JP2015144226A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】排気系に設けた真空ポンプの動作が不安定になることを防止する。
【解決手段】処理空間にガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記処理空間の上流側において前記ガスを分散させるバッファ空間と、前記基板を前記処理空間に搬送する際に前記基板が通過する搬送空間と、前記搬送空間に接続される第１排気管と、前記バッファ空間に接続される第２排気管と、前記処理空間に接続される第３排気管と、前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管のそれぞれの下流側に接続された第４排気管と、前記第１排気管に設けられた第１真空ポンプと、前記第４排気管に設けられた第２真空ポンプと、前記第１排気管において前記第１真空ポンプの下流側に設けられた第１バルブと、前記第２排気管に設けられた第２バルブと、前記第３排気管に設けられた第３バルブとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
半導体製造装置等の基板処理装置では、超高真空プロセスを実施するため、排気系にターボ分子ポンプ（ＴＭＰ（Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ））等の真空ポンプを使用することが知られている（例えば特許文献１）。
特開平１１−３００１９３号公報
ターボ分子ポンプ等の高真空あるいは超真空を実現する真空ポンプは、一般に臨界背圧が高いとは言えず、その下流側には大気圧まで排気するための補助ポンプが設けられる。このように、真空ポンプの下流側には他の構成要素が接続されるのが一般的であるが、この他の構成要素は、真空ポンプの下流側の圧力変動を引き起こす要因となり得る。真空ポンプの下流側の圧力が何らかの理由により上昇した場合、当該真空ポンプにガスが逆流し、その動作が不安定になるおそれがある。
本発明は、上記した課題に鑑み、排気系に設けた真空ポンプの動作が不安定になることを防止するようにした基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の一態様にあっては、処理空間にガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記処理空間の上流側において前記ガスを分散させるバッファ空間と、前記基板を前記処理空間に搬送する際に前記基板が通過する搬送空間と、前記搬送空間に接続される第１排気管と、前記バッファ空間に接続される第２排気管と、前記処理空間に接続される第３排気管と、前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管のそれぞれの下流側に接続された第４排気管と、前記第１排気管に設けられた第１真空ポンプと、前記第４排気管に設けられた第２真空ポンプと、前記第１排気管において前記第１真空ポンプの下流側に設けられた第１バルブと、前記第２排気管に設けられた第２バルブと、前記第３排気管に設けられた第３バルブと、を備える基板処理装置が提供される。
また、本発明の一態様にあっては、処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理する半導体装置の製造方法であって、第１真空ポンプとその下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する工程と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる工程と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する工程と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
また、本発明の一態様にあっては、処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理するためのプログラムであって、第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる手順と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
また、本発明の一態様にあっては、処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理するためのプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる手順と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
本発明によれば、排気系に設けた真空ポンプの動作が不安定になることを防止することができる。
本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 図１に示す基板処理装置の基板処理工程を示すフロー図である。 図２に示す成膜工程の詳細を示すフロー図である。 図１に示す基板処理装置の排気系の動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 図５に示す基板処理装置の排気系の動作を示すシーケンス図である。
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
＜装置構成＞
本実施形態に係る基板処理装置１００の構成を図１に示す。基板処理装置１００は、図１に示されているように、枚葉式の基板処理装置として構成されている。
（処理容器）
図１に示すように、基板処理装置１００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間２０１と、ウエハ２００を処理空間２０１に搬送する際にウエハ２００が通過する搬送空間２０３とが形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口２０６を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。
処理空間２０１内には、ウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、基板載置台２１２に内包された加熱源としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び支持台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理容器２０２内は気密に保持されている。
基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０６に対向する位置（ウエハ搬送位置）まで下降し、ウエハ２００の処理時には、図１で示されるように、ウエハ２００が処理空間２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）となるまで上昇する。
具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
処理空間２０１の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１にはガス導入口２４１が設けられ、当該ガス導入口２４１には後述する供給系が接続される。ガス導入口２４１から導入されるガスは、シャワーヘッド２３０のバッファ空間２３２に供給される。
シャワーヘッドの蓋２３１は導電性のある金属で形成され、バッファ空間２３２又は処理空間２０１内でプラズマを生成するための電極として用いられる。蓋２３１と上部容器２０２ａとの間には絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と上部容器２０２ａの間を絶縁している。
シャワーヘッド２３０は、ガス導入口２４１を介して供給系から供給されるガスを分散させるための分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理空間２０１である。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。
バッファ空間２３２には、供給されたガスの流れを形成するガスガイド２３５が設けられる。ガスガイド２３５は、ガス導入口２４１を頂点として分散板２３４方向に向かうにつれ径が広がる円錐形状である。ガスガイド２３５は、その下端が、分散板２３４の最も外周側に形成される貫通孔２３４ａよりも更に外周側に位置するように形成される。
