JP2016157725A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数処理される基板に形成される薄膜の基板間における均一性を向上させる技術を提供する。【解決手段】基板を処理する処理室を形成する反応容器と、処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、反応容器の下方に配置されて処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、下部排気系よりも上方に配置されて処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、下部排気系と上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部と、で構成されるガス排気部と、圧力検出部が検出した下部排気系と上部排気系のそれぞれの圧力に応じて下部排気系と上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくともガス供給部とガス排気部とを制御する制御部と、を有する。【選択図】図３ｂ
Description
本発明は、基板を処理する基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。
ＩＣの製造方法において、複数枚のウエハ上に窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜などの所望の膜を形成する場合には、バッチ式縦型基板処理装置（以下、縦型装置という。）が広く使用されている。
この縦型装置による成膜に際しては、複数枚のウエハを積層したボートが処理室内に搬入（ボートローディング）されて、処理室の下方開口部が気密封止された状態で、処理ガスがノズルによって処理室内に供給される。
処理室内に供給された処理ガスは、ウエハ群に接触して成膜しながら処理室の下方に配置された排気管によって排気される。
この際、成膜レートがガスの流れに依存するために、供給された処理ガスの上流側に配置されたウエハの膜厚が下流側に配置されたウエハの膜厚よりも厚くなる傾向がある。
そこで、このウエハ相互間の膜厚の差を解消するため、例えばヒータ等の加熱装置によって処理室内に温度勾配を形成することにより、ウエハ相互間の膜厚がボートの全長にわたって均一になるように制御することが、従来から実施されている。
処理室内に供給された処理ガスは、ウエハ群に接触して成膜しながら処理室の下方に配置された排気管によって排気される。
この際、成膜レートがガスの流れに依存するために、供給された処理ガスの上流側に配置されたウエハの膜厚が下流側に配置されたウエハの膜厚よりも厚くなる傾向がある。
そこで、このウエハ相互間の膜厚の差を解消するため、例えばヒータ等の加熱装置によって処理室内に温度勾配を形成することにより、ウエハ相互間の膜厚がボートの全長にわたって均一になるように制御することが、従来から実施されている。
しかしながら、処理室内に温度勾配を形成する成膜方法においては、ボートのボトム側に位置するウエハに形成された膜とボートのトップ側に位置するウエハに形成された膜との間で、屈折率やエッチングレート等の膜質に差が発生してしまう場合がある。
本発明の目的は、複数処理される基板に形成される薄膜の基板間における均一性を向上させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室を形成する反応容器と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部と、
前記圧力検出部が検出した前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくとも前記ガス供給部と前記ガス排気部とを制御する制御部と、
を有する技術が提供される。
基板を処理する処理室を形成する反応容器と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部と、
前記圧力検出部が検出した前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくとも前記ガス供給部と前記ガス排気部とを制御する制御部と、
を有する技術が提供される。
本発明によれば、複数処理される基板に形成される薄膜の基板間における均一性を向上させることができる。
＜本発明の第一実施形態＞
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。
尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理などを行う縦型の処理装置を適用した場合について述べる。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。
尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理などを行う縦型の処理装置を適用した場合について述べる。
図１及び図２に示されているように、基板処理装置１００は、基板として用いられるシリコン等からなるウエハ２００を処理する。基板処理装置１００では、ウエハ２００を収納したウエハキャリアとして用いられるフープ（基板収容器、ＦＯＵＰまたはポッドともいう。以下ポッドと記載する。）１１０が使用されている。また、基板処理装置１００は、基板処理装置本体１１１を備えている。
基板処理装置本体１１１の正面壁１１１ａの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部として用いられる正面メンテナンス口１０３が開設され、正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４がそれぞれ建て付けられている。尚、図示しないが、上側の正面メンテナンス扉１０４近傍に副操作部としての副操作装置が設置され、主操作部としての主操作装置は、背面側のメンテナンス扉近傍に配置される。
基板処理装置本体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が基板処理装置本体１１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、同様にロードポート１１４上から工程内搬送装置によって搬出されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、同様にロードポート１１４上から工程内搬送装置によって搬出されるようになっている。
基板処理装置本体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個ずつそれぞれに載置した状態で保持するように構成されている。
基板処理装置本体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
基板処理装置本体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０には一対のポッドオープナ１２１がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａ及びウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。図１に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは基板処理装置本体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、基板保持具としてのボート２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
図１に模式的に示されているように、基板処理装置本体１１１の右側壁にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
また、図１に模式的に示されているように移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びボートエレベータ１１５と対向する位置である基板処理装置本体１１１の左側壁部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されている。また、装置によっては、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウエハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置が設置されている場合もある。
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置及びウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びボートエレベータ１１５を避けるように基板処理装置本体１１１の右側壁側に設けられた図示しないダクトにより吸い込まれて、基板処理装置本体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
次に、本発明の基板処理装置１００の動作について説明する。
図１及び図２に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって基板処理装置本体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。
