JP7227950B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置として、例えば、基板を処理する処理室を複数備え、各処理室で排気系が共通化されたものがある。具体的には、複数の処理室のそれぞれに排気管が接続され、さらにその下流側で各排気管が合流するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構成の基板処理装置では、各処理室で基板に対して同様の処理を行うことで、生産性を向上させることが可能となる。
特許第５９４７４３５号公報
複数の処理室では、使用している部品の加工精度や組み立て精度等の問題から、処理性能にばらつきが発生することがある。処理性能のばらつきは、各処理室での処理結果のばらつきを招き得るため、基板に対する処理の歩留まりが低下して、生産性向上の妨げとなるおそれがある。
本開示は、複数の処理室を備える場合に、高い生産性を維持することが可能な技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様によれば、
基板を処理する複数の処理室と、
前記処理室へのガス供給を行うガス供給部と、
前記複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管と、
前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、
前記処理室排気管における圧力の状態を検出する圧力検出部と、
前記複数の処理室排気管のそれぞれに個別に接続し、当該処理室排気管の管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管と、
を備える技術が提供される。
本開示に係る技術によれば、複数の処理室を備える場合において、高い生産性を維持することが可能となる。
第一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。 第一実施形態に係る基板処理装置のチャンバの構成図である。 第一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成図である。 第一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。 第一実施形態に係る排気調整工程のフロー図である。 第一実施形態に係る膜処理工程のフロー図である。 第二実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
以下に本開示の実施の形態について説明する。
＜第一実施形態＞
まず、本開示の第一実施形態を図面に即して説明する。
（１）基板処理装置の構成
図１は、第一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
図１に示すように、基板処理装置１０は、大別すると、プロセスモジュール１１０と、プロセスモジュール１１０に繋がるガス供給部およびガス排気部と、を備えて構成されている。
（プロセスモジュール）
プロセスモジュール１１０は、基板２００に対して所定の処理を行うためのチャンバ１００を有する。チャンバ１００としては、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂとを含む。つまり、プロセスモジュール１１０は、複数のチャンバ１００ａ，１００ｂを有している。各チャンバ１００ａ，１００ｂの間には隔壁１５０が設けられており、それぞれのチャンバ１００ａ，１００ｂ内の雰囲気が混在しないように構成されている。チャンバ１００の詳細構造については後述する。
処理対象となる基板２００は、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」ともいう。）が挙げられる。なお、処理対象となる基板２００については、後述するダミー基板に対して、製品基板とも呼ぶこともある。
（ガス供給部）
プロセスモジュール１１０には、各チャンバ１００ａ，１００ｂのそれぞれに処理ガス等を供給するガス供給部が接続されている。ガス供給部は、第１ガス供給部（処理ガス供給部）、第２ガス供給部（反応ガス供給部）、第３ガス供給部（第１不活性ガス供給部）を有している。また、これらに加えて、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）も設けられている。以下、各ガス供給部の構成について説明する。
（第１ガス供給部）
各チャンバ１００ａ，１００ｂには第１処理ガス供給管１１１ａ，１１１ｂが接続されており、さらに第１処理ガス供給管１１１ａ，１１１ｂには第１処理ガス共通供給管１１２が接続されている。第１処理ガス共通供給管１１２の上流側には、第１処理ガス源１１３が配されている。第１処理ガス源１１３とチャンバ１００ａ，１００ｂとの間には、上流側から順に、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１５ａ，１１５ｂと、処理室側バルブ１１６ａ，１１６ｂとが、それぞれ設けられている。これら、第１処理ガス共通供給管１１２、ＭＦＣ１１５ａ，１１５ｂ、処理室側バルブ１１６ａ，１１６ｂ、第１ガス供給管としての第１処理ガス供給管１１１ａ，１１１ｂで、第１ガス供給部（処理ガス供給部）が構成される。なお、第１処理ガス源１１３を第１ガス供給部に含めるように構成しても良い。
第１処理ガス源１１３からは、処理ガスの一つである第１処理ガスとしての原料ガスが供給される。ここで、第１元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、原料ガスは、例えばシリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、以下ＤＣＳとも呼ぶ。）ガスが用いられる。
（第２ガス供給部）
各チャンバ１００ａ，１００ｂには第２処理ガス供給管１２１ａ，１２１ｂが接続されており、さらに第２処理ガス供給管１２１ａ，１２１ｂには第２処理ガス共通供給管１２２が接続されている。第２処理ガス共通供給管１２２の上流側には、第２処理ガス源１２３が配されている。第２処理ガス源１２３とチャンバ１００ａ，１００ｂとの間には、上流側から順に、ＭＦＣ１２５ａ，１２５ｂと、活性化部としてのリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１２４ａ，１２４ｂと、処理室側バルブ１２６ａ，１２６ｂとが、それぞれ設けられている。ＲＰＵ１２４ａ、１２４ｂに代わって、第２処理ガス共通供給管１２２上にＲＰＵ１２４が設けられていてもよい。これら、ＲＰＵ１２４，１２４ａ，１２４ｂ、ＭＦＣ１２５ａ，１２５ｂ、処理室側バルブ１２６ａ，１２６ｂ、第２処理ガス共通供給管１２２、第２ガス供給管としての第２処理ガス供給管１２１ａ，１２１ｂで、第２ガス供給部（反応ガス供給部）が構成される。なお、第２処理ガス源１２３を第２ガス供給部に含めるように構成しても良い。
第２処理ガス源１２３からは、処理ガスの一つである第２処理ガスとしての反応ガスが供給される。反応ガスは、例えば酸素含有ガスである。具体的には、酸素含有ガスとして、例えば酸素（Ｏ２）ガスが用いられる。
（第３ガス供給部）
第１処理ガス供給管１１１ａ，１１１ｂおよび第２処理ガス供給管１２１ａ，１２１ｂには、第１不活性ガス供給管１３１ａ，１３１ｂが接続されている。さらに、第１不活性ガス供給管１３１ａ，１３１ｂには、第１不活性ガス共通供給管１３２が接続されている。第１不活性ガス共通供給管１３２の上流側には、第１不活性ガス（パージガス）源１３３が配されている。第１不活性ガス源１３３とチャンバ１００ａ，１００ｂとの間には、上流側から順に、ＭＦＣ１３５ａ，１３５ｂと、処理室側バルブ１３６ａ，１３６ｂと、バルブ１７６ａ，１７６ｂ，１８６ａ，１８６ｂとが、それぞれ設けられている。これら、ＭＦＣ１３５ａ，１３５ｂ、処理室側バルブ１３６ａ，１３６ｂ、バルブ１７６ａ，１７６ｂ，１８６ａ，１８６ｂ、第１不活性ガス共通供給管１３２、第１不活性ガス供給管１３１ａ，１３１ｂで、第３ガス供給部（第１不活性ガス供給部）が構成される。なお、第１不活性ガス源１３３を第３ガス供給部に含めるように構成しても良い。また、基板処理装置１０に設けられるプロセスモジュールの数に応じて、同様の構成を増減させて構成しても良い。
第１不活性ガス源１３３からは、不活性ガス（パージガス）が供給される。不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスを用いる。
（第４ガス供給部）