（供給系）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられたガス導入孔２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａ、第二ガス供給管２４４ａ、第三ガス供給管２４５ａが接続されている。第二ガス供給管２４４ａは、リモートプラズマユニット２４４ｅを介して共通ガス供給管２４２に接続される。
第一ガス供給管２４３ａを含む第一ガス供給系２４３からは第一元素含有ガスが主に供給され、第二ガス供給管２４４ａを含む第二ガス供給系２４４からは主に第二元素含有ガスが供給される。第三ガス供給管２４５ａを含む第三ガス供給系２４５からは、ウエハを処理する際には主に不活性ガスが供給され、シャワーヘッド２３０や処理空間２０１をクリーニングする際はクリーニングガスが主に供給される。
（第一ガス供給系）
第一ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第一ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。
第一ガス供給管２４３ａから、第一元素を含有するガス（以下、「第一元素含有ガス」）が、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えばＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２（ビス ターシャリー ブチル アミノ シラン、略称：ＢＴＢＡＳ）ガスを用いることができる。なお、第一元素含有ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一元素含有ガスが常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源２４３ｂとマスフローコントローラ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは気体として説明する。
なお、シリコン含有ガスとしては、ＢＴＢＡＳの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）やトリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）等を用いることができる。これらのガスは、プリカーサーとして働く。
第一ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第一不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第一不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４６ｄが設けられている。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
主に、第一ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第一元素含有ガス供給系２４３（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。
また、主に、第一不活性ガス供給管２４６ａ、マスフローコントローラ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより第一不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２３４ｂ、第一ガス供給管２４３ａを、第一不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第一ガス供給源２４３ｂ、第一不活性ガス供給系を、第一元素含有ガス供給系２４３に含めて考えてもよい。
（第二ガス供給系）
第二ガス供給管２４４ａには、下流にリモートプラズマユニット２４４ｅが設けられている。上流には、上流方向から順に、第二ガス供給源２４４ｂ、流量制御器（流量制御部）
であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。
第二ガス供給管２４４ａからは、第二元素を含有するガス（以下、「第二元素含有ガス」）が、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、リモートプラズマユニット２４４ｅ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。第二元素含有ガスは、リモートプラズマユニット２４４ｅによりプラズマ状態とされ、ウエハ２００上に照射される。
第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば酸素含有ガスであるとする。具体的には、酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ２）ガスが用いられる。
主に、第二ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第二元素含有ガス供給系２４４（酸素含有ガス供給系ともいう）が構成される。
また、第二ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第二不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第二不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４７ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４７ｄが設けられている。
第二不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第二ガス供給管２４４ａ、リモートプラズマユニット２４４ｅを介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。不活性ガスは、薄膜形成工程（Ｓ１０４）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
主に、第二不活性ガス供給管２４７ａ、マスフローコントローラ２４７ｃ及びバルブ２４７ｄにより第二不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２４７ｂ、第二ガス供給管２４３ａ、リモートプラズマユニット２４４ｅを第二不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第二ガス供給源２４４ｂ、リモートプラズマユニット２４４ｅ、第二不活性ガス供給系を、第二元素含有ガス供給系２４４に含めて考えてもよい。
（第三ガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第三ガス供給源２４５ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。
第三ガス供給管２４５ａから、パージガスとしての不活性ガスが、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介してシャワーヘッド２３０に供給される。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
第三ガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄよりも下流側には、クリーニングガス供給管２４８ａの下流端が接続されている。クリーニングガス供給管２４８ａには、上流方向から順に、クリーニングガス供給源２４８ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４８ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４８ｄが設けられている。
主に、第三ガス供給管２４５ａ、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、第三ガス供給系２４５が構成される。
また、主に、クリーニングガス供給管２４８ａ、マスフローコントローラ２４８ｃ及びバルブ２４８ｄによりクリーニングガス供給系が構成される。なお、クリーニングガス供給源２４８ｂ、第三ガス供給管２４５ａを、クリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第三ガス供給源２４５ｂ、クリーニングガス供給系を、第三ガス供給系２４５に含めて考えてもよい。
第三ガス供給管２４５ａからは、基板処理工程では、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。また、クリーニング工程では、クリーニングガスが、マスフローコントローラ２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、共通ガス供給管２４２を介して、シャワーヘッド２３０内に供給される。