図１及び図２に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって基板処理装置本体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４は、移載室１２４内部にクリーンエア１３３として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、基板処理装置本体１１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
載置台１２２に載置されたポッド１１０は、その開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、図示しないノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハをボート２１７に装填する。
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、図示しないノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハをボート２１７に装填する。
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ１２１には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されていく。
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。
処理後は、図示しないノッチ合わせ装置でのウエハの整合工程を除き、上述した手順の逆の手順で、ウエハ２００及びポッド１１０は筐体の外部へ払い出される。
処理後は、図示しないノッチ合わせ装置でのウエハの整合工程を除き、上述した手順の逆の手順で、ウエハ２００及びポッド１１０は筐体の外部へ払い出される。
（３）処理炉の構成
続いて、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図面を参照しながら説明する。
続いて、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図面を参照しながら説明する。
（処理室）
図３ｂに示すように、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３とマニホールド２０９とを主に有しており、反応管２０３とマニホールド２０９によって反応容器が構成されている。なお、マニホールド２０９を含まない反応管２０３のみを指して反応容器と称してもよい。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端部が開放された円筒形状となっている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端部側から縦向きに支持されている。反応管２０３とマニホールド２０９とは、同心円状に配置されている。反応管２０３下端部とマニホールド２０９の上端部との間には、Ｏリングなどの封止部材２２１が設けられている。また、マニホールド２０９の下端部は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、アーム１２８に支持されたシールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されており、マニホールド２０９の下端部とシールキャップ２１９との間には、処理室２０１内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０が設けられている。
図３ｂに示すように、本発明の一実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３とマニホールド２０９とを主に有しており、反応管２０３とマニホールド２０９によって反応容器が構成されている。なお、マニホールド２０９を含まない反応管２０３のみを指して反応容器と称してもよい。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端部及び下端部が開放された円筒形状となっている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端部側から縦向きに支持されている。反応管２０３とマニホールド２０９とは、同心円状に配置されている。反応管２０３下端部とマニホールド２０９の上端部との間には、Ｏリングなどの封止部材２２１が設けられている。また、マニホールド２０９の下端部は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、アーム１２８に支持されたシールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されており、マニホールド２０９の下端部とシールキャップ２１９との間には、処理室２０１内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０が設けられている。
反応管２０３及びマニホールド２０９によって構成される反応容器の内部には、基板としてのウエハ２００がボート２１７に保持されて搬入出される処理室２０１が形成されている。処理室２０１内には、ボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。反応管２０３及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ２００を装填したボート２１７の最大外径よりも大きくなるように構成されている。
ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ２００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。このウエハ２００を多段に複数保持している領域を基板保持領域２７０とする。ボート２１７は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、処理室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、処理室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ２００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。
反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱装置（加熱部）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、シールキャップ２１９に対して垂直に据え付けられている。
なお、上述した構成の他、図示しない断熱部材をヒータ２０７の外側にヒータ２０７と同心円状に設けたり、図示しないシールドケースを断熱部材の外側に断熱部材と同心円状に設けたりすることによって処理炉２０２を構成する場合もある。
なお、上述した構成の他、図示しない断熱部材をヒータ２０７の外側にヒータ２０７と同心円状に設けたり、図示しないシールドケースを断熱部材の外側に断熱部材と同心円状に設けたりすることによって処理炉２０２を構成する場合もある。
（ガス供給部）
マニホールド２０９には、ガスノズル２３３が設けられている。ガスノズル２３３の構造については、後述するが、ガスノズル２３３は、垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。ガスノズル２３３の垂直部は、反応管２０３の内壁に沿うように鉛直方向に配設されている。ガスノズル２３３の垂直部側面（筒部）には、処理室２０１内に処理ガスを導入するガス導入部としてのガス供給口が、鉛直方向に１つまたは複数設けられている。ガス供給口が複数設けられた場合の開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。ガスノズル２３３の水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。
マニホールド２０９には、ガスノズル２３３が設けられている。ガスノズル２３３の構造については、後述するが、ガスノズル２３３は、垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。ガスノズル２３３の垂直部は、反応管２０３の内壁に沿うように鉛直方向に配設されている。ガスノズル２３３の垂直部側面（筒部）には、処理室２０１内に処理ガスを導入するガス導入部としてのガス供給口が、鉛直方向に１つまたは複数設けられている。ガス供給口が複数設けられた場合の開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。ガスノズル２３３の水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。
マニホールド２０９の側壁から突出したガスノズル２３３の水平端部（上流端）には、処理ガスとしてのガスを処理室２０１内へ供給するガス供給管２４０が接続されている。ガス供給管２４０には、上流方向から順に流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６０、および開閉弁である開閉バルブ２４１がそれぞれ設けられている。