後述するガス排気部の排気管２２４，２２６には、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂが接続されており、さらに第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂには第２不活性ガス共通供給管１４２が接続されている。第２不活性ガス共通供給管１４２の上流側には、第２不活性ガス源１４３が配されている。第２不活性ガス源１４３と排気管２２４，２２６との間には、上流側から順に、ＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂと、バルブ１４６ａ，１４６ｂとが、それぞれ設けられている。これら、ＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂ、バルブ１４６ａ，１４６ｂ、第２不活性ガス共通供給管１４２、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂで、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）が構成される。なお、第２不活性ガス源１４３を第４ガス供給部に含めるように構成しても良い。
第２不活性ガス源１４３からは、不活性ガスが供給される。不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスを用いる。なお、ここでは、第３ガス供給部と第４ガス供給部のガス源を別々に構成したが、まとめて１つだけ設けるように構成しても良い。
（ガス排気部）
プロセスモジュール１１０には、チャンバ１００ａ内の雰囲気とチャンバ１００ｂ内の雰囲気とをそれぞれ排気するガス排気部が接続されている。具体的には、チャンバ１００ａには処理室排気管２２４が接続されており、チャンバ１００ｂには処理室排気管２２６が接続されている。つまり、複数のチャンバ１００ａのそれぞれに対して、複数の処理室排気管２２４，２２６が個別に接続されている。そして、処理室排気管２２４，２２６には、共通ガス排気管２２５が接続されている。つまり、処理室排気管２２４，２２６の下流側には、各処理室排気管２２４，２２６を合流させるように共通ガス排気管２２５が配されている。これにより、処理室排気管２２４と処理室排気管２２６とは、下流端の合流部２３０にて合流され、さらに共通ガス排気管２２５に接続されることになる。
共通ガス排気管２２５の下流側には、排気ポンプ２２３が配されている。排気ポンプ２２３とチャンバ１００ａ，１００ｂとの間には、下流側から順に、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２２２と、バルブ２２１と、バルブ２２８ａ，２２８ｂとが、それぞれ設けられている。これら、ＡＰＣ２２２、バルブ２２１、バルブ２２８ａ，２２８ｂ、処理室排気管２２４，２２６、共通ガス排気管２２５で、ガス排気部が構成される。このように、チャンバ１００ａ内の雰囲気とチャンバ１００ｂ内の雰囲気とは、１つの排気ポンプ２２３によって排気が行われるようになっている。
処理室排気管２２４には、圧力検出部２２７ａが設けられている。圧力検出部２２７ａは、処理室排気管２２４内の圧力を検出するものであり、例えば圧力センサを用いて構成することができる。処理室排気管２２４のうち、圧力検出部２２７ａの上流側に、第２不活性ガス供給管１４１ａが接続されている。
また、処理室排気管２２６には、圧力検出部２２７ｂが設けられている。圧力検出部２２７ｂは、処理室排気管２２６内の圧力を検出するものであり、例えば圧力センサを用いて構成することができる。処理室排気管２２６のうち、圧力検出部２２７ｂの上流側に、第２不活性ガス供給管１４１ｂが接続されている。
圧力検出部２２７ａ，２２７ｂのいずれか、またはその組み合わせを、排気管圧力検出部と呼んでもよい。
処理室排気管２２４は、基板処理装置１０を設置した状態での縦方向に沿って配される縦配管２２４ａと、同じく横方向に沿って配される横配管２２４ｂと、を有して構成されている。ここでいう縦方向とは、垂直（鉛直）方向、または、垂直方向から所定の許容傾斜角の分だけ傾いた方向のことをいう。また、横方向とは、水平方向、または、水平方向から所定の許容傾斜角の分だけ傾いた方向のことをいう。
縦配管２２４ａの長さは、第２不活性ガス供給管１４１ａから供給される不活性ガスが、後述する処理空間３０５の雰囲気に影響を与えない距離とする。このような構成とすることで、処理空間３０５の処理条件（例えば処理空間３０５の圧力）に影響が及んでしまうことがない。
不活性ガス供給管１４１ａは、横配管２２４ｂに接続されている。これにより、圧力検出部２２７ａは、横配管２２４ｂにおける第２不活性ガス供給管１４１ａと合流部２３０との間に設けられることになる。
処理室排気管２２６は、基板処理装置１０を設置した状態での縦方向に沿って配される縦配管２２６ａと、同じく横方向に沿って配される横配管２２６ｂと、を有して構成されている。縦方向および横方向については、上述のとおりである。
縦配管２２６ａの長さは、第２不活性ガス供給管１４１ｂから供給される不活性ガスが、後述する処理空間３０５の雰囲気に影響を与えない距離とする。このような構成とすることで、処理空間３０５の処理条件（例えば処理空間３０５の圧力）に影響が及んでしまうことがない。
不活性ガス供給管１４１ｂは、横配管２２６ｂに接続されている。これにより、圧力検出部２２７ｂは、横配管２２６ｂにおける第２不活性ガス供給管１４１ｂと合流部２３０との間に設けられることになる。
各圧力検出部２２７ａ，２２７ｂが第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂと合流部２３０との間に設けられる構成により、次の効果を導き出せる。
一つは、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから供給された不活性ガスと、処理室排気管２２４，２２６により処理空間３０５から排気される処理ガスとについて、それぞれが混合されたガスが流れている状態の圧力を検出できる点である。したがって、後述する排気調整工程Ｓ１０２では、より正確な設定が可能となる。
他の一つは、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂよりも下流側に位置することで、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂの目詰まりを防止できる点である。仮に、不活性ガス供給管１４１ａ、１４１ｂとの接続点よりも上流側に設けた場合、処理室排気管２２４、２２６に排気された処理ガスの濃度が高いために、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂが目詰まりを引き起こすおそれがある。これに対して、本構成では不活性ガス供給管１４１ａ、１４１ｂの下流側に設けられるため、処理ガスの濃度を薄くすることができ、そのため目詰まりの発生を抑制することができる。
（チャンバ）
続いて、プロセスモジュール１１０におけるチャンバ１００ａ，１００ｂの詳細構造について説明する。ここでは、複数のチャンバ１００ａ，１００ｂのそれぞれが同様の構成であるため、一つのチャンバ１００ａ（以下、単にチャンバ１００と記す。）を例に挙げて説明する。
図２は、第一実施形態に係る基板処理装置のチャンバの構成図である。
チャンバ１００は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器３０２として構成されている。密閉容器３０２は、上部容器３０２ａと下部容器３０２ｂを有しており、上部容器３０２ａと下部容器３０２ｂの間に仕切り板３０８が設けられている。下部容器３０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９に隣接した基板搬入出口１４８が設けられており、基板２００は基板搬入出口１４８を介して図示しない真空搬送室との間を移動する。下部容器３０２ｂの底部には、リフトピン３０７が複数設けられている。さらに、下部容器３０２ｂは接地されている。
密閉容器３０２として構成されるチャンバ１００内には、基板２００を支持する基板支持部３１０が設けられている。基板支持部３１０は、基板２００を載置する基板載置面３１１と、基板載置面３１１を表面に持つ基板載置台３１２と、基板載置台３１２に内包された加熱源としてのヒータ３１３と、を主に有している。基板載置台３１２には、リフトピン３０７が貫通する貫通孔３１４が、リフトピン３０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。
基板載置台３１２は、シャフト３１７によって支持されている。シャフト３１７の支持部は、チャンバ１００の底壁に設けられた穴を貫通しており、さらには支持板３１６を介してチャンバ１００の外部で昇降機構３１８に接続されている。昇降機構３１８を作動させてシャフト３１７および基板載置台３１２を昇降させることにより、基板載置面３１１上に載置される基板２００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト３１７下端部の周囲はベローズ３１９により覆われており、これによりチャンバ１００内は気密に保持されている。
