JPWO2020066701A1 - 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

Info

Publication number
JPWO2020066701A1
JPWO2020066701A1 JP2020548466A JP2020548466A JPWO2020066701A1 JP WO2020066701 A1 JPWO2020066701 A1 JP WO2020066701A1 JP 2020548466 A JP2020548466 A JP 2020548466A JP 2020548466 A JP2020548466 A JP 2020548466A JP WO2020066701 A1 JPWO2020066701 A1 JP WO2020066701A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
processing chamber
pressure
valve
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020548466A
Other languages
English (en)
Inventor
紀之 磯辺
紀之 磯辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Publication of JPWO2020066701A1 publication Critical patent/JPWO2020066701A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

基板を収容する処理室と、処理室へ第１ガスを供給する第１ガス供給部と、処理室へ第２ガスを供給する第２ガス供給部と、 処理室へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、処理室内の雰囲気を排気する排気部と、処理室へ第１ガスを供給している際に、処理室内の圧力を測定するための第１開閉弁と第１圧力測定器と、処理室内へ第２ガスを供給している際に、処理室内の圧力を測定するための第２開閉弁と第２圧力測定器と、を備える圧力測定部と、排気部により不活性ガスの排気中に、第１開閉弁と第２開閉弁とを開け、第１圧力測定器と第２圧力測定器により処理室内の圧力を測定させるよう不活性ガス供給部と排気部と圧力測定部とを制御するよう構成される制御部と、を有する技術が提供される。

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（デバイス）の製造工程の一工程として、処理室内に収容された基板上に膜を形成する成膜処理が行われることがある（例えば特許文献１を参照）。
特開２０１４−６７８７７
原料ガスと反応ガスとを用いて成膜を可能とする半導体製造装置では、処理室内の圧力を測定する圧力測定器として、例えば、ダイヤフラムゲージ等に反応生成物が付着する可能性があり、反応生成物が付着すると、ダイヤフラムゲージのゼロ点が、プラス方向またはマイナス方向にシフトする可能性がある。このため実際に設定したい圧力が得られず、適正な圧力制御ができなくなる可能性がある。
本開示の一態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記処理室へ第一ガスを供給する第一ガス供給部と、
前記処理室へ第二ガスを供給する第二ガス供給部と、
前記処理室へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、
前記処理室へ前記第一ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第１開閉弁と第１圧力測定器と、前記処理室内へ前記第二ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第２開閉弁と第２圧力測定器と、を備える圧力測定部と、
前記排気部により前記不活性ガスの排気中に、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とを開け、前記第１圧力測定器と前記第２圧力測定器により前記処理室内の圧力を測定させるよう前記排気部と前記圧力測定部とを制御するよう構成される制御部と、
を有する技術が提供される。
本開示によれば、ダイヤフラムゲージ等の圧力測定器に反応生成物が付着することを防止し、圧力測定部によってより正確に処理室内の圧力を測定できることが可能となる。
本開示の第１の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本開示の第１の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。 本開示の第１の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。 本開示の第１の実施形態における成膜シーケンスを示す図である。
（１）基板処理装置の構成
図１、２に示すように、処理炉２０２は加熱系（温度調整部）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、後述する処理室２０１内を所定温度で加熱する。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０３の下方には、反応管２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属により構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部は、反応管２０３の下端部に係合しており、反応管２０３を支持するように構成されている。マニホールド２０９と反応管２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０が設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。主に、反応管２０３とマニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成される。処理容器の筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の基板としてのウエハ２００を、後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に積載した状態で収容可能に構成されている。
処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０が、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。ノズル４１０，４２０には、ガス供給ラインとしてのガス供給管３１０，３２０が、それぞれ接続されている。このように、処理容器（マニホールド２０９）には２本のノズル４１０，４２０と、２本のガス供給管３１０，３２０とが接続されており、処理室２０１内へ複数種類のガスを供給することが可能となっている。
