JP6186022B2 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、プラズマを利用し
て基板を処理する基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置製造工程の１つに、プラズマを利用したＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法を用いて基板上に所定の薄膜を堆積する成膜工程がある（特許文献１参照）。
ＣＶＤ法とは、ガス状原料の気相および表面での反応を利用して、原料ガス分子に含まれ
る元素を構成要素とする薄膜を被処理基板上へ堆積する方法である。ＣＶＤ法では、形成
する膜を構成する複数の元素を含む複数種類の原料ガス等を同時に被処理基板上に供給し
て成膜する。ＡＬＤ法の場合、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類の原料ガ
ス等を交互に被処理基板上に供給して成膜する。ＡＬＤ法では、薄膜堆積が原子層レベル
で制御される。そして、プラズマは、ＣＶＤ法で堆積する薄膜の化学反応を促進したり、
薄膜から不純物を除去したり、あるいは、ＡＬＤ法では吸着した成膜原料の化学反応を補
助したりするためになど用いられる。

特開２００３−３２９７８１８号公報

しかしながら、半導体装置製造における段階的な微細化に伴い、より低い基板温度で成
膜することが求められるようになっており、そのためには、プラズマを形成する際の高周
波電力を大きくする必要がある。プラズマを形成する際の高周波電力を大きくすると、基
板や形成する膜に与えるダメージが大きくなってしまい、好ましくない。

本発明の主な目的は、プラズマを利用して基板を処理する際に基板や形成する膜に与え
るダメージを小さくでき、しかも基板処理温度を低くできる基板処理装置および半導体装
置の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、
複数の基板を積載して保持する基板保持具および前記基板保持具の下部に設置された断熱部を収納し、前記基板を処理する処理室を内部に有する反応管と、
前記反応管内でプラズマを生成するバッファ室と、
棒状電極を内部に有し、前記バッファ室内に前記基板の積載方向に沿って立設される保護管と、を備え、
前記保護管は、前記反応管を貫通して前記バッファ室内に設置され、前記反応管内の前記断熱部の高さ位置においては前記反応管の外側に設けられる基板処理装置が提供される。

また、本発明によれば、
反応管内に形成された基板を処理する処理室内に、複数の基板を積載して保持する基板保持具および前記基板保持具の下部に設置された断熱部を搬入する工程と、
前記反応管内でプラズマを生成するバッファ室内に前記基板の積載方向に沿って立設され、前記反応管内の前記断熱部の高さ位置においては前記反応管の外側に設けられる保護管に覆われた棒状電極によって前記バッファ室内にプラズマを生成し、前記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。

本発明によれば、プラズマを利用して基板を処理する際に基板や形成する膜に与えるダ
メージを小さくでき、しかも基板処理温度を低くできる基板処理装置および半導体装置の
製造方法が提供される。

図１は、本発明の好ましい実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の構成を説明するための概略斜透視図である。 図２は、本発明の好ましい第１の実施の形態で好適に用いられる処理炉の一例とそれに付随する部材を説明するための概略構成図であって、処理炉部分を概略縦断面で示す図であり、図３のＢ−Ｂ線概略縦断面である。 図３は、図２に示す処理炉のＡ−Ａ線概略横断面図である。 図４は、図３のＣ部の部分拡大概略斜透視図である。 図５は、図３のＣ部の部分拡大概略縦断面図である。 図６は、本発明の好ましい第１の実施の形態の基板処理装置で好適に用いられるコントローラと当該コントローラによって制御される各部材を説明するためのブロック図である。 図７Ａは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図７Ｂは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図７Ｃは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図７Ｄは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図７Ｅは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図７Ｆは、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図８Ａは、パターンの他の形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図８Ｂは、パターンの他の形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図８Ｃは、パターンの他の形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図８Ｄは、パターンの他の形成方法を説明するための概略縦断面図である。 図９は、パターンを形成する際に使用する酸化シリコン膜の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。 図１０は、パターンを形成する際に使用する酸化シリコン膜の製造プロセスを説明するためのタイミングチャートである。 図１１は、本発明の好ましい第１の実施の形態の変形例を説明するための概略横断面図である。 図１２は、本発明の好ましい第１の実施の形態の変形例を説明するための概略横断面図である。 図１３は、本発明の好ましい第１の実施の形態の変形例を説明するための概略横断面図である。 図１４は、本発明の好ましい第２の実施の形態を説明するための部分拡大概略斜透視図である。 図１５は、本発明の好ましい第２の実施の形態を説明するための部分拡大概略縦断面図である。 図１６は、本発明の好ましい第３の実施の形態を説明するための部分拡大概略斜透視図である。 図１７は、本発明の好ましい第３の実施の形態を説明するための部分拡大概略縦断面図である。 図１８は、本発明の好ましい第４の実施の形態で好適に用いられる処理炉の一例とそれに付随する部材を説明するための概略構成図であって、処理炉部分を概略縦断面で示す図であり、図１９のＥ−Ｅ線概略縦断面である。 図１９は、図１８に示す処理炉のＤ−Ｄ線概略横断面図である。 図２０は、本発明の好ましい第５の実施の形態で好適に用いられる処理炉の一例とそれに付随する部材を説明するための概略構成図であって、処理炉部分を概略縦断面で示す図であり、図２１のＧ−Ｇ線概略縦断面である。 図２１は、図２０に示す処理炉のＦ−Ｆ線概略横断面図である。 図２２は、比較例を説明するための概略横断面図である。 図２３は、本発明の好ましい第５の実施の形態の実施例と比較例における、成膜条件を説明するための表である。 図２４は、本発明の好ましい第５の実施の形態の実施例と比較例における、高周波電力とパーティクルとの関係を説明するための表である。 図２５は、本発明の好ましい第５の実施の形態の実施例と比較例における、高周波電力とパーティクルとの関係を説明するための図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の各好ましい実施の形態で好適に使用される基板処理装置について説明す
る。この基板処理装置は、半導体装置の製造に使用される半導体製造装置の一例として構
成されているものである。

下記の説明では、基板処理装置の一例として、基板に対し成膜処理等をおこなう縦型の
装置を使用した場合について述べる。しかし、本発明は、縦型装置の使用を前提としたも
のでなく、例えば、枚葉装置を使用しても良い。

図１を参照すれば、基板処理装置１０１では、基板の一例となるウエハ２００を収納し
たカセット１１０が使用されており、ウエハ２００は半導体シリコン等の材料から構成さ
れている。基板処理装置１０１は筐体１１１を備えており、筐体１１１の内部にはカセッ
トステージ１１４が設置されている。カセット１１０はカセットステージ１１４上に工程
内搬送装置（図示せず）によって搬入されたり、カセットステージ１１４上から搬出され
たりする。

カセットステージ１１４上にはカセット１１０が、工程内搬送装置（図示せず）によっ
て、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢を保持しかつカセット１１０のウエハ出
し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０
を筐体１１１の後方に右回り縦方向９０°回転し、カセット１１０内のウエハ２００が水
平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように動作
可能となるよう構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部にはカセット棚１０５が設置されており、カセット
棚１０５は複数段複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。
カセット棚１０５にはウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納され
る移載棚１２３が設けられている。

カセットステージ１１４の上方には予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセッ
ト１１０を保管するように構成されている。

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置１１８が設
置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカ
セットエレベータ１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂとを備えてい
る。カセット搬送装置１１８はカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂ
との連動動作により、カセットステージ１１４とカセット棚１０５と予備カセット棚１０
７との間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構１２５が設置されている。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１２５ａと
、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１２５ｂとを備
えている。ウエハ移載装置１２５ａにはウエハ２００をピックアップするためのツイーザ
１２５ｃが設けられている。ウエハ移載装置１２５はウエハ移載装置１２５ａとウエハ移
載装置エレベータ１２５ｂとの連動動作により、ツイーザ１２５ｃをウエハ２００の載置
部として、ウエハ２００をボート２１７に対して装填（チャージング）したり、ボート２
１７から脱装（ディスチャージング）したりするように構成されている。

筐体１１１の後部上方には、ウエハ２００を熱処理する処理炉２０２が設けられており
、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ１４７により開閉されるように構成されている。

処理炉２０２の下方には処理炉２０２に対しボート２１７を昇降させるボートエレベー
タ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台にはアーム１２８が連結さ
れており、アーム１２８にはシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シール
キャップ２１９はボート２１７を垂直に支持するとともに、処理炉２０２の下端部を閉塞
可能なように構成されている。

ボート２１７は複数の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１５０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。

カセット棚１０５の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリー
ンユニット１３４ａが設置されている。クリーンユニット１３４ａは供給ファン（図示せ
ず）および防塵フィルタ（図示せず）を備えており、クリーンエアを筐体１１１の内部に
流通させるように構成されている。

筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ｂが設置
されている。クリーンユニット１３４ｂも供給ファン（図示せず）および防塵フィルタ（
図示せず）を備えており、クリーンエアをウエハ移載装置１２５ａやボート２１７等の近
傍を流通させるように構成されている。当該クリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａや
ボート２１７等の近傍を流通した後に、筐体１１１の外部に排気されるようになっている
。

続いて、基板処理装置１０１の主な動作について説明する。

工程内搬送装置（図示略）によってカセット１１０がカセットステージ１１４上に搬入
されると、カセット１１０は、ウエハ２００がカセットステージ１１４の上で垂直姿勢を
保持し、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くようにカセットステージ１１
４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、カセ
ット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐
体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向９０°回転させられる。

その後、カセット１１０は、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定され
た棚位置へカセット搬送装置１１８によって自動的に搬送され受け渡され、一時的に保管
された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７からカセット搬送装置１１８に
よって移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００はカセット１１０からウ
エハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってカセット１１０のウエハ出し入れ口を
通じてピックアップされ、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はカセット１１０に戻り、後続のウエ
ハ２００をボート２１７に装填する。

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、処理炉２０２の下
端部を閉じていた炉口シャッタ１４７が開き、処理炉２０２の下端部が開放される。その
後、ウエハ２００群を保持したボート２１７がボートエレベータ１１５の上昇動作により
処理炉２０２内に搬入（ローディング）され、処理炉２０２の下部がシールキャップ２１
９により閉塞される。

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に対し任意の処理が実施される。そ
の処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１１０が筐体１１１の外部
に搬出される。

（第１の実施の形態）
次に図２、図３を参照して前述した基板処理装置１０１に使用される第１の実施の形態
の処理炉２０２について説明する。

図２および図３を参照すれば、処理炉２０２にはウエハ２００を加熱するための加熱装
置（加熱手段）であるヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は上方が閉塞された
円筒形状の断熱部材と複数本のヒータ素線とを備えており、断熱部材に対しヒータ素線が
設けられたユニット構成を有している。ヒータ２０７の内側には、ウエハ２００を処理す
るための石英製の反応管２０３がヒータ２０７と同心円状に設けられている。

反応管２０３の下方には、反応管２０３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は反応管２０３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。反応管２０３の下部開口端部に設けら
れた環状のフランジとシールキャップ２１９の上面との間には気密部材（以下Ｏリング）
２２０が配置され、両者の間は気密にシールされている。少なくとも、反応管２０３およ
びシールキャップ２１９により処理室２０１が形成されている。

シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられて
いる。ボート支持台２１８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構成され断熱部と
して機能すると共にボートを支持する支持体となっている。ボート２１７は、ボート支持
台２１８上に立設されている。ボート２１７は例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構
成されている。ボート２１７はボート支持台２１８に固定された底板２１０とその上方に
配置された天板２１１とを有しており、底板２１０と天板２１１との間に複数本の支柱２
１２が架設された構成を有している(図１参照）。ボート２１７には複数枚のウエハ２０
０が保持されている。複数枚のウエハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢
を保持しかつ互いに中心を揃えた状態で反応管２０３の管軸方向に多段に積載されボート
２１７の支柱２１２に支持されている。

シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側にはボートを回転させるボート回転機構
２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６５はシールキャップを貫通
してボート支持台２１８に接続されており、回転機構２６７によって、ボート支持台２１
８を介してボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させる。

シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのボートエレ
ベータ１１５によって垂直方向に昇降され、これによりボート２１７を処理室２０１内に
対し搬入搬出することが可能となっている。

以上の処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウエハ２００がボート２１７に対
し多段に積層された状態において、ボート２１７がボート支持台２１８で支持されながら
処理室２０１に挿入され、ヒータ２０７が処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定
の温度に加熱するようになっている。

図２および図３を参照すれば、原料ガスを供給するための３本のガス供給管３１０、３
２０、３３０が接続されている。

処理室２０１内には、ノズル４１０、４２０、４３０が設けられている。ノズル４１０
、４２０、４３０は、反応管２０３の下部を貫通して設けられている。ノズル４１０には
ガス供給管３１０が接続され、ノズル４２０にはガス供給管３２０が接続され、ノズル４
３０にはガス供給管３３０が接続されている。

ガス供給管３１０には、上流側から順に、開閉弁であるバルブ３１４、液体原料の流量
制御装置である液体マスフローコントローラ３１２、気化ユニット（気化装置）である気
化器３１５および開閉弁であるバルブ３１３が設けられている。

ガス供給管３１０の下流側の端部は、ノズル４１０の端部に接続されている。ノズル４
１０は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間で、反応管２０
３の内壁の下部より上部に沿ってウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるよう
に設けられている。ノズル４１０はＬ字型のロングのノズルとして構成されている。ノズ
ル４１０の側面には原料ガスを供給する多数のガス供給孔４１１が設けられている。ガス
供給孔４１１は反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４１１は、下
部から上部にわたって同一または、大きさに傾斜をつけた開口面積を有し、同じピッチで
設けられている。

さらに、ガス供給管３１０には、バルブ３１３および気化器３１５との間に、後述の排
気管２３２に接続されたベントライン６１０およびバルブ６１２が設けられている。

主に、ガス供給管３１０、バルブ３１４、液体マスフローコントローラ３１２、気化器
３１５、バルブ３１３、ノズル４１０、ベントライン６１０、バルブ６１２によりガス供
給系３０１が構成されている。

また、ガス供給管３１０にはキャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガ
ス供給管５１０が、バルブ３１３の下流側で接続されている。キャリアガス供給管５１０
にはマスフローコントローラ５１２およびバルブ５１３が設けられている。主に、キャリ
アガス供給管５１０、マスフローコントローラ５１２、バルブ５１３によりキャリアガス
供給系（不活性ガス供給系）５０１が構成されている。

ガス供給管３１０では、液体原料が液体マスフローコントローラ３１２で流量調整され
て気化器３１５に供給され、気化されて原料ガスとなって供給される。

原料ガスを処理室２０１に供給していない間は、バルブ３１３を閉じ、バルブ６１２を
開けて、バルブ６１２を介して原料ガスをベントライン６１０に流しておく。

そして、原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ６１２を閉じ、バルブ３１
３を開けて、原料ガスをバルブ３１３の下流のガス供給管３１０に供給する。一方、キャ
リアガスがマスフローコントローラ５１２で流量調整されてバルブ５１３を介してキャリ
アガス供給管５１０から供給され、原料ガスはバルブ３１３の下流側でこのキャリアガス
と合流し、ノズル４１０を介して処理室２０１に供給される。

ガス供給管３２０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ
３２２および開閉弁であるバルブ３２３が設けられている。

ガス供給管３２０の下流側の端部は、ノズル４２０の端部に接続されている。ノズル４
２０は、ガス分散空間(放電室、放電空間)であるバッファ室４２３内に設けられている。
バッファ室４２３内には、さらに後述する電極保護管４５１、４５２が設けられている。
ノズル４２０、電極保護管４５１、電極保護管４５２がバッファ室４２３内にこの順序で
配置されている。

バッファ室４２３は、反応管２０３の内壁とバッファ室壁４２４とにより形成されてい
る。バッファ室壁４２４は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の
空間に、反応管２０３内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿
って設けられている。バッファ室壁４２４のウエハ２００と隣接する壁にはガスを供給す
るガス供給孔４２５が設けられている。ガス供給孔４２５は、電極保護管４５１と電極保
護管４５２との間に設けられている。ガス供給孔４２５は反応管２０３の中心を向くよう
に開口している。ガス供給孔４２５は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設け
られ、それぞれが同一の開口面積を有し、さらに同じピッチで設けられている。

ノズル４２０は、バッファ室４２３の一端側に、反応管２０３の内壁の下部より上部に
沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズ
ル４２０は、Ｌ字型のロングのノズルとして構成されている。ノズル４２０の側面にはガ
スを供給するガス供給孔４２１が設けられている。ガス供給孔４２１はバッファ室４２３
の中心を向くように開口している。ガス供給孔４２１は、バッファ室４２３のガス供給孔
４２５と同様に、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。複数のガ
ス供給孔４２１のそれぞれの開口面積は、バッファ室４２３内とノズル４２０内の差圧が
小さい場合には、上流側（下部）から下流側（上部）まで、同一の開口面積で同一のピッ
チとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって、順次開口面積を
大きくするか、ピッチを小さくするとよい。

本実施の形態においては、ノズル４２０のガス供給孔４２１のそれぞれの開口面積や開
口ピッチを、上流側から下流側にかけて上述のように調節することで、まず、ガス供給孔
４２１のそれぞれから、流速の差はあるもの、流量がほぼ同量であるガスを噴出させる。
そしてガス供給孔４２１のそれぞれから噴出するガスを、一旦、バッファ室４２３内に導
入し、バッファ室４２３内においてガスの流速差の均一化を行っている。

すなわち、ノズル４２０のガス供給孔４２１のそれぞれよりバッファ室４２３内に噴出
したガスはバッファ室４２３内で各ガスの粒子速度が緩和された後、バッファ室４２３の
ガス供給孔４２５より処理室２０１内に噴出する。これにより、ノズル４２０のガス供給
孔４２１のそれぞれよりバッファ室４２３内に噴出したガスは、バッファ室４２３のガス
供給孔４２５のそれぞれより処理室２０１内に噴出する際には、均一な流量と流速とを有
するガスとなる。

さらに、ガス供給管３２０には、バルブ３２３およびマスフローコントローラ３２２と
の間に、後述の排気管２３２に接続されたベントライン６２０およびバルブ６２２が設け
られている。

主に、ガス供給管３２０、マスフローコントローラ３２２、バルブ３２３、ノズル４２
０、バッファ室４２３、ベントライン６２０、バルブ６２２によりガス供給系３０２が構
成されている。

また、ガス供給管３２０にはキャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガ
ス供給管５２０が、バルブ３２３の下流側で接続されている。キャリアガス供給管５２０
にはマスフローコントローラ５２２およびバルブ５２３が設けられている。主に、キャリ
アガス供給管５２０、マスフローコントローラ５２２、バルブ５２３によりキャリアガス
供給系（不活性ガス供給系）５０２が構成されている。

ガス供給管３２０では、気体原料ガスがマスフローコントローラ３２２で流量調整され
て供給される。

原料ガスを処理室２０１に供給していない間は、バルブ３２３を閉じ、バルブ６２２を
開けて、バルブ６２２を介して原料ガスをベントライン６２０に流しておく。

そして、原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ６２２を閉じ、バルブ３２
３を開けて、原料ガスをバルブ３２３の下流のガス供給管３２０に供給する。一方、キャ
リアガスがマスフローコントローラ５２２で流量調整されてバルブ５２３を介してキャリ
アガス供給管５２０から供給され、原料ガスはバルブ３２３の下流側でこのキャリアガス
と合流し、ノズル４２０、バッファ室４２３を介して処理室２０１に供給される。

ガス供給管３３０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ
３３２および開閉弁であるバルブ３３３が設けられている。

ガス供給管３３０の下流側の端部は、ノズル４３０の端部に接続されている。ノズル４
３０は、ガス分散空間(放電室、放電空間)であるバッファ室４３３内に設けられている。
バッファ室４３３内には、さらに後述する電極保護管４６１、４６２が設けられている。
ノズル４３０、電極保護管４６１、電極保護管４６２がバッファ室４３３内にこの順序で
配置されている。

バッファ室４３３は、反応管２０３の内壁とバッファ室壁４３４とにより形成されてい
る。バッファ室壁４３４は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の
空間に、反応管２０３内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿
って設けられている。バッファ室壁４３４のウエハ２００と隣接する壁にはガスを供給す
るガス供給孔４３５が設けられている。ガス供給孔４３５は、電極保護管４６１と電極保
護管４６２との間に設けられている。ガス供給孔４３５は反応管２０３の中心を向くよう
に開口している。ガス供給孔４３５は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設け
られ、それぞれが同一の開口面積を有し、さらに同じピッチで設けられている。

ノズル４３０は、バッファ室４３３の一端側に、反応管２０３の内壁の下部より上部に
沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズ
ル４３０は、Ｌ字型のロングのノズルとして構成されている。ノズル４３０の側面にはガ
スを供給するガス供給孔４３１が設けられている。ガス供給孔４３１はバッファ室４３３
の中心を向くように開口している。ガス供給孔４３１は、バッファ室４３３のガス供給孔
４３５と同様に、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。複数のガ
ス供給孔４３１のそれぞれの開口面積は、バッファ室４３３内とノズル４３０内の差圧が
小さい場合には、上流側（下部）から下流側（上部）まで、同一の開口面積で同一のピッ
チとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって、順次開口面積を
大きくするか、ピッチを小さくするとよい。

本実施の形態においては、ノズル４３０のガス供給孔４３１のそれぞれの開口面積や開
口ピッチを、上流側から下流側にかけて上述のように調節することで、まず、ガス供給孔
４３１のそれぞれから、流速の差はあるもの、流量がほぼ同量であるガスを噴出させる。
そしてガス供給孔４３１のそれぞれから噴出するガスを、一旦、バッファ室４３３内に導
入し、バッファ室４３３内においてガスの流速差の均一化を行っている。

すなわち、ノズル４３０のガス供給孔４３１のそれぞれよりバッファ室４３３内に噴出
したガスはバッファ室４３３内で各ガスの粒子速度が緩和された後、バッファ室４３３の
ガス供給孔４３５より処理室２０１内に噴出する。これにより、ノズル４３０のガス供給
孔４３１のそれぞれよりバッファ室４３３内に噴出したガスは、バッファ室４３３のガス
供給孔４３５のそれぞれより処理室２０１内に噴出する際には、均一な流量と流速とを有
するガスとなる。

さらに、ガス供給管３３０には、バルブ３３３およびマスフローコントローラ３３２と
の間に、後述の排気管２３２に接続されたベントライン６３０およびバルブ６３２が設け
られている。

主に、ガス供給管３３０、マスフローコントローラ３３２、バルブ３３３、ノズル４３
０、バッファ室４３３、ベントライン６３０、バルブ６３２によりガス供給系３０３が構
成されている。

また、ガス供給管３３０にはキャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガ
ス供給管５３０が、バルブ３３３の下流側で接続されている。キャリアガス供給管５３０
にはマスフローコントローラ５３２およびバルブ５３３が設けられている。主に、キャリ
アガス供給管５３０、マスフローコントローラ５３２、バルブ５３３によりキャリアガス
供給系（不活性ガス供給系）５０３が構成されている。

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

原料ガスを処理室２０１に供給していない間は、バルブ３３３を閉じ、バルブ６３２を
開けて、バルブ６３２を介して原料ガスをベントライン６３０に流しておく。

そして、原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ６３２を閉じ、バルブ３３
３を開けて、原料ガスをバルブ３３３の下流のガス供給管３３０に供給する。一方、キャ
リアガスがマスフローコントローラ５３２で流量調整されてバルブ５３３を介してキャリ
アガス供給管５３０から供給され、原料ガスはバルブ３３３の下流側でこのキャリアガス
と合流し、ノズル４３０、バッファ室４３３を介して処理室２０１に供給される。