昇降機構３１８が基板載置台３１２を上昇させると、基板載置台３１２は、図中に示す基板処理ポジションに位置することになる。基板処理ポジションでは、リフトピン３０７は基板載置面３１１の上面から埋没して、基板載置面３１１が基板２００を下方から支持するようになっている。なお、基板２００を処理する際には、基板載置台３１２は、基板処理ポジションに維持される。また、昇降機構３１８が基板載置台３１２を下降させると、基板載置台３１２は、基板載置面３１１が基板搬入出口１４８に対向する基板搬送ポジション（図１中の破線参照）に位置することになる。基板搬送ポジションでは、リフトピン３０７の上端部が基板載置面３１１の上面から突出して、リフトピン３０７が基板２００を下方から支持するようになっている。
チャンバ１００内には、基板２００を処理する処理空間３０５と、基板２００を処理空間３０５に搬送する際に基板２００が通過する搬送空間３０６と、が形成されている。
処理空間３０５は、基板処理ポジションにおける基板載置台３１２と、チャンバ１００の天井３３０との間に形成される空間である。処理空間３０５を構成する構造体のことを処理室３０１ともいう。つまり、処理室３０１内には、処理空間３０５が設けられている。
搬送空間３０６は、主に、下部容器３０２ｂと、基板処理ポジションにおける基板載置台３１２の下部構造とで構成される空間である。搬送空間３０６を構成する構造体のことを搬送室ともいう。搬送室は、処理室３０１の下方に配される。なお、搬送室は、搬送空間３０６を構成する構造体であればよく、上記構造にとらわれないことは言うまでもない。
処理空間３０５に面する天井３３０には、第１ガス供給部の第１処理ガス供給管１１１と、第２ガス供給部の第２処理ガス供給管１２１と、が接続されている。さらに詳しくは、チャンバ１００ａにおける天井３３０には第１処理ガス供給管１１１ａおよび第２処理ガス供給管１２１ａが接続され、チャンバ１００ｂにおける天井３３０には第１処理ガス供給管１１１ｂおよび第２処理ガス供給管１２１ｂが接続されている。これにより、処理空間３０５内に第１処理ガス、第２処理ガスまたは不活性ガスが供給されるようになっている。
処理空間３０５に面する密閉容器３０２の側壁部分には、ガス排気部の処理室排気管２２４，２２６が接続されている。さらに詳しくは、チャンバ１００ａにおける密閉容器３０２の側壁部分には処理室排気管２２４が接続され、チャンバ１００ｂにおける密閉容器３０２の側壁部分には処理室排気管２２６が接続されている。これにより、処理空間３０５内に供給されたガスが処理室排気管２２４，２２６を通じて排気されるようになっている。
（コントローラ）
基板処理装置１０は、基板処理装置１０の各部の動作を制御する制御部（制御手段）としてのコントローラ３８０を有している。
図３は、第一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成図である。
コントローラ３８０は、演算部（ＣＰＵ）３８０ａ、一時記憶部（ＲＡＭ）３８０ｂ、記憶部３８０ｃ、送受信部３８０ｄを少なくとも有するコンピュータとして構成されている。コントローラ３８０は、送受信部３８０ｄを介して基板処理装置１０の各構成に接続され、送受信部３８３を介して接続する上位装置３７０や入出力装置３８１を操作する使用者の指示に応じて記憶部３８０ｃ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ようになっている。
演算部３８０ａは、調整部３９１としての機能を有している。記憶部３８０ｃは、圧力記録部３９２および制御データ記録部３９３としての機能を有している。
調整部３９１は、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂで検出されたガス排気部の圧力の状態に基づき、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）の第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂからの不活性ガスの供給を制御するものである。具体的には、調整部３９１は、圧力記録部３９２における記録データを参照しつつ、その記録データに応じて第４ガス供給部によるガス供給についての制御データを設定し、設定した制御データを制御データ記録部３９３に記録するように構成されている。
圧力記録部３９２は、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂによる検出結果（例えば、圧力値）を記録するものである。
制御データ記録部３９３は、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）によるガス供給を制御するための制御データを記録するものである。制御データは、例えば、ＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂの制御パラメータや、バルブ１４６ａ，１４６ｂの開度を制御するパラメータである。
なお、コントローラ３８０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）３８２を用意し、外部記憶装置３８２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３８０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３８２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ても良いし、上位装置３７０から送受信部３８３を介して情報を受信し、外部記憶装置３８２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。また、キーボードやタッチパネル等の入出力装置３８１を用いて、コントローラ３８０に指示をしても良い。
また、記憶部３８０ｃや外部記憶装置３８２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てもよい。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３８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置３８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）基板処理工程の手順
次に、上述した構成の基板処理装置１０を用いて行う基板処理工程の手順を説明する。基板処理工程は、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として行うもので、処理対象となるウエハ２００に対して所定の処理を行うためのものである。所定の処理として、以下の説明では、第１処理ガスとしてＤＣＳガスを用い、第２処理ガスとしてＯ２ガスを用い、ウエハ２００の表面に膜を形成する例について説明する。ここでは、異なる処理ガスを交互に供給する交互供給処理を行うものとする。
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された処理の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
以下、基板処理工程について、図４、図５および図６を用いて説明する。図４は、基板処理工程の全体の手順を説明するものである。図５は、基板処理工程のうち、排気調整工程Ｓ１０２の詳細を説明するものである。図６は、基板処理工程のうち、膜処理工程Ｓ１０４の詳細を説明するものである。
なお、以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作は、コントローラ３８０により制御される。
図４に示すように、基板処理工程では、排気調整工程Ｓ１０２と、膜処理工程Ｓ１０４とを行う。以下、各工程について順に説明する。
（排気調整工程：Ｓ１０２）
まず、排気調整工程Ｓ１０２を行う理由について説明する。
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置１０は、様々な部品を搭載して構成されている。そのため、基板処理装置１０は、部品の加工や組み立て等の精度により、性能に個体差が生じてしまうことがある。具体的には、例えば、処理室排気管２２４の径と処理室排気管２２６の径とが異なる、といったことが生じ得る。また、例えば、チャンバ１００ａから合流点２３０までの距離とチャンバ１００ｂから合流点２３０までの距離とが異なる、といったことが生じ得る。
本実施形態のように、基板処理装置１０が複数のチャンバ１００ａ，１００ｂを備え、各チャンバ１００ａ，１００ｂでガス排気部（具体的には、共通ガス排気管２２５や排気ポンプ２２３等）を共通化した構成の場合、排気流量制御に関する部品の性能に個体差があると、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れ、各処理室３０１に排気ガスが逆流するおそれがある。ここでいう排気バランスとは、各処理室排気管２２４、２２６の排気状態のバランスが良好であることを示すものであり、例えば各処理室排気管２２４、２２６の圧力が実質的に等しいことを示す。