不活性ガス供給源２４５ｂから供給される不活性ガスは、基板処理工程では、処理容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。また、クリーニング工程では、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用しても良い。
クリーニングガス供給源２４８ｂから供給されるクリーニングガスは、クリーニング工程ではシャワーヘッド２３０や処理容器２０２に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。
ここで、クリーニングガスは、例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスである。なお、クリーニングガスとして、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。
（プラズマ生成部）
シャワーヘッドの蓋２３１には、整合器２５１、高周波電源２５２が接続されている。高周波電源２５２、整合器２５１でインピーダンスを調整することで、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１にプラズマが生成される。
（排気系）
処理容器２０２の雰囲気を排気する排気系は、処理容器２０２に接続された複数の排気管を有する。具体的には、搬送空間２０３に接続される排気管（第１排気管）２６１と、バッファ空間２３２に接続される排気管（第２排気管）２６２と、処理空間２０１に接続される排気管（第３排気管）２６３とを有する。また、各排気管２６１，２６２，２６３の下流側には、排気管（第４排気管）２６４が接続される。
排気管２６１は、搬送空間２０３の側面あるいは底面に接続される。排気管２６１には、高真空あるいは超高真空を実現する真空ポンプとしてＴＭＰ（Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ。ターボ分子ポンプ。第１真空ポンプ）２６５が設けられる。排気管２６１においてＴＭＰ２６５の下流側にはバルブ２６６が設けられる。また、排気管２６１においてＴＭＰ２６５の上流側にはバルブ２６７が設けられる。また、排気管２６１においてバルブ２６７の上流側にはバイパス管２６１ａが接続される。バイパス管２６１ａには、バルブ２６１ｂが設けられる。バイパス管２６１ａの下流側は、排気管２６４に接続される。
排気管２６２は、バッファ空間２３２の上面あるいは側面に接続される。排気管２６２には、バルブ２６８が接続される。
排気管２６３は、処理空間２０１の側方に接続される。排気管２６３には、処理空間２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６９が設けられる。ＡＰＣ２６９は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、後述するコントローラからの指示に応じて排気管２６３のコンダクタンスを調整する。排気管２６３においてＡＰＣ２６９の下流側にはバルブ２７０が設けられる。また、排気管２６３においてＡＰＣ２６９の上流側にはバルブ２７１が設けられる。
排気管２６４には、ＤＰ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２７２が設けられる。図示のように、排気管２６４には、その上流側から排気管２６２、排気管２６３、排気管２６１、バイパス管２６１ａが接続され、さらにそれらの下流にＤＰ２７２が設けられる。ＤＰ２７２は、排気管２６２、排気管２６３、排気管２６１およびバイパス管２６１ａのそれぞれを介してバッファ空間２３２、処理空間２０１および搬送空間２０３のそれぞれの雰囲気を排気する。また、ＤＰ２７２は、ＴＭＰ２６５が動作するときに、その補助ポンプとしても機能する。すなわち、高真空（あるいは超高真空）ポンプであるＴＭＰ２６５は、大気圧までの排気を単独で行うのは困難であるため、大気圧までの排気を行う補助ポンプとしてＤＰ２７２が用いられる。上記した排気系の各バルブには、例えばエアバルブが用いられる。
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、演算部２８１及び記憶部２８２を少なくとも有する。コントローラ２８０は、上記した各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部２８２からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。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）２８３を用意し、外部記憶装置２８３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により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。また、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２８３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２８３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、記憶部２８２や外部記憶装置２８３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部２８２単体のみを含む場合、外部記憶装置２８３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
＜基板処理工程＞
次に、基板処理装置１００を使用して、ウエハ２００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１００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。
図２は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図３は、図２の成膜工程の詳細を示すフロー図である。また、図４は、各工程における排気系のバルブの開閉を示すシーケンス図である。図４において、「Ｏ」はバルブ開（Ｏｐｅｎ）を示し、「Ｃ」はバルブ閉（Ｃｌｏｓｅ）を示す。
以下、第一の処理ガスとしてＢＴＢＡＳガスを用い、第二の処理ガスとして酸素（Ｏ２）ガスを用いて、ウエハ２００上に薄膜としてシリコン酸化膜を形成する例について説明する。
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２）
処理装置１００では基板載置台２１２をウエハ２００の搬送位置まで下降させることにより、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２０５を開いて搬送空間２０３を移載室（図示せず）と連通させる。そして、この移載室からウエハ移載機（図示せず）を用いてウエハ２００を搬送空間２０３に搬入し、リフトピン２０７上にウエハ２００を移載する。これにより、ウエハ２０
０は、基板載置台２１２の表面から突出したリフトピン２０７上に水平姿勢で支持される。
処理容器２０２内にウエハ２００を搬入したら、ウエハ移載機を処理容器２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じて処理容器２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハ２００を載置させ、さらに基板載置台２１２を上昇させることにより、前述した処理空間２０１内の処理位置までウエハ２００を上昇させる。
基板搬入工程Ｓ１０２における排気系の各バルブの動作について図４を参照して説明する。先ず、ウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する際は、バルブ２６６とバルブ２６７を開とし（開弁し）、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５との間を連通させると共に、ＴＭＰ２６５とＤＰ２７２との間を連通させる。一方、バルブ２６６とバルブ２６７以外の排気系のバルブは閉とする（閉弁する）。これにより、ＴＭＰ２６５（およびＤＰ２７２）によって搬送空間２０３の雰囲気が排気され、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−5Ｐａ以下）に到達させる。この工程で処理容器２０２を高真空（超高真空）状態とするのは、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−6Ｐａ以下）に保たれている移載室との圧力差を低減するためである。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を移載室から搬送空間２０３に搬入する。なお、ＴＭＰ２６５およびＤＰ２７２は、それらの動作立ち上がりに伴う処理工程の遅延を招かないよう、図２および図３に示す工程中、常に動作している。