主に、ガスノズル２３３、ガス供給口２４８、ガス供給管２４０、開閉バルブ２４１、ＭＦＣ２６０により、本実施形態に係るガス供給部が構成される。
ガス供給管２４０からは、所定元素（第１元素）を含む原料ガスがＭＦＣ２６０、開閉バルブ２４１、ガスノズル２３３、ガス供給口を介して処理室２０１内へ供給されるように構成されている。
なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。
なお、本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、その両方を意味する場合がある。
（ガス排気部）
本実施形態においては、図３ａに示すように、例えば、反応管２０３の側面下部である基板保持領域２７０よりも下方の位置に下部排気管２３１を設け、反応管２０３の基板保持領域２７０外である天井部に上部排気管２３２を設けている。図３ｂに示すように、上部排気管２３２は、例えば反応管２０３の天井部の中心に設けられ、ヒータ２０７の内側に配されるように反応管２０３の天井部及び側壁の外側に沿うように排気管を湾曲させ、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でＬ字型に設けられている。
下部排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出部としての圧力センサ２４５、排気ガスに含まれるガスの成分を測定することでガスの滞留状態を検出するガス滞留検出器３００、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３１ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３１ｂが設けられている。上部排気管２３２には、上流側から順に、圧力検出部としての圧力センサ２４６、排気ガスに含まれるガスの成分を測定することでガスの滞留状態を検出するガス滞留検出器３０１、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３２ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３２ｂが設けられている。真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂを作動させつつ、ＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａの開閉弁の開度を調整することにより、処理室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２３１ａにより、本実施形態に係る下部排気系が構成される。また主に、排気管２３２、圧力センサ２４６、ＡＰＣバルブ２３２ａにより、本実施形態に係る上部排気系が構成される。上述した下部排気系と上部排気系を含めてガス排気部とする。
本実施形態においては、図３ａに示すように、例えば、反応管２０３の側面下部である基板保持領域２７０よりも下方の位置に下部排気管２３１を設け、反応管２０３の基板保持領域２７０外である天井部に上部排気管２３２を設けている。図３ｂに示すように、上部排気管２３２は、例えば反応管２０３の天井部の中心に設けられ、ヒータ２０７の内側に配されるように反応管２０３の天井部及び側壁の外側に沿うように排気管を湾曲させ、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でＬ字型に設けられている。
下部排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出部としての圧力センサ２４５、排気ガスに含まれるガスの成分を測定することでガスの滞留状態を検出するガス滞留検出器３００、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３１ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３１ｂが設けられている。上部排気管２３２には、上流側から順に、圧力検出部としての圧力センサ２４６、排気ガスに含まれるガスの成分を測定することでガスの滞留状態を検出するガス滞留検出器３０１、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３２ａ、真空排気装置としての真空ポンプ２３２ｂが設けられている。真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂを作動させつつ、ＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａの開閉弁の開度を調整することにより、処理室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２３１ａにより、本実施形態に係る下部排気系が構成される。また主に、排気管２３２、圧力センサ２４６、ＡＰＣバルブ２３２ａにより、本実施形態に係る上部排気系が構成される。上述した下部排気系と上部排気系を含めてガス排気部とする。
なお、上述した下部排気系の構成に、ガス滞留検出器３００、真空ポンプ２３１ｂを加えた構成を下部排気系としても良く、また、上述した上部排気系の構成に、ガス滞留検出器３０１、真空ポンプ２３２ｂを加えた構成を上部排気系としても良い。したがって上述したガス排気部の構成には、ガス滞留検出器３００、または、ガス滞留検出器３０１のどちらか一方、または両方、真空ポンプ２３１ｂ、または、真空ポンプ２３２ｂのどちらか一方、または両方を含めて考えても良い。
このように構成することによって、処理室２０１上部に滞留する処理ガスを効率よく排気することが可能になるだけでなく、基板載置領域外から排気することが可能となり、基板上に不要なガス流を形成することが無くなるため、基板間における成膜を均一に行うことが可能となる。さらに、上部排気管２３２を反応管２０３の天井部中心に接続すると共に反応管２０３の外壁に沿って湾曲させて配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でＬ字型に設けられる構造とすることで、ヒータ２０７の構造を大きく変更する必要が無くなるため、従来の装置構成を流用することが可能となり、低コストで処理室２０１内の排気効率を向上させることが可能となる。
なお、図３ｂに示した例では、上部排気管２３２がヒータ２０７を貫通するように図示されているが、この構成に限らず、後述する図７ｂのようにヒータ２０７の下方を通過するように（すなわち、ヒータを貫通しないように）構成されていても良い。
また、下部排気管２３１は反応管２０３の側面に設けられているが、この構成に限らず、マニホールド２０９の側面に接続されるように構成されていても良い。
このように構成することによって、処理室２０１上部に滞留する処理ガスを効率よく排気することが可能になるだけでなく、基板載置領域外から排気することが可能となり、基板上に不要なガス流を形成することが無くなるため、基板間における成膜を均一に行うことが可能となる。さらに、上部排気管２３２を反応管２０３の天井部中心に接続すると共に反応管２０３の外壁に沿って湾曲させて配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でＬ字型に設けられる構造とすることで、ヒータ２０７の構造を大きく変更する必要が無くなるため、従来の装置構成を流用することが可能となり、低コストで処理室２０１内の排気効率を向上させることが可能となる。
なお、図３ｂに示した例では、上部排気管２３２がヒータ２０７を貫通するように図示されているが、この構成に限らず、後述する図７ｂのようにヒータ２０７の下方を通過するように（すなわち、ヒータを貫通しないように）構成されていても良い。
また、下部排気管２３１は反応管２０３の側面に設けられているが、この構成に限らず、マニホールド２０９の側面に接続されるように構成されていても良い。
ここで、上部排気系のコンダクタンス（排気流量）と、下部排気系のコンダクタンスとは、それぞれ同量となるようにＡＰＣバルブ２３１ａとＡＰＣバルブ２３２ａを制御することが考えられるが、後述するように各排気系で検出した圧力に応じて上部排気系のコンダクタンスと下部排気系のコンダクタンスとを適宜制御すればよい。
（シールキャップ）
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持しており、回転機構２６７を作動させることでボート２１７を回転させることが可能になっている。このようにボート２１７が回転機構２６７によって回転することで、ボート２１７に保持されているウエハ２００を間接的に回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ２１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１内外に搬送することが可能となっている。
