位于螺旋状的下段侧的下段侧外周配管部317b经由作为下游侧连接流路部的下游侧连接管部319连接至下游配管部312。可将下游侧连接管部319与下游配管部312以及下段侧外周配管部317b分别独立设置，但也可以与下游配管部312一体设置。通过这样的构成，自下段侧外周配管部317b排出的热介质流入下游配管部312。
像这样，上段侧贯通配管部316a上连接上游配管部311，下段侧外周配管部317b上连接下游配管部312。因而，上游配管部311和下游配管部312以彼此的设置高度相互不同的方式构成。
具有上述上游配管部311、上游侧连接管部318、贯通配管部316、外周配管部317、下游侧连接管部319、以及下游配管部312的配管310a～310d通过Al或SUS等热传导率高的金属配管材料构成。
顺便提及，关于配管310a～310d，即便由金属配管材料构成，若在热介质的流速高的状态下持续使该热介质流动，则金属配管材料的表面的金属离子化，从而可能发生腐蚀作用。特别地，若存在热介质易于滞留的结构部分，则该结构部分与其他配管部分相比，可能会更早发生腐蚀作用。热介质易于滞留的结构部分例如是指曲率半径小的弯曲管状部分(拐角部分)、有角的形状部分、与热介质的主流方向交叉的T字结构部分等，压力高的热介质撞击的可能性大的结构部分。因此，配管310a～310d优选没有热介质易于滞留的结构部分。
由此，卷装在各处理室RCL、RCR的配管部分以如下所述的方式构成。具体而言，以贯通配管部316作为热介质的输入侧，以外周配管部317作为热介质的输出侧。并且，以热介质自输入侧至输出侧流动时的能量损失在各处理室RCL、RCR的相应侧均等的方式，成为左右对称的流路形状。
像这样，只要是以贯通配管部316作为热介质的输入侧，以外周配管部317作为热介质的输出侧的构成，即可以直线状形成上游侧连接管部318，因此至少在热介质的输入侧不必配置曲率半径小的拐角部分或者具有角的形状部分等。热介质的流动在作为输入侧的上游侧比作为输出侧的下游侧更为强势，因此，若将输入侧形成为直线状，则可避免在热介质的流动强的上游侧存在该热介质易于滞留的结构部分。
另外，关于下游侧连接管部319，为了与外周配管部317连接，需要配置拐角部分(例如，图3(a)中的箭头C部分。)。但是，下游侧连接管部319由于位于热介质的流动弱的下游侧，因此即便有配置拐角部分的必要，也能抑制在该处压力高的热介质的撞击。即，若以贯通配管部316作为热介质的输入侧，以外周配管部317作为热介质的输出侧，则可以构成为上游侧连接管部318的曲率半径比下游侧连接管部319的曲率半径更大(即，上游侧连接管部318的曲率比下游侧连接管部319的曲率小)，由此，能够抑制热介质易于滞留的结构部分的存在。
若以外周配管部317作为热介质的输入侧、并以贯通配管部316作为热介质的输出侧的情况下，在拐角部分(例如，图3(a)中的箭头C部分)处热介质滞留的可能性高，由此，可能发生腐蚀作用。为了防止该腐蚀作用，可以将各处理室RCL、RCR与拐角部分之间的距离(管长)伸长，从而使该拐角部分的曲率半径变小(曲率变大)。
顺便提及，这种情况下，需要充分确保配管设置空间，因此，招致占地面积(衬底处理装置所占的空间)的增大。与此相对，以前述方式卷装在各处理室RCL、RCR的配管部分以贯通配管部316作为热介质的输入侧、以外周配管部317作为热介质的输出侧的情况下，不会招致占地面积的增大。因而，在需要考虑占地面积的情况下，优选以配管部分为贯通配管部316作为热介质的输入侧、以外周配管部317作为热介质的输出侧。
(4)衬底处理工序
对作为半导体制造工序的一个工序的、使用上述构成的处理室RCL、RCR从而在晶片200上形成薄膜的工序进行说明。需要说明的是，在以下说明中，利用控制器280来控制构成衬底处理装置100的各部分的动作。
此处，说明如下的例子：作为含有第一元素的气体(第一处理气体)使用将TiCl4气化而得的TiCl4气体，作为含有第二元素的气体(第二处理气体)使用NH3气体，交替供给这些气体，由此在晶片200上形成作为金属薄膜的氮化钛(TiN)膜。
图4为示出本实施方式涉及的衬底处理工序的概要的流程图。图5为示出图4的成膜工序的详细的流程图。
(衬底搬入载置·加热工序:S102)
在各处理室RCL、RCR内，首先，使衬底载置台212下降至晶片200的搬送位置(搬送位置(position))，由此，使提升销207贯通于衬底载置台212的贯通孔214。结果，提升销207呈只比衬底载置台212表面突出规定高度的状态。接着，将闸阀205打开，从而使搬送空间203与真空搬送室140连通。然后，使用真空搬送机器人170从该真空搬送室140将晶片200搬入搬送空间203，从而将晶片200移载到提升销207上。由此，晶片200在从衬底载置台212的表面突出的提升销207上以水平姿态被支承。
在将晶片200搬入处理容器202内后，使真空搬送机器人170向处理容器202外退避，关闭闸阀205从而将处理容器202内密闭。之后，通过使衬底载置台212上升，从而将晶片200载置到设置于衬底载置台212上的衬底载置面211之上，进一步使衬底载置台212上升，从而使晶片200上升至前述处理空间201内的处理位置(衬底处理位置)。
在将晶片200搬入搬送空间203之后，若上升至处理空间201内的处理位置，则阀266和阀267呈关闭状态。由此，搬送空间203和TMP265之间、以及TMP265和排气管264之间隔断，基于TMP265的搬送空间203的排气结束。另一方面，打开阀277和阀275，并使处理空间201和APC276之间连通，同时使APC276和DP278之间连通。APC276调整排气管262的流导，由此控制基于DP278的处理空间201的排气流量，从而将处理空间201维持在规定压力(例如，10-5～10-1Pa的高真空)。
需要说明的是，在该工序中，可以一边将处理容器202内排气，一边从非活性气体供给系统245向处理容器202内供给作为非活性气体的N2气。即，可以一边通过TMP265或者DP278将处理容器202内排气，一边至少打开第三气体供给系统的阀245d，从而向处理容器202内供给N2气。由此，可抑制颗粒向晶片200上的附着。
另外，在将晶片200载置在衬底载置台212上时，对包埋在衬底载置台212的内部的加热器213供给电力，以使晶片200的表面成为规定温度的方式进行控制。此时，加热器213的温度通过基于由未图示的温度传感器检测到的温度信息来控制对加热器213的通电情况来调节。
由此，在衬底搬入载置·加热工序(S102)中，将处理空间201内控制为规定的压力，同时将晶片200的表面温度控制为规定的温度。此处，规定的温度、压力是指在后述的成膜工序(S104)中，通过交替供给法能够形成例如TiN膜的温度、压力。即第一处理气体供给工序(S202)中供给的含有第一元素的气体(原料气体)不会自我分解程度的温度、压力。具体而言，温度为例如室温以上500℃以下，优选为室温以上400℃以下、压力为例如50～5000Pa。该温度、压力即便在后述的成膜工序(S104)中也能维持。