排気バランスが崩れると、各処理空間３０５の圧力にもばらつきが生じ、生産性が低下するおそれがある。具体的には、例えば処理室排気管２２４の圧力が処理室排気管２２６の圧力よりも高い場合、処理室排気管２２４内を流れるガスが処理室排気管２２６におけるガス流れを邪魔するなどして、排気バランスが崩れる。
そこで、本実施形態においては、排気調整工程Ｓ１０２を行うことで、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが良好となるよう制御するのである。
次に、図５を用いて排気調整工程Ｓ１０２の詳細を説明する。なお、排気調整工程Ｓ１０２の間、ポンプ２２３は、稼働し続けるものとする。また、ＡＰＣ２２２は、処理空間３０５が所望の圧力となるよう開度が調整されるものとする。
（基板処理ポジション移動工程：Ｓ２０２）
基板処理ポジション移動工程Ｓ２０２を説明する。
排気調整工程Ｓ１０２で最初に行う基板処理ポジション移動工程Ｓ２０２では、基板載置面３１１上に基板２００が無い状態、または、基板２００のダミー品となるダミー基板が基板載置面３１１上に載置された状態で、各チャンバ１００ａ，１００ｂにおける基板載置台３１２を基板処理ポジションに移動する。これにより、各チャンバ１００ａ，１００ｂについて、後述する膜処理工程Ｓ１０４のときと同様の排気条件とする。
（ガス供給調整工程：Ｓ２０４）
ガス供給調整工程Ｓ２０４を説明する。
ガス供給調整工程Ｓ２０４では、基板処理ポジション移動工程Ｓ２０２で基板載置台３１２を基板処理ポジションに移動させた後に、各チャンバ１００ａ，１００ｂの処理空間３０５へのガス供給を開始する。ここでは、処理空間３０５に処理ガスや不活性ガスを供給する。また、後述する設定工程Ｓ２１２の後であれば、制御データ記録部３９３から第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを読み出し、その制御データを基にガス供給制御を行いつつ、処理室排気管２２４，２２６に不活性ガスを供給する。
このとき、後述する膜処理工程Ｓ１０４のときと同様の条件で、処理空間３０５へのガス供給を行うことが好ましい。例えば、膜処理工程Ｓ１０４で供給する処理ガス（例えば、ＤＣＳガスやＯ２ガス）を供給する。また、ヒータ３１３を膜処理工程Ｓ１０４と同様に加熱し、膜処理工程Ｓ１０４の温度条件に近づけてもよい。これらの処理は、特にガスの分解度や粘性等のガスの性質によって排気状況が変わる場合に有効である。
（排気管圧力検出工程：Ｓ２０６）
排気管圧力検出工程Ｓ２０６を説明する。
排気管圧力検出工程Ｓ２０６では、ガス供給調整工程Ｓ２０４においてガスを処理空間３０５に供給している間、圧力検出部２２７ａによって処理室排気管２２４内の圧力を検出し、圧力検出部２２７ｂによって処理室排気管２２６内の圧力を検出する。そして、各圧力検出部２２７ａ，２２７ｂによるそれぞれの検出結果（例えば、管内の圧力値）を、コントローラ３８０の圧力記録部３９２に記録する。
（判定工程：Ｓ２０８）
判定工程Ｓ２０８を説明する。
判定工程Ｓ２０８において、調整部３９１は、圧力記録部３９２を参照し、処理室排気管２２４，２２６についての圧力検出結果を読み出す。そして、それぞれの圧力検出結果の圧力差が所定範囲内であるか否かを判定する。つまり、調整部３９１は、処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が所定の閾値（以下、第一閾値とも呼ぶ。）よりも小さいか否かを判定する。圧力差が所定範囲内であれば、後述する膜処理工程Ｓ１０４での基板処理に影響する程度の圧力のばらつきが無いと判断し、次に説明する基板搬送ポジション移動工程Ｓ２１０の実行に移る。一方、圧力差が所定範囲内ではない場合、すなわち圧力差が第一閾値以上である場合には、後述する設定工程Ｓ２１２を経た上で、ガス供給調整工程Ｓ２０４に戻る。
（基板搬送ポジション移動工程：Ｓ２１０）
基板搬送ポジション移動工程Ｓ２１０を説明する。
判定工程Ｓ２０８にてＹｅｓ（すなわち圧力差が所定範囲内）と判断されたら、その後は、次に行う膜処理工程Ｓ１０４で基板２００を搬入するための準備として、各チャンバ１００ａ，１００ｂにおける基板載置台３１２を基板搬送ポジションに移動する。
（設定工程：Ｓ２１２）
設定工程Ｓ２１２を説明する。設定工程Ｓ２１２は、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを設定する工程である。
既述のように、処理室排気管２２４，２２６の圧力差が所定範囲内にないと、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れるおそれがある。その場合に、排気バランスを良好にするためには、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）における第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂからの不活性ガスの供給を適宜調整して、処理室排気管２２４，２２６の圧力差が所定範囲内に収まるように制御すればよい。第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂからの不活性ガスの供給は、コントローラ３８０がバルブ１４６ａ，１４６ｂ、ＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂを個別に制御することによって、調整することが実現可能である。
そこで、設定工程Ｓ２１２において、調整部３９１は、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好にすべく、処理室排気管２２４，２２６の圧力差に応じて、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを適宜設定する。例えば、処理室排気管２２４の圧力が処理室排気管２２６の圧力よりも高い場合であれば、第２不活性ガス供給管１４１ｂから処理室排気管２２６に不活性ガスを供給して、差圧分だけ処理室排気管２２６の圧力が高くなるように、ＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂやバルブ１４６ａ，１４６ｂ等についての制御データを設定する。このような制御データに基づいて第４ガス供給部による不活性ガスの供給制御を行えば、処理室排気管２２４，２２６の圧力差が緩和されて所定範囲内に収まるようになるので、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好にすることが実現可能となる。
つまり、調整部３９１は、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂで検出された圧力の状態に基づき、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを設定する。そして、調整部３９１は、設定した制御データを、制御データ記録部３９３に記録することで、その後に行うガス供給調整工程Ｓ２０４または膜処理工程Ｓ１０４で利用可能にする。このようにして、調整部３９１は、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから処理室排気管２２４，２２６への不活性ガスの供給を制御可能にするのである。
このときの不活性ガス供給の制御態様は、処理室排気管２２４，２２６の圧力差を緩和してそれぞれを同等にし得るものであれば、特に限定されるものではない。例えば、処理室排気管２２４，２２６の圧力差に応じて、処理室排気管２２４，２２６のいずれか一方に不活性ガスを供給するように制御してもよいし、処理室排気管２２４，２２６の両方に異なる圧力で不活性ガスの供給するように制御してもよい。
以上に説明した一連の各工程Ｓ２０２～Ｓ２１２を経ることで、排気調整工程Ｓ１０２では、膜処理工程Ｓ１０４に先立って、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが良好となるようにする。
その際に、排気調整工程Ｓ１０２では、既述のように、基板載置面３１１上に基板２００が無い状態、または、ダミー基板が基板載置面３１１上に載置された状態とする。以下、その理由を説明する。
仮に、製品基板である基板２００が基板載置面３１１上に載置された状態で排気調整工程Ｓ１０２を実施した場合を考える。その場合、不活性ガスを調整する際に、処理ガスと不活性ガスとがぶつかり、その結果、処理空間３０５に処理ガスが逆流することがあり得る。このような処理ガスの逆流が生じると、製品基板である基板２００上には余計な膜が形成されてしまい、これにより生産性が低下してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態で説明したように、基板２００が無い状態またはダミー基板が載置された状態で排気調整工程Ｓ１０２を実施すれば、仮に処理ガスの逆流が生じたとしても、製品基板である基板２００への処理に影響が無く、高い生産性を維持することができる。
