WO2016043221A1 - 基板処理装置、クリーニング方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体 - Google Patents

基板処理装置、クリーニング方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体 Download PDF

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WO2016043221A1
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substrate
gas
processing
mounting member
reaction chamber
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PCT/JP2015/076284
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English (en)
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上田立志
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株式会社日立国際電気
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    • 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
    • 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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning technique for extending a maintenance cycle by increasing a film thickness that can be deposited on a substrate mounting member on which a substrate is mounted.
  • the cumulative film thickness of a substrate mounting member such as a susceptor increases as the number of film deposition processes increases regardless of the type of film to be formed, and when a certain cumulative film thickness is reached, the generation of particles increases rapidly. It is known to do. Therefore, in the film forming process in the method of manufacturing a semiconductor device using such a substrate processing apparatus, when a certain cumulative film thickness is reached, the work of replacing all susceptors and the like with those that have been cleaned in advance (hereinafter referred to as full maintenance). To prevent the generation of particles.
  • Patent Document 1 describes a technique for detecting the accumulated film thickness.
  • An object of the present invention is to provide a configuration that suppresses an increase in the frequency of cleaning due to the influence of a deposited film deposited on a susceptor on which a substrate is placed.
  • a substrate mounting member provided in a reaction chamber for processing a substrate, a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas for processing a substrate, and at least one fluorine
  • a substrate mounting member that supplies a fluorine-containing gas into the reaction chamber in a state in which the cleaning gas supply unit that supplies the fluorine-containing gas containing atoms, a plasma mechanism that activates the reaction gas, and the substrate is removed from the reaction chamber.
  • the deposited film deposited on the substrate is removed, activated reaction gas is supplied into the reaction chamber, fluorine atoms adhering to the substrate mounting member are removed, and the surface of the substrate mounting member is made hydrophilic.
  • a control unit configured to control at least the reaction gas supply unit, the cleaning gas supply unit, and the plasma mechanism.
  • the operating rate of the apparatus can be improved by increasing the film thickness that can be deposited on the susceptor and decreasing the cleaning frequency.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-wafer type substrate processing apparatus 10 according to the first embodiment.
  • a FOUP Front Opening Unified Pod, hereinafter referred to as a pod
  • a substrate wafer
  • front, rear, left and right are based on FIG. That is, the X1 direction shown in FIG. 1 is the right, the X2 direction is the left, the Y1 direction is the front, and the Y2 direction is the back.
  • the substrate processing apparatus includes a first transfer chamber 103 configured in a load lock chamber structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure such as a vacuum state. Yes.
  • the casing 101 of the first transfer chamber 103 is formed in a box shape with a pentagonal plan view and closed both upper and lower ends.
  • a first substrate transfer machine 112 capable of simultaneously transferring two substrates 200 under a negative pressure is installed.
  • the first substrate transfer machine 112 may be one that can transfer a single substrate 200.
  • the first substrate transfer machine 112 is configured to be moved up and down by the first substrate transfer machine elevator 115 while maintaining the airtightness of the first transfer chamber 103.
  • a spare chamber 122 and a spare chamber 123 that can be used together with a carry-in spare chamber and a carry-out spare chamber are respectively provided with a gate valve 126 and a gate valve 127.
  • a gate valve 126 and a gate valve 127 are connected to each other, and each has a structure capable of withstanding negative pressure.
  • two substrates 200 can be stacked in the reserve chamber (load lock chamber) 122 and the reserve chamber (load lock chamber) 123 by the substrate support 140.
  • a partition plate 141 is installed between the substrates.
  • the temperature of the substrate that has been previously processed and is being cooled is slowed down due to the heat effect of the processed substrate that has entered next.
  • the thermal interference can be prevented by providing the partition plate.
  • Cooling water, a chiller, or the like is passed through the preliminary chamber 122, the preliminary chamber 123, and the partition plate 141.
  • the wall surface temperature can be kept low, and the cooling efficiency can be increased for any processed substrate in any slot.