(成膜工序:S104)
在衬底搬入载置·加热工序(S102)之后，接着进行成膜工序(S104)。以下，参照图5，对成膜工序(S104)进行详细说明。需要说明的是，成膜工序(S104)是将不同的处理气体交替供给的工序重复的循环处理。
(第一处理气体供给工序:S202)
在成膜工序(S104)中，首先，进行第一处理气体供给工序(S202)。在第一处理气体供给工序(S202)中，在供给作为第一处理气体的含有第一元素的气体的TiCl4气时，打开阀243d，同时调整MFC243c以使得TiCl4气的流量为规定流量。由此，开始向处理空间201内供给TiCl4气。需要说明的是，TiCl4气的供给流量为例如100sccm以上5000sccm以下。此时，打开第三气体供给系统的阀245d，从第三气体供给管245a供给N2气。另外，也可以从第一非活性气体供给系统流通N2气。另外，在该工序之前，也可以从第三气体供给管245a供给N2气。
向处理空间201供给的TiCl4气供给到晶片200上。然后，TiCl4气通过与晶片200的上面接触从而在晶片200的表面形成作为“含有第一元素的层”的含钛层。
含钛层例如根据处理容器202内的压力、TiCl4气的流量、衬底支承部(基座)210的温度、通过处理空间201所用的时间等，以规定的厚度以及规定的分布形成。需要说明的是，在晶片200上也可以预先形成规定的膜。另外，也可以在晶片200或者规定的膜上预先形成规定的图案。
自开始供给TiCl4气起经过规定时间后，关闭阀243d，停止TiCl4气的供给。TiCl4气的供给时间例如为2～20秒。
在这样的第一处理气体供给工序(S202)中，使阀275以及阀277处于打开状态，通过APC276将处理空间201的压力控制为规定压力。在第一处理气体供给工序(S202)中，阀275以及阀277以外的排气系统的阀全部为关闭状态。
(吹扫工序：S204)
停止TiCl4气的供给之后，从第三气体供给管245a供给N2气，对簇射头230及处理空间201进行吹扫。
此时，打开阀275及阀277，通过APC276以使处理空间201的压力成为规定压力的方式进行控制。另一方面，除阀275及阀277以外的排气系统的阀全部关闭。由此，在第一处理气体供给工序(S202)中无法结合于晶片200的TiCl4气体通过DP278经由排气管262从处理空间201除去。
接下来，从第三气体供给管245a供给N2气，在此状态下，关闭阀275及阀277，另一方面，打开阀270。其他排气系统的阀维持关闭的状态。即，将处理空间201与APC276之间阻断，并且将APC276与排气管264之间阻断，停止利用APC276进行的压力控制，另一方面，将簇射头缓冲空间232与DP278之间连通。由此，残留在簇射头230(簇射头缓冲空间232)内的TiCl4气体经由排气管262通过DP282从簇射头230排出。
在吹扫工序(S204)中，为了排除晶片200、处理空间201、簇射头缓冲室232处的残留TiCl4气，供给大量的吹扫气体从而提高排气效率。
簇射头230的吹扫结束后，在阀277以及阀275为打开状态下，再次开始利用APC276进行的压力控制，并且使阀270为关闭状态，将簇射头230与排气管264之间阻断。其他排气系统的阀维持关闭状态。此时，也继续从第三气体供给管245a供给N2气，继续吹扫簇射头230及处理空间201。需要说明的是，在吹扫工序(S204)中，在经由排气管263进行的吹扫的前后进行了经由排气管262进行的吹扫，但可以仅为经由排气管263进行的吹扫。另外，还可以同时进行经由排气管263进行的吹扫和经由排气管262进行的吹扫。
(第二处理气体供给工序：S206)
簇射头缓冲室232以及处理空间201的吹扫结束后，接着进行第二处理气体供给工序(S206)。在第二处理气体供给工序(S206)中，打开阀244d，经由远程等离子体单元244e、簇射头230，开始向处理空间201内供给作为第二处理气体的含有第二元素的气体的NH3气。此时，调整MFC244c以使得NH3气的流量为规定流量。NH3气的供给流量例如为1000～10000sccm。另外，在第二处理气体供给工序(S206)中，同样使第三气体供给系统的阀245d为打开状态，并从第三气体供给管245a供给N2气。如此这般，防止NH3气侵入第三气体供给系统。
经远程等离子体单元244e而处于等离子体状态的NH3气经由簇射头230供给至处理空间201内。所供给的NH3气与晶片200上的含钛层反应。并且，已经形成的含钛层通过NH3气的等离子体而改质。由此，在晶片200上形成例如含有钛元素和氮元素的层即TiN层。
与例如处理容器202内的压力、NH3气的流量、衬底支承部(基座)210的温度、等离子体生成部206的电力供给状况等相应地，以规定厚度、规定分布、规定的氮成分等相对于含钛层的侵入深度来形成TiN层。
自NH3气的供给的开始经过规定时间后，关闭阀244d，停止NH3气的供给。NH3气的供给时间例如为2～20秒。
在这样的第二处理气体供给工序(S206)中，也与上述第一处理气体供给工序(S202)同样地，使阀275以及阀277呈打开状态，通过APC276以使处理空间201的压力成为规定压力的方式进行控制。另外，除阀275以及阀277以外的排气系统的阀全部关闭。
(吹扫工序：S208)
在停止NH3气的供给后，进行与上述吹扫工序(S204)相同的吹扫工序(S208)。吹扫工序(S208)中的各部的动作与上述吹扫工序(S204)相同，并且此处省略对其的说明。
(判定工序:S210)
将以上的第一处理气体供给工序(S202)、吹扫工序(S204)、第二处理气体供给工序(S206)、吹扫工序(S208)作为1个循环，控制器280对该循环是否实施了规定次数(n次循环)进行判定(S210)。若将循环实施规定次数，则在晶片200上形成所期望的膜厚的TiN层。
(判定工序:S106)
回到图4的说明，在由以上的各工序(S202～S210)构成的成膜工序(S104)之后，执行判定工序(S106)。在判定工序(S106)中，判定是否将成膜工序(S104)实施了规定次数。此处，规定次数是指例如直至有需要维护的程度时将成膜工序(S104)重复的次数。
在上述成膜工序(S104)中，在第一处理气体供给工序(S202)中，有时TiCl4气漏到搬送空间203侧，并进一步侵入衬底搬入搬出口206。另外，在第二处理气体供给工序(S206)中，同样地，有时NH3气漏到搬送空间203侧，并进一步侵入衬底搬入搬出口206。在吹扫工序(S204,S208)中，将搬送空间203的气氛进行排气困难。为此，若TiCl4气以及NH3气侵入搬送空间203侧，则侵入的气体彼此反应，从而在搬送空间203内或衬底搬入搬出口206等的壁面推挤反应副生成物等的膜。如此堆积的膜可变为颗粒。因而，在处理容器202内，需要定期的维护。