なお、排気調整工程Ｓ１０２は、膜処理工程Ｓ１０４と同様の条件で行われることが望ましい。詳細を後述するように、膜処理工程Ｓ１０４は、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２、第１パージ工程Ｓ３０４、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６、第２パージ工程Ｓ３０８を有する。そして、それぞれの工程Ｓ３０２～Ｓ３０８において処理空間３０５の雰囲気を変更するので、それぞれにおいてガスの供給条件が変更される。例えば、各工程Ｓ３０２～Ｓ３０８での処理空間３０５の圧力が異なる場合がある。
そこで、排気調整工程Ｓ１０２においては、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２、第１パージ工程Ｓ３０４、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６、第２パージ工程Ｓ３０８に相当する工程を行うようにしてもよい。具体的には、それぞれに相当する各工程において、圧力検出部２２７が各処理室排気管２２４、２２６の圧力を検出し、調整部３９１が第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを設定する。そして、設定した制御データを、各工程、すなわち第１処理ガス供給工程Ｓ３０２、第１パージ工程Ｓ３０４、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６、第２パージ工程Ｓ３０８毎に、制御データ記録部３９３に記録しておくようにする。
（膜処理工程：Ｓ１０４）
次に、膜処理工程Ｓ１０４を説明する。
膜処理工程Ｓ１０４では、製品基板である基板２００をチャンバ１００内に搬入し、ガス供給部からガスを供給して、基板２００に対する処理を行う。そして、処理が終了したら、基板２００をチャンバ１００内から搬出する。この動作を、所定枚数分の基板２００について繰り返し行う。このような膜処理工程Ｓ１０４の詳細は後述する。
ところで、膜処理工程Ｓ１０４を行う間においても、排気調整工程Ｓ１０２と同様に、圧力検出部２２７ａが処理室排気管２２４内の圧力を検出し、圧力検出部２２７ｂが処理室排気管２２６内の圧力を検出し、それぞれの検出結果を圧力記録部３９２に記録することが好ましい。
より好ましくは、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂのそれぞれでの圧力検出結果の圧力差が所定範囲内でない場合、排気調整工程Ｓ１０２と同様の処理動作を行うようにしてもよい。ここでいう所定の範囲内は、圧力差が所定の閾値（以下、第二閾値とも呼ぶ。）よりも小さいか否かによって判定する。
その理由を以下に説明する。
膜処理工程Ｓ１０４を行うと、処理室排気管２２４，２２６内に膜が堆積されることがある。処理室排気管２２４，２２６の温度が処理空間３０５に比べて低かったり、あるいは処理空間３０５に比べて処理室排気管２２４，２２６が狭小のため圧力が高くなったりするためである。
処理室排気管２２４，２２６内に堆積される膜厚は、それぞれが接続するチャンバ１００ａ，１００ｂに関連する部品の個体差等によって異なる。膜厚が厚いと各処理室排気管２２４，２２６内の圧力にも影響を及ぼし得るが、その膜厚が各処理室排気管２２４，２２６で異なると排気バランスが崩れてしまうおそれがある。
そこで、上述した排気調整工程Ｓ１０２のみならず、膜処理工程Ｓ１０４を行う間においても、圧力検出部２２７ａが処理室排気管２２４内の圧力を検出し、圧力検出部２２７ｂが処理室排気管２２６内の圧力を検出し、それぞれの検出結果の圧力差が所定範囲内でない場合に、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを再設定して制御データ記録部３９３に記録する、といった処理動作を行うことが好ましい。
（膜処理工程Ｓ１０４の詳細）
続いて、図６を用いて膜処理工程Ｓ１０４の詳細を説明する。
（基板搬入・載置工程）
膜処理工程Ｓ１０４では、まず、基板搬入・載置工程を行う。なお、図６中においては、本工程の図示を省略している。
基板搬入・載置工程では、チャンバ１００内の基板載置台３１２を基板搬送ポジションまで下降させて、基板載置台３１２の貫通孔３１４にリフトピン３０７を貫通させる。これにより、リフトピン３０７は、基板載置台３１２の表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。そして、その状態で、ゲートバルブ１４９を開いて搬送空間３０６を真空搬送室（図示せず）と連通させ、真空搬送室から基板移載機（図示せず）を用いて基板２００を搬送空間３０６に搬入し、その基板２００をリフトピン３０７上に移載する。これにより、基板２００は、基板載置台３１２の表面から突出したリフトピン３０７上に水平姿勢で支持される。
チャンバ１００内に基板２００を搬入したら、基板移載機をチャンバ１００の外へ退避させ、ゲートバルブ１４９を閉じてチャンバ１００内を密閉する。その後、基板載置台３１２を上昇させることにより、基板載置面３１１上に基板２００を載置させ、さらに基板載置台３１２を基板処理ポジションまで上昇させ、基板載置面３１１上の基板２００を処理空間３０５内に位置させる。
このとき、基板載置台３１２の内部に埋め込まれたヒータ３１３に電力を供給し、基板載置面３１１上の基板２００の表面が所定の温度となるよう制御する。基板２００の温度は、例えば室温以上８００℃以下であり、好ましくは例えば室温以上５００℃以下である。その際に、ヒータ３１３の温度は、図示せぬ温度センサにより検出された温度情報に基づいてコントローラ３８０が制御値を抽出し、ヒータ３１３への通電具合を制御することによって調整される。
以上の処理動作は、各チャンバ１００ａ，１００ｂのそれぞれにおいて同様に行われるものとする。
（第１処理ガス供給工程：Ｓ３０２）
第１処理ガス供給工程Ｓ３０２を説明する。
処理空間３０５内の基板２００が所定の温度に達すると、まず、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２を行う。第１処理ガス供給工程Ｓ３０２では、バルブ１１６ａ，１１６ｂを開くとともに、ＤＣＳガスが所定流量となるようにＭＦＣ１１５ａ，１１５ｂを調整する。なお、ＤＣＳガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上８００ｓｃｃｍ以下である。このとき、第３ガス供給部からはＮ２ガスを供給する。第３ガス供給部から供給されるＮ２ガスは、ＤＣＳガスのキャリアガスとして用いられる。
さらに、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２では、バルブ２２１，２２８ａ，２２８ｂを開き、ポンプ２２３を稼働させつつ、ＡＰＣ２２２の開度を調整して、チャンバ１００内が所望の圧力となるようにする。具体的には、処理空間３０５、搬送空間３０６のそれぞれの圧力を、例えば５０～３００Ｐａのうちの所定の値となるよう制御する。所定の値は、例えば、２５０Ｐａとする。
このとき、制御データ記録部３９３に記録された制御データに基づき、バルブ１４６ａ，１４６ｂを開くとともに、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから供給する不活性ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂを調整する。制御データ記録部３９３からの制御データの読み出しにあたり、排気調整工程Ｓ１０２にて第１処理ガス供給工程Ｓ３０２に相当する工程を実施して制御データを算出し設定した場合であれば、その第１処理ガス供給工程Ｓ３０２に対応した制御データを読み出すものとする。
このような処理動作により、処理室排気管２２４と処理室排気管２２６のいずれか一方、またはその両方に不活性ガスが供給され、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が緩和されて実質的に同じ圧力となる。したがって、本工程において、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。
ＤＣＳガスが供給される処理空間３０５では、そのＤＣＳガスが熱によってシリコン成分等に分解され、基板２００上に供給される。これにより、基板２００の表面には、「第１元素含有層」としてのシリコン含有層が形成されることになる。シリコン含有層は、形成する薄膜の前駆体に相当する。