  • the cooling efficiency due to heat exchange will decrease. Therefore, as a method to improve the cooling efficiency, after placing the substrate support on the substrate support (pin), There is a case where a drive mechanism is provided for moving up and down to approach the spare chamber wall surface.
  • a second transfer chamber 121 used under substantially atmospheric pressure is connected to the front side of the spare chamber 122 and the spare chamber 123 via a gate valve 128 and a gate valve 129.
  • a second substrate transfer machine 124 for transferring the substrate 200 is installed in the second transfer chamber 121.
  • the second substrate transfer machine 124 is configured to be moved up and down by a second substrate transfer machine elevator 131 installed in the second transfer chamber 121 and is reciprocated in the left-right direction by a linear actuator 132. It is comprised so that.
  • a notch or orientation flat aligning device 106 can be installed on the left side of the second transfer chamber 121. Further, as shown in FIG. 2, a clean unit 118 for supplying clean air is installed in the upper part of the second transfer chamber 121.
  • a substrate loading / unloading port 134 for loading and unloading the substrate 200 to and from the second transfer chamber 121.
  • a pod opener 108 is installed.
  • a load port (IO stage) 105 is installed on the opposite side of the pod opener 108 across the substrate loading / unloading port 134, that is, on the outside of the housing 125.
  • the pod opener 108 includes a closure 142 that can open and close the cap 100 a of the pod 100 and close the substrate loading / unloading port 134, and a drive mechanism 136 that drives the closure 142, and the pod placed on the load port 105.
  • By opening and closing the cap 100a of 100 the substrate 200 can be taken in and out of the pod 100.
  • the pod 100 is supplied to and discharged from the load port 105 by an in-process transfer device (OHT or the like) (not shown).
  • OHT in-process transfer device
  • a processing furnace for performing a desired process on a substrate is provided on four side walls located on the rear side (back side) among the five side walls of the first transfer chamber casing 101.
  • a (process chamber) 202 is provided. Specifically, the first processing furnace 202a, the second processing furnace 202b, the third processing furnace 202c, and the fourth processing furnace 202d are adjacent to each other via gate valves 150, 151, 152, and 153, respectively. It is connected.
  • the controller 300 controls the entire apparatus in the above configuration. Further, the controller 300 has a storage unit (ROM) in which a program for executing a cleaning recipe to be described later is stored, and is configured to be activated when the controller 300 is activated.
  • ROM storage unit
  • the substrate 200 is transported by the in-process transport apparatus to the substrate processing apparatus that performs the processing process in a state where a maximum of 25 substrates 200 are stored in the pod 100.
  • the pod 100 that has been transported is delivered and placed on the load port 105 from the in-process transport device.
  • the cap 100a of the pod 100 is removed by the pod opener 108, and the substrate outlet of the pod 100 is opened.
  • the second substrate transfer machine 124 installed in the second transfer chamber 121 picks up the substrate 200 from the pod 100. Further, the second substrate transfer machine 124 carries the substrate 200 into the preliminary chamber 122 and transfers the substrate 200 to the substrate support 140.
  • the gate valve 126 on the first transfer chamber 103 side of the preliminary chamber 122 is closed, and the negative pressure in the first transfer chamber 103 is maintained.
  • the gate valve 128 is closed, and the inside of the preliminary chamber 122 is exhausted to a negative pressure by an exhaust device (not shown).
  • the gate valve 126 When the pressure in the preliminary chamber 122 reaches a preset pressure value, the gate valve 126 is opened, and the preliminary chamber 122 and the first transfer chamber 103 communicate with each other. Subsequently, the first substrate transfer machine 112 in the first transfer chamber 103 loads the substrate 200 from the substrate support 140 into the first transfer chamber 103. After the gate valve 126 is closed, the gate valve 151 is opened, and the first transfer chamber 103 and the second processing furnace 202b are communicated with each other. After the gate valve 151 is closed, a processing gas is supplied into the second processing furnace 202 and a desired process is performed on the substrate 200.