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持しており、回転機構２６７を作動させることでボート２１７を回転させることが可能になっている。このようにボート２１７が回転機構２６７によって回転することで、ボート２１７に保持されているウエハ２００を間接的に回転させることが可能なように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に配置された昇降機構としてのボートエレベータ２１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１内外に搬送することが可能となっている。
（制御部）
図４に示すように、制御部としてのコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄは、内部バス３２１ｅを介して、ＣＰＵ３２１ａ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２８０には、入出力装置３２２として、例えばタッチパネル、マウス、キーボード、操作端末等が接続されていてもよい。また、コントローラ２８０には、表示部として、例えばディスプレイ等が接続されていてもよい。
図４に示すように、制御部としてのコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ３２１ｂ、記憶装置３２１ｃ、Ｉ／Ｏポート３２１ｄは、内部バス３２１ｅを介して、ＣＰＵ３２１ａ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２８０には、入出力装置３２２として、例えばタッチパネル、マウス、キーボード、操作端末等が接続されていてもよい。また、コントローラ２８０には、表示部として、例えばディスプレイ等が接続されていてもよい。
記憶装置３２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ等で構成されている。記憶装置３２１ｃ内には、基板処理装置１００の各部動作を制御する制御プログラムや、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２８０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、ＲＡＭ３２１ｂは、ＣＰＵ３２１ａ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。
Ｉ／Ｏポート３２１ｄは、上述の真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂ、開閉バルブ２４１、ＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａ、ヒータ２０７、ゲートバルブ、回転機構２６７、圧力センサ２４５、２４６、気化器２６０、ガス滞留検出器３００、３０１等に接続されている。
ＣＰＵ３２１ａは、記憶装置３２１ｃ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３２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置３２１ｃ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、ＣＰＵ３２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、信号線を通じてＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａの開度調整動作、開閉バルブ２４１の開閉動作、及び真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂの起動・停止、ボートエレベータの昇降動作、温度センサに基づくヒータ２０７への供給電力量調整動作（温度調整動作）やインピーダンス制御装置２７４によるインピーダンス値調整動作、ゲートバルブの開閉動作等を、それぞれ制御するように構成されている。
なお、コントローラ２８０は、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メモリやメモリカード等の半導体メモリ）３２３に格納された上述のプログラムを、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構成することができる。記憶装置３２１ｃや外部記憶装置３２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。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３２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置３２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
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３２３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３２３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、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３２３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３２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。
（５）基板処理工程
続いて、本発明の一実施形態に係る基板処理工程について図５を用いて説明する。なお、本実施形態に係る基板処理工程は、基板を処理する処理ガスを交互に処理室内に供給する交互供給法を用いてウエハ２００の表面に窒化膜や酸化膜などの絶縁膜を成膜する方法であり、半導体装置の製造工程の一工程として実施される。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２８０により制御される。
続いて、本発明の一実施形態に係る基板処理工程について図５を用いて説明する。なお、本実施形態に係る基板処理工程は、基板を処理する処理ガスを交互に処理室内に供給する交互供給法を用いてウエハ２００の表面に窒化膜や酸化膜などの絶縁膜を成膜する方法であり、半導体装置の製造工程の一工程として実施される。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２８０により制御される。
（基板搬入工程：Ｓ１０１）
まず、ポッド１１０内に保持されている複数枚のウエハ２００をウエハ移載装置１２５によってボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。基板搬入工程においては、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
まず、ポッド１１０内に保持されている複数枚のウエハ２００をウエハ移載装置１２５によってボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。基板搬入工程においては、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
（減圧及び昇温工程：Ｓ１０２）
続いて、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂにより排気する。この際、処理室２０１内の圧力を圧力センサ２４５、２４６で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａの開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱する。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ２００を回転させる。
続いて、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂにより排気する。この際、処理室２０１内の圧力を圧力センサ２４５、２４６で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａの開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱する。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ２００を回転させる。
（成膜工程：Ｓ１０３）
続いて、成膜工程を実施する。成膜工程では、例えばＳｉＨ４などのＳｉ含有ガスといった単独でウエハ２００上に膜を形成することが可能なガスである原料ガスを供給する工程と、例えばＮ２ガスのような不活性ガスとしてのパージガスを処理室２０１内に供給して処理室２０１内の雰囲気をパージする原料ガスパージ工程と、例えばＮＨ３ガスなどの窒素含有ガスといった単独でウエハ２００上に膜を形成することができないガスである反応ガスを供給する工程と、原料ガスパージ工程と同様に処理室２０１内にＮ２ガスのような不活性ガスとしてのパージガスを供給して処理室２０１内の雰囲気をパージする工程と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返す。