ウエハ２００が搬送空間２０３に搬入された後、処理空間２０１内の処理位置まで上昇すると、バルブ２６６とバルブ２６７を閉とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５の間、ならびに、ＴＭＰ２６５と排気管２６４との間が遮断され、ＴＭＰ２６５による搬送空間２０３の排気が終了する。一方、バルブ２７０とバルブ２７１を開き、処理空間２０１とＡＰＣ２６９の間を連通させると共に、ＡＰＣ２６９とＤＰ２７２の間を連通させる。ＡＰＣ２６９は、排気管２６３のコンダクタンスを調整することで、ＤＰ２７２による処理空間２０１の排気流量を制御し、処理空間２０１を所定の圧力（例えば１０−5〜１０−1Ｐａの高真空）に維持する。なお、他の排気系のバルブは閉を維持する。また、バルブ２６６とバルブ２６７を閉じるときは、ＴＭＰ２６５の上流側に位置するバルブ２６７を閉とした後、バルブ２６６を閉とすることで、ＴＭＰ２６５の動作を安定に維持する。
なお、この工程において、処理容器２０２内を排気しつつ、不活性ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給してもよい。すなわち、ＴＭＰ２６５あるいはＤＰ２７２で処理容器２０２内を排気しつつ、少なくとも第三ガス供給系のバルブ２４５ｄを開けることにより、処理容器２０２内にＮ２ガスを供給してもよい。
また、ウエハ２００を基板載置台２１２の上に載置する際は、基板載置台２１２の内部に埋め込まれたヒータ２１３に電力を供給し、ウエハ２００の表面が所定の温度となるよう制御される。ウエハ２００の温度は、例えば室温以上５００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって４００℃以下である。この際、ヒータ２１３の温度は、図示しない温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。
（成膜工程Ｓ１０４）
次に、薄膜形成工程Ｓ１０４を行う。以下、図３を参照し、成膜工程Ｓ１０４について詳説する。なお、成膜工程Ｓ１０４は、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返すサイクリック処理である。
（第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２）
ウエハ２００を加熱して所望とする温度に達すると、バルブ２４３ｄを開くと共に、ＢＴＢＡＳガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２４３ｃを調整する。なお、ＢＴＢＡＳの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ２４５ｄを開き、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からＮ２ガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスの供給を開始していてもよい。
処理容器２０２に供給されたＢＴＢＡＳガスはウエハ２００上に供給される。ウエハ２００の表面には、ＢＴＢＡＳガスがウエハ２００の上に接触することによって「第一元素含有層」としてのシリコン含有層が形成される。
シリコン含有層は、例えば、処理容器２０２内の圧力、ＢＴＢＡＳガスの流量、サセプタ２１７の温度、処理空間２０１の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。なお、ウエハ２００上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ２００または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
ＢＴＢＡＳガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ２４３ｄを閉じ、ＢＴＢＡＳガスの供給を停止する。上記したＳ２０２の工程では、図４に示すように、バルブ２７０およびバルブ２７１が開とされ、ＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。Ｓ２０２において、バルブ２７０およびバルブ２７１以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
（パージ工程Ｓ２０４）
次いで、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスを供給し、シャワーヘッド２３０および処理空間２０１のパージを行う。このときも、バルブ２７０およびバルブ２７１は開とされてＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、バルブ２７０およびバルブ２７１以外の排気系のバルブは全て閉とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２でウエハ２００に結合できなかったＢＴＢＡＳガスは、ＤＰ２７２により、排気管２６３を介して処理空間２０１から除去される。
次いで、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスを供給し、シャワーヘッド２３０のパージを行う。このときの排気系のバルブは、図４において「ＳＨＰ」で示すように、バルブ２７０およびバルブ２７１が閉とされる一方、バルブ２６８が開とされる。他の排気系のバルブは閉のままである。すなわち、シャワーヘッド２３０のパージを行うときは、処理空間２０１とＡＰＣ２６９の間を遮断すると共に、ＡＰＣ２６９と排気管２６４の間を遮断し、ＡＰＣ２６９による圧力制御を停止する一方、バッファ空間２３２とＤＰ２７２との間を連通する。これにより、シャワーヘッド２３０（バッファ空間２３２）内に残留したＢＴＢＡＳガスは、排気管２６２を介し、ＤＰ２７２によりシャワーヘッド２３０から排気される。なお、このとき、ＡＰＣ２６９の下流側のバルブ２７０は開としてもよい。
シャワーヘッド２３０のパージが終了すると、バルブ２７０およびバルブ２７１を開としてＡＰＣ２６９による圧力制御を再開すると共に、バルブ２６８を閉としてシャワーヘッド２３０と排気管２６４との間を遮断する。他の排気系のバルブは閉のままである。このときも第三ガス供給管２４５ａからのＮ２ガスの供給は継続され、シャワーヘッド２３０および処理空間２０１のパージが継続される。なお、パージ工程Ｓ２０４において、排気管２６２を介したパージの前後に排気管２６３を介したパージを行うようにしたが、排気管２６２を介したパージのみであってもよい。また、排気管２６２を介したパージと排気管２６３を介したパージを同時に行うようにしてもよい。
（第二の処理ガス供給工程Ｓ２０６）
パージ工程Ｓ２０４の後、バルブ２４４ｄを開けてリモートプラズマユニット２４４ｅ、シャワーヘッド２３０を介して、処理空間２０１内に酸素ガスの供給を開始する。
このとき、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２４４ｃを調整する。なお、酸素ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。なお、酸素ガスとともに、第二不活性ガス供給系からキャリアガスとしてＮ２ガスを流してもよい。また、この工程においても、第三ガス供給系のバルブ２４５ｄは開とされ、第三ガス供給管２４５ａからＮ２ガスが供給される。
プラズマ状態の酸素ガスはウエハ２００上に供給される。既に形成されているシリコン含有層が酸素ガスのプラズマによって改質されることにより、ウエハ２００の上には、例えばシリコン元素および酸素元素を含有する層が形成される。
改質層は、例えば、処理容器２０３内の圧力、酸素ガスの流量、基板載置台２１２の温度、プラズマ生成部２０６の電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、シリコン含有層に対する所定の酸素成分等の侵入深さで形成される。
所定の時間経過後、バルブ２４４ｄを閉じ、酸素ガスの供給を停止する。