由此，在判定工序(S106)中，当判定为成膜工序(S104)的进行次数未到达规定次数时，则判断为还没有对处理容器202内进行维护的必要，并进入衬底搬入搬出工序(S108)。另一方面，当判定为成膜工序(S104)的进行次数到达规定次数时，则判断为有对处理容器202内进行维护的必要，并进入衬底搬出工序(S110)。
(衬底搬入取出工序:S108)
在衬底搬入取出工序:S108中，按照与上述衬底搬入载置·加热工序(S102)相反的顺序将已处理的晶片200搬出处理容器202之外。然后，按照与衬底搬入载置·加热工序(S102)相同的顺序，接着将待机的未处理的晶片200搬入处理容器202内。其后，相对于搬入的晶片200，进行成膜工序(S104)。
(衬底搬出工序:S110)
在衬底搬出工序(S110)中，将已处理的晶片200取出，从而成为在处理容器202内不存在晶片200的状态。具体而言，按照与上述衬底搬入载置·加热工序(S102)相反的顺序将已处理的晶片200搬出处理容器202之外。但是，与衬底搬入搬出工序(S108)的情况不同，在衬底搬出工序(S110)中，接着不向处理容器202内搬入待机中的新的晶片200。
(维护工序:S112)
衬底搬出工序(S110)结束后，进入维护工序(S112)。在维护工序(S112)中，对处理容器202内进行清洁处理。具体而言，使清洁气体供给系统中的阀248d呈打开状态，通过第三气体供给管245a以及公共气体供给管242将来自清洁气体供给源248b的清洁气体供给至簇射头230内以及处理容器202内。在所供给的清洁气体流入簇射头230内以及处理容器202内后，通过第一排气管261、第二排气管262或者第三排气管263进行排气。因而，在维护工序(S112)中，利用上述清洁气体的气流，主要对簇射头230内以及处理容器202内进行除去所附着的堆积物(反应副生成物等)的清洁处理。维护工序(S112)在以规定时间进行以上清洁处理之后结束。规定时间只要是预先适当设定的即可，没有特别限定。
(判定工序:S114)
在维护工序(S112)结束后，进行判定工序(S114)。在判定工序(S114)中，判定是否将上述一系列的各工序(S102～S112)实施了规定次数。此处，规定次数是指例如相当于预先设定的晶片200的片数量(即，收纳在IO工作台110上的晶盒111中的晶片200的片数量)的次数。
并且，在判定为各工序(S102～S112)的重复次数未到达规定次数的情况下，再次进行自衬底搬入载置·加热工序(S102)起的上述一系列的各工序(S102～S112)。另一方面，在判定为各工序(S102～S112)的重复次数到达规定次数的情况下，判定为对于收纳在IO工作台110上的晶盒111中的全部晶片200完成了衬底处理工序，并且结束上述一系列的各工序(S102～S114)。
(5)利用调温系统部的温度调整处理
接着，参照图1，对在上述的一系列的衬底处理工序时，调温系统部20对各处理室RC1～RC8进行的温度调整处理进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，构成调温系统部20的各部的动作通过控制器280控制。
(热介质的供给)
在各处理模块PM1a～PM1d中的处理室RC1～RC8各自进行上述一系列的衬底处理工序(S102～S114)期间，调温系统部20中的各调温部320a～320d使泵324等动作，从而向配管310a～310d的管内供给热介质。由此，各处理室RC1～RC8通过与热介质的热交换而各自维持至规定温度(例如，50℃左右)。
此时，各配管310a～310d具有的上游配管部311上设置的传感器315a～315d各自检测流入管内的热介质的状态。通过各传感器315a～315d检测出的数据输送到控制器280。控制器280基于从各传感器315a～315d接收到的数据，控制各调温部320a～320d。具体而言，基于由传感器315a检测出的数据，控制调温部320a，基于由传感器315b检测出的数据，控制调温部320b等，各调温部320a～320d基于对应的传感器315a～315d所检测出的信号，通过控制器280进行控制。各调温部320a～320d基于各自的传感器315a～315d的检测结果，以供给至各处理模块PM1a～PM1d的热介质的状态在各自之间为同等的方式，独立控制泵324等。
(传感器检测)
作为进行热介质的状态检测的传感器315a～315d，使用能够计测该热介质的压力、流量、温度的任一者、或者它们的组合的那些。具体而言，例如，传感器315a～315d检测该热介质的温度作为热介质的状态。另外，例如，传感器315a～315d检测该热介质的压力作为热介质的状态，并且检测是否有由于该压力的变动引起的该热介质向管外的泄漏。另外，例如，传感器315a～315d检测该热介质的流量作为热介质的状态。另外，例如，传感器315a～315d检测该热介质的流量和温度作为热介质的状态，由此，可求得该热介质的热容量。特别地，在热容量的情况下，如已经知道的那样，已知能通过热介质的比热、流量、温度而明确求出。即，通过对流量或温度进行计测，能够容易求出热容量。因而，能够容易把握供给至外周配管部317的热介质是否维持在所期望的热容量。
在各配管310a～310d上设置的各自的传感器315a～315d配置在自相应的各处理模块PM1a～PM1d同等的距离处。例如，设置在配管310a所具有的上游配管部311上的传感器315a和与其对应的处理模块PM1a之间的距离(管长)、和设置在配管310b所具有的上游配管部311上的传感器315b和与其对应的处理模块PM1b之间的距离(管长)以大致同等的长度构成。如此这般，可以使设置在各配管310a～310d上的各自的传感器315a～315d的、自各处理模块PM1a～PM1d所见的检测条件大致相同。
(基于传感器检测结果的热介质的状态控制)
传感器315a～315d检测热介质的状态，从而各调温部320a～320d进行如下所述的对该热介质的状态控制。
例如，当传感器315a～315d检测热介质的温度的情况下，在相应的调温部320a～320d处，若通过该传感器315a～315d的检测结果比规定的温度范围低的话，则通过加热单元322加热热介质以使得落入规定的温度范围。与此相反，若通过该传感器315a～315d的检测结果比规定的温度范围高的话，则通过冷却单元323冷却热介质。
另外，例如，当传感器315a～315d检测热介质的压力的情况下，在相应的调温部320a～320d处，若通过该传感器315a～315d的检测结果落在规定的压力范围外的话，则控制泵324的动作以使得热介质的压力落入规定的压力范围。
另外，例如，当传感器315a～315d检测热介质的流量的情况下，在相应的调温部320a～320d处，若通过该传感器315a～315d的检测结果落在规定的流量范围外的话，则控制流量控制部325的动作以使得热介质的流量落入规定的流量范围。