続いて、成膜工程を実施する。成膜工程では、例えばＳｉＨ４などのＳｉ含有ガスといった単独でウエハ２００上に膜を形成することが可能なガスである原料ガスを供給する工程と、例えばＮ２ガスのような不活性ガスとしてのパージガスを処理室２０１内に供給して処理室２０１内の雰囲気をパージする原料ガスパージ工程と、例えばＮＨ３ガスなどの窒素含有ガスといった単独でウエハ２００上に膜を形成することができないガスである反応ガスを供給する工程と、原料ガスパージ工程と同様に処理室２０１内にＮ２ガスのような不活性ガスとしてのパージガスを供給して処理室２０１内の雰囲気をパージする工程と、を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数繰り返す。
原料ガスを供給する工程では、開閉バルブ２４１を開けて原料ガスと、不活性ガスであるＮ２ガスなどのキャリアガスとの混合ガスを処理室２０１内へと供給する。その結果、積層されたウエハ２００間に混合ガスが供給され、ウエハ２００の表面に原料ガスに基づいた薄膜が一時的に形成される。混合ガスの供給を所定時間継続したら、処理室２０１内への混合ガスの供給を停止する。
処理室２０１内をパージする工程では、処理室２０１内へパージガスを供給し、処理室２０１内からのガスの排出を促す。処理室２０１内の雰囲気がパージガスに置換されたら、処理室２０１内へのパージガスの供給を停止する。
ウエハ２００上に反応ガスを供給する工程では、反応ガスを処理室２０１内へ供給する。その結果、積層されたウエハ２００間に反応ガスが供給され、ウエハ２００の表面に形成されている原料ガスに基づく薄膜と反応ガスとが反応し、ウエハ２００の表面に所望の薄膜が形成される。反応ガスの供給を所定時間継続したら、反応ガスの供給を停止する。
処理室２０１内をパージする工程では、処理室２０１内からの反応ガス及び反応生成物の排出を促す。処理室２０１内の雰囲気がパージガスに置換されたら、処理室２０１内へのパージガスの供給を停止する。
以上、ウエハ２００上に原料ガスを供給する工程〜処理室２０１内をパージする工程を１サイクルとして、このサイクルを所定回数繰り返すことにより、ウエハ２００上に所望の厚さの薄膜を形成したら成膜工程を終了する。
（昇圧工程、基板搬出工程：Ｓ１０４）
続いて、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで処理室２０１内にパージガスを供給する。そして、基板搬入工程と逆の手順により、成膜済のウエハ２００を処理室２０１内から搬出する。基板搬出工程においては、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
続いて、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで処理室２０１内にパージガスを供給する。そして、基板搬入工程と逆の手順により、成膜済のウエハ２００を処理室２０１内から搬出する。基板搬出工程においては、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
以下、本発明の排気管を用いた排気制御について、図面を用いて説明する。
（排気制御）
ガス供給ノズル２３３によって処理室２０１内に供給された処理ガスは、上部排気管２３２または下部排気管２３１を介して処理室２０１内より排出される。その際に、下部排気系に設けられた圧力センサ２４５と上部排気系に設けられた圧力センサ２４６がそれぞれの圧力を検出し、制御部２８０へ検出した値を出力する。制御部２８０は、圧力センサ２４５と圧力センサ２４６から受信した上部排気系の圧力値と、下部排気系の圧力値との圧力の比較を行い、所定の差圧となっているかチェックする。このチェックによって、上部排気系と下部排気系が所定の差圧となっていなかった場合には、所望の差圧となるようにＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａ及び真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂを制御部２８０により制御することで上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスのバランスを制御する。
このように、上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスのバランスを制御することで、処理室２０１内における圧力の均一化を図る。
このような排気コンダクタンスのバランス制御は、予め上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスを同等となるような制御や、処理室２０１内の上方に滞留するような処理ガスを供給する場合にのみ、下部排気系の排気コンダクタンスを大きくすることで、処理室２０１内の下方に流れる処理ガスを多くする制御、処理室２０１の下方に落ちやすい処理ガスを供給する場合にのみ、上部排気系の排気コンダクタンスを大きくすることで処理室２０１内の上方に流れる処理ガスを多くする制御などを行うことで実現される。
また、排気制御を行うときは、ガス供給部の開閉バルブ２４１なども制御することで、ガス排気による圧力制御のみならず、ガス供給によっても処理室２０１内の圧力を制御しても良い。このように処理室内の圧力を均一化するための制御を行うことによって、積層された基板間に均等に処理ガスを供給することが可能となり、基板間における膜厚の均一性や膜質（電気的特性、膜の屈折率、エッチングレートなど）の均一性を向上させることが可能となる。
ガス供給ノズル２３３によって処理室２０１内に供給された処理ガスは、上部排気管２３２または下部排気管２３１を介して処理室２０１内より排出される。その際に、下部排気系に設けられた圧力センサ２４５と上部排気系に設けられた圧力センサ２４６がそれぞれの圧力を検出し、制御部２８０へ検出した値を出力する。制御部２８０は、圧力センサ２４５と圧力センサ２４６から受信した上部排気系の圧力値と、下部排気系の圧力値との圧力の比較を行い、所定の差圧となっているかチェックする。このチェックによって、上部排気系と下部排気系が所定の差圧となっていなかった場合には、所望の差圧となるようにＡＰＣバルブ２３１ａ、２３２ａ及び真空ポンプ２３１ｂ、２３２ｂを制御部２８０により制御することで上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスのバランスを制御する。
このように、上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスのバランスを制御することで、処理室２０１内における圧力の均一化を図る。
このような排気コンダクタンスのバランス制御は、予め上部排気系と下部排気系の排気コンダクタンスを同等となるような制御や、処理室２０１内の上方に滞留するような処理ガスを供給する場合にのみ、下部排気系の排気コンダクタンスを大きくすることで、処理室２０１内の下方に流れる処理ガスを多くする制御、処理室２０１の下方に落ちやすい処理ガスを供給する場合にのみ、上部排気系の排気コンダクタンスを大きくすることで処理室２０１内の上方に流れる処理ガスを多くする制御などを行うことで実現される。
また、排気制御を行うときは、ガス供給部の開閉バルブ２４１なども制御することで、ガス排気による圧力制御のみならず、ガス供給によっても処理室２０１内の圧力を制御しても良い。このように処理室内の圧力を均一化するための制御を行うことによって、積層された基板間に均等に処理ガスを供給することが可能となり、基板間における膜厚の均一性や膜質（電気的特性、膜の屈折率、エッチングレートなど）の均一性を向上させることが可能となる。
具体的には、（圧力センサ２４６で検出した圧力値）−（圧力センサ２４５で検出した圧力値）が負の値であった場合には、制御部２８０は下部排気系の律速となっている、すなわち、下部排気系の排気コンダクタンスの方が大きくなっていると判断し、ＡＰＣバルブ２３２ａの開度を大きくすることで上部排気系の排気コンダクタンスを大きくし、同様にＡＰＣバルブ２３１ａの開度を小さくすることで下部排気系の排気コンダクタンスを小さくし、上部排気系の排気コンダクタンスと、下部排気系の排気コンダクタンスとが等しくなるように制御する。また、（圧力センサ２４６で検出した圧力値）−（圧力センサ２４５で検出した圧力値）が正の値であった場合には、制御部２８０は上部排気系の律速となっている、すなわち、上部排気系の排気コンダクタンスの方が大きくなっていると判断し、（圧力センサ２４６で検出した圧力値）−（圧力センサ２４５で検出した圧力値）が負の値であった場合の制御とは逆にＡＰＣバルブ２３２ａの開度を小さくすることで上部排気系の排気コンダクタンスを小さくし、同様にＡＰＣバルブ２３１ａの開度を大きくすることで下部排気系の排気コンダクタンスを大きくし、上部排気系の排気コンダクタンスと、下部排気系の排気コンダクタンスとが等しくなるように制御する。
このような制御を行うことによって、供給された処理ガスが処理室２０１内の上下どちらか一方、または両方に滞留することを抑制することが可能となり、ボート２１７に保持された複数の基板間に均一に処理ガスを供給することが可能となる。
このような制御を行うことによって、供給された処理ガスが処理室２０１内の上下どちらか一方、または両方に滞留することを抑制することが可能となり、ボート２１７に保持された複数の基板間に均一に処理ガスを供給することが可能となる。