ガス供給管３１０，３２０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）３１２，３２２および開閉弁であるバルブ３１４，３２４がそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０，３２０のバルブ３１４，３２４よりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給ラインとしてのガス供給管５１０，５２０がそれぞれ接続されている。ガス供給管５１０，５２０には、上流方向から順に、ＭＦＣ５１２，５２２およびバルブ５１４，５２４がそれぞれ設けられている。
ガス供給管３１０，３２０の先端部には、ノズル４１０，４２０がそれぞれ接続されている。ノズル４１０，４２０は、図１、２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における平面視において円環状の空間に、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り、延在するようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル４１０，４２０は、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル４１０，４２０は、処理室２０１内へ搬入された各ウエハ２００の端部（周縁部）の側方にウエハ２００の表面（平坦面）と垂直にそれぞれ設けられている。ノズル４１０，４２０はＬ字型のロングノズルとしてそれぞれ構成されており、それらの各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おり、それらの各垂直部は少なくともウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように設けられている。
ノズル４１０，４２０の側面のウエハ２００と対応する高さ（基板の積載領域に対応する高さ）には、ガスを供給する複数の供給孔４１０ａ（第１のガス供給孔），４２０ａ（第２のガス供給孔）がそれぞれ設けられている。供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３の中心を向くように開口しており、ウエハ２００に向けてガスを供給することが可能となっている。供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３のウエハ２００の存在する領域、すなわち、基板支持具２１７と対向する位置、換言すると、ヒータ２０７の下端部から上部にわたって複数設けられている。
複数の供給孔４１０ａ、４２０ａ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、さらに同じ開口ピッチで設けられている。ただし、供給孔４１０ａ、４２０ａは上述の形態に限定されない。例えば、ノズル４１０、４２０の下部（上流側）から上部（下流側）に向かって開口面積を徐々に大きくしてもよい。これにより、供給孔４１０ａ、４２０ａから供給されるガスの流量をより均一化することが可能となる。
このように、本実施形態では、反応管２０３の側壁の内壁と、反応管２０３内に配列された複数枚のウエハ２００の端部（周縁部）と、で定義される平面視において円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル４１０，４２０を経由してガスを搬送している。そして、ノズル４１０，４２０にそれぞれ開口された供給孔４１０ａ，４２０ａから、ウエハ２００の近傍で反応管２０３内にガスを噴出させている。そして、反応管２０３内におけるガスの主たる流れを、ウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。供給孔４１０ｂからウエハ２００の領域より下方において、処理室２０１内にガスを供給している。この供給孔４１０ｂがあることによって、ノズル４１０内の圧力を下げることが出来る。
このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される膜の膜厚の面間均一性を向上させることが可能となる。ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れる。但し、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
ガス供給管３１０からは、処理ガス（原料ガス）が、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４、ノズル４１０を介して処理室２０１内へ供給される。原料ガスとしては、例えば、金属元素であるアルミニウム（Ａｌ）を含む金属含有ガスであるアルミニウム含有原料（Ａｌ含有原料ガス、Ａｌ含有ガス）としてのトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＡ）が用いられる。ＴＭＡは有機系原料であり、アルミニウムにリガンドとしてアルキル基が結合したアルキルアルミニウムである。ノズル４１０から原料ガスを流す場合、ノズル４１０を原料ガスノズルと称してもよい。
原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で気体状態である気体原料や、常温常圧下で液体状態である液体原料を気化することで得られるガス等のことである。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である原料」を意味する場合、「気体状態である原料（原料ガス）」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。
ガス供給管３２０からは、処理ガス（反応ガス）として、例えば、酸素（Ｏ）を含み、Ａｌと反応する反応ガス（リアクタント）としての酸素含有ガス（酸化ガス、酸化剤）が、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４、ノズル４２０を介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ含有ガスとしては、例えば、オゾン（Ｏ３）ガス、Ｏ３とＯ２とを混合したガス等を用いることができる。
ガス供給管５１０，５２０からは、不活性ガスとして、例えば、Ｎ２ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１４，５２４、ガス供給管３１０，３２０、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内へ供給される。
ガス供給管３１０から原料ガスを供給する場合、主に、ガス供給管３１０、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４により、原料ガス供給系が構成される。ノズル４１０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称することもできる。ガス供給管３１０から金属含有ガスを供給する場合、原料ガス供給系を金属含有ガス供給系と称することもできる。金属含有ガスとしてアルミニウム含有原料（Ａｌ含有原料ガス、Ａｌ含有ガス）を用いる場合、金属含有ガス供給系をアルミニウム含有原料（Ａｌ含有原料ガス、Ａｌ含有ガス）供給系と称することもできる。アルミニウム含有原料としてＴＭＡを用いる場合、アルミニウム含有原料供給系をＴＭＡ供給系と称することもできる。