另外，例如，当传感器315a～315d检测热介质的温度和流量的情况下，在相应的调温部320a～320d处，若通过该传感器315a～315d的检测结果落在规定的温度范围外的话，则在控制加热单元322或者冷却单元323的动作以使得热介质的温度落入规定的温度范围的同时，若通过该传感器315a～315d的检测结果落在规定的流量范围外的话，则控制流量控制部325的动作以使得热介质的流量落入规定的流量范围。
如上所述，各调温部320a～320d基于经各传感器315a～315d的检测结果，将流入各配管310a～310d的热介质控制为规定的状态。即，若热介质偏离规定的状态，则各调温部320a～320d控制热介质的状态以使得其状态回复。因而，各调温部320a～320d向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质维持在规定的状态。
并且，各调温部320a～320d分别独立地进行对相对于热介质的状态的回复控制。即，某调温部320a处的控制内容基于与该调温部320a相应设置的传感器315a的检测结果而决定，不受其他调温部320b～320d处的控制内容的影响。因而，例如，即便在根据诸如清洁室内的清洁度等设置环境的情况、从而每个处理模块PM1a～PM1d的各配管310a～310d的管长构成为不同的情况下，也能不受该管长不同的影响，并且将向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的状态设为大致均一。
(维护工序时的处理)
在上述一系列的衬底处理工序(S102～S114)中包括维护工序(S112)。关于维护工序(S112)，在上述说明中，将成膜工序(S104)的次数到达规定次数后进行的情况作为例子举出，但并不一定有限于此。例如，也可以在将成膜工序(S104)实施规定次数之前，在流通热介质的配管310a～310d产生需要维护的级别的误差时，转至维护工序(S112)。另外，在晶片200的处理结果中产生问题的情况下，也可以适当转至维护工序(S112)。
这种维护工序(S112)在每个处理模块PM1a～PM1d中进行。在进行维护工序(S112)时，使连接在作为维护对象的处理模块PM1a～PM1d上的配管310a～310d中的阀313,314处于关闭状态，从而停止热介质的循环。但是，关于不是维护对象的处理模块PM1a～PM1d，使阀313,314处于打开状态，从而继续热介质的供给。即，由于调温系统部20具有分别对应各处理模块PM1a～PM1d而分别设置的多个调温部320a～320d，因此，可以实现以各处理模块PM1a～PM1d为单位进行维护工序(S112)。
若以各处理模块PM1a～PM1d为单位进行维护工序(S112)的话，即便维护的对象为处理模块PM1a～PM1d中的任一者，也没必要停止对于各处理模块PM1a～PM1d的全部的热介质的供给。因而，可抑制为了维护工序(S112)所致的各处理模块PM1a～PM1d的工作效率显著降低。
另外，即便在以各处理模块PM1a～PM1d为单位进行维护工序(S112)的情况下，各调温部320a～320d也可以分别独立地进行热介质的状态控制。因此，关于热介质的状态，成为维护对象的处理模块PM1a～PM1d的影响不会波及非维护对象的处理模块PM1a～PM1d。具体而言，由于向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质由各调温部320a～320d独立管理，因此即便仅将对维护对象的热介质的供给停止，也能避免与热介质的供给停止或者供给再开相伴的、系统内的热收支的变化的产生。即，不会招致由热介质的供给停止或者供给再开引起的、向非维护对象的处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的温度变动，因此，没有必要等待至热介质的温度变动稳定再开始处理，因此，可抑制各处理模块PM1a～PM1d的工作效率降低。
像这样，分别与各处理模块PM1a～PM1d对应而分别设置的各调温部320a～320d独立进行热介质的状态控制，由此，即便在进行维护工序(S112)的情况下，也能缩短各处理模块PM1a～PM1d的停机时间，并提高作为装置整体的运行效率。
(6)本实施方式的效果
根据本实施方式，可实现以下所示的一个或多个效果。
(a)在本实施方式中，多个调温部320a～320d分别对应于多个处理模块PM1a～PM1d而独立设置，并且各调温部320a～320d独立地进行相对于热介质的状态的回复控制。因而。根据本实施方式，能够以各处理模块PM1a～PM1d为单位实现维护，并且可抑制与该维护相伴的、各处理模块PM1a～PM1d的工作效率的降低。
此处，考虑本实施方式的比较例。图6为示意性地示出比较例涉及的衬底处理装置的例子的说明图。与上述本实施方式的情况相同，图例的衬底处理装置构成为具有多个(例如，四个)处理模块51a～51d。在各处理模块51a～51d上卷装有配管52a～52d，同时，在各配管52a～52d上分别连接一个调温单元53。并且，相对于各配管52a～52d，调温单元53一次性供给热介质并使之循环，由此，将各处理模块51a～51d的处理室(反应器)维持在规定温度(例如，50℃左右)。
在这种构成的衬底处理装置中，在进行维护时，根据作业环境的情况，停止向卷装在处理模块51a～51d上的配管52a～52d供给热介质(例如，参照途中箭头D)。然而，由于一个调温单元53一次性向各配管52a～52d供给热介质，因此，例如，即便维护对象仅为一个处理模块51a的情况下，其影响也会波及非维护对象的其他处理模块51b～51d。即，由于受到维护的影响，有可能招致各处理模块51a～51d的工作效率的降低。
与此相对，在本实施方式中，多个调温部320a～320d分别对应于多个处理模块PM1a～PM1d而独立设置，并且各调温部320a～320d独立地进行相对于热介质的状态的回复控制，因此，即便需要对各处理模块PM1a～PM1d的任一者进行维护，也能抑制各处理模块PM1a～PM1d的工作效率的降低。并且，各调温部320a～320d独立地进行相对于热介质的状态的回复控制，因此，可将各处理模块PM1a～PM1d的处理条件维持在能够获得规定品质的条件。即，在为了提高生产率而在各处理模块PM1a～PM1d间进行同样的处理的情况下，对于在各处理模块PM1a～PM1d处理的各晶片200保持为一定的品质非常有效。
(b)另外，在本实施方式中，即便将各配管310a～310d的管长按每个处理模块PM1a～PM1d构成为不同，各调温部320a～320d也分别独立进行相对于热介质的状态的回复控制。因而，根据本实施方式，即便各配管310a～310d的管长不同，也能使对各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的状态大致均一，并且能够使各处理模块PM1a～PM1d的调温状态实质相同。