Ｓ２０６においても、上記したＳ２０２と同様に、バルブ２７０およびバルブ２７１が開とされ、ＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ２７０およびバルブ２７１以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
（パージ工程Ｓ２０８）
次いで、Ｓ２０４と同様なパージ工程を実行する。各部の動作はＳ２０４で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
（判定Ｓ２１０）
コントローラ２８０は、上記１サイクルを所定回数（ｎ ｃｙｃｌｅ）実施したか否かを判定する。
所定回数実施していないとき（Ｓ２１０でＮｏの場合）、第一の処理ガス供給工程Ｓ２０２、パージ工程Ｓ２０４、第二の処理ガス供給工程Ｓ２０６、パージ工程Ｓ２０８のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき（Ｓ２１０でＹｅｓの場合）、図３に示す処理を終了する。
図２の説明に戻ると、次いで、基板搬出工程Ｓ１０６を実行する。
（基板搬出工程Ｓ１０６）
基板搬出工程Ｓ１０６では、基板載置台２１２を下降させ、基板載置台２１２の表面から突出させたリフトピン２０７上にウエハ２００を支持させる。これにより、ウエハ２００は処理位置から搬送位置となる。その後、ゲートバルブ２０５を開き、ウエハ移載機を用いてウエハ２００を処理容器２０２の外へ搬出する。このとき、バルブ２４５ｄを閉じ、第三ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスを供給することを停止する。
基板搬出工程Ｓ１０６における排気系の各バルブの動作は、図４に示す通りである。先ずウエハ２００が処理位置から搬送位置まで移動する間は、バルブ２７０とバルブ２７１を閉とし、ＡＰＣ２６９による圧力制御を停止する。一方、バルブ２６１ｂを開とし、搬送空間２０３とＤＰ２７２との間を連通し、搬送空間２０３をＤＰ２７２によって排気する。このとき、その他の排気系のバルブは閉とされる。
次いで、ウエハ２００が搬送位置まで移動すると、バルブ２６１ｂを閉とし、搬送空間２０３と排気管２６４との間を遮断する。一方、バルブ２６６とバルブ２６７を開とし、ＴＭＰ２６５（およびＤＰ２７２）によって搬送空間２０３の雰囲気を排気することにより、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−5Ｐａ以下）に維持し、同様に高真空（超高真空）状態（例えば１０−6Ｐａ以下）に維持されている移載室との圧力差を低減する。この状態でゲートバルブ２０５を開き、ウエハ２００を処理容器２０２から移載室へと搬出する。
（処理回数判定工程Ｓ１０８）
ウエハ２００を搬出後、薄膜形成工程が所定の回数に到達したか否かを判定する。所定の回数に到達したと判断されたら、クリーニング工程に移行する。所定の回数に到達していないと判断されたら、次に待機しているウエハ２００の処理を開始するため、基板搬入・載置工程Ｓ１０２に移行する。
（クリーニング工程１１０）
処理回数判定工程Ｓ１０８で薄膜形成工程が所定の回数に到達したと判断したら、クリーニング工程を行う。ここでは、クリーニングガス供給系のバルブ２４８ｄを開け、シャワーヘッド２３０を介して、クリーニングガスを処理空間２０１へ供給する。
クリーニングガスがシャワーヘッド２３０、処理空間２０１を満たしたら、高周波電源２５２で電力を印加すると共に整合器２５１によりインピーダンスを整合させ、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１にクリーニングガスのプラズマを生成する。生成されたクリーニングガスプラズマは、シャワーヘッド２３０、処理空間２０１内の壁に付着した副生成物を除去する。
以上のように、処理容器２０２において処理空間２０１、搬送空間２０３およびバッファ空間２３２のそれぞれには、複数の排気系、すなわち、排気管２６３、２６１、２６２が接続される。また、搬送空間２０３に接続される排気管２６１にはＴＭＰ２６５が設けられる。そして、各排気管２６３、２６１、２６２の下流側には排気管２６４が接続され、当該排気管２６４にはＤＰ２７２が設けられる。このように、ＤＰ２７２を各排気系で共用すると、ＴＭＰ２６５が設けられた排気管２６１以外の排気系からＤＰ２７２によって排気したときに、ＴＭＰ２６５の下流側の圧力（排気管２６４の圧力）が上昇してＴＭＰ２６５にガスが逆流し、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になるおそれがある。ＴＭＰ２６５にガスが逆流すると、場合によってはＴＭＰ２６５の故障や破損に至るおそれもある。特に、異なる処理ガスを交互に繰り返し供給するサイクリック処理では、排気系において、比較的大きな圧力変動が短期間で多数回繰り返されるため、ＴＭＰ２６５の動作を安定に保つにはＴＭＰ２６５の下流側の圧力管理が重要である。
そこで、本実施形態にあっては、ＴＭＰ２６５が設けられる排気管２６１においてＴＭＰ２６５の下流側にバルブ２６６を設け、他の排気管２６２、２６３を介してＤＰ２７２によって排気するときはバルブ２６６を閉弁してＴＭＰ２６５とその下流側の排気管２６４との間を遮断するように構成した。具体的には、排気管２６２に設けられるバルブ２６８が開のとき、すなわち、シャワーヘッド２３０（バッファ空間２３２）のパージをするときは、ＴＭＰ２６５の下流側のバルブ２６６は常に閉とし、ＴＭＰ２６５と排気管２６４の間を遮断する。また、排気管２６３に設けられたバルブ２７０、２７１が開のとき、すなわち、ＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力を調整するとき、または、処理空間２０１のパージをするときは、バルブ２６６は常に閉とし、ＴＭＰ２６５と排気管２６４の間を遮断する。これにより、ＴＭＰ２６５に排気管２６４を流れるガスが逆流することはなく、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になることを防止することができる。特に、異なる処理ガスを交互に繰り返し供給するサイクリック処理において排気系の圧力変動が頻繁に生じても、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になることがなく、ＴＭＰ２６５の故障等の発生確率を低減することができる。また、ＴＭＰ２６５前後のバルブ２６６とバルブ２６７を閉じるときは、ＴＭＰ２６５の上流側に位置するバルブ２６７を閉とした後、バルブ２６６を閉とすることで、ＴＭＰ２６５の動作を安定に維持することができ、ＴＭＰ２６５の故障等の発生確率をより低減することができる。
次いで、本発明の第２実施形態を説明する。
＜装置構成＞
第２実施形態に係る基板処理装置１０２を図５に示す。なお、第１実施形態に係る基板処理装置１００と同様な構成については同一符号を付し、説明は省略する。
第２実施形態に係る基板処理装置１０２にあっては、排気管２６１において、ＴＭＰ２６５とその上流側のバルブ２６７の間に、Ｎ２ガスを供給する不活性ガス供給部を設けた。不活性ガス供給部は、供給管２９０と、供給管２９０の下流に接続される不活性ガス供給源２９１と、供給管２９０において不活性ガス供給源２９１の上流側に設けられるバルブ２９２と、供給管２９０において不活性ガス供給源２９１とバルブ２９２の間に設けられるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２９３とを有する。バルブ２９２やマスフローコントローラ２９３の動作は、コントローラ２８０によって制御される。なお、第２実施形態に係る基板処理装置１０２にあっては、搬送空間２０３に接続された排気管２６１において、ＴＭＰ２６５の下流側のバルブは設けられない。また、不活性ガス供給部から供給する不活性ガスは、Ｎ２ガスの他、上述した各種希ガスであってもよい。
＜基板処理工程＞
次に、基板処理装置１０２を使用して、ウエハ２００上に薄膜を形成する工程について説明する。第１実施形態との相違は排気系の動作であり、基板処理工程の基本的な流れは図２および図３に示したフロー図と同様であるであるため、ここでは排気系の動作のみ説明する。
図６は、第２実施形態に係る成膜工程における排気系のバルブの開閉を示すシーケンス図である。図６に示すように、Ｓ１０２（基板搬入工程）において、ウエハ２００を処理容器２０２内に搬入する際は、バルブ２６７を開とし、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５との間を連通させる。これにより、ＴＭＰ２６５（およびＤＲ２７２）によって搬送空間２０
３の雰囲気が排気され、処理容器２０２を高真空（超高真空）状態（例えば１０−5Ｐａ以下）に到達させる。このとき、バルブ２６７以外の排気系のバルブは閉とする。