ガス供給管３２０から反応ガス（リアクタント）を供給する場合、主に、ガス供給管３２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４により、反応ガス供給系（リアクタント供給系）が構成される。ノズル４２０を反応ガス供給系に含めて考えてもよい。反応ガスとして酸素含有ガス（酸化ガス、酸化剤）を供給する場合、反応ガス供給系を、酸素含有ガス（酸化ガス、酸化剤）供給系と称することもできる。酸素含有ガスとしてＯ３を用いる場合、酸素含有ガス供給系をＯ３供給系と称することもできる。ノズル４２０から反応ガスを流す場合、ノズル４２０を反応ガスノズルと称してもよい。
主に、ガス供給管５１０，５２０、ＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１４，３２５により、不活性ガス供給系が構成される。
原料ガス供給系、反応ガス供給系を合わせてガス供給系と称することもできる。不活性ガス供給系をガス供給系に含めて考えてもよい。
反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気流路としての排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、第１開閉弁としての保護用エアバルブ（エアバルブ）２９１を介して原料ガス供給時の処理室２０１内の圧力を測定する第１圧力測定器としての圧力センサ（ダイヤフラムゲージ）２９３が接続されている。また、排気管２３１には、第２開閉弁としての保護用エアバルブ（エアバルブ）２９２を介して反応ガス供給時の処理室２０１内の圧力を測定する第２圧力測定器としての圧力センサ（ダイヤフラムゲージ）２９４が接続されている。エアバルブ２９１，２９２と圧力センサ２９３，２９４を含めて圧力測定部が構成される。また、排気管２３１には、排気バルブ（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されているバルブである。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、エアバルブ２９１，２９２、圧力センサ２９３，２９４により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。排気管２３１は、反応管２０３に設ける場合に限らず、ノズル４１０，４２０と同様にマニホールド２０９に設けてもよい。
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構成されている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述するボート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に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に垂直に設置さ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るように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。また、マニホールド２０９の下方には、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を降下させている間、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ャッタ２１９ｓが設けられている。シャッタ２１９ｓは、例えばＳＵＳ等の金属により構成され、円盤状に形成されている。シャッタ２１９ｓの上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｃが設けられている。シャッタ２１９ｓの開閉動作（昇降動作や回動動作等）は、シャッタ開閉機構１１５ｓにより制御される。
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される図示しない断熱板が多段に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。但し、本実施形態はこのような形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される筒状の部材として構成された断熱筒２１８を設けてもよい。
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。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への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０と同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピや、後述するクリーニング処理の手順や条件等が記載されたクリーニングレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する成膜処理における各手順をコントローラ１２１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。クリーニングレシピは、後述するクリーニング処理における各手順を、コントローラ１２１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クリーニング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。また、プロセスレシピ、クリーニングレシピを、単に、レシピともいう。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、クリーニング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、それらのうち任意の組み合わせを含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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１２１ｄは、上述のＭＦＣ５１２，５２２，３１２，３２２、バルブ５１４，５２４，３１４，３２４、エアバルブ２９１，２９２、圧力センサ２９３，２９４、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、温度センサ２６３、ヒータ２０７、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、報知部５５０等に接続されている。