(c)另外，在本实施方式中，只要设置在各配管310a～310d上的传感器315a～315d是检测热介质的压力或者流量的传感器，则即便热介质的压力或者流量存在变动，也能通过各调温部320a～320d进行回复控制。因而，根据本实施方式，可以将向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的压力或者流量的状态控制在成膜状态没有差别的范围。
(d)另外，在本实施方式中，若设置在各配管310a～310d上的传感器315a～315d为检测热介质的温度的话，则即便热介质的温度发生变动，也能通过各调温部320a～320d进行回复控制。因而，根据本实施方式，可以将向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的温度的状态控制在成膜状态没有差别的范围。
(e)另外，在本实施方式中，自传感器315a～315d的设置位置起至各处理模块PM1a～PM1d为止的各配管310a～310d的管长构成为使流入该各配管310a～310d的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。因而，根据本实施方式，可将由传感器315a～315d检测后的热介质的压力降低、流量降低、温度降低等的损失量控制在规定范围内，并且可抑制经传感器315a～315d进行了状态检测的热介质在直至到达各处理模块PM1a～PM1d之前该热介质的状态变化。
(f)另外，在本实施方式中，自传感器315a～315d的设置位置起至各处理模块PM1a～PM1d为止的各配管310a～310d的管长构成为在该配管310a～310d处分别为同等的长度。因而，根据本实施方式，可使设置在各配管310a～310d的各传感器315a～315d的检测条件大致相同，即便在经传感器315a～315d进行了状态检测的热介质在直至到达各处理模块PM1a～PM1d之前、该热介质的状态发生变化的情况下，也能抑制其状态变化根据各处理模块PM1a～PM1d的不同而产生差异。
(g)另外，在本实施方式中，检测向处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的状态的传感器315a～315d设置在各配管310a～310d中的上游配管部311上。因而，根据本实施方式，可以将各配管310a～310d处的、对热介质的感应条件设为适当且更加确切地等同。例如，假设在将传感器315a～315d设置在下游配管部312上的情况下，由于在每个处理模块PM1a～PM1d中热介质的状态(温度等)的损失量产生差异，因此有可能在对热介质感应的条件方面产生偏差。此时，若将传感器315a～315d设置在上游配管部311上，则热介质在到达各处理模块PM1a～PM1d之前被感应，因此感应条件变得适当、且更加确切地等同。
(h)另外，在本实施方式中，各处理模块PM1a～PM1d具有两个处理室(反应器)RCL、RCR，并且上游配管部311连接在上段侧贯通配管部316a(其通过各处理室RCL,RC之间)上，下游配管部312连接在下段侧外周配管部317b(其通过各处理室RCL,RC的外周侧)上。因而，根据本实施方式，至少就热介质的输入侧而言，无需配置曲率半径小的拐角部分、或者有角的形状部分等，并且可以直线状形成配管310a～310d。即，避免在热介质的流动强的上游侧存在该热介质易于滞留的结构部分，从而抑制发生由配管表面的金属发生离子化而导致的腐蚀作用。
(i)另外，在本实施方式中，上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319为存在拐角部分等的结构，因此，可能比其他配管部更易于发生腐蚀作用。由此，如本实施方式中所说明的那样，若将上游侧连接管部318与上游配管部311以及上段侧贯通配管部316a分别独立设置，另外，将下游侧连接管部319与下游配管部312以及下段侧外周配管部317b分别独立设置，则可仅将上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319作为其他部件来更换，从而可实现比其他配管部以更高的频率进行部件交换。因而，能够容易且适当地应对在上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319中发生的腐蚀作用。
(j)另外，在本实施方式中，上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319也可以与上游配管部311或者下游配管部312一体设置。例如，若上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319为其他部件的情况下，在与上游配管部311或者下游配管部312链接的位置，由于结构上的问题，可能在管内产生高低差等。这种连接位置的高低差等可成为在管内流动的热介质发生撞击的部分，即，该热介质易于滞留的结构部分。顺便提及，若上游配管部311或者下游配管部312构成为一体型，则不存在连接位置的高低差等，因此热介质不会滞留，结果，可以减少对配管310a～310d的维护频率。
(k)另外，在本实施方式中，上游侧连接管部318的曲率半径构成为比下游侧连接管部319的曲率半径更大。因而，根据本实施方式，即便在上游侧连接管部318或者下游侧连接管部319存在拐角部分等的情况下，也能抑制在热介质的流动强的上游侧存在热介质易于滞留的结构部分。即，热介质由于其上游侧比下游侧更为强势，在其上游侧，能够成为避开热介质的流动的结构。
(l)另外，在本实施方式中，上游配管部311的设置高度和下游配管部312的设置高度以彼此不同的方式构成。因而，根据本实施方式，可将相对于各处理室RCL、RCR各自的、热介质的流路形状设为(像贯通配管部316以及外周配管部317构成螺旋状那样的)左右对称的形状。即，卷装在各处理室RCL、RCR上的配管长可以实现左右均等，并且可使各处理室RCL、RCR中的温度调整条件相同。
[本发明的第二实施方式]
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。此处，主要对与上述第一实施方式的区别点进行说明，而省略对与第一实施方式同样的位置的说明。
(装置构成)
图7为示出第二实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
图例的衬底处理装置1在下述方面与上述第一实施方式的构成不同：不仅在上游配管部311、而且在下游配管部312上也设置传感器331a～331d。