  • the gate valve 151 is opened, and the substrate 200 is carried out to the first transfer chamber 103 by the first substrate transfer machine 112. After unloading, the gate valve 151 is closed.
  • the gate valve 127 is opened, and the first substrate transfer machine 112 transports the substrate 200 unloaded from the second processing furnace 202b to the substrate support 140 in the preliminary chamber 123, and the processed substrate 200 is cooled. Is done.
  • the preliminary chamber 123 When the processed substrate 200 is transferred to the preliminary chamber 123 and a preset cooling time has elapsed, the preliminary chamber 123 is returned to approximately atmospheric pressure by the inert gas. When the inside of the preliminary chamber 123 is returned to substantially atmospheric pressure, the gate valve 129 is opened, and the cap 100 a of the empty pod 100 placed on the load port 105 is opened by the pod opener 108.
  • the second substrate transfer machine 124 in the second transfer chamber 121 carries the substrate 200 from the substrate support base 140 to the second transfer chamber 121 and passes through the substrate loading / unloading port 134 in the second transfer chamber 121. Store it in the pod 100.
  • the cap 100a of the pod 100 may continue to be emptied until a maximum of 25 substrates are returned, or may be returned to the pod from which the substrate is carried out without being stored in the empty pod 100.
  • the cap 100a of the pod 100 is closed by the pod opener 108.
  • the closed pod 100 is transported from the top of the load port 105 to the next process by the in-process transport device.
  • the above operation has been described by taking the case where the second processing furnace 202b, the preliminary chamber 122, and the preliminary chamber 123 are used as an example. However, the first processing furnace 202a, the third processing furnace 202c, and the fourth processing furnace are used. The same operation is performed when 202d is used.
  • the number of processing chambers may be determined depending on the type of the corresponding substrate and the film to be formed.
  • the spare chamber 122 is used for carrying in and the spare chamber 123 is used for carrying out.
  • the spare chamber 123 may be used for carrying in, and the spare chamber 122 may be used for carrying out, or the spare chamber 122 or the spare chamber may be used. 123 may be used in combination for loading and unloading.
  • the same processing may be performed in all the processing furnaces, or different processing may be performed in each processing furnace.
  • the second processing furnace 202b continues. May be performed.
  • the processing may be performed via the spare chamber 122 or the spare chamber 123.
  • processing furnace 202a and the processing furnace 202b are connected to the processing furnace, and a maximum of four processing furnaces 202a to 202d, such as two processing furnaces 202c and 202d. Any number of possible combinations may be connected.
  • the number of substrates 200 processed by the apparatus may be one or plural.
  • the substrate 200 to be cooled may be one or plural.
  • the number of processed substrates that can be cooled may be any combination as long as it is within a range of up to five sheets that can be inserted into the slots of the spare chamber 122 and the spare chamber 123.
  • the substrate 200 may be processed by loading the substrate 200 into the processing furnace by opening and closing the gate valve of the preliminary chamber 122 while the processed substrate 200 is being carried in the preliminary chamber 122 and being cooled.
  • the substrate processing may be performed by opening and closing the gate valve of the preliminary chamber 123 and loading the substrate 200 into the processing furnace while the processed substrate 200 is being cooled in the preliminary chamber 123 while being cooled.
  • the gate valve 128 and the gate valve 129 on the substantially atmospheric side are opened without passing through a sufficient cooling time, the electrical components connected around the spare chamber 122, the spare chamber 123, or the spare chamber by the radiant heat of the substrate 200. May cause damage. Therefore, when cooling a high-temperature substrate, the substrate having a large radiant heat that has been processed is transferred into the preliminary chamber 122 and cooling is performed, and the gate valve of the preliminary chamber 123 is opened and closed to place the substrate in the processing furnace. Carry in and process substrates. Similarly, while the processed substrate is being carried into the spare chamber 123 and cooling is being performed, the gate valve of the spare chamber 122 can be opened and closed, and the substrate can be carried into the processing furnace to process the substrate.