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ５１２，５２２，３１２，３２２による各種ガスの流量調整動作、バルブ５１４，５２４，３１４，３２４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作、エアバルブ２９１，２９３の開閉動作、圧力センサ２９３，２９４に基づくＡＰＣバルブ２４３による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、シャッタ開閉機構１１５ｓによるシャッタ２１９ｓの開閉動作等を制御するように構成されている。
コントローラ１２１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）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータに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１２１ｃや外部記憶装置１２３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。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１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）成膜処理
上述の基板処理装置１０を用い、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成するシーケンス例について、図４を用いて説明する。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１２１により制御される。
本実施形態では、基板としての複数のウエハ２００が積載された状態で収容された処理室２０１を所定温度で加熱しつつ、処理室２０１に、ノズル４１０に開口する複数の供給孔４１０ａから原料ガスとしてＴＭＡガスを供給する工程と、ノズル４２０に開口する複数の供給孔４２０ａから反応ガスとしてＯ３ガスを供給する工程と、を所定回数（ｎ回）行うことで、ウエハ２００上に、ＡｌおよびＯを含む膜としてアルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）を形成する。
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所定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」を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。
（ウエハチャージ・ボートロード）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）される、シャッタ開閉機構１１５ｓによりシャッタ２１９ｓが移動させられて、マニホールド２０９の下端開口が開放される（シャッタオープン）。その後、図１に示すように、複数枚のウエハ２００が収容されたボート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。この状態で、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂ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。
（圧力・温度調整）
エアバルブ２９１，２９２を開け、処理室２０１内の圧力を、圧力センサ２９３，２９４により一定時間測定する。その後、それぞれの圧力センサ２９３，２９４が処理室２０１内の圧力の値が同圧であることを測定すると、エアバルブ２９２を閉じて、エアバルブ２９１は開けたままとして、圧力センサ２９３で処理室２０１内の圧力のモニターを開始する。処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２９３で測定され、この測定された圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。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２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。続いて、回転機構２６７によりボート２１７及びウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
（成膜ステップ）
その後、原料ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、反応ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップをこの順で所定回数行う。
〔原料ガス供給ステップ〕
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０へＴＭＡガスを流す。ＴＭＡガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０に開口する供給孔４１０ａからウエハ２００に対して供給される。すなわちウエハ２００はＴＭＡガスに暴露される。供給孔４１０ａから供給されたＴＭＡガスは、排気管２３１から排気される。このとき同時に、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にキャリアガスとしてＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整され、ＴＭＡガスと一緒にノズル４１０の供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。また、原料ガス供給ステップでは、ＴＭＡガスを処理室２０１内に供給する際に、エアバルブ２９１を開け、圧力センサ２９３によって、ＴＭＡガス供給時の処理室２０１内の圧力をモニターする。一方、エアバルブ２９２は閉じておき、圧力センサ２９４内にＴＭＡガスが侵入しないようにしておく。
また、ノズル４２０へのＴＭＡガスの侵入を防止（逆流を防止）するため、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管５２０、ノズル４２０を介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。
このとき、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１〜１０００Ｐａ、好ましくは１〜１００Ｐａ、より好ましくは１０〜５０Ｐａの範囲内の圧力とする。処理室２０１内の圧力を１０００Ｐａ以下とすることで、後述する残留ガス除去を好適に行うことができる。処理室２０１内の圧力を１Ｐａ以上とすることで、ウエハ２００表面でのＴＭＡガスの反応速度を高めることができ、実用的な成膜速度を得ることが可能となる。なお、本明細書では、数値の範囲として、例えば１〜１０００Ｐａと記載した場合は、１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下を意味する。すなわち、数値の範囲内には１Ｐａおよび１０００Ｐａが含まれる。圧力のみならず、流量、時間、温度等、本明細書に記載される全ての数値について同様である。