与在上游配管部311上设置的传感器315a～315d相同，传感器331a～331d检测流入下游配管部312的管内的热介质的状态。即，与传感器315a～315d相同，传感器331a～331d检测热介质的压力、流量、温度的任一者、或者它们中多个的适当组合。传感器315a～315d为检测自各调温部320a～320d向各处理模块PM1a～PM1d供给的热介质的状态。与此相对，传感器331a～331d检测自各处理模块PM1a～PM1d输出、并返回到各调温部320a～320d的热介质的状态。这种传感器331a～331d只要使利用公知技术构成的即可，此处省略对其的详细说明。
与传感器315a～315d的情况相同，设置在各配管310a～310d上的各个传感器331a～331d配置在自相应的各处理模块PM1a～PM1d同等的距离。例如，设置在配管310a所具有的下游配管部312上的传感器331a和与其对应的处理模块PM1a之间的距离(管长)、和设置在配管310b所具有的下游配管部312上的传感器331b和与其对应的处理模块PM1b之间的距离(管长)分别以大致同等的长度构成。如此这般，可以使设置在各配管310a～310d上的各自的传感器331a～331d的检测条件大致相同。
(基于传感器检测结果的控制处理)
如本实施方式那样，当在下游配管部312上也设置传感器331a～331d的情况下，分别通过传感器315a～315d、331a～331d检测热介质的状态，并通过求出各自中的检测结果的差异，从而判定在传感器315a～315d,331a～331d之间是否存在热介质的问题。
具体而言，通过配管310a所具有的上游配管部311上设置的传感器315a、和该配管310a所具有的下游配管部312上设置的传感器331a来检测流入各管内的热介质的状态，并且求出各检测的差异，并判断该差异是否超出了设定了的容许损失范围。结果，在差异超出了容许损失范围的情况下，判断为有可能在上游配管部311和下游配管部312之间的某一配管部分中发生了由腐蚀作用导致的热介质的泄漏或者堵塞等。即，基于各自的传感器315a～315d、331a～331d的检测结果，能够认识在各配管310a～310d中是否有热介质的循环未正常进行的可能性。关于该认识结果，例如，作为旨在需要进行配管维护的警报信息而向维护作业员报知输出。
(本实施方式的效果)
根据本实施方式，除了上述第一实施方式中的效果以外，还具有以下所示的效果。
(m)在本实施方式中，除了在上游配管部311上设置的传感器(上游传感器)315a～315d以外，还具有在下游配管部312上设置的传感器(下游传感器)331a～331d。因而，根据本实施方式，基于各传感器315a～315d、331a～331d的检测结果，能够对是否有热介质的循环未正常进行的可能性进行管理。
[本发明的第三实施方式]
下面，对本发明的第三实施方式进行说明。这里，同样，主要对与上述第一实施方式的区别点进行说明，而省略对与第一实施方式同样的位置的说明。
(装置构成)
图8为示出第三实施方式涉及的衬底处理装置的示意构成例的说明图。
图例的衬底处理装置1中，调温系统部20的构成与上述第一实施方式以及第二实施方式的构成不同。具体而言，在第一实施方式以及第二实施方式中，各调温部320a～320d分别具有循环层321，在图例的衬底处理装置1中，为循环层321为各调温部320a～320d所共有的构成。
各调温部320a～320d分别独立地具有泵324a～324d以及流量控制部325a～325d。即，在调温部320a上设置泵324a以及流量控制部325a，在调温部320b上设置泵324b以及流量控制部325b，在调温部320c上设置泵324c以及流量控制部325c，在调温部320d上设置泵324d以及流量控制部325d。
(基于传感器检测结果的控制处理)
在以上构成的衬底处理装置1中，调温系统部20通过控制器280按以下方式控制。
例如，传感器315a～315d检测热介质的压力的情况下，在相应的调温部320a～320d中，若通过传感器315a～315d的检测结果落在规定的压力范围外，则分别独立地控制泵324a～324d的动作以使得热介质的压力落入固定的压力范围。因而，例如，当通过传感器315a的检测结果落在规定的压力范围外的情况下，与其相应的调温部320a控制泵324a的动作，因此其影响不波及其他的调温部320b～320d。
另外，例如，传感器315a～315d检测热介质的流量的情况下，在相应的调温部320a～320d中，若通过传感器315a～315d的检测结果落在规定的流量范围外，则分别独立地控制流量控制部325a～325d的动作以使得热介质的流量落入固定的流量范围。因而，例如，当通过传感器315a的检测结果落在规定的压力范围外的情况下，与其相应的调温部320a控制流量控制部325a的动作，因此其影响不波及其他的流量控制部325b～325d。
即，在本实施方式中，即便循环层321为各调温部320a～320d所共有，各调温部320a～320d也能分别独立进行相对于热介质的状态的回复控制。
(本实施方式的效果)
根据本实施方式，除了上述第一实施方式中的效果以外，还具有以下所示的效果。
(n)在本实施方式中，例如，由于共有为一个循环层321，因此可稳定地控制热介质的温度，同时可单通过开关阀313、314来控制热容量，因此可通过简单的构成实现各处理模块PM1a～PM1d的外周温度的均一化。
需要说明的是，在本实施方式中，与第一实施方式相同，为在上游配管部311上设置传感器315a～315d的构成，但并不限于此，也可以在下游配管部312上设置传感器331a～331d。
[其他的实施方式]
以上，对本发明的第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式具体地进行了说明，但本发明不限于上述各实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以由多种变更。
例如，在上述各实施方式中，举出了流通热介质的流路通过金属配管材料构成的配管310a～310d的情况作为例子，但本发明不限于此。即，流通各热介质的流路只要分别设置在各处理模块PM1a～PM1d上的话，则不限于由配管形成的那些，例如，也可以是在金属绝缘块材料的内部形成为孔状或者沟状等的那些。具体而言，例如，可以在金属绝缘块材料中形成一个或多个流通热介质的孔状或沟状等的流路，将该金属绝缘块材料以与各处理模块PM1a～PM1d的壁面相邻的方式安装，并热介质使流通于该金属绝缘块材料。
另外，例如，在上述各实施方式中，举出了各处理模块PM1a～PM1d具有相邻配置的两个处理室RCL、RCR的情况作为例子，但本发明不限于此。即，各处理模块PM1a～PM1d也可以只具有处理室，或者具有三个以上的处理室。