バッファ室４２３内には、細長い構造を有する棒状電極４７１および棒状電極４７２が
、反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積層方向に沿って配設されている
。棒状電極４７１および棒状電極４７２は、それぞれ、ノズル４２０と平行に設けられて
いる。棒状電極４７１および棒状電極４７２は、それぞれ、上部より下部にわたって電極
を保護する保護管である電極保護管４５１、４５２により覆われることで保護されている
。棒状電極４７１は、整合器２７１を介して高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ）電源２７０に接続され、棒状電極４７２は基準電位であるアース２７２に接続され
ている。この結果、棒状電極４７１および棒状電極４７２間のプラズマ生成領域にプラズ
マが生成される。主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護
管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により第１のプラズマ発生構造４２
９が構成される。主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護
管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０によりプラズマ発生器（プラズマ発生部）と
しての第１のプラズマ源が構成される。第１のプラズマ源は、ガスをプラズマで活性化さ
せる活性化機構として機能する。バッファ室４２３はプラズマ発生室として機能する。

バッファ室４３３内には、細長い構造を有する棒状電極４８１および棒状電極４８２が
、反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積層方向に沿って配設されている
。棒状電極４８１および棒状電極４８２は、それぞれ、ノズル４３０と平行に設けられて
いる。棒状電極４８１および棒状電極４８２は、それぞれ、上部より下部にわたって電極
を保護する保護管である電極保護管４６１、４６２により覆われることで保護されている
。棒状電極４８１は、整合器２７１を介して高周波電源２７０に接続され、棒状電極４８
２は基準電位であるアース２７２に接続されている。この結果、棒状電極４８１および棒
状電極４８２間のプラズマ生成領域にプラズマが生成される。主に、棒状電極４８１、棒
状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、バッファ室４３３およびガス供給
孔４３５により第２のプラズマ発生構造４３９が構成される。主に、棒状電極４８１、棒
状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器２７１、高周波電源２７０
によりプラズマ発生器（プラズマ発生部）としての第２のプラズマ源が構成される。第２
のプラズマ源は、ガスをプラズマで活性化させる活性化機構として機能する。バッファ室
４３３はプラズマ発生室として機能する。

図４、図５を参照すれば、電極保護管４６１、電極保護管４６２は、ボート支持台２１
８の下部付近の高さの位置で、反応管２０３に設けた貫通孔２０４、２０５をそれぞれ介
して、バッファ室４２３内に挿入されている。電極保護管４６１、電極保護管４６２は、
貫通孔２０４、２０５の位置で反応管２０３に固定されている。電極保護管４６１、電極
保護管４６２は、バッファ室４２３内で、それぞれ取付板４０１の穴４０２、４０３を貫
通して設けられ、取付板４０１によって固定されている。取付板４０１は、反応管２０３
およびバッファ室壁４２４に固定されている。電極保護管４５１、電極保護管４５２も電
極保護管４６１、電極保護管４６２と同じ構造である。

電極保護管４５１および電極保護管４５２は、棒状電極４７１および棒状電極４７２を
それぞれバッファ室４２３の雰囲気と隔離した状態でバッファ室４２３内に挿入でき構造
となっている。電極保護管４６１および電極保護管４６２は、棒状電極４８１および棒状
電極４８２をそれぞれバッファ室４３３の雰囲気と隔離した状態でバッファ室４３３内に
挿入できる構造となっている。電極保護管４５１、４５２、４６１、４６２の内部が外気
（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管４５１、４５２、４６１、４６２にそれぞれ
挿入された棒状電極４７１、４７２、４８１、４８２はヒータ２０７による熱で酸化され
てしまう。そこで、電極保護管４５１、４５２、４６１、４６２の内部には窒素などの不
活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて棒状電極４７１、４７２、
４８１、４８２の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられている。

なお、本実施の形態により発生したプラズマをリモートプラズマと呼ぶ。リモートプラ
ズマとは電極間で生成したプラズマをガスの流れ等により被処理物表面に輸送してプラズ
マ処理を行うものである。本実施の形態では、バッファ室４２３内に２本の棒状電極４７
１および４７２が収容され、バッファ室４３３内に２本の棒状電極４８１および４８２が
収容されているため、ウエハ２００にダメージを与えるイオンがバッファ室４２３、４３
３の外の処理室２０１内に漏れにくい構造となっている。また、２本の棒状電極４７１お
よび４７２を取り囲むように（つまり、２本の棒状電極４７１および４７２がそれぞれ収
容される電極保護管４５１および４５２を取り囲むように）電場が発生し、プラズマが生
成され、２本の棒状電極４８１および４８２を取り囲むように（つまり、２本の棒状電極
４８１および４８２がそれぞれ収容される電極保護管４６１および４６２を取り囲むよう
に）電場が発生し、プラズマが生成される。プラズマに含まれる活性種は、バッファ室４
２３のガス供給孔４２５およびバッファ室４３３のガス供給孔４３５を介してウエハ２０
０の外周からウエハ２００の中心方向に供給される。また、本実施形態のようにウエハ２
００を複数枚、主面を水平面に平行にしてスタック状に積み上げる縦型のバッチ装置であ
れば、反応管２０３の内壁面、つまり処理すべきウエハ２００に近い位置にバッファ室４
２３、４３３が配置されている結果、発生した活性種が失活せずにウエハ２００の表面に
到達しやすいという効果がある。

図２、３を参照すれば、反応管の下部に排気口２３０が設けられている。排気口２３０
は排気管２３１に接続されている。ノズル４１０のガス供給孔４１１と排気口２３０は、
ウエハ２００を挟んで対向する位置（１８０度反対側）に設けられている。このようにす
れば、ガス供給孔４１１より供給される原料ガスが、ウエハ２００の主面上を排気管２３
１の方向に向かって横切るように流れ、ウエハ２００の全面により均一に原料ガスが供給
されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。

本実施の形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極
保護管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第１のプラズマ源と、
主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器
２７１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源とを備えている。プラズマ
を使用して、ウエハ２００の処理温度を下げるためには、プラズマを形成する際の高周波
電力を大きくする必要があるが、高周波電力を大きくすると、ウエハ２００や形成する膜
に与えるダメージが大きくなってしまう。これに対して、本実施の形態では、第１のプラ
ズマ源および第２のプラズマ源という２つのプラズマ源を設けているので、プラズマ源が
１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力が小さくても、充分な量のプラ
ズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２００を処理する際
にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを小さくでき、しかもウエハ２００の処理
温度を低くできる。

また、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２
、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第１のプラズマ発生構造４
２９と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２
、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第２のプラズマ発生構造４
３９は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線に対して線対称に設けられ
ているので、両プラズマ発生構造からウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給さ
れやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。

さらに、排気口２３０もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に
設けられているので、ウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、
ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。また、さらに、ノズル４１０の
ガス供給孔４１１もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けら
れているので、ウエハ２００の全面により均一に原料ガスが供給されやすくなり、ウエハ
２００上により均一な膜を形成することができる。

また、ノズル４１０のガス供給孔４１１と、バッファ室４２３のガス供給孔４２５との
距離と、ノズル４１０のガス供給孔４１１と、バッファ室４３３のガス供給孔４３５との
距離とが等しくなるようにガス供給孔４１１、ガス供給孔４２５、ガス供給孔４３５が配
置されているので、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。

再び、図２、３を参照すれば、反応管の下部の排気口２３０には、処理室２０１内の雰
囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には処理室２０１内の圧力
を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力
調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ
２４３を介して真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、処理室２０１
内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。真空
ポンプ２４６の下流側の排気管２３２は廃ガス処理装置（図示せず）等に接続されている
。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止
ができ、更に弁開度を調節してコンダクタンスを調整して処理室２０１内の圧力調整をで
きるようになっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポ
ンプ２４６、圧力センサ２４５により排気系が構成される。

反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度セン
サ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への供給電力を調整することで
、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６
３は、Ｌ字型に構成されており、マニホールド２０９を貫通して導入され、反応管２０３
の内壁に沿って設けられている。

反応管２０３内の中央部にはボート２１７が設けられている。ボート２１７は、ボート
エレベータ１１５により反応管２０３に対し昇降（出入り）することができるようになっ
ている。ボート２１７が反応管２０３内に導入されると、反応管２０３の下端部がＯリン
グ２２０を介してシールキャップ２１９で気密にシールされる。ボート２１７はボート支
持台２１８に支持されている。処理の均一性を向上するために、ボート回転機構２６７を
駆動し、ボート支持台２１８に支持されたボート２１７を回転させる。

図６を参照すれば、コントローラ２８０は、操作メニュー等を表示するディスプレイ２
８８と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作入力部２
９０と、を備えている。また、コントローラ２８０は、基板処理装置１０１全体の動作を
司るＣＰＵ２８１と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ２
８２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２８３と、各種データを記憶して保持する
ＨＤＤ２８４と、ディスプレイ２８８への各種情報の表示を制御すると共にディスプレイ
２８８からの操作情報を受け付けるディスプレイドライバ２８７と、操作入力部２９０に
対する操作状態を検出する操作入力検出部２８９と、後述する温度制御部２９１、後述す
る圧力制御部２９４、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１
５、マスフローコントローラ３１２、３２２、３３２、５１２、５２２、５３２、後述す
るバルブ制御部２９９等の各部材と各種情報の送受信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ
）部２８５と、を備えている。

ＣＰＵ２８１、ＲＯＭ２８２、ＲＡＭ２８３、ＨＤＤ２８４、ディスプレイドライバ２
８７、操作入力検出部２８９および通信Ｉ／Ｆ部２８５は、システムバスＢＵＳ２８６を
介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ２８１は、ＲＯＭ２８２、ＲＡＭ２８３、
ＨＤＤ２８４へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ２８７を介
したディスプレイ２８８への各種情報の表示の制御およびディスプレイ２８８からの操作
情報の把握、通信Ｉ／Ｆ部２８５を介した各部材との各種情報の送受信の制御を行うこと
ができる。また、ＣＰＵ２８１は、操作入力検出部２８９を介して操作入力部２９０に対
するユーザの操作状態を把握することができる。

温度制御部２９１は、ヒータ２０７と、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５
０と、温度センサ２６３と、コントローラ２８０との間で設定温度情報等の各種情報を送
受信する通信Ｉ／Ｆ部２９３と、受信した設定温度情報と温度センサ２６３からの温度情
報等に基づいて加熱用電源２５０からヒータ２０７への供給電力を制御するヒータ制御部
２９２とを備えている。ヒータ制御部２９２もコンピュータによって実現されている。温
度制御部２９１の通信Ｉ／Ｆ部２９３とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５はケー
ブル７５１で接続されている。

圧力制御部２９４は、ＡＰＣバルブ２４３と、圧力センサ２４５と、コントローラ２８
０との間で設定圧力情報、ＡＰＣバルブ２４３の開閉情報等の各種情報を送受信する通信
Ｉ／Ｆ部２９６と、受信した設定圧力情報、ＡＰＣバルブ２４３の開閉情報等と圧力セン
サ２４５からの圧力情報等に基づいてＡＰＣバルブ２４３の開閉や開度を制御するＡＰＣ
バルブ制御部２９５とを備えている。ＡＰＣバルブ制御部２９５もコンピュータによって
実現されている。圧力制御部２９４の通信Ｉ／Ｆ部２９６とコントローラ２８０の通信Ｉ
／Ｆ部２８５はケーブル７５２で接続されている。

真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、液体マスフロー
コントローラ３１２、マスフローコントローラ３２２、３３２、５１２、５２２、５３２
、高周波電源２７０とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８５は、それぞれケーブル７
５３、７５４、７５５、７５６、７５７、７５８、７５９、７６０、７６１、７６２で接
続されている。

バルブ制御部２９９は、バルブ３１３、３１４、３２３、３３３、５１３、５２３、５
３３、６１２、６２２、６３２と、エアバルブであるバルブ３１３、３１４、３２３、３
３３、５１３、５２３、５３３、６１２、６２２、６３２へのエアの供給を制御する電磁
バルブ群２９８とを備えている。電磁バルブ群２９８は、バルブ３１３、３１４、３２３
、３３３、５１３、５２３、５３３、６１２、６２２、６３２にそれぞれ対応する電磁バ
ルブ２９７を備えている。電磁バルブ群２９８とコントローラ２８０の通信Ｉ／Ｆ部２８
５はケーブル７６３で接続されている。