ＭＦＣ３１２で制御するＴＭＡガスの供給流量は、例えば、１０〜１０００ｓｃｃｍ、好ましくは５０〜１０００ｓｃｃｍ、より好ましくは１００〜５００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。流量を１０００ｓｃｃｍ以下とすることで、後述する残留ガス除去を好適に行うことができる。流量を１０ｓｃｃｍ以上とすることで、ウエハ２００表面でのＴＭＡガスの反応速度を高めることができる、実用的な成膜速度を得ることが可能となる。ここでのＴＭＡガスとはＴＭＡガス単体の流量を表している。なお、ＴＭＡガスの供給方法として、例えばバブリングによる供給方法では、１００〜２０００ｓｃｃｍの不活性ガスを含んでいても構わない。
ＭＦＣ５１２で制御するＮ２ガスの供給流量は、例えば、１〜３０ｓｌｍ、好ましくは１〜２０ｓｌｍ、より好ましくは１〜１０ｓｌｍの範囲内の流量とする。
ＴＭＡガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば、１〜６０秒、好ましく１〜３０秒、より好ましくは２〜２０秒の範囲内とする。
ヒータ２０７は、ウエハ２００の温度が、例えば、５０〜６００℃、好ましくは７０〜５５０℃、より好ましくは７５〜５００℃の範囲内となるように加熱する。温度を６００℃以下とすることで、ＴＭＡガスの過剰な熱分解を抑制しつつ成膜速度を適切に得ることができ、不純物が膜内に取り込まれて抵抗率が高くなることが抑制される。なお、ＴＭＡガスの熱分解は、当該処理に近い条件下においては４５０℃程度で開始するため、５５０℃以下の温度に加熱された処理室２０１内において本開示を用いるとより有効である。一方、温度が４００℃以上であることにより、反応性が高く、効率的な膜形成が可能である。
上述の条件下で処理室２０１内へＴＭＡガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面に、Ａｌ含有層が形成される。Ａｌ含有層は、Ａｌ層の他、ＣおよびＨを含み得る。Ａｌ含有層は、ウエハ２００の最表面に、ＴＭＡが物理吸着したり、ＴＭＡの一部が分解した物質が化学吸着したり、ＴＭＡが熱分解することでＡｌが堆積したりすること等により形成される。すなわち、Ａｌ含有層は、ＴＭＡやＴＭＡの一部が分解した物質の吸着層（物理吸着層や化学吸着層）であってもよく、Ａｌの堆積層（Ａｌ層）であってもよい。
〔残留ガス除去ステップ〕
Ａｌ含有層が形成された後、バルブ３１４を閉じ、ＴＭＡガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応又はＡｌ含有層形成に寄与した後のＴＭＡガスを処理室２０１内から排除する。バルブ５１４，５２４は開いた状態でＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガス（不活性ガス）として作用し、処理室２０１内に残留する未反応又はＡｌ含有層形成に寄与した後のＴＭＡガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。なお、バルブ５１４，５２４からのＮ２ガスは残留ガス除去ステップの間、常に流し続けてもよい。
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、エアバルブ２９１を開けたままとし、圧力センサ２９３によって残留ガス除去後の処理室２０１内の圧力をモニターする。このとき、エアバルブ２９２を開け、圧力センサ２９４によって残留ガス除去後の処理室２０１内の圧力をモニターする。すなわち、処理室２０１内の原料ガス（第１ガス）を除去（排気）するステップで、パージガスの排気中にエアバルブ２９１と２９２を開けて、圧力センサ２９３と２９４により処理室２０１内の圧力を測定（モニター）するように構成されている。なお、圧力センサ２９３，２９４により一定時間処理室２０１内の圧力をモニターし、その後、それぞれの圧力センサ２９３，２９４が処理室２０１内の圧力の値が同圧であることを測定するように構成してもよい。この場合、エアバルブ２９１を閉じて、エアバルブ２９２を開けたままとし、後述するＯ３供給時の処理室内の圧力をモニターする圧力センサ２９４に切り替えて処理室２０１内のモニターを開始する。エアバルブ２９１を閉めることで、Ｏ３ガスが圧力センサ２９３内に侵入しないようにしておく。なお、処理室２０１内の残留ガスを除去した後に、圧力センサ２９３，２９４で処理室２０１内をモニターし、圧力センサ２９３，２９４が測定した処理室２０１の圧力の値が同圧を測定、すなわち、測定結果が同一であることで、圧力センサ２９３，２９４には反応生成物が付着しておらず、正常に動作していることを確認することが可能となる。また、基板処理装置１０に報知部５５０を設け、コントローラ１２１へ接続しておき、圧力センサ２９３と２９４がモニタ（測定）した圧力の値が一致しない場合には、報知部によりユーザに対して、圧力値が一致しないことを報知するように構成してもよい。このようにすることで、圧力センサ２９３または２９４には反応生成物が付着していることを報知部５５０からアラーム等によりユーザに対して知らせることが可能となる。
〔反応ガス供給ステップ〕
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、圧力センサ２９４のモニターが開始すると、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に反応ガスであるＯ３ガスを流す。Ｏ３ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０の供給孔４２０ａから処理室２０１内のウエハ２００に対して供給され、排気管２３１から排気される。すなわちウエハ２００はＯ３ガスに暴露される。このとき、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ５２２により流量調整され、Ｏ３ガスと共に処理室２０１内に供給されて、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４１０内へのＯ３ガスの侵入を防止（逆流を防止）するために、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管５１０、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。反応ガス供給ステップでは、Ｏ３を処理室２０１内に供給する際に、エアバルブ２９２を開け、圧力センサ２９４によって、Ｏ３ガス供給時の処理室２０１内の圧力をモニターする。一方、エアバルブ２９１は閉じて、圧力センサ２９３内にＯ３ガスが侵入しないようにしておく。
このとき、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１〜１０００Ｐａ、好ましくは１〜５００Ｐａ、より好ましくは１０〜２００Ｐａの範囲内の圧力とする。ＭＦＣ３２２で制御するＯ３ガスの供給流量は、例えば、５〜４０ｓｌｍ、好ましくは５〜３０ｓｌｍ、より好ましくは１０〜３０ｓｌｍの範囲内の流量とする。Ｏ３ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば、１〜１２０秒、好ましくは２〜６０秒、より好ましくは５〜６０秒の範囲内とする。その他の処理条件は、上述の原料ガス供給ステップと同様の処理条件とする。