ウエハ２００が搬送空間２０３に搬入された後、処理空間２０１内の処理位置まで上昇すると、バルブ２６７を閉とする。これにより、搬送空間２０３とＴＭＰ２６５の間が遮
断され、ＴＭＰ２６５による搬送空間２０３の排気が終了する。一方、バルブ２７０とバルブ２７１を開き、ＡＰＣ２６５によって処理空間２０１を所定の圧力（例えば１０−5〜１０−1Ｐａの高真空）に維持する。また、供給管２９０のバルブ２９２を開とすることにより、ＴＭＰ２６５の上流側にＮ２ガスを供給する。ＴＭＰ２６５は、このＮ２ガスを下流側に排気する。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力よりも高くなるように（換言すれば、ＴＭＰ２６５の排気圧力がＴＭＰ２６５からＤＰ２７２に至るまでの排気管の圧力よりも高くなるように）マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。これにより、排気管２６４からＴＭＰ２６５へのガスの逆流が防止され、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になることを防止することができる。
次いで、成膜工程の各工程における排気系のバルブの動作について説明する。Ｓ２０２（第一の処理ガス供給工程）では、バルブ２７０およびバルブ２７１が開とされ、ＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ２９２も引き続き開とされ、ＴＭＰ２６５にＮ２ガスが供給される。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力（排気管２６３を介して排気管２６４に流入するガスの圧力）よりも高くなるように、マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。また、他の排気系のバルブは全て閉とされる。
Ｓ２０４（パージ工程）において、シャワーヘッド２３０および処理空間２０１のパージを行う際も、バルブ２７０およびバルブ２７１は開とされてＡＰＣ２６９によって処理空間２０１の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ２９２も引き続き開とされ、ＴＭＰ２６５にＮ２ガスが供給される。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力（排気管２６３を介して排気管２６４に流入するガスの圧力）よりも高くなるように、マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。また、他の排気系のバルブは全て閉とされる。
次いで、シャワーヘッド２３０のパージを行う際は、バルブ２７０およびバルブ２７１が閉とされる一方、バルブ２６８が開とされる。すなわち、ＡＰＣ２６９による圧力制御を停止する一方、排気管２６２を介してシャワーヘッド２３０（バッファ空間２３２）をＤＰ２７２により排気する。なお、このとき、ＡＰＣ２６５の下流側のバルブ２７０は開としてもよい。また、バルブ２９２も引き続き開とされ、ＴＭＰ２６５にＮ２ガスが供給される。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力（排気管２６２を介して排気管２６４に流入するガスの圧力）よりも高くなるように、マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。他のバルブは全て閉とされる。
シャワーヘッド２３０のパージが終了すると、バルブ２７０およびバルブ２７１を開としてＡＰＣ２６９による圧力制御を再開すると共に、バルブ２６８を閉としてシャワーヘッド２３０と排気管２６４との間を遮断する。また、バルブ２９２も引き続き開とされ、ＴＭＰ２６５にＮ２ガスが供給される。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力（排気管２６３を介して排気管２６４に流入するガスの圧力）よりも高くなるように、マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。他の排気系のバルブは閉のままである。
Ｓ２０６（第二の処理ガス供給工程）およびＳ２０８（パージ工程）においても、それぞれＳ２０２およびＳ２０４と同様な動作を行う。
Ｓ１０６（基板搬出工程）において、ウエハ２００が処理位置から搬送位置まで移動する間は、バルブ２７０とバルブ２７１を閉とし、ＡＰＣ２６９による圧力制御を停止する。一方、バルブ２６１ｂを開とし、搬送空間２０３をＤＰ２７２によって排気する。また、バルブ２９２も引き続き開とされ、ＴＭＰ２６５にＮ２ガスが供給される。このとき、ＴＭＰ２６５から排気されるＮ２ガスの圧力が、排気管２６４の圧力（バイパス管２６１ａを介して排気管２６４に流入するガスの圧力）よりも高くなるように、マスフローコントローラ２９３によってＮ２ガスの流量が制御される。他の排気系のバルブは閉のままである。
次いで、ウエハ２００が搬送位置まで移動すると、バルブ２６１ｂを閉とし、搬送空間２０３と排気管２６４との間を遮断する。一方、バルブ２６７を開とし、ＴＭＰ２６５（およびＤＰ２７２）によって搬送空間２０３の雰囲気を排気する。また、バルブ２９２を閉とし、ＴＭＰへのＮ２ガスの供給を停止する。
以上のように、第２実施形態にあっては、ＴＭＰ２６５が設けられた排気系以外の排気系を介して処理容器２０２を排気するとき、排気管２６１においてＴＭＰ２６５の上流側のバルブ２６７を閉とすると共に、バルブ２６７とＴＭＰ２６５との間にＮ２ガスを供給するように構成した。このＮ２ガスをＴＭＰ２６５が下流側に排気することにより、排気管２６４からＴＭＰ２６５へのガスの逆流が防止され、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になることを防止することができる。
また、ＴＭＰ２６５の下流側のバルブはその前後の差圧が大きく故障等の不具合を招くおそれがあるが、第２実施形態にあっては、このバルブを不要とすることができるため、ＴＭＰ２６５の動作が不安定になる可能性をより低減することができる。
なお、ＴＭＰ２６５の上流側に供給するＮ２ガスの流量は、基板処理工程において予想される排気管２６４の最高圧力に基づいて単一の値に設定してもよいし、各工程において処理容器２０２に供給されるガスの流量に基づいて工程毎に設定し、工程毎にマスフローコントローラ２９３で流量を変更してもよい。また、ＴＭＰ２６５によって搬送空間２０３を排気しているときもバルブ２９２を開とし、ＴＭＰ２６５の上流側にＮ２ガスを常に供給し続けてもよい。また、第２実施形態においても、ＴＭＰ２６５の下流側に第１実施形態で示したバルブ２６６を設け、このバルブ２６６によってＴＭＰ２６５と排気管２６４の間を開閉するようにしてもよい。この場合、バルブ２６７とＴＭＰ２６５の間に不活性ガスを供給するときはバルブ２６６を開とする。また、この場合、バルブ２６６を閉弁することによるＴＭＰ２６５の保護と不活性ガスを供給することによるＴＭＰ２６５の保護を適宜組み合わせて使用しても良い。例えば、処理空間２０１に供給するガス流量が大きく排気管２６４の圧力が所定値以上になるときや、処理空間２０１に所定時間以上連続してガスを供給するときはバルブ２６６を閉弁することによってＴＭＰ２６５を保護し、排気管２６４の圧力が所定値未満のときや、処理空間２０１に連続してガスを供給する時間が所定時間未満のときは不活性ガスを供給することによってＴＭＰ２６５を保護するようにしてもよい。
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態として成膜技術について説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。例えば、上記で例示した薄膜以外の成膜処理や、拡散処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。また、本発明は、アニール処置装置の他、薄膜形成装置、エッチング装置、酸化処理装置、窒化処理装置、塗布装置、加熱装置等の他の基板処理装置にも適用できる。また、本発明は、これらの装置が混在していてもよい。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
（本発明の好ましい態様）
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
〔付記１〕