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ１１６ａ，１１６ｂを閉じて、ＤＣＳガスの供給を停止する。より好ましくは、ＤＣＳガスの供給を停止する際に、それと同期して、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）からの不活性ガスの供給についても停止する。このように同期して停止することで、処理室排気管２２４，２２６内のパーティクルを処理空間３０５に逆流させることを防ぐことができる。
（第１パージ工程：Ｓ３０４）
第１パージ工程Ｓ３０４を説明する。
第１処理ガス供給工程Ｓ３０２の終了後は、次いで、第１パージ工程Ｓ３０４を行う。第１パージ工程Ｓ３０４では、バルブ１３６ａ，１３６ｂ，１７６ａ，１７６ｂの開状態を維持し、さらにバルブ１８６ａ，１８６ｂを開き、処理空間３０５にＮ２ガスを供給しつつ、ポンプ２２３等による排気を継続することで、雰囲気のパージを行う。
さらに、第１パージ工程Ｓ３０４では、制御データ記録部３９３に記録された制御データに基づき、バルブ１４６ａ，１４６ｂを開くとともに、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから供給する不活性ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂを調整する。制御データ記録部３９３からの制御データの読み出しにあたり、排気調整工程Ｓ１０２にて第１パージ工程Ｓ３０４に相当する工程を実施して制御データを算出し設定した場合であれば、その第１パージ工程Ｓ３０４に対応した制御データを読み出すものとする。
このような処理動作により、処理室排気管２２４と処理室排気管２２６のいずれか一方、またはその両方に不活性ガスが供給され、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が緩和されて実質的に同じ圧力となる。したがって、本工程において、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ１３６ａ，１３６ｂを閉じて、Ｎ２ガスの供給による雰囲気のパージを停止する。より好ましくは、Ｎ２ガスの供給を停止する際に、それと同期して、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）からの不活性ガスの供給についても停止する。このように同期して停止することで、処理室排気管２２４，２２６内のパーティクルを処理空間３０５に逆流させることを防ぐことができる。
（第２処理ガス供給工程：Ｓ３０６）
第２処理ガス供給工程Ｓ３０６を説明する。
バルブバルブ１３６ａ，１３６ｂを閉じて第１パージ工程Ｓ３０４を終了させたら、次いで、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６を行う。第２処理ガス供給工程Ｓ３０６では、バルブ１２６ａ，１２６ｂを開くとともに、ＭＦＣ１２５ａ，１２５ｂで流量調整を行って、処理空間３０５内へのＯ２ガスの供給を開始する。Ｏ２ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上６０００ｓｃｃｍ以下である。このとき、第３ガス供給部からはＮ２ガスを供給する。第３ガス供給部から供給されるＮ２ガスは、Ｏ２ガスのキャリアガスまたは希釈ガスとして用いられる。
さらに、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６では、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２の場合と同様に、ポンプ２２３等による排気を継続して、チャンバ１００内が所望の圧力となるようにする。そして、制御データ記録部３９３に記録された制御データに基づき、バルブ１４６ａ，１４６ｂを開くとともに、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから供給する不活性ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂを調整する。制御データ記録部３９３からの制御データの読み出しにあたり、排気調整工程Ｓ１０２にて第２処理ガス供給工程Ｓ３０６に相当する工程を実施して制御データを算出し設定した場合であれば、その第２処理ガス供給工程Ｓ３０６に対応した制御データを読み出すものとする。
このような処理動作により、処理室排気管２２４と処理室排気管２２６のいずれか一方、またはその両方に不活性ガスが供給され、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が緩和されて実質的に同じ圧力となる。したがって、本工程において、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。
処理空間３０５に供給されるＯ２ガスは、ＲＰＵ１２４，１２４ａ，１２４ｂの少なくともいずれかによって、プラズマ状態とされる。プラズマ状態のＯ２ガスが供給される処理空間３０５では、そのＯ２ガスが基板２００上に供給される。これにより、基板２００の表面には、シリコン含有層がＯ２ガスによって改質されることにより、シリコン元素および酸素元素を含有する層で構成される薄膜が形成されることになる。
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ１２６ａ，１２６ｂを閉じて、Ｏ２ガスの供給を停止する。より好ましくは、Ｏ２ガスの供給を停止する際に、それと同期して、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）からの不活性ガスの供給についても停止する。このように同期して停止することで、処理室排気管２２４，２２６内のパーティクルを処理空間３０５に逆流させることを防ぐことができる。
（第２パージ工程：Ｓ３０８）
第２パージ工程Ｓ３０８を説明する。
第２処理ガス供給工程Ｓ３０６の終了後は、次いで、第２パージ工程Ｓ３０８を行う。第２パージ工程Ｓ３０８では、第１パージ工程Ｓ３０４と同様に、第１不活性ガス供給管１３１ａ，１３１ｂからＮ２ガスを供給し、処理空間３０５の雰囲気のパージを行う。
さらに、第２パージ工程Ｓ３０８では、制御データ記録部３９３に記録された制御データに基づき、バルブ１４６ａ，１４６ｂを開くとともに、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから供給する不活性ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１４５ａ，１４５ｂを調整する。制御データ記録部３９３からの制御データの読み出しにあたり、排気調整工程Ｓ１０２にて第２パージ工程Ｓ３０８に相当する工程を実施して制御データを算出し設定した場合であれば、その第２パージ工程Ｓ３０８に対応した制御データを読み出すものとする。
このような処理動作により、処理室排気管２２４と処理室排気管２２６のいずれか一方、またはその両方に不活性ガスが供給され、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が緩和されて実質的に同じ圧力となる。したがって、本工程において、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ１３６ａ，１３６ｂを閉じて、Ｎ２ガスの供給による雰囲気のパージを停止する。より好ましくは、Ｎ２ガスの供給を停止する際に、それと同期して、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）からの不活性ガスの供給についても停止する。このように同期して停止することで、処理室排気管２２４，２２６内のパーティクルを処理空間３０５に逆流させることを防ぐことができる。
（判定工程：Ｓ３１０）
判定工程Ｓ３１０を説明する。
第２パージ工程Ｓ３０８が終了したら、コントローラ３８０は、順に行われる第１処理ガス供給工程Ｓ３０２、第１パージ工程Ｓ３０４、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６、第２パージ工程Ｓ３０８を１サイクルとし、その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（Ｓ３１０でＮｏの場合）は、第１処理ガス供給工程Ｓ３０２、パージ工程Ｓ３０４、第２処理ガス供給工程Ｓ３０６、パージ工程Ｓ３０８のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき（Ｓ３１０でＹｅｓの場合）は、図６に示した一連の処理を終了する。
（基板搬出工程）
その後は、基板搬出工程を行う。なお、図６中においては、本工程の図示を省略している。