排気コンダクタンスのバランスを制御する他の方法としては、上部排気系（上部排気管２３２）と下部排気系（下部排気管２３１）との排気量の制御は上述したような差圧によるものに限らず、上部排気管２３２に設けられたガス分析器としてのガス滞留検出器３０１、下部排気管２３１に設けられたガス分析器としてのガス滞留検出器３００のそれぞれが排気管２３１、２３２内に処理ガスが滞留していることを検出することをきっかけに制御を行うようにしても良い。
すなわち、ガス分析部としてのガス滞留検出器３００によって検出された処理ガスの濃度を、予め基準として記録媒体に記録されている処理ガスの濃度と比較することで処理ガスが滞留しているか否かを制御部２８０にて判断し、上部排気系と下部排気系とを制御するようにしても良い。
すなわち、ガス分析部としてのガス滞留検出器３００によって検出された処理ガスの濃度を、予め基準として記録媒体に記録されている処理ガスの濃度と比較することで処理ガスが滞留しているか否かを制御部２８０にて判断し、上部排気系と下部排気系とを制御するようにしても良い。
例え、上部排気管２３２に設けられたガス滞留検出器３０１によって検出されたガスにＮＨ３のような反応ガスが多く含まれており、下部排気管２３１に設けられたガス滞留検出器３００によって検出されたガスに反応ガスがほとんど含まれていなかった場合には、制御部２８０は、これらの検出結果を受けて上部排気系の排気量を小さくし、下部排気系の排気量を大きくするように制御する。
このように制御することによって、供給された反応ガスが下部排気系の律速、すなわち、下部排気系に多く排気されることとなり、基板載置領域２７０の上方に多く供給される傾向にあった反応ガスを下方にシフトさせることが可能となり、結果としてウエハ２００上に均一に反応ガスを供給することが可能となる。
このように制御することによって、供給された反応ガスが下部排気系の律速、すなわち、下部排気系に多く排気されることとなり、基板載置領域２７０の上方に多く供給される傾向にあった反応ガスを下方にシフトさせることが可能となり、結果としてウエハ２００上に均一に反応ガスを供給することが可能となる。
また、排気コンダクタンスのバランスを制御する他の方法としては、上部排気系（上部排気管２３２）と下部排気系（下部排気管２３１）との排気量の制御は上述したような差圧によるものに限らず、上部排気系と下部排気系との圧力比を算出して制御するようにしても良い。
例えば、予め記憶装置３２１ｃや外部記憶装置３２３に上部排気系と下部排気系との圧力比を基準として記憶させておき、実際の処理中に圧力センサ２４６で検出した圧力値と圧力センサ２４５で検出した圧力値とを用いて算出した圧力比と上述した基準となる圧力比とを比較して、差異の有無を制御部が判断する。記憶されていた所定の圧力比と、実測した圧力値によって算出した圧力比に差異があった場合には、制御部がＡＰＣバルブ２３１ａやＡＰＣバルブ２３２ａの開度を調整して所定の圧力比となるように制御する。
このとき、記憶させておいた所定の圧力比は１つではなく、複数の圧力比を記憶させておいたり、所定の圧力比に許容できる範囲を持たせて記憶させることによって、排気制御の精度を向上させることが可能となる。
例えば、予め記憶装置３２１ｃや外部記憶装置３２３に上部排気系と下部排気系との圧力比を基準として記憶させておき、実際の処理中に圧力センサ２４６で検出した圧力値と圧力センサ２４５で検出した圧力値とを用いて算出した圧力比と上述した基準となる圧力比とを比較して、差異の有無を制御部が判断する。記憶されていた所定の圧力比と、実測した圧力値によって算出した圧力比に差異があった場合には、制御部がＡＰＣバルブ２３１ａやＡＰＣバルブ２３２ａの開度を調整して所定の圧力比となるように制御する。
このとき、記憶させておいた所定の圧力比は１つではなく、複数の圧力比を記憶させておいたり、所定の圧力比に許容できる範囲を持たせて記憶させることによって、排気制御の精度を向上させることが可能となる。
また、排気コンダクタンスのバランスを制御する他の方法としては、上部排気系（上部排気管２３２）と下部排気系（下部排気管２３１）との排気量の制御は上述したような差圧によるものに限らず、上部排気系と下部排気系を一定のタイミングで交互に動作するように制御しても良い。
例えば、上述した成膜工程Ｓ１０３において、成膜工程を開始する最初のサイクルは下部排気系のみを用いて処理室内の雰囲気を排気し、２回目のサイクルでは、上部排気系のみを用いて処理室内の雰囲気を排気するように上部排気系と下部排気系のＡＰＣバルブや真空ポンプを制御することで、１サイクル毎に排気される方向を制御する。
このように制御することによって、同じ工程内でガス流れの方向が変わり、処理工程の完了時には総合的に処理室内の圧力を均一にすることが可能となる。
例えば、上述した成膜工程Ｓ１０３において、成膜工程を開始する最初のサイクルは下部排気系のみを用いて処理室内の雰囲気を排気し、２回目のサイクルでは、上部排気系のみを用いて処理室内の雰囲気を排気するように上部排気系と下部排気系のＡＰＣバルブや真空ポンプを制御することで、１サイクル毎に排気される方向を制御する。
このように制御することによって、同じ工程内でガス流れの方向が変わり、処理工程の完了時には総合的に処理室内の圧力を均一にすることが可能となる。
以上のような排気制御を上述した各工程内で行うことによって、処理室内の雰囲気を効率よく排気することが可能になるのみならず、処理室内に供給された処理ガスを積層された基板上に均一に供給することが可能となるために、成膜を均一に行うことが可能となり、その結果、基板上に形成される膜の膜質や膜厚の均一性を向上することが可能となる。
＜本発明の第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
第一実施形態では、上部排気管２３２は基板保持領域２７０の外側である反応管２０３の天井部に接続されて設けられるように構成されているが、本実施形態では、図６ａおよび図６ｂに示すように、上部排気管２３２は、基板保持領域２７０に位置する反応容器２０３の側面に上部排気管２３２の排気口が接続されて設けられるように構成されている点で第一実施形態と異なる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
第一実施形態では、上部排気管２３２は基板保持領域２７０の外側である反応管２０３の天井部に接続されて設けられるように構成されているが、本実施形態では、図６ａおよび図６ｂに示すように、上部排気管２３２は、基板保持領域２７０に位置する反応容器２０３の側面に上部排気管２３２の排気口が接続されて設けられるように構成されている点で第一実施形態と異なる。
図６ｂに示すように、上部排気管２３２は、ガス供給ノズル２３３に対向する位置の反応管２０３の側壁面に直管で設けられており、上部排気管２３２の排気口の高さ位置は基板保持領域２７０内に設けられるように接続されている。
このように構成することによって、処理ガスが滞留しやすい基板保持領域２７０の上方領域に対して局所的に排気を行うことが可能となるため、処理室２０１内の処理ガスをウエハ２００上に均一に供給することが可能となり、均一な成膜が可能となる。
なお、図６ａおよび図６ｂでは、上部排気管２３２と下部排気管２３１とは平行となる向きに配置されているが、これに限らず、設置空間等の制限に応じて周方向にずらして設けるように配置されても良い。
このように構成することによって、処理ガスが滞留しやすい基板保持領域２７０の上方領域に対して局所的に排気を行うことが可能となるため、処理室２０１内の処理ガスをウエハ２００上に均一に供給することが可能となり、均一な成膜が可能となる。
なお、図６ａおよび図６ｂでは、上部排気管２３２と下部排気管２３１とは平行となる向きに配置されているが、これに限らず、設置空間等の制限に応じて周方向にずらして設けるように配置されても良い。
＜本発明の第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
第一実施形態では、上部排気管２３２は基板保持領域２７０の外側である反応管２０３の天井部に設けられるように構成されているが、本実施形態では、図７ａおよび図７ｂに示すように、上部排気管２３２は、基板保持領域２７０に対向する反応管２０３の側面に上部排気管２３２の排気口が接続され、ヒータ２０７の内側で反応管２０３の外壁に沿って配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でさらにＬ字型に屈曲して下方に設けられており、ヒータ２０７を貫通することなく、反応管２０３の外壁面に沿って排気ガス流路が設けられているものである。
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
第一実施形態では、上部排気管２３２は基板保持領域２７０の外側である反応管２０３の天井部に設けられるように構成されているが、本実施形態では、図７ａおよび図７ｂに示すように、上部排気管２３２は、基板保持領域２７０に対向する反応管２０３の側面に上部排気管２３２の排気口が接続され、ヒータ２０７の内側で反応管２０３の外壁に沿って配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍でさらにＬ字型に屈曲して下方に設けられており、ヒータ２０７を貫通することなく、反応管２０３の外壁面に沿って排気ガス流路が設けられているものである。
図７ｂに示すように、上部排気系の排気経路の一部は、反応管２０３の外側側壁面を含んでおり、反応管２０３の外側側壁面に沿って排気管２３２が形成されている。