このとき処理室２０１内に流しているガスは、Ｏ３ガスと不活性ガス（Ｎ２ガス）のみである。なお、ここでのＯ３ガスとはＯ３とＯ２との混合ガスのことを言う。Ｏ３ガスは、原料ガス供給ステップでウエハ２００上に形成されたＡｌ含有層の少なくとも一部と反応する。Ａｌ含有層は酸化され、金属酸化層としてＡｌとＯとを含むアルミニウム酸化層（ＡｌＯ層）が形成される。すなわちＡｌ含有層はＡｌＯ層へと改質される。
〔残留ガス除去ステップ〕
ＡｌＯ層が形成された後、バルブ３２４を閉じて、Ｏ３ガスの供給を停止する。そして、原料ガス供給ステップ後の残留ガス除去ステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＡｌＯ層の形成に寄与した後のＯ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。バルブ５１４，５２４は開いた状態でＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガス（不活性ガス）として作用し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＡｌＯ層の形成に寄与した後のＯ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。なお、バルブ５１４，５２４からのＮ２ガスは残留ガス除去ステップの間、常に流し続けてもよい。
残留ガス除去ステップから原料ガス供給ステップへ移行する際には、エアバルブ２９２を開けたままとし、圧力センサ２９４によって残留ガス除去後の処理室２０１内の圧力をモニターする。このとき、エアバルブ２９１を開け、圧力を圧力センサ２９３により残留ガス除去後の処理室２０１内をモニターする。すなわち、処理室２０１内の反応ガス（第２ガス）を除去（排気）するステップで、パージガス排気中にエアバルブ２９２と２９１を開けて、圧力センサ２９４と２９３により処理室２０１内の圧力を測定（モニター）するように構成されている。なお、圧力センサ２９３，２９４により一定時間処理室２０１内の圧力をモニターし、その後、それぞれの圧力センサ２９３，２９４が処理室２０１内の圧力の値が同圧であることを測定するように構成してもよい。この場合エアバルブ２９２を閉じて、エアバルブ２９１は開けたままとし、ＴＭＡガス供給時の処理室２０１内の圧力のモニターする圧力センサ２９３に切り替えて、処理室２０１内のモニターを開始する。また、基板処理装置１０に報知部（図示せず）を設け、コントローラ１２１へ接続しておき、圧力センサ２９３と２９４がモニタ（測定）した圧力の値が一致しない場合には、報知部５５０によりユーザに対して、圧力値が一致しないことを報知するように構成してもよい。このようにすることで、圧力センサ２９３または２９４には反応生成物が付着していることを報知部５５０のアラーム等によりユーザに対して知らせることが可能となる。
〔所定回数実施〕
上述の原料ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、反応ガス供給ステップ、残留ガス供給ステップを順に行うサイクルを１回以上（所定回数）行うことにより、ウエハ２００上にＡｌＯ膜が形成される。このサイクルの回数は、最終的に形成するＡｌＯ膜において必要とされる膜厚に応じて適宜選択されるが、このサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。ＡｌＯ膜の厚さ（膜厚）は、例えば、１〜１５０ｎｍ、好ましくは１〜１００ｎｍ、より好ましくは６０〜８０（１〜２０ｎｍ）とする。
（アフターパージ・大気圧復帰）
成膜ステップが終了したら、バルブ５１４，５２４を開き、ガス供給管３１０，３２０のそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気がＮ２ガスに置換され（Ｎ２ガス置換）、処理室２０１内の圧力は常圧に復帰される（大気圧復帰）。
（ボートアンロード・ウエハディスチャージ）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態でマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。ボートアンロードの後は、シャッタ２１９ｓが移動させられ、マニホールド２０９の下端開口がＯリング２２０ｃを介してシャッタ２１９ｓによりシールされる（シャッタクローズ）。処理済のウエハ２００は、反応管２０３の外部に搬出された後、ボート２１７より取り出されるウエハディスチャージ）。
（３）本実施形態による効果
上述の実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
上述のように、エアバルブ２９１とＴＭＡガス（第１ガス）の排気時に処理室２０１内の圧力を測定するための圧力センサ２９３を設け、エアバルブ２９２とＯ３ガス（第２ガス）の排気時に処理室２０１内の圧力を測定するための圧力センサ２９４を設け、ＴＭＡガスまたはＯ３ガスの排気時に、エアバルブ２９１およびエアバルブ２９２を開けることで、圧力センサ２９３及び圧力センサ２９４により処理室２０１内の圧力をモニターすることが可能となる。
また、エアバルブ２９１とＴＭＡガスの供給時に処理室２０１内の圧力をモニターするための圧力センサ２９３を設け、エアバルブ２９２とＯ３ガスの供給時に処理室２０１内の圧力をモニターするための圧力センサ２９４を設け、ＴＭＡガスを供給する際には、エアバルブ２９２を閉じておき、Ｏ３ガス供給時の圧力センサ２９４はＴＭＡガスに暴露されないので、成膜が進行せず、ダイヤグラムゲージ等の圧力センサに反応生成物が付着しないように構成することが可能となる。また、Ｏ３ガスを供給する際には、エアバルブ２９１を閉じて、ＴＭＡ供給時の圧力センサ２９３はＯ３ガスに暴露されないので、成膜が進行せず、ダイヤグラムゲージ等の圧力センサに反応生成物が付着しないように構成することが可能となる。
原料ガスから反応ガスへ供給を切り替える際、または、反応ガスから原料ガスへ供給を切り替える際には、エアバルブ２９１，２９２を開け、圧力センサ２９３，２９４により残留ガス除去後の処理室２０１内の圧力を一定時間モニターし、圧力センサ２９３，２９４が処理室内の圧力の値が同圧であることを測定すると、処理室２０１内に供給される処理ガス（原料ガスまたは反応ガス）に応じて、圧力センサを切り替えるようにしているため、圧力センサ２９３および２９４には反応生成物が付着しておらず、正常に動作していることを確認することが可能となる。また、圧力センサ２９３、２９４の圧力値が揃いやすい低圧状態でエアバルブ２９１，２９２の切り替えが可能となる。
また、基板処理装置１０に報知部（図示せず）を設け、コントローラ１２１へ接続しておき、圧力センサ２９３と２９４が測定した圧力の値が一致しない場合には、報知部によりユーザに対して、圧力値が一致しないことを報知するように構成することで、圧力センサ２９３または２９４に反応生成物が付着していることをユーザに対して知らせることが可能となる。