処理空間にガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記処理空間の上流側において前記ガスを分散させるバッファ空間と、前記基板を前記処理空間に搬送する際に前記基板が通過する搬送空間と、前記搬送空間に接続される第１排気管と、前記バッファ空間に接続される第２排気管と、前記処理空間に接続される第３排気管と、前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管のそれぞれの下流側に接続された第４排気管と、前記第１排気管に設けられた第１真空ポンプと、前記第４排気管に設けられた第２真空ポンプと、前記第１排気管において前記第１真空ポンプの下流側に設けられた第１バルブと、前記第２排気管に設けられた第２バルブと、前記第３排気管に設けられた第３バルブと、を備える基板処理装置。
〔付記２〕
前記第２バルブが開のときに前記第１バルブが閉となるように前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する制御部を備える付記１に記載の基板処理装置。
〔付記３〕
前記制御部は、前記第１バルブが閉のときも前記第１真空ポンプの動作が継続するように前記第１バルブと前記第１真空ポンプとを制御する付記２に記載の基板処理装置。
〔付記４〕
前記第１排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられた第４バルブを備え、前記制御部は、前記第４バルブが閉となった後、前記第１バルブが閉となるように前記第１バルブと前記第４バルブとを制御する付記２または３に記載の基板処理装置。
〔付記５〕
前記制御部は、前記第３バルブが開のときに前記第１バルブが閉となるように前記第１バルブと前記第３バルブとを制御する付記２から４のいずれかに記載の基板処理装置。
〔付記６〕
前記第１真空ポンプはターボ分子ポンプである付記１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
〔付記７〕
基板を処理する処理容器と、前記処理容器に接続された複数本の排気管と、前記複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと、前記複数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプと、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられるバルブと、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部と、を備える基板処理装置。
〔付記８〕
前記バルブが閉のときに前記不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活性ガスが供給されるように前記バルブと前記不活性ガス供給部とを制御する制御部を備える付記７に記載の基板処理装置。
〔付記９〕
前記制御部は、前記第１真空ポンプの排気圧力が前記第１真空ポンプから前記第２真空ポンプに至るまでの排気管の圧力よりも高くなるように前記不活性ガス供給部から供給される不活性ガスの流量を制御する付記８に記載の基板処理装置。
〔付記１０〕
前記制御部は、前記処理容器に供給されるガスの流量に基づき、前記不活性ガス供給部から供給される不活性ガスの流量を制御する付記９に記載の基板処理装置。
〔付記１１〕
処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理する半導体装置の製造方法であって、第１真空ポンプとその下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する工程と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる工程と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する工程と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
〔付記１２〕
処理容器にガスを供給して基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する工程と、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活性ガスを供給する工程と、前記ガスを前記処理容器に供給する工程と、前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
〔付記１３〕
処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理するためのプログラムであって、第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる手順と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム。
〔付記１４〕
処理容器にガスを供給して基板を処理するためのプログラムであって、前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する手順と、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活性ガスを供給する手順と、 前記ガスを前記処理容器に供給する手順と、 前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム。
〔付記１５〕
処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理するためのプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを閉じる手順と、前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記バッファ空間を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
〔付記１６〕
処理容器にガスを供給して基板を処理するためのプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する手順と、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活性ガスを供給する手順と、前記ガスを前記処理容器に供給する手順と、前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介して前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録
媒体。
１００、１０２・・・基板処理装置
２００・・・ウエハ（基板）
２０１・・・処理空間
２０２・・・反応容器
２０３・・・搬送空間
２３２・・・バッファ空間
２６１、２６２、２６３、２６４・・・排気管
２６１ａ・・・バイパス管
２６５・・・ＴＭＰ（ターボ分子ポンプ）
２７２・・・ＤＰ（ドライポンプ）
２６１ｂ、２６６、２６７、２６８、２７０、２７１、２９２・・・バルブ

Claims (16)

  1. 処理空間にガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、
    前記処理空間の上流側において前記ガスを分散させるバッファ空間と、
    前記基板を前記処理空間に搬送する際に前記基板が通過する搬送空間と、
    前記搬送空間に接続される第１排気管と、
    前記バッファ空間に接続される第２排気管と、
    前記処理空間に接続される第３排気管と、
    前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管のそれぞれの下流側に接続された
    第４排気管と、
    前記第１排気管に設けられた第１真空ポンプと、
    前記第４排気管に設けられた第２真空ポンプと、
    前記第１排気管において前記第１真空ポンプの下流側に設けられた第１バルブと、
    前記第２排気管に設けられた第２バルブと、
    前記第３排気管に設けられた第３バルブと、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記第２バルブが開のときに前記第１バルブが閉となるように前記第１バルブと前記第
    ２バルブとを制御する制御部を備える請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記制御部は、前記第１バルブが閉のときも前記第１真空ポンプの動作が継続するよう
    に前記第１バルブと前記第１真空ポンプとを制御する請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けられた第４バルブを備え、前
    記制御部は、前記第４バルブが閉となった後、前記第１バルブが閉となるように前記第１
    バルブと前記第４バルブとを制御する請求項２または３に記載の基板処理装置。