このように構成することによって、第一実施形態と同様に上部排気管２３２を反応管２０３の基板保持領域２７０に対向する壁面に接続すると共に反応管２０３の外壁に沿って配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍、すなわち、ヒータ２０７の下端よりも低い位置でさらにＬ字型に屈曲する構造とすることで、ヒータ２０７の構造を変更する必要が無くなるため、従来の装置構成を流用することが可能となり、低コストで処理室２０１内の排気効率を向上させることが可能となるだけでなく、排気流路を反応管２０３の側壁に沿って構成することにより、反応管２０３の径を小さくすることが可能となり、さらに、装置を構成する部品数を低減することが可能となる。
このように構成することによって、第一実施形態と同様に上部排気管２３２を反応管２０３の基板保持領域２７０に対向する壁面に接続すると共に反応管２０３の外壁に沿って配管し、反応管２０３の側壁下部に設けられた下部排気管２３１の近傍、すなわち、ヒータ２０７の下端よりも低い位置でさらにＬ字型に屈曲する構造とすることで、ヒータ２０７の構造を変更する必要が無くなるため、従来の装置構成を流用することが可能となり、低コストで処理室２０１内の排気効率を向上させることが可能となるだけでなく、排気流路を反応管２０３の側壁に沿って構成することにより、反応管２０３の径を小さくすることが可能となり、さらに、装置を構成する部品数を低減することが可能となる。
＜本発明の第四実施形態＞
図８ａに示すように、排気口４００を丸形状とすることで下部排気管２３１や上部排気管２３２に高い排気性能を有することが可能となる。また、図８ｂに示すように、排気口４００を縦長のスリット形状とすることで排気性能に制限を設け、圧力変動などを原因とした下部排気管２３１や上部排気管２３２からの逆流によりパーティクルなどの不純物が処理室２０１内に入り込むことを抑制することが可能となる。また、図８ｃに示すように排気口４００を複数の丸からなる多孔形状とすることでも図８ｂと同じ効果を有することが可能となる。また、図８ｄに示すように排気口４００を上部排気管２３２の接続部にバッファ室を設けた形状とすることで、上部排気の排気口断面積が大きくなり、図８ａよりも大流量の排気が可能となる。ここで、これらの孔形状は、上下の排気管で同じでも良いし、異なっていても良い。使用する原料ガス等性質により変えても良い。
図８ａに示すように、排気口４００を丸形状とすることで下部排気管２３１や上部排気管２３２に高い排気性能を有することが可能となる。また、図８ｂに示すように、排気口４００を縦長のスリット形状とすることで排気性能に制限を設け、圧力変動などを原因とした下部排気管２３１や上部排気管２３２からの逆流によりパーティクルなどの不純物が処理室２０１内に入り込むことを抑制することが可能となる。また、図８ｃに示すように排気口４００を複数の丸からなる多孔形状とすることでも図８ｂと同じ効果を有することが可能となる。また、図８ｄに示すように排気口４００を上部排気管２３２の接続部にバッファ室を設けた形状とすることで、上部排気の排気口断面積が大きくなり、図８ａよりも大流量の排気が可能となる。ここで、これらの孔形状は、上下の排気管で同じでも良いし、異なっていても良い。使用する原料ガス等性質により変えても良い。
＜本発明のその他の実施形態＞
図９ａに示すように、下部排気管２３１と上部排気管２３２を反応管２０３の周方向に重ならないように設けた場合には、上部排気管２３２を下部排気管２３１の高さまで配置することが可能となり、真空ポンプ等の装置を配置し易くすることが可能となる。
また、図９ｂに示すように、下部排気管２３１と上部排気管２３２が反応管２０３の周方向に重なるように設けた場合には、処理室２０１内に生じるガス流れが一定の向きに統一されるため、不要なガス流れが生じることによるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
図９ａに示すように、下部排気管２３１と上部排気管２３２を反応管２０３の周方向に重ならないように設けた場合には、上部排気管２３２を下部排気管２３１の高さまで配置することが可能となり、真空ポンプ等の装置を配置し易くすることが可能となる。
また、図９ｂに示すように、下部排気管２３１と上部排気管２３２が反応管２０３の周方向に重なるように設けた場合には、処理室２０１内に生じるガス流れが一定の向きに統一されるため、不要なガス流れが生じることによるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
以上、本発明を実施形態に沿って説明してきたが、上述の各実施形態は、適宜組み合わせて用いることができ、その効果も得ることができる。
また、上述の各実施形態に記載した装置の構成は趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。
例えば、ガス供給部に対向する位置の反応管２０３の内壁に、ボート２１７に接触しない長さを有するとともに上部排気系と下部排気系の間の反応管２０３内を昇降する排気サポート部（ガス整流部）としてのリブ（凸部）を設け、このリブをガス排気部の制御に応じて上下させることによって、上部排気系、または、下部排気系に流れるガスを整流し、処理室２０１内の雰囲気を排気する効率を向上させるように構成しても良い。
また、上述の各実施形態に記載した装置の構成は趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。
例えば、ガス供給部に対向する位置の反応管２０３の内壁に、ボート２１７に接触しない長さを有するとともに上部排気系と下部排気系の間の反応管２０３内を昇降する排気サポート部（ガス整流部）としてのリブ（凸部）を設け、このリブをガス排気部の制御に応じて上下させることによって、上部排気系、または、下部排気系に流れるガスを整流し、処理室２０１内の雰囲気を排気する効率を向上させるように構成しても良い。
以下、望ましい形態について付記する。
〔付記１〕
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室を形成する反応容器と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部と、
前記圧力検出部が検出した前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくとも前記ガス供給部と前記ガス排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室を形成する反応容器と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部と、
前記圧力検出部が検出した前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくとも前記ガス供給部と前記ガス排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
〔付記２〕
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれには、前記処理室内のガス滞留状態を検出するガス滞留検出器が設けられ、前記制御部は、前記ガス滞留検出器の検出結果を基に前記ガス排気部を制御する付記１に記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれには、前記処理室内のガス滞留状態を検出するガス滞留検出器が設けられ、前記制御部は、前記ガス滞留検出器の検出結果を基に前記ガス排気部を制御する付記１に記載の基板処理装置が提供される。
〔付記３〕
前記ガス滞留検出器によって所定のガスが多く含まれていることを検出した場合には、前記所定のガスが多く含まれていることを検出した前記ガス滞留検出器が設けられている前記排気系の排気量を大きくするように前記ガス排気部を制御する付記２に記載の基板処理装置が提供される。
前記ガス滞留検出器によって所定のガスが多く含まれていることを検出した場合には、前記所定のガスが多く含まれていることを検出した前記ガス滞留検出器が設けられている前記排気系の排気量を大きくするように前記ガス排気部を制御する付記２に記載の基板処理装置が提供される。
〔付記４〕
前記基板処理装置は、前記基板を複数保持する基板保持領域を備えた基板保持具をさらに有し、
前記下部排気系は、前記基板保持領域よりも下方の位置に配置される付記１から３のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記基板処理装置は、前記基板を複数保持する基板保持領域を備えた基板保持具をさらに有し、
前記下部排気系は、前記基板保持領域よりも下方の位置に配置される付記１から３のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記５〕
前記上部排気系は、前記反応容器の天井部の中心に接続されるとともに、前記反応容器の外壁面に沿って設けられる付記１から４のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系は、前記反応容器の天井部の中心に接続されるとともに、前記反応容器の外壁面に沿って設けられる付記１から４のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記６〕
前記基板処理装置は、前記基板を複数保持する基板保持領域を備えた基板保持具をさらに有し、