以上のようにして、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントローラ３２
２、３３２、５１２、５２２、５３２、バルブ３１３、３１４、３２３、３３３、５１３
、５２３、５３３、６１２、６２２、６３２、ＡＰＣバルブ２４３、加熱用電源２５０、
温度センサ２６３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボー
トエレベータ１１５、高周波電源２７０等の各部材はコントローラ２８０に接続されてい
る。コントローラ２８０は、液体マスフローコントローラ３１２、マスフローコントロー
ラ３２２、３３２、５１２、５２２、５３２の流量制御、バルブ３１３、３１４、３２３
、３３３、５１３、５２３、５３３、６１２、６２２、６３２の開閉動作制御、ＡＰＣバ
ルブ２４３の開閉制御および圧力センサ２４５からの圧力情報に基づく開度調整動作を介
した圧力制御、温度センサ２６３からの温度情報に基づく加熱用電源２５０からヒータ２
０７への電力供給量調整動作を介した温度制御、高周波電源２７０から供給される高周波
電力の制御、真空ポンプ２４６の起動・停止制御、ボート回転機構２６７の回転速度調節
制御、ボートエレベータ１１５の昇降動作制御等をそれぞれ行うようになっている。

次に、上述の基板処理装置を用いて大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を製造する半導体装置（デバイス）の製造工程の一例について
説明する。尚、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。

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

次に、図７Ａ〜７Ｆを参照しながら、ウエハ２００上にレジストパターンを形成する処
理シーケンスの一例について説明する。

この例では、パターニングを２回以上行ってパターンを形成するダブルパターニング技術
（ＤＰＴ：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いる。この
ＤＰＴによれば、１回のパターニングで形成されるパターンよりも微細なパターンが形成
できる。処理シーケンスでは、ウエハ２００上に第１レジストパターン７０５を形成する
第１レジストパターン形成工程と、第１レジストパターン７０５上に第１レジスト保護膜
として酸化シリコン膜７０６を形成する酸化シリコン膜形成工程と、酸化シリコン膜７０
６上に第２レジストパターン７０９を形成する第２レジストパターン工程とを、この順に
実施する。 以下、各工程について説明する。

＜第１レジストパターン形成工程＞
第１レジストパターン形成工程では、ウエハ２００上に形成されたハードマスク７０２
上に第１レジストパターン７０５を形成する。最初に、ウエハ２００上に形成されたハー
ドマスク７０２上に、第１レジスト７０３を塗布する（図７Ａ参照）。

次に、ベーキング、ＡｒＦエキシマ光源（１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマ光源（２４８
ｎｍ）等の光源によるマスクパターン等を用いた選択的露光、現像等を行うことで、第１
レジストパターン７０５を形成する（図７Ｂ参照）。

＜第１レジスト保護膜形成工程＞
第１レジスト保護膜形成工程では、第１レジストパターン形成工程にて形成された第１
レジストパターン７０５上および第１レジストパターン７０５が形成されていないハード
マスク７０２上に、酸化シリコンの薄膜７０６を第１レジストパターン７０５の保護膜と
して形成する（図７Ｃ参照）。これにより、第１レジストパターン７０５の形状変化や膜
質変化を防止して後述の第２レジスト７０７の溶剤から保護する。この酸化シリコン膜７
０６の形成を上述した基板処理装置１０１を使用して行うが、詳細は後述する。

＜第２レジストパターン形成工程＞
第２レジストパターン形成工程では、第１レジスト保護膜形成工程にて第１レジストパ
ターン７０５上に形成された酸化シリコン膜７０６上であって、第１レジストパターン７
０５が形成される位置とは異なる位置に、第２レジストパターン７０９を形成する。本工
程では、第１レジストパターン形成工程と同様の処理を行う。

最初に、第１レジストパターン７０５の保護膜である酸化シリコン膜７０６上に、第２
レジスト７０７を塗布する（図７Ｄ参照）。

次に、ベーキング、ＡｒＦエキシマ光源（１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマ光源（２４８
ｎｍ）等による露光、現像等を行うことで、第２レジストパターン７０９を形成する（図
７Ｅ参照）。

上記のように、第１レジストパターン形成工程、第１レジスト保護膜形成工程、第２レ
ジストパターン形成工程を実施することにより、微細なレジストパターンを形成すること
が出来る。

また、第２レジストパターン７０９の形成後であって、所定の処理（例えば寸法検査、
あわせ検査、リワーク処理等）を実施した後、必要に応じて酸化シリコン膜７０６を除去
するために、次のような第１レジスト保護膜除去工程を実施しても良い。

＜第１レジスト保護膜除去工程＞
第１レジスト保護膜除去工程では、第１レジスト保護膜形成工程にて形成された第１レ
ジスト保護膜としての酸化シリコン膜７０６を除去する（図７Ｆ参照）。

除去方式には、ウエットエッチング方式とドライエッチング方式の２つがある。ウエッ
トエッチングにより酸化シリコン膜７０６を除去する場合のエッチング液としては、例え
ば弗化水素酸（ＨＦ）液であって、希薄なＨＦ水溶液等が挙げられる。また、ドライエッ
チング方式により酸化シリコン膜６０４を除去する場合には、例えば、酸素プラズマ等を
用いることができる。

また、上記では、レジストパターンを２回形成する工程について説明したが、レジスト
パターンは３回以上形成してもよく、その場合は、レジストパターン形成工程と酸化シリ
コン膜形成工程を所定回数繰り返して行う。この酸化シリコン膜の形成も上述した基板処
理装置１０１を使用して行うが、詳細は後述する。

またレジストパターンを３回以上形成する場合、必要に応じて、第１レジストパターン
形成工程→第１レジスト保護膜（第１酸化シリコン膜）形成工程→第２レジストパターン
形成工程→第１レジスト保護膜（第１酸化シリコン膜）除去→第３レジストパターン形成
工程→第２レジスト保護膜（第２酸化シリコン膜）形成工程→第４レジストパターン形成
工程→第２レジスト保護膜（第２酸化シリコン膜）除去→第５レジストパターン形成工程
→・・・というように、保護膜である酸化シリコン膜を１回ずつ除去しても良い。

なお、上記では、第１レジストパターン７０５はウエハ２００上に形成されたハードマ
スク７０２上に形成することとしているが、ハードマスク７０２は無くても良い。また、
レジストの代わりにＡＣＬ（アモルファスカーボン層：Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏ
ｎ Ｌａｙｅｒ）を用いても良い。ＡＣＬを用いる場合は、ＡＣＬを保護するための酸化
シリコン膜を形成する際の処理温度はレジストより高い温度であってもよく、２００℃以
下であればよい。２００℃以下であればＡＣＬが加熱により変質するのを有効に防止でき
る。

次に、図８Ａ〜８Ｄを参照しながら、ウエハ２００上にレジストパターンを形成する処
理シーケンスの他の例について説明する。

この例では、サイドウォールを利用して微細なパターンを形成する自己整合ダブルパタ
ーニング技術（ＳＡＳＰ：Ｓｅｌｆ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉ
ｎｇ）を用いる。

まず、ウエハ２００上にレジスト７２１を形成し、リソグラフィ工程でパターニングし
て、第１のレジストパターン７２２を形成する（図８Ａ参照）。

次に、第１のレジストパターン７２２上に、低温で酸化シリコン膜７２３を２００℃以
下の低温で形成する（図８Ｂ参照）。この酸化シリコン膜７２３の形成に上述した基板処
理装置１０１を使用して行うが、詳細は後述する。

次に、ドライエッチング等により、酸化シリコン膜７２３の異方性エッチングを行い、
レジストパターン７２２の側壁のみ酸化シリコン膜７２３をサイドウォール７２４として
残す（図８Ｃ参照）。

次に、酸化シリコン膜のサイドウォール７２４をマスクとして、ドライエッチング等に
より、露出したレジスト７２１を垂直方向に異方性エッチングし、レジスト７２１からな
る微細パターン７２５を形成する（図８Ｄ参照）。

尚、レジストの代わりにＡＣＬ（アモルファスカーボン層：Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒ
ｂｏｎ Ｌａｙｅｒ）を用いても良い。ＡＣＬを用いる場合は、ＡＣＬを保護するための
酸化シリコン膜を形成する際の処理温度はレジストより高い温度であってもよく、２００
℃以下であればよい。２００℃以下であればＡＣＬが加熱により変質するのを有効に防止
できる。

次に、基板処理装置１０１を使用して第１レジスト保護膜としての酸化シリコン膜７０
６やエッチングマスクとしての酸化シリコン膜７２３を２００℃以下の低温にて成膜する
例について説明する。

従来のＣＶＤ法やＡＬＤ法では、例えば、ＣＶＤ法の場合、形成する膜を構成する複数
の元素を含む複数種類のガス等を同時に供給し、また、ＡＬＤ法の場合、形成する膜を構
成する複数の元素を含む複数種類のガス等を交互に供給する。そして、供給時の供給流量
、供給時間、プラズマパワーなどの処理条件を制御することにより酸化シリコン膜（Ｓｉ
Ｏ膜）や窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）を形成する。それらの技術では、例えばＳｉＯ膜を
形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＯ／Ｓｉ≒２となるように、また例えば
ＳｉＮ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＮ／Ｓｉ≒１．３３となるよ
うにすることを目的として、供給条件を制御する。

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

ここでは第１の元素をシリコン（Ｓｉ）、第２の元素を酸素（Ｏ）とし、第１の元素を
含む原料としてシリコン含有原料であって液体原料の、ＢＴＢＡＳ（ＳｉＨ_２（ＮＨ（Ｃ
_４Ｈ_９）_２、ビスターシャルブチルアミノシラン）を気化したＢＴＢＡＳガスを、第２の
元素を含む反応ガスとして酸素含有ガスであるＯ_２ガスを用い、基板上に絶縁膜としての
酸化シリコン膜を形成する例について図９〜図１０を参照して説明する。図９は、パター
ンを形成する際に使用する酸化シリコン膜の製造プロセスを説明するためのフローチャー
トである。図１０は、パターンを形成する際に使用する酸化シリコン膜の製造プロセスを
説明するためのタイミングチャートである。

まず、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内を、
２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって例えば１００℃となるような
温度に保持しておく。

その後、第１レジストパターン７０５が形成された（図７Ｂ参照）複数枚のウエハ２０
０または第１のレジストパターン７２２が形成された（図８Ａ参照）複数枚のウエハ２０
０をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する（ステップＳ２０１）。

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

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

この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力
に基づきＡＰＣバルブ２４４の開度がフィードバック制御される（圧力調整）。また、処
理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理
室２０１内が所望の温度となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき加
熱用電源２５０からヒータ２０７への電力供給具合がフィードバック制御される（温度調
整）。

次に、ＢＴＢＡＳガスとＯ_２ガスを処理室２０1内に供給することにより酸化シリコン
膜７０６（図７Ｃ参照）、７２３（図８Ｂ参照）を成膜する酸化シリコン膜形成工程を行
う。酸化シリコン膜形成工程では次の４つのステップ（Ｓ２０４〜Ｓ２０７）を順次繰り
返して実行する。本実施の形態では、ＡＬＤ法を用いて酸化シリコン膜を形成する。

（ＢＴＢＡＳ供給：ステップＳ２０４）
ステップＳ２０４では、ガス供給系３０１のガス供給管３１０、ノズル４１０よりＢＴ
ＢＡＳを処理室２０１内に供給する。バルブ３１３を閉じておき、バルブ３１４、６１２
を開ける。ＢＴＢＡＳは常温で液体であり、液体のＢＴＢＡＳが液体マスフローコントロ
ーラ３１２で流量調整されて気化器３１５に供給され気化器３１５で気化される。ＢＴＢ
ＡＳを処理室２０１に供給する前は、バルブ３１３を閉じ、バルブ６１２を開けて、バル
ブ６１２を介してＢＴＢＡＳをベントライン６１０に流しておく。