以上、本開示の実施形態について具体的に説明した。しかし、本開示は上述の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。
例えば、上述の実施形態では、Ａｌ含有ガスとしてＴＭＡガスを用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）等を用いてもよい。Ｏ含有ガスとしては、Ｏ３ガスを用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、Ｏ２プラズマと水素（Ｈ２）プラズマの組合せ等も適用可能である。不活性ガスとしては、Ｎ２ガスを用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
また、上述の実施形態では、基板上にＡｌＯ膜を形成する例について説明した。しかし、本開示はこの態様に限定されない。また、原料ガスを供給する際に、同時に不活性ガス等で希釈する原料ガスを用いて膜を形成する膜種に対しても用いられ、例えば、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、Ｌａ（ランタン）、ストロンチウム（Ｓｒ）、シリコン（Ｓｉ）を含む膜であって、これらの元素の少なくとも１つを含む窒化膜、炭窒化膜、酸化膜、酸炭化膜、酸窒化膜、酸炭窒化膜、硼窒化膜、硼炭窒化膜、金属元素単体膜等にも適用可能である。
成膜処理に用いられるレシピ（処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、処理内容（形成、或いは、除去する膜の種類、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになり、それぞれの場合に適正な処理を行うことができるようになる。また、オペレータの負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。
上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。また、このときの処理手順、処理条件は、上述の実施形態や変形例等の処理手順、処理条件と同様とすることができる。

Claims (9)

  1. 基板を収容する処理室と、
    前記処理室へ第１ガスを供給する第１ガス供給部と、
    前記処理室へ第２ガスを供給する第２ガス供給部と、
    前記処理室へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
    前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、
    前記処理室へ前記第1ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第１開閉弁と第１圧力測定器と、前記処理室内へ前記第２ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第２開閉弁と第２圧力測定器と、を備える圧力測定部と、
    前記排気部により前記不活性ガスの排気中に、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とを開け、前記第１圧力測定器と前記第２圧力測定器により前記処理室内の圧力を測定させるよう前記不活性ガス供給部と前記排気部と前記圧力測定部とを制御するよう構成される制御部と、を有する基板処理装置。
  2. 前記制御部は、前記第１圧力測定器と前記第２圧力測定器とが測定した前記処理室の圧力の値が同圧となった場合に、前記第１ガスを供給する際には、前記第２開閉弁を閉じ、前記第２ガスを供給する際には、前記第１開閉弁を閉じるよう前記圧力測定部を制御する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第1圧力測定器と前記第２圧力測定器とが測定した前記処理室の圧力の値が同圧とならなかった場合に、アラームを報知する報知部を備え、
    前記制御部は、所定時間内に、前記第1圧力測定器と前記第２圧力測定器とが測定した前記処理室の圧力の値が同圧とならなかった場合に、前記アラームを報知するよう前記報知部を制御するよう構成される請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御部は、前記第１ガス供給部から前記処理室へ前記第１ガスが供給されている際に前記第２開閉弁を閉めるよう構成され、また、前記第２供給部から前記処理室へ前記第２ガスが供給されている際に前記第１開閉弁を閉じるように構成される請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記圧力測定部は、ダイヤフラムゲージである請求項１に記載の基板処理装置。
  6. 前記第１ガスは原料ガスであり、前記第２ガスは反応ガスである請求項１〜４に記載の基板処理装置。
  7. 前記原料ガスは金属含有ガスであり、前記反応ガスは酸素含有ガスである請求項７に記載の基板処理装置。
  8. 基板を収容する処理室と、前記処理室へ第１ガスを供給する第１ガス供給部と、前記処理室へ第２ガスを供給する第２ガス供給部と、 前記処理室へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、前記処理室へ前記第１ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第１開閉弁と第１圧力測定器と、前記処理室内へ前記第２ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第２開閉弁と第２圧力測定器と、を備える圧力測定部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
    前記第１ガス供給部により、前記処理室内に前記第１ガスを供給する工程と、
    前記排気部により、前記反応室から前記第１ガスを排気する工程と、
    前記第２ガス供給部により、前記処理室内に前記第２ガスを供給する工程と、
    前記排気部により前記処理室内から前記第２ガスを排気する工程と、を有し、
    前記第１ガスを排気する工程または前記第２ガスを排気する工程で、前記不活性ガスの排気中に、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁を開け、前記第１圧力測定器と前記第２圧力測定器により前記処理室の圧力を測定する半導体装置の製造方法。
  9. 基板を収容する処理室と、前記処理室へ第１ガスを供給する第１ガス供給部と、前記処理室へ第２ガスを供給する第２ガス供給部と、 前記処理室へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、前記処理室へ前記第１ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第１開閉弁と第１圧力測定器と、前記処理室内へ前記第２ガスを供給している際に、前記処理室内の圧力を測定するための第２開閉弁と第２圧力測定器と、を備える圧力測定部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する手順と、