  • wafer when the term “wafer” is used in this specification, it means “wafer itself” or “a laminated body (aggregate) of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof”. ) ", That is, a predetermined layer or film formed on the surface may be referred to as a wafer.
  • wafer surface when the term “wafer surface” is used in this specification, it means “surface of the wafer itself (exposed surface)” or “surface of a predetermined layer or film formed on the wafer”. That is, it may mean “the outermost surface of the wafer as a laminate”.
  • the phrase “supplying a predetermined gas to the wafer” means “supplying a predetermined gas to the surface (exposed surface) of the wafer itself”, It may mean that “a predetermined gas is supplied to a layer, a film, or the like formed on the wafer, that is, to the outermost surface of the wafer as a laminated body”. Further, in this specification, when “describe a predetermined layer (or film) on the wafer” is described, “form a predetermined layer (or film) on the surface (exposed surface) of the wafer itself”. , Or “to form a predetermined layer (or film) on the layer or film formed on the wafer, that is, on the outermost surface of the wafer as a laminate” There is.
  • substrate is synonymous with the term “wafer”.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the processing furnace according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a specific structure of the processing furnace according to the first embodiment, and
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view taken along AB in FIG.
  • the process chamber 202 as a processing furnace includes a reaction vessel 203 that is a cylindrical airtight vessel.
  • a processing chamber which is a processing space 207 for the substrate 200 is formed in the reaction vessel 203.
  • four partition plates 205 extending radially from the center are provided.
  • the four partition plates 205 as the dividing unit divide the processing space 207 into four regions, that is, a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge region 204b. It is configured to divide. In other words, the processing area and the purge area are arranged adjacent to each other.
  • the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b are arranged in this order along the rotation direction of a susceptor (substrate mounting member) 217 described later. Is configured to do.
  • the partition plate 205 is arranged as follows.
  • the partition plate 205a is provided upstream of the first processing region and between the first processing region 201a and the second purge region 204b.
  • the partition plate 205b is provided downstream of the first processing region and between the first processing region 201a and the first purge region 204a.
  • the partition plate 205c is provided upstream of the second processing region and between the first purge region 204a and the second processing region 201b.
  • the partition plate 205d is provided downstream of the second processing region and between the second processing region 201b and the second purge region 204b.
  • the substrate 200 placed on the susceptor 217 has a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge. It moves in the order of the area 204b.
  • a first processing gas as a first gas raw material gas
  • a second gas as a second gas is supplied into the second processing region 201b.
  • a second processing gas (reactive gas) is supplied, and an inert gas (non-reactive gas) is supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b. Therefore, by rotating the susceptor 217, the first processing gas, the inert gas, the second processing gas, and the inert gas are supplied onto the substrate 200 in this order.
  • the configurations of the susceptor 217 and the gas supply system will be described later.
  • a gap with a predetermined width is provided between the end of the partition plate 205 and the side wall of the reaction vessel 203 and between the bottom of the partition plate 205 and the substrate mounting table (susceptor) 217, and gas can pass through the gap. It is configured as follows. Through this gap, an inert gas is ejected from the first purge region 204a and the second purge region 204b toward the first processing region 201a and the second processing region 201b. By doing in this way, the penetration of the processing gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b can be suppressed, and the reaction due to the mixing of the processing gas can be prevented.
  • the bottom of the partition plate 205 and the bottom center in the reaction vessel 203 has the center of the rotation axis at the center of the reaction vessel 203, so that it can rotate freely.
  • a susceptor 217 as a configured substrate mounting table is provided.
  • the susceptor 217 is formed of a non-metallic material such as SiC (silicon carbide), carbon (C), aluminum nitride (AlN), ceramics, or quartz so that the metal contamination of the substrate 200 can be reduced. Yes. In the case of substrate processing not considering metal contamination, aluminum (Al) may be used.
  • the susceptor 217 is electrically insulated from the reaction vessel 203.
  • the soot susceptor 217 is configured to support a plurality of (for example, five in this embodiment) substrates 200 side by side on the same surface and on the same circumference in the reaction vessel 203.