そして、ＢＴＢＡＳを処理室２０１に供給する際には、バルブ６１２を閉じ、バルブ３
１３を開けて、ＢＴＢＡＳをバルブ３１３の下流のガス供給管３１０に供給すると共に、
バルブ５１３を開けて、キャリアガス（Ｎ_２）をキャリアガス供給管５１０から供給する
。キャリアガス（Ｎ_２）の流量はマスフローコントローラ５１２で調整する。ＢＴＢＡＳ
はキャリアガス（Ｎ_２）とバルブ３１３の下流側で合流し混合され、ノズル４１０のガス
供給孔４１１を介して処理室２０１に供給されつつ排気管２３１から排気される。この時
、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を５０〜９００Ｐａの範囲
であって、例えば３００Ｐａに維持する。液体マスフローコントローラ３１２で制御する
ＢＴＢＡＳの供給量は０．０５〜３．００ｇ／ｍｉｎの範囲であって、例えば１．００ｇ
／ｍｉｎにする。ＢＴＢＡＳにウエハ２００を晒す時間は２〜６秒間で範囲であって、例
えば３秒間である。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処
理室２０１内を、２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって例えば１０
０℃となるような温度に保持しておく。

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

同時に、ガス供給管３２０の途中につながっているキャリアガス供給管５２０から、バ
ルブ５２３を開けてＮ_２（不活性ガス）を流すと、Ｏ_２側のノズル４２０、バッファ室４
２３やガス供給管３２０にＢＴＢＡＳが回り込むことを防ぐことができる。同様に、同時
にガス供給管３３０の途中につながっているキャリアガス供給管５３０から、バルブ５３
３を開けてＮ_２（不活性ガス）を流すと、Ｏ_２側のノズル４３０、バッファ室４３３やガ
ス供給管３３０にＢＴＢＡＳが回り込むことを防ぐことができる。なお、ＢＴＢＡＳが回
り込むのを防止するためなので、マスフローコントローラ５２２、５３２で制御するＮ_２
（不活性ガス）の流量は少なくてよい。

（残留ガス除去：ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５では、残留ＢＴＢＡＳ等の残留ガスを処理室２０１内から除去する。
ガス供給管３１０のバルブ３１３を閉めて処理室２０１へのＢＴＢＡＳの供給を停止し、
バルブ６１２を開けてベントライン６１０へＢＴＢＡＳを流す。このとき排気管２３１の
ＡＰＣバルブ２４３を全開として、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以
下となるまで排気し、処理室２０１内に残留する残留ＢＴＢＡＳ等の残留ガスを処理室２
０１内から排除する。このときＮ_２等の不活性ガスを、ＢＴＢＡＳ供給ラインであるガス
供給管３１０から、さらには、ガス供給管３２０、３３０から、処理室２０１内へ供給す
ると、さらに残留ＢＴＢＡＳ等の残留ガスを排除する効果が高まる。

（活性化したＯ_２供給：ステップＳ２０６）
ステップＳ２０６では、Ｏ_２をガス供給系３０２のガス供給管３２０よりノズル４２０
のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に供給し、Ｏ_２をガス供給系３０３のガ
ス供給管３３０よりノズル４３０のガス供給孔４３１を介してバッファ室４３３内に供給
する。このとき、棒状電極４７１および棒状電極４７２間に高周波電源２７０から整合器
２７１を介して高周波電力を印加することで、バッファ室４２３内に供給されたＯ_２ガス
はプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４２５から処理室２０１内に供給されつつ
ガス排気管２３１から排気される。また、棒状電極４８１および棒状電極４８２間に高周
波電源２７０から整合器２７１を介して高周波電力を印加することで、バッファ室４３３
内に供給されたＯ_２ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４３５から処理室
２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。

Ｏ_２はマスフローコントローラ３２２で流量調整されてガス供給管３２０よりバッファ
室４２３内に供給され、マスフローコントローラ３３２で流量調整されてガス供給管３３
０よりバッファ室４３３内に供給される。Ｏ_２は、バッファ室４２３に供給する前は、バ
ルブ３２３を閉じ、バルブ６２２を開けて、バルブ６２２を介してベントライン６２０に
流しておき、バッファ室４３３に供給する前は、バルブ３３３を閉じ、バルブ６３２を開
けて、バルブ６３２を介してベントライン６３０に流しておく。そして、Ｏ_２をバッファ
室４２３に供給する際には、バルブ６２２を閉じ、バルブ３２３を開けて、Ｏ_２をバルブ
３２３の下流のガス供給管３２０に供給すると共に、バルブ５２３を開けて、キャリアガ
ス（Ｎ_２）をキャリアガス供給管５２０から供給する。キャリアガス（Ｎ_２）の流量はマ
スフローコントローラ５２２で調整する。Ｏ_２はキャリアガス（Ｎ_２）とバルブ３２３の
下流側で合流し混合され、ノズル４２０を介してバッファ室４２３供給される。また、Ｏ
_２をバッファ室４３３に供給する際には、バルブ６３２を閉じ、バルブ３３３を開けて、
Ｏ_２をバルブ３３３の下流のガス供給管３３０に供給すると共に、バルブ５３３を開けて
、キャリアガス（Ｎ_２）をキャリアガス供給管５３０から供給する。キャリアガス（Ｎ_２
）の流量はマスフローコントローラ５３２で調整する。Ｏ_２はキャリアガス（Ｎ_２）とバ
ルブ３３３の下流側で合流し混合され、ノズル４３０を介してバッファ室４３３供給され
る。

Ｏ_２ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、ＡＰＣバルブ２４３
を適正に調整して処理室２０１内の圧力を、例えば５０〜９００Ｐａの範囲内の圧力であ
って、例えば５００Ｐａとする。マスフローコントローラ３２２で制御するＯ_２ガスの供
給流量は、例えば２０００〜９０００ｓｃｃｍの範囲内の流量であって、例えば６０００
ｓｃｃｍとする。マスフローコントローラ３３２で制御するＯ_２ガスの供給流量は、例え
ば２０００〜９０００ｓｃｃｍの範囲内の流量であって、例えば６０００ｓｃｃｍとする
。Ｏ_２ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間、す
なわちガス供給時間は、例えば３〜２０秒間の範囲内の時間であって、例えば９秒とする
。なお、高周波電源２７０から棒状電極４７１および棒状電極４７２間に印加する高周波
電力は、例えば２０〜６００Ｗの範囲内の電力であって、例えば２００Ｗとなるよう設定
し、高周波電源２７０から棒状電極４８１および棒状電極４８２間に印加する高周波電力
は、例えば２０〜６００Ｗの範囲内の電力であって、例えば２００Ｗとなるよう設定する
。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内を、
２００℃以下、より好ましくは１００℃以下の温度であって例えば１００℃となるような
温度に保持しておく。Ｏ_２ガスはそのままでは反応温度が高く、上記のようなウエハ温度
、処理室内圧力では反応しづらいので、プラズマ励起することにより活性種としてから流
すようにしており、このためウエハ２００の温度は上述のように設定した低い温度範囲と
することが可能となる。ただし、温度変更には時間がかかるためＢＴＮＡＳガスを供給す
る際の温度と同一とすることが好ましい。

このとき、処理室２０１内に流しているガスはＯ_２ガスをプラズマ励起することにより
得られた活性種（Ｏ_２プラズマ）であり、処理室２０１内にはＢＴＢＡＳガスは流してい
ない。したがって、Ｏ_２ガスは気相反応を起こすことはなく、活性種となった、もしくは
活性化されたＯ_２ガスは、ステップＳ２０４でウエハ２００上に形成された第１の層とし
てのシリコン含有層と反応する。これによりシリコン含有層は酸化されて、シリコン（第
１の元素）及び酸素（第２の元素）を含む第２の層、すなわち、酸化シリコン層（ＳｉＯ
層）へと改質される。

同時に、ガス供給管３１０の途中につながっているキャリアガス供給管５１０から、バ
ルブ５１３を開けてＮ_２（不活性ガス）を流すと、ＢＴＢＡＳ側のノズル４１０やガス供
給管３１０にＯ_２が回り込むことを防ぐことができる。なお、Ｏ_２が回り込むのを防止す
るためなので、マスフローコントローラ５１２で制御するＮ_２（不活性ガス）の流量は少
なくてよい。

（残留ガス除去：ステップＳ２０７）
ステップＳ２０７では、未反応もしくは酸化に寄与した後の残留Ｏ_２等の残留ガスを処
理室２０１内から除去する。ガス供給管３２０のバルブ３２３を閉めて処理室２０１への
Ｏ_２の供給を停止し、バルブ６２２を開けてベントライン６２０へＯ_２を流し、ガス供給
管３３０のバルブ３３３を閉めて処理室２０１へのＯ_２の供給を停止し、バルブ６３２を
開けてベントライン６３０へＯ_２を流す。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３を
全開として、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を２０Ｐａ以下となるまで排気し、
処理室２０１内に残留する残留Ｏ_２等の残留ガスを処理室２０１内から排除する。このと
きＮ_２等の不活性ガスを、Ｏ_２供給ラインであるガス供給管３２０、３３０から、さらに
は、ガス供給管３１０から、処理室２０１内へ供給すると、さらに残留Ｏ_２等の残留ガス
を排除する効果が高まる。

上記ステップＳ２０４〜Ｓ２０７を１サイクルとし、少なくとも１回以上行なう（ステ
ップＳ２０８）ことによりウエハ２００上にＡＬＤ法を用いて所定膜厚の酸化シリコン膜
７０６（図７Ｃ参照）、酸化シリコン膜７２３（図８Ｂ参照）を成膜する。

上述したステップＳ２０４〜Ｓ２０７を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも
１回以上行うことにより、第１レジストパターン７０５およびハードマスク７０２上に、
第１レジスト保護膜として、所定膜厚のシリコン（第１の元素）および酸素（第２の元素
）を含む酸化シリコン膜７０６が形成され（図７Ｃ参照）、第１のレジストパターン７２
２上に酸化シリコン膜７２３が形成される（図８Ｂ参照）。

所定膜厚の酸化シリコン膜７０６または酸化シリコン膜７２３を形成する成膜処理がな
されると、Ｎ_２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給しつつ排気することで処理室２０
１内を不活性ガスでパージする（ガスパージ：ステップＳ２１０）。なお、ガスパージは
、残留ガスを除去したのち、ＡＰＣバルブ２４３を閉じ、バルブ５１３、５２３、５３３
を開いて行うＮ_２等の不活性ガスの処理室２０１内への供給と、その後、バルブ５１３、
５２３、５３３を閉じてＮ_２等の不活性ガスの処理室２０１内への供給を停止すると共に
、ＡＰＣバルブ２４３を開いて行う処理室２０１内の真空引きとを繰り返して行うことが
好ましい。

その後、ボート回転機構２６７を止め、ボート２１７の回転を止める。その後、バルブ
５１３、５２３、５３３を開いて処理室２０１内の雰囲気をＮ_２等の不活性ガスで置換し
（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力を常圧に復帰する（大気圧復帰：ステップＳ
２１２）。その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降して、反
応管２０３の下端を開口するとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持された
状態で反応管２０３の下端から処理室２０１の外部に搬出（ボートアンロード：ステップ
Ｓ２１４）する。その後、反応管２０３の下端を炉口シャッタ１４７で閉じる。その後、
真空ポンプ２４６を止める。その後、処理済ウエハ２００はボート２１７より取出される
（ウエハディスチャージ：ステップＳ２１６）。これにより１回の成膜処理（バッチ処理
）が終了する。

次に、図１１を参照して、本実施の形態の一変形例を説明する。
上記第１の実施の形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５
１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第１
のプラズマ発生構造４２９と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６
１、電極保護管４６２、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第２
のプラズマ発生構造４３９は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線に対
して線対称に設けられており、排気口２３０もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の
中心）を通る線上に設けられており、ノズル４１０のガス供給孔４１１もこのウエハ２０
０の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けられており、第１のプラズマ発生構造
４２９と第２のプラズマ発生構造４３９は排気口２３０近傍に設けられているが、本変形
例では、第１のプラズマ発生構造４２９と第２のプラズマ発生構造４３９はウエハ２００
を挟んで対向する位置（１８０度反対側）に設けられ、ウエハ２００の中心および反応管
２０３の中心に対して点対称に設けられ、また、ノズル４１０は、排気口２３０と第２の
プラズマ発生構造４３９との間に設けられている点が上記第１の実施の形態と異なるが、
他の点は同じである。