基板搬出工程では、チャンバ１００内の基板載置台３１２を基板搬送ポジションまで下降させて、基板載置台３１２の表面から突出させたリフトピン３０７上に基板２００を支持させる。これにより、基板２００は、基板処理ポジションから基板搬送ポジションに移送される。そして、その状態で、ゲートバルブ１４９を開き、基板移載機（図示せず）を用いて基板２００をチャンバ１００の外へ搬出する。
（３）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態によれば、複数の処理室排気管２２４，２２６のそれぞれに個別に第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂが接続しており、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから処理室排気管２２４，２２６の管内に不活性ガスを供給する。これにより、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差を緩和して、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。したがって、複数のチャンバ１００ａ，１００ｂを備える場合であっても、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好なものとすることができ、その結果として高い生産性を維持することが可能となる。
（ｂ）本実施形態によれば、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂが複数の処理室排気管２２４，２２６のそれぞれに設けられている。したがって、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差を適切に検出し得るようになり、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好なものとする上で非常に有用である。
（ｃ）本実施形態によれば、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂで検出された圧力の状態に基づき、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂから処理室排気管２２４，２２６の管内への不活性ガスの供給を制御する。したがって、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差を確実に緩和して、実質的に同じ圧力とすることが実現可能となるので、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好なものとする上で非常に有用である。
（ｄ）本実施形態によれば、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂの検出箇所よりも処理室排気管２２４，２２６の上流側に第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂが接続されている。処理ガスと不活性ガスとの混合ガスが流れている状態の圧力を検出でき、排気調整工程Ｓ１０２での正確な設定が可能となる。また、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂの目詰まりを防止することもできようになる。
（ｅ）本実施形態によれば、処理室排気管２２４，２２６が縦配管２２４ａ，２２６ａと横配管２２４ｂ，２２６ｂとを有しており、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂが横配管２２４ｂ，２２６ｂ接続されている。これにより、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂが第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂと合流部２３０との間に設けられ、圧力検出部２２７ａ，２２７ｂよりも上流側に第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂが接続されることになる。この点によっても、排気調整工程Ｓ１０２での正確な設定が可能となり、また圧力検出部２２７ａ，２２７ｂの目詰まりを防止することもできようになる。
（ｆ）本実施形態によれば、複数の処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差が所定範囲内となるように、第２不活性ガス供給管１４１ａ，１４１ｂからの不活性ガスの供給を行う。つまり、各処理室排気管２２４，２２６の間の圧力差を所定範囲内に抑えることで、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスが崩れることを抑制できる。その結果として、各チャンバ１００ａ，１００ｂの間の排気バランスを良好にする上で非常に有用なものとなる。
＜第二実施形態＞
次に、本開示の第二実施形態を、図７を用いて説明する。
図７は、第二実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
第一実施形態との相違点は、共通ガス排気管２２５に圧力検出部２２９を設けた点、排気管圧力検出工程Ｓ２０６、判定工程Ｓ２０８、設定工程Ｓ２１２の内容が異なるが、その他の点は第一実施形態の場合と同様である。以下、相違点を中心に説明する。
本実施形態においては、共通ガス排気管２２５に圧力検出部２２９が設けられている。好ましくは、ＡＰＣ２２２の下流側、すなわちＡＰＣ２２２とポンプ２２３との間に、圧力検出部２２９が設けられる。
圧力検出部２２９は、共通ガス排気管２２５内の圧力を検出する合流管圧力検出部として機能するものであり、圧力検出部２２７ａ、２２２７ｂと同様に、例えば圧力センサを用いて構成することができる。つまり、共通ガス排気管２２５には、圧力検出部の一部である合流管圧力検出部としての圧力検出部２２９が設けられている。以下、圧力検出部２２９のことを、合流管圧力検出部とも呼ぶ。圧力検出部２２７ａ、圧力検出部２２７ｂ、圧力検出部２２９のいずれか、またはその組み合わせを、排気管圧力検出部と呼んでもよい。
このように、圧力検出部２２９を設けてＡＰＣ２２２の下流側の圧力を検出可能とすれば、圧力検出部２２９が予め想定される通常の検出値と大きく異なる値を検出した場合に、ＡＰＣ２２２の破損が生じたり、排気管２２４、排気管２２６等で何かしらの異常が起きたりしたことを、判定することが可能となる。圧力検出部２２９で検出された検出値は、圧力記録部３９２に記録されるものとする。
続いて、本実施形態における排気管圧力検出工程Ｓ２０６、判定Ｓ２０８、設定工程Ｓ２１２について説明する。
（排気管圧力検出工程：Ｓ２０６）
排気管圧力検出工程Ｓ２０６を説明する。
排気管圧力検出工程Ｓ２０６では、処理空間３０５にガスを供給している間、圧力検出部２２７ａで処理室排気管２２４内の圧力を検出し、圧力検出部２２７ｂで処理室排気管２２６内の圧力を検出することに加えて、さらに圧力検出部２２９で共通ガス排気管２２５の圧力を検出する。そして、各圧力検出部２２７ａ，２２７ｂ，２２９によるそれぞれの検出結果（例えば、管内の圧力値）を、圧力記録部３９２に記録する。
（判定工程：Ｓ２０８）
判定工程Ｓ２０８を説明する。
判定工程Ｓ２０８において、調整部３９１は、圧力記録部３９２を参照し、圧力検出部２２７ａと圧力検出部２２９による圧力検出結果を読み出し、それぞれの間の圧力差を算出する。この差は、図７中の左側部分の圧力差であることから、ΔＰＬと表現する。
これと同様に、調整部３９１は、圧力記録部３９２を参照し、圧力検出部２２７ｂと圧力検出部２２９による圧力検出結果を読み出し、それぞれの間の圧力差を算出する。この差は、図７中の右側部分の圧力差であることから、ΔＰＲと表現する。
次に、調整部３９１は、圧力差ΔＰＬと圧力差ΔＰＲとの差が所定範囲内であるか否かを判定する。つまり、調整部３９１は、圧力差ΔＰＬ，ΔＰＲの間の差が所定の閾値（以下、第三閾値とも呼ぶ。）よりも小さいか否かを判定する。そして、差が所定範囲内であれば、膜処理工程Ｓ１０４での基板処理に影響する程度の圧力のばらつきが無いと判断し、基板搬送ポジション移動工程Ｓ２１０の実行に移る。一方、差が所定範囲内ではない場合、すなわち圧力差ΔＰＬ，ΔＰＲの間の差が第三閾値以上である場合には、不活性ガス供給量調整工程Ｓ２１２に移動する。
（設定工程：Ｓ２１２）
設定工程Ｓ２１２を説明する。ここでは、第４ガス供給部（第２不活性ガス供給部）についての制御データを設定する。
調整部３９１は、圧力差ΔＰＬ，ΔＰＲの間の差に応じて、第４ガス供給部についての制御データを設定し、処理室排気管２２４，２２６の圧力差が緩和されて、処理室排気管２２４内の圧力と処理室排気管２２６内の圧力とが同等になるようにする。そして、設定した制御データを制御データ記録部３９３に記録する。
その後、膜処理工程Ｓ１０４では、設定された制御データに基づき、第４ガス供給部を制御して、基板２００を処理する。