另外，例如，在上述各实施方式中，举出了这样的情况作为例子，即在衬底处理装置进行的成膜处理中，作为含有第一元素的气体(第一处理气体)使用TiCl4气、作为含有第二元素的气体(第二处理气体)使用NH3气、并将它们交替供给从而在晶片200上形成TiN膜，但本发明不限于此。即，成膜处理中所用的处理气体不限于TiCl4气或NH3气等，也可以使用其他种类的气体、形成其他种类的薄膜。此外，即便在使用3种以上的处理气体的情况，将它们交替供给从而进行成膜处理的话，也可以适用本发明。具体而言，作为第一元素，不是Ti，也可以是例如Si、Zr、Hf等各种元素。另外，作为第二元素，不是N，也可以使例如O等。
另外，例如，在上述各实施方式中，作为衬底处理装置进行的处理，举出了成膜处理作为例子，但本发明不限于此。即，除了各实施方式中作为例子举出的成膜处理以外，本发明也适用于各实施方式种例示的薄膜以外的成膜处理。另外，与衬底处理的具体内容无关，不仅是成膜处理，也可以适用于进行退火处理、扩散处理、氧化处理、氮化处理、光刻处理等其他衬底处理的情况。此外，本发明也适用于其他的衬底处理装置，例如，退火处理装置、蚀刻装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用等离子体的处理装置等其他衬底处理装置。另外，本发明也可以是这些装置混合存在。另外，某一实施方式的构成的一部分也可以置换为其他实施方式的构成，另外，某一实施方式的构成也可以加入其他实施方式的构成。另外，就各实施方式的构成的一部分而言，也可以进行其他构成的追加、消除、置换。
[本发明的优选方案]
以下，附记本发明的优选方式。
[附记1]
根据本发明的一个方案，提供一种衬底处理装置，具有：
处理衬底的多个处理模块，
设置在各个所述多个处理模块中的热介质的流路，和
多个调温部，对应各个所述多个处理模块而独立设置，并且使用于调整所述处理模块的温度的热介质流入在该处理模块中设置的所述流路，并基于所述传感器的检测结果将流经该流路的热介质控制为规定状态。
[附记2]
提供附记1中所述的衬底处理装置，优选的，
所述多个调温部离开所述多个处理模块而集中设置，
所述流路构成为：将所述多个处理模块和分别与其相应的所述多个调温部之间分别独立连接，并且，根据设有该流路的所述处理模块，所述流路至与该处理模块相应的所述调温部的长度不同。
[附记3]
提供附记1或者2中所述的衬底处理装置，优选的，
所述传感器具有检测流经所述流路的热介质的压力或者流量的功能，
所述调温部具有控制流经所述流路的热介质的压力或者流量的功能。
[附记4]
提供附记1至3中任一项所述的衬底处理装置，优选的，
所述传感器具有检测流经所述流路的热介质的温度的功能，
所述调温部具有控制流经所述流路的热介质的温度的功能。
[附记5]
提供附记1至4中任一项所述的衬底处理装置，优选的，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为使流经该流路的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。
[附记6]
提供附记1至5中任一项所述的衬底处理装置，优选的，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为相对于各个所述多个处理模块为均等的长度。
[附记7]
提供附记1至6中任一项所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路具有位于比所述处理模块更上游侧的上游流路部、和比所述处理模块更下游侧的下游流路部，
并且所述传感器设置在所述上游流路部上。
[附记8]
提供附记7中所述的衬底处理装置，优选的，
所述处理模块具有并列设置的多个处理室，
所述流路具有将所述处理模块中的所述多个处理室之间连通的贯通流路部、和将所述处理模块的外周侧连通的外周流路部，
所述贯通流路部连接至所述上游流路部，所述外周流路部连接至所述下游流路部。
[附记9]
提供附记8中所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路具有：
上游侧连接流路部，其连接所述上游流路部和所述贯通流路部、并且与所述上游流路部以及所述贯通流路部分别独立设置，和
下游侧连接流路部，其连接所述外周流路部和所述下游流路部、并且与所述外周流路部以及所述下游流路部分别独立设置。
[附记10]
提供附记8中所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路具有连接所述上游流路部和所述贯通流路部、并且与所述上游流路部一体设置的上游侧连接流路部。
[附记11]
提供附记8或者10中所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路具有连接所述外周流路部和所述下游流路部、并且与所述下游流路部一体设置的下游侧连接流路部。
[附记12]
提供附记8、10或者11中任一项中所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路构成为所述上游侧连接流路部的曲率半径大于所述下游侧连接流路部的曲率半径。
[附记13]
提供附记7至12中任一项中所述的衬底处理装置，优选的，
所述流路构成为所述上游流路部的设置高度与所述下游流路部的设置高度不同。
[附记14]
提供附记7至12中任一项中所述的衬底处理装置，优选的，
作为所述传感器，除了在所述上游流路部上设置的上游传感器以外，还具有在所述下游流路部上设置的下游传感器。
[附记15]
根据本发明其他的方案，提供一种半导体装置的制造方法，该方法包括：
将衬底搬入多个处理模块的工序，
向所述处理模块供给气体从而处理所述衬底的工序，和
将热介质控制在规定状态的工序，其中，在所述衬底的处理过程中，自对应于各个所述多个处理模块而独立设置的多个调温部向分别设置在各个所述多个处理模块的流路中流入热介质，从而调整所述处理模块的温度，并且通过传感器检测流经所述流路的热介质的状态，基于所述传感器的检测结果将流经所述流路的热介质控制在规定状态，和
将处理后的所述衬底从所述处理模块搬出的工序。
[附记16]
此外，根据本发明的其他方案，提供使计算机执行以下步骤的程序，所述步骤为：
将衬底搬入多个处理模块的步骤，
向所述处理模块供给气体从而处理所述衬底的步骤，和
将热介质控制在规定状态的步骤，其中，在所述衬底的处理过程中，自对应于各个所述多个处理模块而独立设置的多个调温部向分别设置在各个所述多个处理模块的流路中流入热介质，从而调整所述处理模块的温度，并且通过传感器检测流经所述流路的热介质的状态，基于所述传感器的检测结果将流经所述流路的热介质控制在规定状态，和
将处理后的所述衬底从所述处理模块搬出的步骤。
[附记17]
此外，根据本发明的其他方案，提供一种记录介质，该记录介质记录使计算机执行以下步骤的程序，所述步骤为：
将衬底搬入多个处理模块的步骤，
向所述处理模块供给气体从而处理所述衬底的步骤，和