本変形例でも、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護
管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第１のプラズマ源と、主に
、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器２７
１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源とを備えているので、プラズマ
源が１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力が小さくても、充分な量の
プラズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２００を処理す
る際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを小さくでき、しかもウエハ２００の
処理温度を低くできる。

また、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２
、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第１のプラズマ発生構造４
２９と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２
、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第２のプラズマ発生構造４
３９は、ウエハ２００を挟んで対向する位置（１８０度反対側）に設けられ、ウエハ２０
０の中心および反応管２０３の中心に対して点対称に設けられているので、両プラズマ発
生構造からウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、ウエハ２０
０上により均一な膜を形成することができる。

次に、図１２を参照して、本実施の形態の他の変形例を説明する。
上記第１の実施の形態では、ノズル４１０のガス供給孔４１１は、主に、棒状電極４７
１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガ
ス供給孔４２５により構成される第１のプラズマ発生構造４２９と、主に、棒状電極４８
１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、バッファ室４３３およびガ
ス供給孔４３５により構成される第２のプラズマ発生構造４３９は、ウエハ２００の中心
（反応管２０３の中心）を通る線に対して線対称に設けられており、ノズル４１０のガス
供給孔４１１もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けられて
いるが、本変形例では、第１のプラズマ発生構造４２９と、第２のプラズマ発生構造４３
９は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線に対して線対称に設けられて
いるが、ノズル４１０のガス供給孔４１１はこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中
心）を通る線上に設けられていない点が上記第１の実施の形態と異なるが、他の点は同じ
である。

本変形例でも、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護
管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第１のプラズマ源と、主に
、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器２７
１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源とを備えているので、プラズマ
源が１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力が小さくても、充分な量の
プラズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２００を処理す
る際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを小さくでき、しかもウエハ２００の
処理温度を低くできる。

また、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２
、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第１のプラズマ発生構造と
主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、バッフ
ァ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第２のプラズマ発生構造は、ウエハ
２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線に対して線対称に設けられているので、両
プラズマ発生構造からウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、
ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。

次に、図１３を参照して、本実施の形態のさらに他の変形例を説明する。
本変形例では、上記図１２に示す他の変形例に対して、主に、棒状電極４８１’、棒状
電極４８２’、電極保護管４６１’、電極保護管４６２’、バッファ室４３３’およびガ
ス供給孔４３５’により構成され、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管
４６１、電極保護管４６２、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される
第２のプラズマ発生構造４３９と同じ構造の、第３のプラズマ発生構造４３９’を、追加
し、この第３のプラズマ発生構造４３９’を、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、
電極保護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により
構成される第１のプラズマ発生構造４２９と、ウエハ２００の中心および反応管２０３の
中心に対して点対称に設けている。

本変形例では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護
管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第１のプラズマ源と、主に
、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、整合器２７
１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源に、さらに、主に、棒状電極４
８１’、棒状電極４８２’、電極保護管４６１’、電極保護管４６２’、整合器２７１、
高周波電源２７０により構成される第３のプラズマ源が追加されているので、プラズマ源
が２つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力がさらに小さくても、充分な
量のプラズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２００を処
理する際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージをより小さくでき、しかもウエハ
２００の処理温度をより低くできる。

（第２の実施の形態）
図１４、図１５を参照して、本実施の形態を説明する。
第１の実施の形態では、電極保護管４６１、電極保護管４６２は、ボート支持台２１８
の下部付近の高さの位置で、反応管２０３に設けた貫通孔２０４、２０５をそれぞれ介し
て、バッファ室４２３内に挿入され、棒状電極４８１、４８２もボート支持台２１８の下
部付近の高さの位置でバッファ室４２３内に挿入され、電極保護管４６１、電極保護管４
６２は、バッファ室４２３内で、取付板４０１によって固定され、電極保護管４５１、電
極保護管４５２と棒状電極４７１、４７２も電極保護管４６１、電極保護管４６２と棒状
電極４８１、４８２と同じ構造であるが、本実施の形態では、電極保護管４６１、電極保
護管４６２は、ボート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載される最下段より少し
下の部分）の高さの位置で、反応管２０３に設けた貫通孔２０６、２０７をそれぞれ介し
て、バッファ室４２３内に挿入され、ボート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載
される最下段より少し下の部分）の高さの位置より下側の位置では、反応管２０３の外側
に設けられ、棒状電極４８１、４８２もボート支持台２１８の上部付近の高さの位置でバ
ッファ室４２３内に挿入され、ボート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載される
最下段より少し下の部分）の高さの位置より下側の位置では、反応管２０３の外側に設け
られ、電極保護管４６１、電極保護管４６２は、反応管２０３の外側でそれぞれ取付板４
０１の穴４０５、４０６を貫通して設けられ、取付板４０１によって固定され、取付板４
０１は、反応管２０３に固定され、電極保護管４５１、電極保護管４５２と棒状電極４７
１、４７２も電極保護管４６１、電極保護管４６２と棒状電極４８１、４８２と同じ構造
である点が第１の実施の形態と異なるが、他の点は同じである。本実施の形態では、棒状
電極４８１、４８２は、ボート支持台２１８の上部付近の高さの位置でバッファ室４２３
内に挿入され、ボート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載される最下段より少し
下の部分）の高さの位置より下側の位置では、反応管２０３の外側に設けられているので
、ボート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載される最下段より少し下の部分）の
高さの位置より下側の位置での放電を抑制できる。なお、棒状電極４８２（４８１、４７
１、４７２）の曲部４９０の曲率よりも、曲部４９１の曲率の方が大きい。

（第３の実施の形態）
図１６、図１７を参照して、本実施の形態を説明する。
第１の実施の形態では、棒状電極４７１、４７２、４８１、４８２の太さは、高さに拘
らず同じであるが、本実施の形態では、棒状電極４７１、４７２、４８１、４８２は、ボ
ート支持台２１８の上部付近（製品ウエハが搭載される最下段より少し下の部分）の高さ
の位置から下側では、ボート支持台２１８の上部付近より上側よりも細くなっている点が
第１の実施の形態と異なるが、他の点は同じである。棒状電極４７１、４７２、４８１、
４８２を細くすることにより、エネルギーが弱くなり、ボート支持台２１８の上部付近（
製品ウエハが搭載される最下段より少し下の部分）の高さの位置より下側の位置での放電
を抑制でき、エネルギー消費を抑制することができる。

（第４の実施の形態）
図１８、図１９を参照して、本実施の形態を説明する。
上述の第１の実施の形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４
５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第
１のプラズマ発生構造４２９と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４
６１、電極保護管４６２、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第
２のプラズマ発生構造４３９は、反応管２０３の内側に設けたが、本実施の形態では、プ
ラズマ発生構造を反応管２０３の外側に突き出して設ける点が第１の実施の形態と異なる
が、他の点は同様である。

反応管２０３の側壁に、反応管の下部から上部にわたる上下に細長い矩形の開口８２２
が設けられ、開口８２２を覆って反応管２０３の外壁にプラズマ形成室壁４２８が設けら
れている。プラズマ形成室壁４２８は、断面コの字状をなし上下に細長く形成されている
。プラズマ形成室壁４２８は、例えば石英で形成されている。プラズマ形成室壁４２８内
にはプラズマ形成室８２１が形成される。プラズマ形成室８２１は開口８２２を介して反
応管２０３の内部と連通している。開口８２２はボート２１７に積層されて搭載された複
数のウエハ２００の最下部よりも下側から最下部よりも上側にわたって上下に細長く形成
されている。

プラズマ形成室８２１の奥の部分（反応管２０３の中心から最も離れた部分）に、ノズ
ル４２６が立設されている。ノズル４２６の下部の部分は、一端反応管２０３内部側に折
れ曲がり、その後、プラズマ形成室壁４２８の下側の反応管２０３の管壁から反応管２０
３の外部に突き出し、その端部はガス供給管３２０に接続されている。

ノズル４２６は、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方
向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル４２６の上端は閉塞されてい
る。ノズル４２６の側面には、ガスを供給するガス供給孔４２７が、ボート２１７に積層
されて搭載された複数のウエハ２００の最下部よりも下側から最下部よりも上側にわたっ
てウエハ２００の積載方向に沿って複数設けられている。ガス供給孔４２７は反応管２０
３の中心に向かって開口している。複数のガス供給孔４２７の開口面積は同一であり、同
一のピッチで設けられている。

プラズマ形成室壁４２８の両側壁４２８ａ、４２８ｂの外面に上下方向に沿って互いに
対向して、細長い一対のプラズマ形成電極４７３、４７４が設けられている。プラズマ形
成電極４７３、４７４をそれぞれ覆って電極カバー４７５、４７６が設けられている。電
極カバー４７５、４７６の内部に、窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素
濃度を充分低く抑えてプラズマ形成電極４７３、４７４の酸化を防止するための不活性ガ
スパージ機構が設けられている。

プラズマ形成電極４７３は、整合器２７１を介して高周波電源２７０に接続され、プラ
ズマ形成電極４７４は基準電位であるアース２７２に接続されている。主に、プラズマ形
成電極４７３、４７４、プラズマ形成室壁４２８、プラズマ形成室８２１、開口８２２、
ノズル４２６およびガス供給孔４２７により第１のプラズマ発生構造８２０が構成される
。主に、プラズマ形成電極４７３、４７４、整合器２７１、高周波電源２７０によりプラ
ズマ発生器（プラズマ発生部）としての第１のプラズマ源が構成される。

以上のように構成された結果、ガスがプラズマ形成室８２１の奥の部分に設けられたノ
ズル４２６のガス供給孔４２７からプラズマ形成電極４７３、４７４間に供給され、プラ
ズマ形成電極４７３、４７４間のプラズマ生成領域でプラズマが生成され、開口８２２を
介して、反応管２０３の中心に向けて拡散しつつ流れる。

反応管２０３の側壁に、反応管の下部から上部にわたる上下に細長い矩形の開口８３２
が設けられ、開口８３２を覆って反応管２０３の外壁にプラズマ形成室壁４３８が設けら
れている。プラズマ形成室壁４３８は、断面コの字状をなし上下に細長く形成されている
。プラズマ形成室壁４３８は、例えば石英で形成されている。プラズマ形成室壁４３８内
にはプラズマ形成室８３１が形成される。プラズマ形成室８３１は開口８３２を介して反
応管２０３の内部と連通している。開口８３２はボート２１７に積層されて搭載された複
数のウエハ２００の最下部よりも下側から最下部よりも上側にわたって上下に細長く形成
されている。

プラズマ形成室８３１の奥の部分（反応管２０３の中心から最も離れた部分）に、ノズ
ル４３６が立設されている。ノズル４３６の下部の部分は、一端反応管２０３内部側に折
れ曲がり、その後、プラズマ形成室壁４３８の下側の反応管２０３の管壁から反応管２０
３の外部に突き出し、その端部はガス供給管３３０に接続されている。

ノズル４３６は、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方
向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル４３６の上端は閉塞されてい
る。ノズル４３６の側面には、ガスを供給するガス供給孔４３７が、ボート２１７に積層
されて搭載された複数のウエハ２００の最下部よりも下側から最下部よりも上側にわたっ
てウエハ２００の積載方向に沿って複数設けられている。ガス供給孔４３７は反応管２０
３の中心に向かって開口している。複数のガス供給孔４３７の開口面積は同一であり、同
一のピッチで設けられている。

プラズマ形成室壁４３８の両側壁４３８ａ、４３８ｂの外面に上下方向に沿って互いに
対向して、細長い一対のプラズマ形成電極４８３、４８４が設けられている。プラズマ形
成電極４８３、４８４をそれぞれ覆って電極カバー４８５、４８６が設けられている。電
極カバー４８５、４８６の内部に、窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素
濃度を充分低く抑えてプラズマ形成電極４８３、４８４の酸化を防止するための不活性ガ
スパージ機構が設けられている。