    前記第１ガス供給部により、前記処理室内に前記第１ガスを供給する手順と、
    前記排気部により、前記反応室から前記第１ガスを排気する手順と、
    前記第２ガス供給部により、前記処理室内に前記第２ガスを供給する手順と、
    前記排気部により前記処理室内から前記第２ガスを排気する手順と、を有し、
    前記第１ガスを排気する手順または前記第２ガスを排気する手順で、前記不活性ガスの排気中に、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁を開け、前記第１圧力測定器と、前記第２圧力測定器により前記処理室の圧力を測定する手順と、をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。
JP2020548466A 2018-09-26 2019-09-13 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム Pending JPWO2020066701A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018180013 2018-09-26
JP2018180013 2018-09-26
PCT/JP2019/036140 WO2020066701A1 (ja) 2018-09-26 2019-09-13 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2020066701A1 true JPWO2020066701A1 (ja) 2021-09-09

Family

ID=69952590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020548466A Pending JPWO2020066701A1 (ja) 2018-09-26 2019-09-13 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2020066701A1 (ja)
KR (1) KR20210046694A (ja)
WO (1) WO2020066701A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05267224A (ja) * 1992-03-19 1993-10-15 Nec Yamaguchi Ltd ドライエッチング装置
KR20070025382A (ko) * 2005-09-01 2007-03-08 삼성전자주식회사 다수의 압력센서를 구비하는 반도체 화학기상증착 장치
WO2007037233A1 (ja) * 2005-09-27 2007-04-05 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6147480B2 (ja) 2012-09-26 2017-06-14 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05267224A (ja) * 1992-03-19 1993-10-15 Nec Yamaguchi Ltd ドライエッチング装置
KR20070025382A (ko) * 2005-09-01 2007-03-08 삼성전자주식회사 다수의 압력센서를 구비하는 반도체 화학기상증착 장치
WO2007037233A1 (ja) * 2005-09-27 2007-04-05 Hitachi Kokusai Electric Inc. 基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210046694A (ko) 2021-04-28
WO2020066701A1 (ja) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6538582B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP2014007289A (ja) ガス供給装置及び成膜装置
US20240093361A1 (en) Vaporizer, processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP6994483B2 (ja) 半導体装置の製造方法、プログラム、及び基板処理装置
US20220002871A1 (en) Substrate processing apparatus, reaction container, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
WO2020189205A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびノズル
JP6773711B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
TWI771742B (zh) 氣化裝置、基板處理裝置、潔淨方法、半導體裝置的製造方法、及程式
JPWO2019188037A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP7016920B2 (ja) 基板処理装置、基板支持具、半導体装置の製造方法および基板処理方法
JP7079340B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム
JPWO2020066701A1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
TWI818311B (zh) 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式
JP7184857B2 (ja) 気化装置、基板処理装置、クリーニング方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理方法
CN112530836B (zh) 气化装置、衬底处理装置、清洁方法、半导体器件的制造方法及记录介质
JP7179962B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP7361202B2 (ja) 基板処理装置、ガス供給装置、原料供給管の洗浄方法、半導体装置の製造方法およびプログラム
WO2023042386A1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及びコーティング方法
TW202339054A (zh) 基板處理裝置、基板處理方法、半導體裝置之製造方法、程式及氣體供給單元

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220407

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221110