前記上部排気系は、前記基板保持領域に対向する前記反応容器側面に配置される付記１から４のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記基板処理装置は、前記基板を複数保持する基板保持領域を備えた基板保持具をさらに有し、
前記上部排気系は、前記基板保持領域に対向する前記反応容器側面に配置される付記１から４のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記７〕
前記上部排気系は、前記反応容器の外壁面に沿って設けられる付記６に記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系は、前記反応容器の外壁面に沿って設けられる付記６に記載の基板処理装置が提供される。
〔付記８〕
前記上部排気系と前記下部排気系は、前記反応容器側面の周方向に重なるように設けられる付記１、２または付記５から７のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系と前記下部排気系は、前記反応容器側面の周方向に重なるように設けられる付記１、２または付記５から７のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記９〕
前記上部排気系と前記下部排気系は、前記反応容器側面の周方向に重ならないように設けられる付記１、２または付記５から７のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系と前記下部排気系は、前記反応容器側面の周方向に重ならないように設けられる付記１、２または付記５から７のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記１０〕
前記上部排気系は、前記反応容器の側面に設けられた排気口と、
前記排気口に接続され、前記反応容器の外壁面に沿って設けられた排気ガス流路とを有する付記１、２または付記５から９のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
前記上部排気系は、前記反応容器の側面に設けられた排気口と、
前記排気口に接続され、前記反応容器の外壁面に沿って設けられた排気ガス流路とを有する付記１、２または付記５から９のいずれか１つに記載の基板処理装置が提供される。
〔付記１０〕
前記排気口は、スリット形状で構成される付記１０に記載の基板処理装置が提供される。
前記排気口は、スリット形状で構成される付記１０に記載の基板処理装置が提供される。
〔付記１１〕
前記排気口は、多孔形状で構成される付記１０に記載の基板処理装置が提供される。
前記排気口は、多孔形状で構成される付記１０に記載の基板処理装置が提供される。
〔付記１２〕
別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する工程と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する工程と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する工程と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する工程と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
〔付記１３〕
更に別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する手順と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する手順と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
更に別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する手順と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する手順と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
〔付記１４〕
更に別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する手順と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する手順と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
更に別の形態によれば、
反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する手順と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する手順と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する手順をコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
以上のように、本発明は、例えば、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム等に利用することができる。
１００・・・・・基板処理装置
２００・・・・・ウエハ
２０１・・・・・処理室
２０７・・・・・ヒータ
２３１・・・・・下部排気管
２３２・・・・・上部排気管
２４５、２４６・・・・・圧力センサ
３００、３０１・・・・・ガス滞留検出器。
２００・・・・・ウエハ
２０１・・・・・処理室
２０７・・・・・ヒータ
２３１・・・・・下部排気管
２３２・・・・・上部排気管
２４５、２４６・・・・・圧力センサ
３００、３０１・・・・・ガス滞留検出器。
Claims (4)
- 基板を処理する処理室を形成する反応容器と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系とのそれぞれの圧力を検出する圧力検出部と、で構成されるガス排気部と、
前記圧力検出部が検出した前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて少なくとも前記ガス供給部と前記ガス排気部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。 - 前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれには、前記処理室内のガス滞留状態を検出するガス滞留検出器が設けられ、前記制御部は、前記ガス滞留検出器の検出結果を基に前記ガス排気部を制御する請求項１に記載の基板処理装置。
- 反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する工程と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部とで構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する工程と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 - 反応容器内部に形成される処理室に処理ガスをガス供給部を介して供給する手順と、
前記反応容器の下方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する下部排気系と、前記下部排気系よりも上方に配置されて前記処理室内の処理ガスを排気する上部排気系と、前記下部排気系と前記上部排気系のそれぞれの圧力を検出する圧力検出部で構成されるガス排気部を介して前記処理室内の処理ガスを排気する手順と、
前記上部排気系と前記下部排気系のそれぞれの圧力に応じて前記下部排気系と前記上部排気系との差圧または圧力比のどちらか一方を算出し、算出された前記差圧または圧力比のどちらか一方に基づいて前記ガス供給部と前記ガス排気部を制御し、基板を処理する手順をコンピュータに実行させるプログラム。
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| JP2015032842A JP2016157725A (ja) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
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| CN111712904A (zh) * | 2018-03-06 | 2020-09-25 | 株式会社国际电气 | 处理装置、排气系统、半导体器件的制造方法 |
| CN112575312A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 长鑫存储技术有限公司 | 薄膜制备设备以及薄膜制备方法 |
| WO2024042621A1 (ja) * | 2022-08-23 | 2024-02-29 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
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2015
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