プラズマ形成電極４８３は、整合器２７１を介して高周波電源２７０に接続され、プラ
ズマ形成電極４８４は基準電位であるアース２７２に接続されている。主に、プラズマ形
成電極４８３、４８４、プラズマ形成室壁４３８、プラズマ形成室８３１、開口８３２、
ノズル４３６およびガス供給孔４３７により第２のプラズマ発生構造８３０が構成される
。主に、プラズマ形成電極４８３、４８４、整合器２７１、高周波電源２７０によりプラ
ズマ発生器（プラズマ発生部）としての第２のプラズマ源が構成される。

以上のように構成された結果、ガスがプラズマ形成室８３１の奥の部分に設けられたノ
ズル４３６のガス供給孔４３７からプラズマ形成電極４８３、４８４間に供給され、プラ
ズマ形成電極４８３、４８４間のプラズマ生成領域でプラズマが生成され、開口８３２を
介して、反応管２０３の中心に向けて拡散しつつ流れる。

上記のような構成を備えたプラズマ発生構造８２０、８３０によっても、リモートプラ
ズマが生成される。すなわち、プラズマ発生構造８２０、８３０で発生したラジカルが処
理室２０１内のウエハ２００の全面に到達するまでに失活せず、かつプラズマ発生構造８
２０、８３０で発生したイオンが処理室内のウエハ２００にダメージを与えるほどには到
達しない。

本実施の形態のように、プラズマ発生構造８２０、８３０を反応管２０３の外部に突き
出して設けると、第１の実施の形態のように、バッファ室４２３、４３３を反応管２０３
の内部に設けた場合と比較して、ウエハ２００の外周と反応管２０３の内周面との距離を
より近くにすることができる。

本実施の形態では、主に、プラズマ形成電極４７３、４７４、整合器２７１、高周波電
源２７０により構成される第１のプラズマ源と、主に、プラズマ形成電極４８３、４８４
、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源を備えているので
、プラズマ源が１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力が小さくても、
充分な量のプラズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２０
０を処理する際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを小さくでき、しかもウエ
ハ２００の処理温度を低くできる。

また、主に、プラズマ形成電極４７３、４７４、プラズマ形成室壁４２８、プラズマ形
成室８２１、開口８２２、ノズル４２６およびガス供給孔４２７により構成される第１の
プラズマ発生構造８２０と、主に、プラズマ形成電極４８３、４８４、プラズマ形成室壁
４３８、プラズマ形成室８３１、開口８３２、ノズル４３６およびガス供給孔４３７によ
り構成される第２のプラズマ発生構造８３０は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中
心）を通る線に対して線対称に設けられているので、両プラズマ発生構造からウエハ２０
０の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を
形成することができる。

さらに、排気口２３０もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に
設けられているので、ウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、
ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。また、さらに、ノズル４１０の
ガス供給孔４１１もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けら
れているので、ウエハ２００の全面により均一に原料ガスが供給されやすくなり、ウエハ
２００上により均一な膜を形成することができる。

（第５の実施の形態）
図２０、図２１を参照して、本実施の形態を説明する。
以上の実施の形態は、バッファ室４２３、４３３、４３３’やプラズマ形成室８２１、
８３１にＯ_２ガスを供給して酸素のプラズマを発生させる構造であったが、バッファ室や
プラズマ形成室を用いてプラズマを発生させる構造のものであれば、膜種やガス種に限定
はなく、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン:ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）とＮＨ_３（アンモニア）を
用いて窒化シリコン膜を形成する場合でもよく、本実施の形態は、そのような場合に関す
るものである。

図２、１２を参照して説明した第１の実施の形態の他の変形例では、ガス供給系３０１
おいて、液体状のＢＴＢＡＳを使用したので、液体マスフローコントローラ３１２と気化
器３１５を使用し、また、ガス供給系３０２、３０３からＯ_２を供給したが、本実施の形
態では、気体状のＤＣＳを使用するので、ガス供給系３０１の液体マスフローコントロー
ラ３１２と気化器３１５に代えてマスフローコントローラ３１６を使用したガス供給管３
４０を有するガス供給系３０４を使用し、また、ガス供給系３０２、３０３からＮＨ_３を
供給する点が第１の実施の形態の他の変形例と異なるが他の点は同じである。

また、比較例として、図２２に示すように、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保
護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成さ
れる第１のプラズマ発生構造４２９のみを備え、ガス供給系も、ガス供給系３０３を備え
ず、ガス供給管３４０を備えるガス供給系３０４およびガス供給管３２０を備えるガス供
給系３０２のみ備える基板処理装置１０１を用いる。

この比較例においては、基板温度６５０℃程度の低温で、ＤＣＳ（ジクロロシラン）と
ＮＨ_３（アンモニア）プラズマを用いてＡＬＤ法によるアモルファス窒化シリコン膜（以
下、ＳｉＮと略す）の形成を行った。ウエハ２００上へのＳｉＮ形成は、ＤＣＳ供給工程
、ＤＣＳ排気工程、ＮＨ_３プラズマ供給工程、ＮＨ_３排気工程を複数回繰り返して行うこ
とで行われる。この４つの工程を繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定の膜厚のＳ
ｉＮ膜の堆積を行うことができる。ＡＬＤ法では、そのサイクル処理の数で膜厚が制御で
きる。

しかしながら、上記のようなプラズマを利用したＡＬＤ法においては、プラズマを利用
しない方法に対してパーティクルが発生しやすいという欠点を持っている。この問題は、
被処理基板であるウエハ２００以外に堆積する累積膜のマイクロクラック発生による剥離
異物汚染であると考えられる。さらに連続的に累積する膜厚が大きくなると顕著に発生す
るＡｒｅａ性パーティクル問題でもある。また、高周波電力を上げるとパーティクル個数
は増加し悪化する。このパーティクル発生という結果は、高周波電力が行った仕事の一部
でもあると考えられる。半導体装置製造において微細化が進むにつれウエハ２００の温度
が低下する傾向にあり、不足するエネルギーを補充するために高周波電力を大きくする必
要があるため、よりパーティクルが発生するようになってきている。

本実施の形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極
保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成される第１のプラズ
マ発生構造４２９と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極
保護管４６２、バッファ室４３３およびガス供給孔４３５により構成される第２のプラズ
マ発生構造４３９とを備え、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１
、電極保護管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第１のプラズマ
源と、主に、棒状電極４８１、棒状電極４８２、電極保護管４６１、電極保護管４６２、
整合器２７１、高周波電源２７０により構成される第２のプラズマ源とを備えているので
、高周波電力を分散でき、プラズマ源が１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高
周波電力が小さくても、充分な量のプラズマを発生させることができる。従って、プラズ
マを利用してウエハ２００を処理する際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを
小さくでき、しかもウエハ２００の処理温度を低くできる。また、前述のＡｒｅａ性パー
ティクルの発生を抑制できる。

図２１に示す本実施の形態の基板処理装置と、図２２に示す比較例の基板処理装置の両
方を用い、ウエハ２００として３００ｍｍウエハを用い、ウエハ２００の温度３５０℃と
して、図２３に示す成膜条件にてパーティクル発生量の比較を行った。反応管２０３のＳ
ｉＮ累積膜厚みが１．２μｍ〜１．３μｍにおける結果である。なお、図２３における高
周波電力のＸ軸の値は、図２４の高周波電力のＸ軸の欄に記載されている。図２４は高周
波電力とサイズ０．０８μｍ以上のパーティクル発生量の関係を示した表であり、図２５
は図２４の表をグラフ化したものである。

この結果から明らかなように、同一の高周波電力でも、本実施の形態のように高周波電
力を分散供給したほうがパーティクル発生量は少ないことが判る。また、図１３に示すよ
うに３分配したほうが効果が大きいのは言うまでもない。

ほとんどのＡＬＤ法によるＳｉＮ成膜装置は、成膜処理とガスクリーニング処理の繰り
返しで運用されているので、本実施の形態によれば、パーティクル発生量を抑制できるの
で、ガスクリーニングの周期を延長することができる。

なお、上記各実施の形態では、ＡＬＤ法を使用する場合を例に説明したが、ＣＶＤ法を
使用する場合でも、複数のプラズマ源を備えることによって、高周波電力を分散でき、プ
ラズマ源が１つの場合に比べて、各プラズマ源に供給する高周波電力が小さくても、充分
な量のプラズマを発生させることができる。従って、プラズマを利用してウエハ２００を
処理する際にウエハ２００や形成する膜に与えるダメージを小さくでき、しかもウエハ２
００の処理温度を低くできる。また、パーティクルの発生を抑制できる。

また、上記実施の形態では、キャリアガスとして、Ｎ_２（窒素）を使用したが、窒素に
代えて、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎｅ（ネオン）、Ａｒ（アルゴン）等を使用してもよい。

また、上記実施の形態では、液体原料を気化するのに、気化器３１５を使用したが、気
化器に代えてバブラーを使用してもよい。

（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）
本発明の好ましい一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室と区画され、前記処理室へ開口するガス供給口をそれぞれ有する複数のバッ
ファ室と、
第１の処理ガスを前記複数のバッファ室にそれぞれ供給可能な第１の処理ガス供給系と
、
高周波電力を出力する電源と、
前記電源により高周波電力が印加されることによって、前記バッファ室の内部で前記第
１の処理ガスを活性化させるプラズマ発生用の電極と、
第２の処理ガスを前記処理室に供給する第２の処理ガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
基板を、前記活性化された第１の処理ガスおよび、前記第２の処理ガスに曝し、前記基
板を２００℃以下に加熱しつつ前記基板上に膜を形成するよう前記第１の処理ガス供給系
、前記電源、前記第２の処理ガス供給系および前記排気系を制御する制御手段と、
を備える基板処理装置が提供される。

（付記２）
付記１の基板処理装置であって、好ましくは、前記処理室および前記バッファ室は反応
管の内部に設けられる。

（付記３）
付記１または２の基板処理装置であって、好ましくは、前記電極は前記バッファ室内に
設けられる。

（付記４）
付記１または２の基板処理装置であって、好ましくは、前記電極は前記バッファ室外に
設けられる。

（付記５）
付記１〜４のいずれかの基板処理装置であって、好ましくは、前記第２の処理ガスは活
性化させないで用いる。

（付記６）
付記１の基板処理装置であって、好ましくは、前記第１の処理ガスは酸素含有ガスであ
り、第２の処理ガスはシリコン含有ガスであり、前記基板上に形成する膜は酸化シリコン
膜である。

（付記７）
付記６の基板処理装置であって、好ましくは、前記第１の処理ガスは酸素であり、前記
第２の処理ガスはＢＴＢＡＳである。

（付記８）
付記１の基板処理装置であって、好ましくは、前記基板を１００℃以下に加熱しつつ前
記膜を形成する。

（付記９）
付記１の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第２の処理ガス供給系は、前記処理室内に立設されガス供給口を有するノズルに接
続され、前記ノズルを介して前記ガス供給口から前記第２の処理ガスを前記処理室に供給
し、
前記排気系は、前記処理室に開口する排気口に接続され、
前記ノズルのガス供給口と前記排気口は前記基板を挟んで対向する位置に設けられる。

（付記１０）
付記９の基板処理装置であって、好ましくは、前記複数のバッファ室は、前記複数のバ
ッファ室のガス供給口と前記ノズルのガス供給口との距離がそれぞれ実質的に等しい。

（付記１１）
本発明の好ましい他の態様によれば、
高周波電力が電極に印加されて複数のバッファ室内に発生したプラズマにより活性化さ
れた第１の処理ガスに、レジストまたはアモルファスカーボンのパターンが形成された基
板を曝す工程と、
プラズマにより活性化させずに第２の処理ガスに、前記基板を曝す工程と、
を前記基板を２００℃以下に加熱しつつ行うことにより、前記基板に酸化シリコン膜を形
成する半導体装置の製造方法が提供される。