（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、上述した第一実施形態による効果に加えて、以下に示す効果を奏する。
本実施形態によれば、共通ガス排気管２２５に圧力検出部２２９を設けることで、その上流の部品の異常の検知が容易となる。また、圧力検出部２２７ａと圧力検出部２２９との圧力差ΔＰＬと、圧力検出部２２７ｂと圧力検出部２２９との圧力差ΔＰＲとの差分を検出することで、チャンバ１００ａまたはチャンバ１００ｂの異常をより正確に検出できる。
＜第三実施形態＞
次に、本開示の第三実施形態を説明する。
第一実施形態または第二実施形態との相違点は、圧力記録部３９２が履歴情報を記録する点である。以下、相違点を中心に説明する。
本実施形態において、圧力記録部３９２は、圧力検出部での検出結果を履歴情報として記録する。履歴情報は、圧力検出部による過去の検出結果に相当するもので、第一実施形態のように圧力検出部２２７ａ，２２７ｂによるものであってもよいし、第二実施形態のように圧力検出部２２７ａ，２２７ｂ，２２９によるものであってもよい。
このように、圧力記録部３９２が履歴情報を記録する場合、新たに検出した圧力値と過去に検出した圧力値との差が所定値（第四閾値）よりも大きい場合、基板処理装置１０に何らかの異常が発生したと判断できる。第四閾値としては、例えば、通常想定される圧力値の差分よりも著しく大きい値を設定しておくことが考えられる。
つまり、本実施形態においては、圧力検出部で新たに得られる検出結果と、圧力記録部３９２に既に記録されている履歴情報との差が所定値（第四閾値）よりも大きい場合に、何らかの異常が発生したと判断し、コントローラ３８０が異常状態を知らせるための警告情報を報知したり、あるいは基板処理装置１０を停止させたりする。
したがって、本実施形態によれば、警告情報の報知や装置停止等によって、異常状態で基板２００を処理することを抑制でき、その結果として高い生産性を維持できるようになる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態を説明したが、本開示は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の各実施形態では、原料ガスと反応ガスを交互に供給して成膜する方法について記したが、原料ガスと反応ガスの気相反応量や副生成物の発生量が許容範囲内であれば、他の方法にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスの供給タイミングが重なるような方法である。
また、上述の各実施形態では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、拡散処理、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、還元処理、酸化還元処理、エッチング処理、加熱処理等が有る。例えば、反応ガスのみを用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化する処理や、プラズマ窒化処理する際にも、本開示を適用することができる。また、反応ガスのみを用いたプラズマアニール処理にも、本開示を適用することができる。
また、上述の各実施形態では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸素含有ガスを用いて、シリコン酸化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、ＳｉＮ膜、ＡｌＯ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＡｌＣ膜等が有る。これらの膜を成膜するために使われる原料ガスと反応ガスそれぞれのガス特性（吸着性、脱離性、蒸気圧など）を比較して、供給位置や処理室内の構造を適宜変更することにより、同様の効果を得ることができる。
また、上述の各実施形態では、不活性ガスとしてＮ２ガスを例に説明したが、処理ガスと反応しないガスであれば、それに限るものではない。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。
また、上述の各実施形態では、圧力差について、同等、実施的に同じ等の表現を用いているが、それぞれの圧力値が全く同じ場合に限られないことは言うまでもない。例えば、基板処理の品質を維持できる程度に実質等しい状態も当然に含む。
１００・・・チャンバ
１１０・・・プロセスモジュール
１４１・・・不活性ガス供給管
２００・・・基板
２２４、２２６・・・処理室排気管
２２７・・・圧力検出部
３０１・・・処理室
３０２・・・処理容器
３０５・・・処理空間

Claims (8)

  1. 基板を処理する複数の処理室と、
    前記処理室へのガス供給を行うガス供給部と、
    前記複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管と、
    前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、
    前記処理室排気管における圧力の状態を検出する圧力検出部と、
    前記圧力検出部の検出箇所よりも前記処理室排気管の上流側であって、前記複数の処理室排気管のそれぞれに個別に接続し、当該処理室排気管の管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管と、
    前記圧力検出部で検出された圧力の状態に基づき、前記不活性ガス供給管からの不活性ガスの供給を制御する調整部と、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記圧力検出部は、前記複数の処理室排気管のそれぞれに設けられている
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記共通ガス排気管には、前記圧力検出部の一部である合流管圧力検出部が設けられている
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記処理室排気管は、縦方向に沿って配される縦配管と、横方向に沿って配される横配管と、を有し、
    前記不活性ガス供給管は、前記横配管に接続されている
    請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記調整部は、前記圧力検出部で検出された前記複数の処理室排気管の間の圧力差が所定範囲内となるように、前記不活性ガス供給管からの不活性ガスの供給を調整するよう構成されている
    請求項１から４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 前記圧力検出部での検出結果を履歴情報として記録する圧力記録部と、
    前記圧力検出部で得られる検出結果と前記圧力記録部に既に記録されている前記履歴情報との差が所定値よりも大きい場合に警告情報を報知する制御部と、
    を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 基板を処理する複数の処理室のそれぞれに個別に接続し、かつ、下流側が共通ガス排気管によって合流される複数の処理室排気管について、当該処理室排気管における圧力の状態を検出し、その検出結果に基づき、前記処理室排気管における圧力の状態を検出する圧力検出部の検出箇所よりも前記処理室排気管の上流側であって、前記複数の処理室排気管のそれぞれに個別に接続する不活性ガス供給管から不活性ガスを供給する際の制御データを設定する排気調整工程と、
    前記複数の処理室に前記基板が存在する状態で当該処理室に処理ガスを供給するとともに、前記排気調整工程で設定された前記制御データに基づき前記不活性ガス供給管から前記処理室排気管の管内に不活性ガスを供給する膜処理工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
  8. 基板を処理する複数の処理室のそれぞれに個別に接続し、かつ、下流側が共通ガス排気管によって合流される複数の処理室排気管について、当該処理室排気管における圧力の状態を検出し、その検出結果に基づき、前記処理室排気管における圧力の状態を検出する圧力検出部の検出箇所よりも前記処理室排気管の上流側であって、前記複数の処理室排気管のそれぞれに個別に接続する不活性ガス供給管から不活性ガスを供給する際の制御データを設定する排気調整手順と、
    前記複数の処理室に前記基板が存在する状態で当該処理室に処理ガスを供給するとともに、前記排気調整手順で設定された前記制御データに基づき前記不活性ガス供給管から前記処理室排気管の管内に不活性ガスを供給する膜処理得順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
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