  5. 前記制御部は、前記第３バルブが開のときに前記第１バルブが閉となるように前記第１バ
    ルブと前記第３バルブとを制御する請求項２から４のいずれかに記載の基板処理装置。
  6. 前記第１真空ポンプはターボ分子ポンプである請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
  7. 基板を処理する処理容器と、
    前記処理容器に接続された複数本の排気管と、
    前記複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと、
    前記複数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプと、
    前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けら
    れるバルブと、
    前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプと前記バルブの間
    に接続される不活性ガス供給部と、
    を備える基板処理装置。
  8. 前記バルブが閉のときに前記不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活性ガスが供
    給されるように前記バルブと前記不活性ガス供給部とを制御する制御部を備える請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、前記第１真空ポンプの排気圧力が前記第１真空ポンプから前記第２真空
    ポンプに至るまでの排気管の圧力よりも高くなるように前記不活性ガス供給部から供給さ
    れる不活性ガスの流量を制御する請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記制御部は、前記処理容器に供給されるガスの流量に基づき、前記不活性ガス供給部
    から供給される不活性ガスの流量を制御する請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理
    する半導体装置の製造方法であって、
    第１真空ポンプとその下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気
    しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する工程と、
    前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを
    閉じる工程と、
    前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する工程と、
    前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポン
    プにより前記バッファ空間を排気する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  12. 処理容器にガスを供給して基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
    前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複
    数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する工程と、
    前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けら
    れるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真
    空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活
    性ガスを供給する工程と、
    前記ガスを前記処理容器に供給する工程と、
    前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介し
    て前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  13. 処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理
    するためのプログラムであって、
    第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気
    しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、
    前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを
    閉じる手順と、
    前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、
    前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポン
    プにより前記バッファ空間を排気する手順と、
    をコンピュータに実行させるプログラム。
  14. 処理容器にガスを供給して基板を処理するためのプログラムであって、
    前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複
    数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する手順と、
    前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けら
    れるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真
    空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活
    性ガスを供給する手順と、
    前記ガスを前記処理容器に供給する手順と、
    前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介し
    て前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する手順と、
    をコンピュータに実行させるプログラム。
  15. 処理空間の上流側のバッファ空間で分散させたガスを前記処理空間に供給して基板を処理
    するためのプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    第１真空ポンプとその下流側に設けられた第２真空ポンプとで前記基板の搬送空間を排気
    しつつ前記基板を前記処理空間に搬送する手順と、
    前記第１真空ポンプの下流側であって前記第２真空ポンプの上流側に設けられたバルブを
    閉じる手順と、
    前記バッファ空間を介して前記ガスを前記処理空間に供給する手順と、
    前記バルブの下流側で前記第２真空ポンプに接続される排気管を介して前記第２真空ポン
    プにより前記バッファ空間を排気する手順と、
    をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒
    体。
  16. 処理容器にガスを供給して基板を処理するためのプログラムが格納されたコンピュータ
    読み取り可能な記録媒体であって、
    前記処理容器に接続された複数本の排気管の一つに設けられる第１真空ポンプと前記複
    数本の排気管の下流側に設けられる第２真空ポンプとで前記処理容器を排気する手順と、
    前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真空ポンプの上流側に設けら
    れるバルブを閉じると共に、前記第１真空ポンプが設けられる排気管において前記第１真
    空ポンプと前記バルブの間に接続される不活性ガス供給部から前記第１真空ポンプに不活
    性ガスを供給する手順と、
    前記ガスを前記処理容器に供給する手順と、
    前記複数本の排気管のうち前記第１真空ポンプが設けられる排気管を除く排気管を介し
    て前記第２真空ポンプにより前記処理容器を排気する手順と、
    をコンピュータに実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録
    媒体。
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