将热介质控制在规定状态的步骤，其中，在所述衬底的处理过程中，自对应于各个所述多个处理模块而独立设置的多个调温部向分别设置在各个所述多个处理模块的流路中流入热介质，从而调整所述处理模块的温度，并且通过传感器检测流经所述流路的热介质的状态，基于所述传感器的检测结果将流经所述流路的热介质控制在规定状态，和
将处理后的所述衬底从所述处理模块搬出的步骤。

Claims (21)

1.一种衬底处理装置，其构成为具有：
处理衬底的处理室；
多个处理模块，其具有并列设置的多个所述处理室；
热介质的流路，其分别设置在各个所述多个处理模块；以及
多个调温部，其对应于各个所述多个处理模块而独立设置，使调整所述处理模块的温度的热介质流入在该处理模块上设置的所述流路中，
其中，所述流路具有：
位于比所述处理模块更靠上游侧的上游流路部；
位于比所述处理模块更靠下游侧的下游流路部；
贯通流路部，其连接至所述上游流路部、并且将所述处理模块中的并列设置的多个所述处理室之间连通；和
外周流路部，其连接至所述下游流路部，并且将所述处理模块的外周侧连通。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，
在各个所述流路上设置传感器，该传感器分别检测流经所述流路内的热介质的状态，
所述调温部基于由各个所述传感器所检测的检测结果，将流入各个所述流路的热介质控制在规定状态。
3.如权利要求2所述的衬底处理装置，
所述多个调温部离开所述多个处理模块而集中设置，
所述流路构成为：将所述多个处理模块和分别与其相应的所述多个调温部之间分别独立连接，并且，根据设有该流路的所述处理模块，所述流路的至与该处理模块相应的所述调温部的长度不同。
4.如权利要求2所述的衬底处理装置，
所述传感器具有检测流经所述流路的热介质的压力或者流量的功能，
所述调温部具有控制流经所述流路的热介质的压力或者流量的功能。
5.如权利要求4所述的衬底处理装置，
所述传感器具有检测流经所述流路的热介质的温度的功能，
所述调温部具有控制流经所述流路的热介质的温度的功能。
6.如权利要求4所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为使流经该流路的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。
7.如权利要求4所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为相对于各个所述多个处理模块为均等的长度。
8.如权利要求2所述的衬底处理装置，
所述传感器具有检测流经所述流路的热介质的温度的功能，
所述调温部具有控制流经所述流路的热介质的温度的功能。
9.如权利要求8所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为使流经该流路的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。
10.如权利要求2所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为使流经该流路的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。
11.如权利要求10所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为相对于各个所述多个处理模块为均等的长度。
12.如权利要求2所述的衬底处理装置，其中，所述流路具有：
上游侧连接流路部，其连接所述上游流路部和所述贯通流路部，并且与所述上游流路部以及所述贯通流路部分别独立设置，和
下游侧连接流路部，其连接所述外周流路部和所述下游流路部，并且与所述外周流路部以及所述下游流路部分别独立设置。
13.如权利要求2所述的衬底处理装置，
作为所述传感器，除了在所述上游流路部上设置的上游传感器以外，还具有在所述下游流路部上设置的下游传感器。
14.如权利要求1所述的衬底处理装置，
所述多个调温部离开所述多个处理模块而集中设置，
所述流路构成为：将所述多个处理模块和分别与其相应的所述多个调温部之间分别独立连接，并且，根据设有该流路的所述处理模块，所述流路的至与该处理模块相应的所述调温部的长度不同。
15.如权利要求1所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为使流经该流路的热介质的状态的损失量为规定范围内的长度。
16.如权利要求1所述的衬底处理装置，
自所述传感器的设置位置至所述处理模块的所述流路的长度构成为相对于各个所述多个处理模块为均等的长度。
17.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述流路具有：
上游侧连接流路部，其连接所述上游流路部和所述贯通流路部，并且与所述上游流路部以及所述贯通流路部分别独立设置，和
下游侧连接流路部，其连接所述外周流路部和所述下游流路部，并且与所述外周流路部以及所述下游流路部分别独立设置。
18.如权利要求17所述的衬底处理装置，
所述流路构成为所述上游侧连接流路部的曲率半径大于所述下游侧连接流路部的曲率半径。
19.如权利要求1所述的衬底处理装置，
所述流路构成为所述上游流路部的设置高度与所述下游流路部的设置高度不同。
20.一种衬底处理装置，其构成为具有：
处理衬底的处理室；
多个处理模块，其具有并列设置的多个所述处理室；
热介质的流路，其分别设置在各个所述多个处理模块；以及
调温部，其使调整所述处理模块的温度的热介质流入在该处理模块上设置的所述流路中，
其中，所述流路具有：
位于比所述处理模块更靠上游侧的上游流路部；
位于比所述处理模块更靠下游侧的下游流路部；
贯通流路部，其连接至所述上游流路部、并且将所述处理模块中的并列设置的多个所述处理室之间连通；和
外周流路部，其连接至所述下游流路部，并且将所述处理模块的外周侧连通。
21.一种半导体装置的制造方法，该方法包括如下工序：
向多个处理模块中的处理室中搬入衬底，其中，该多个处理模块具有并列设置的多个所述处理室；
向搬入了所述衬底的所述处理模块中的所述处理室中供给气体，从而对所述衬底进行处理；
在所述衬底的处理过程中，自对应于各个所述多个处理模块而独立设置的多个调温部、向设置在各个所述多个处理模块的流路中流入热介质，从而调整所述处理模块的温度；以及
将处理后的所述衬底从所述处理模块中的所述处理室搬出，
其中，在调整所述处理模块的温度的工序中，作为所述流路，使用了
位于比所述处理模块更靠上游侧的上游流路部；
位于比所述处理模块更靠下游侧的下游流路部；
贯通流路部，其连接至所述上游流路部、并且将所述处理模块中的并列设置的多个所述处理室之间连通；以及
外周流路部，其连接至所述下游流路部，并且将所述处理模块的外周侧连通。
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