（付記１２）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、付記１１の半導体デバイスの製造方法を用
いて形成された半導体装置が提供される。

（付記１３）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
処理室内に設けられた２つ以上のプラズマ形成用バッファ室と、
前記２つ以上のプラズマ形成用バッファ室に高周波電力を分散して供給する高周波電力
供給手段と、を備える基板処理装置が提供される。

（付記１４）
付記１３の基板処理装置であって、好ましくは、処理室下段の電極太さを細くした構造
を有する高周波電極を装備する。

（付記１５）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
シリコンを含む第１の原料を複数枚の基板へ供給する工程と、
前記第１の原料、およびその副生成ガスを一定時間排気処理する工程と、
アンモニアをプラズマ形成用バッファ室へ供給しながらプラズマを発生させて、アンモ
ニアラジカルを前記複数枚の基板へ供給する工程と、
残留ガスを一定時間排気処理する工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される
。

（付記１６）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
シリコンを含む第一の原料を複数枚の基板へ供給する工程と、
前記第一の原料、およびその副生成ガスを一定時間排気処理する工程と、
酸素をプラズマ形成用バッファ室へ供給しながらプラズマを発生させて、酸素ラジカル
を前記複数枚の基板へ供給する工程と、
残留ガスを一定時間排気処理する工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される
。

（付記１７）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱する加熱手段と、
前記処理室と区画され、前記処理室へ開口するガス供給口をそれぞれ有する複数のプラ
ズマ形成室と、
第１の原料ガスを前記複数のプラズマ形成室にそれぞれ供給可能な第１の原料ガス供給
系と、
高周波電力を出力する高周波電源と、
前記電源により高周波電力が印加されることによって、前記複数のプラズマ形成室の内
部で前記第１の原料ガスをそれぞれ励起させるプラズマ発生用の複数の電極と、
第２の原料ガスを前記処理室に供給する第２の原料ガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記基板を２００℃以下に加熱しつつ、前記基板を、前記活性化された第１の原料ガス
および、前記第２の原料ガスに曝し、前記基板上に膜を形成するよう、前記加熱手段、前
記第１の原料ガス供給系、前記高周波電源、前記第２の原料ガス供給系および前記排気系
を制御する制御手段と、
を備える基板処理装置が提供される。

（付記１８）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内を加熱する加熱手段と、
前記処理室内の温度を検出する温度検出手段と、
前記処理室と区画され、前記処理室へ開口するガス供給口をそれぞれ有する複数のプラ
ズマ形成室と、
第１の原料ガスを前記複数のプラズマ形成室にそれぞれ供給可能な第１の原料ガス供給
系であって、前記第１の原料ガスの流量を制御する第１の流量制御手段と、前記第１の原
料ガスの前記複数のプラズマ形成室への供給を制御する第１のバルブとを備える前記第１
の原料ガス供給系と、
高周波電力を出力する高周波電源と、
前記高周波電源により高周波電力が印加されることによって、前記複数のプラズマ形成
室の内部で前記第１の原料ガスをそれぞれ励起させるプラズマ発生用の複数の電極と、
第２の原料ガスを前記処理室に供給する第２の原料ガス供給系であって、前記第２の原
料ガスの流量を制御する第２の流量制御手段と、前記第２の原料ガスの前記処理室への供
給を制御する第２のバルブとを備える前記第２の原料ガス供給系と、
前記処理室を排気する排気系と、
前記温度検出手段によって検出された温度情報に基づいて、前記処理室内の温度を２０
０℃以下に加熱するよう前記加熱手段を制御し、前記複数の電極に所定量の高周波電力を
印加するように前記高周波電源を制御し、前記第１の原料ガスが前記複数のプラズマ形成
室にそれぞれ所定量供給されるように前記第１の流量制御手段および前記第１のバルブを
制御し、前記第２の原料ガスが処理室に所定量供給されるように前記第２の流量制御手段
および前記第２のバルブを制御し、前記処理室が所定の排気量で排気されるように前記排
気系を制御する制御手段と、
を備える基板処理装置が提供される。

（付記１９）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室内の温度を検出する温度検出手段によって検出された温度情報に
基づいて、前記処理室内を加熱する加熱手段を制御して前記処理室内の温度を２００℃以
下に加熱し、
前記処理室と区画され、前記処理室へ開口するガス供給口をそれぞれ有する複数のプラ
ズマ形成室に、第１の原料ガスをそれぞれ供給可能な第１の原料ガス供給系を制御して前
記第１の原料ガスを前記複数のプラズマ形成室にそれぞれ所定量供給し、
高周波電力を出力する高周波電源を制御して、前記高周波電源により高周波電力が印加
されることによって、前記複数のプラズマ形成室の内部で前記第１の原料ガスをそれぞれ
励起させるプラズマ発生用の複数の電極に、所定量の高周波電力を印加し、
第２の原料ガスを前記処理室に供給する第２の原料ガス供給系を制御して前記第２の原
料ガスを前記処理室に所定量供給し、
前記処理室を排気する排気系を制御して、前記処理室を所定の排気量で排気して、
前記基板を２００℃以下に加熱しつつ、前記基板を、活性化された第１の原料ガスおよ
び、前記第２の原料ガスに曝し、前記基板上に膜を形成する工程を備える半導体装置の製
造方法が提供される。

（付記２０）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、
コンピュータを、
基板を処理する処理室内の温度を検出する温度検出手段によって検出された温度情報に
基づいて、前記処理室内を加熱する加熱手段を制御して前記処理室内の温度を２００℃以
下に加熱し、
前記処理室と区画され、前記処理室へ開口するガス供給口をそれぞれ有する複数のプラ
ズマ形成室に、第１の原料ガスをそれぞれ供給可能な第１の原料ガス供給系を制御して前
記第１の原料ガスを前記複数のプラズマ形成室にそれぞれ所定量供給し、
高周波電力を出力する高周波電源を制御して、前記高周波電源により高周波電力が印加
されることによって、前記複数のプラズマ形成室の内部で前記第１の原料ガスをそれぞれ
励起させるプラズマ発生用の複数の電極に、所定量の高周波電力を印加し、
第２の原料ガスを前記処理室に供給する第２の原料ガス供給系を制御して前記第２の原
料ガスを前記処理室に所定量供給し、
前記処理室を排気する排気系を制御して、前記処理室を所定の排気量で排気するように
制御する、制御手段として機能させるプログラムが提供される。

（付記２１）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、付記２０のプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

（付記２２）
本発明の好ましいさらに他の態様によれば、付記２１の記録媒体を備える基板処理装置
が提供される。

以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の
形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。

１０１ 基板処理装置
１０５ カセット棚
１０７ 予備カセット棚
１１０ カセット
１１１ 筐体
１１４ カセットステージ
１１５ ボートエレベータ
１１８ カセット搬送装置
１１８ａ カセットエレベータ
１１８ｂ カセット搬送機構
１２３ 移載棚
１２５ ウエハ移載機構
１２５ａ ウエハ移載装置
１２５ｂ ウエハ移載装置エレベータ
１２５ｃ ツイーザ
１２８ アーム
１３４ａ クリーンユニット
１３４ｂ クリーンユニット
１４７ 炉口シャッタ
２００ ウエハ
２０１ 処理室
２０２ 処理炉
２０３ 反応管
２０４、２０５、２０６、２０７ 貫通孔
２０７ ヒータ
２１０ 底板
２１１ 天板
２１２ 支柱
２１７ ボート
２１８ ボート支持台
２１９ シールキャップ
２２０ Ｏリング
２３０ 排気口
２３１ 排気管
２３２ 排気管
２４３ ＡＰＣバルブ
２４５ 圧力センサ
２４６ 真空ポンプ
２５０ 加熱用電源
２６３ 温度センサ
２６５ 回転軸
２６７ ボート回転機構
２７０ 高周波電源
２７１ 整合器
２７２ アース
２８０ コントローラ
２８１ ＣＰＵ
２８２ ＲＯＭ
２８３ ＲＡＭ
２８４ ＨＤＤ
２８５、２９３、２９６ Ｉ／Ｆ部
２８６ バス
２８７ ディスプレイドライバ
２８８ ディスプレイ
２８９ 操作入力検出部
２９０ 操作入力部
２９１ 温度制御部
２９２ ヒータ制御部
２９４ 圧力制御部
２９５ ＡＰＣバルブ制御部
２９７ 電磁バルブ
２９８ 電磁バルブ群
２９９ バルブ制御部
３０１、３０２、３０３、３０４ ガス供給系
３１０、３２０、３３０、３３０’、３４０ ガス供給管
３１２ 液体マスフローコントローラ
３１５ 気化器
３２２、３３２、５１２、５２２、５３２ マスフローコントローラ
３１３、３１４、３２３、３３３、５１３、５２３、５３３、６１２、６２２、６３２
バルブ
４０１、４０４ 取付板
４０２、４０３、４０５、４０６ 穴
４１０、４２０、４３０、４３０’、４２６、４３６ ノズル
４１１、４２１、４３１、４３１’、４２７、４３７ ガス供給孔
４２３、４３３、４３３’ バッファ室
４２４、４３４、４３４’ バッファ室壁
４２５、４３５、４３５’ ガス供給孔
４２８、４３８ プラズマ形成壁
４２８ａ、４２８ｂ、４３８ａ、４３８ｂ 側壁
４５１、４５２、４６１、４６２、４６１’、４６２’ 電極保護管
４７１、４７２、４８１、４８２、４８１’、４８２’、４８１ａ、４８２ａ 棒状電極
４７３、４７４、４８３、４８４ 電極
５０１、５０２、５０３ キャリアガス供給系（不活性ガス供給系）
５１０、５２０、５３０ キャリアガス供給管
６１０、６２０、６３０ ベントライン

Claims (2)

1. 複数の基板を積載して保持する基板保持具および前記基板保持具の下部に設置された断熱部を収納し、前記基板を処理する処理室を内部に有する反応管と、
   前記反応管内でプラズマを生成するバッファ室と、
   棒状電極を内部に有し、前記バッファ室内に前記基板の積載方向に沿って立設される保護管と、
   前記保護管を固定する取付部と、を備え、
   前記取付部は、前記反応管の前記断熱部の上部付近の高さ位置より下側の位置の外壁に固定され、前記保護管を挿通する穴を有し、
   前記保護管は、
   前記バッファ室内の前記断熱部の上部付近の高さ位置において屈曲する第１の曲部を有しており、
   前記第１の曲部より下側の部分が前記バッファ室内から前記反応管に形成された貫通孔を介して前記反応管外へ貫通しており、
   前記貫通孔より下側の位置においては前記反応管外で前記反応管と平行に下方へ延伸しており、
   前記反応管と平行に延伸している部分において前記取付部の穴を貫通して固定されており、
   前記取付部より下側の位置において屈曲する第２の曲部を有しており、
   前記第２の曲部の曲率は、前記第１の曲部の曲率よりも大きい、基板処理装置。
2. 反応管内に形成された基板を処理する処理室内に、複数の基板を積載して保持する基板保持具および前記基板保持具の下部に設置された断熱部を搬入する工程と、
   前記反応管内でプラズマを生成するバッファ室内に前記基板の積載方向に沿って立設され、前記バッファ室内の前記反応管内の前記断熱部の上部付近の高さ位置において屈曲する第１の曲部を有し、前記第１の曲部より下側の部分が前記バッファ室内から前記反応管に形成された貫通孔を介して前記反応管外へ貫通し、前記貫通孔より下側の位置において前記反応管外で前記反応管と平行に下方へ延伸し、前記反応管と平行に延伸している部分において前記反応管の前記断熱部の上部付近の高さ位置より下側の位置の外壁に固定された取付部の穴を貫通して固定され、前記取付部より下側の位置において屈曲する第２の曲部を有する保護管に覆われた棒状電極によって前記バッファ室内にプラズマを生成し、前記基板を処理する工程と、
   を有しており、
   前記第２の曲部の曲率は、前記第１の曲部の曲率よりも大きい、半導体装置の製造方法。