  • “on the same plane” is not limited to the completely same plane.
  • the susceptor 217 has a mounting surface on which a plurality of substrates 200 are mounted concentrically, and the mounting surface is configured to face the ceiling of the reaction vessel 203.
  • substrate placement portions 217b are provided at positions where the substrate 200 is supported on the surface of the susceptor 217 corresponding to the number of substrates 200 to be processed.
  • the substrate platform 217b may have a circular shape when viewed from the top surface and a concave shape when viewed from the side surface.
  • the diameter of the substrate mounting portion is configured to be slightly larger than the diameter of the substrate 200.
  • the eaves susceptor 217 is provided with an elevating mechanism 268 for elevating the susceptor 217.
  • the susceptor 217 is provided with a plurality of through holes (not shown).
  • a plurality of substrate push-up pins that push up the substrate 200 and support the back surface of the substrate 200 when the substrate 200 is carried into and out of the reaction vessel 203 are provided on the bottom surface of the reaction vessel 203 described above.
  • the through-hole and the substrate push-up pin are arranged so that the substrate push-up pin penetrates the through-hole in a non-contact state with the susceptor 217 when the substrate push-up pin is raised or when the susceptor 217 is lowered by the lifting mechanism 268. Has been.
  • the elevating mechanism 268 is provided with a rotation mechanism 267 that rotates the susceptor 217.
  • a rotation shaft (not shown) of the rotation mechanism 267 is connected to the susceptor 217.
  • the susceptor 217 is configured to rotate in a direction parallel to the mounting surface of the susceptor 217.
  • a control unit 300 described later is connected to the rotation mechanism 267 through a coupling unit 267a.
  • the coupling portion 267a is configured as a slip ring mechanism that electrically connects the rotating side and the fixed side with a metal brush or the like. This prevents the rotation of the susceptor 217 from being hindered.
  • the controller 300 is configured to control the energization of the rotation mechanism 267 so that the susceptor 217 is rotated at a predetermined speed for a predetermined time. As described above, by rotating the susceptor 217, the substrate 200 placed on the susceptor 217 has the first processing region 201 a, the first purge region 204 a, the second processing region 201 b, and the second purge. The region 204b is moved in this order.
  • a heater 218 as a heating unit is integrally embedded in the susceptor 217.
  • the substrate 200 placed on the substrate platform 217b is heated.
  • the surface of the substrate 200 is heated to a predetermined temperature (for example, room temperature to about 1000 ° C.).
  • a plurality (for example, five) of heaters 218 may be provided on the same surface so as to individually heat the respective substrates 200 placed on the susceptor 217.
  • the susceptor 217 is provided with a temperature sensor 274.
  • a temperature regulator 223, a power regulator 224, and a heater power source 225 are electrically connected to the heater 218 and the temperature sensor 274 via a power supply line 222. Based on the temperature information detected by the temperature sensor 274, the power supply to the heater 218 is controlled.
  • a gas supply mechanism 250 including a first processing gas introduction mechanism 251, a second processing gas introduction mechanism 252, and an inert gas introduction mechanism 253 is provided above the inside of the reaction vessel 203.
  • the gas supply mechanism 250 is provided in an airtight manner above the susceptor 217 and in an opening formed in the upper part of the reaction vessel 203.
  • the first process gas introduction mechanism 251 is provided in the partition plate 205 a and has a gas ejection port 254.
  • the second processing gas introduction mechanism 252 is provided in the second partition plate 205c, and the first inert gas ejection port 256 and the second inert gas ejection mechanism 253 having the gas ejection port 254 are provided on the side wall.
  • Inert gas outlets 257 are provided so as to face each other.
  • the gas ejection port 254 has gas ejection holes 254 (1)... 254 (n) which are a plurality of ejection holes, and is provided in a straight line at the center of the processing region. That is, the ejection port 254 is provided above the susceptor 217 and so as to face the mounted wafer 200.
  • the gas supply mechanism 250 supplies the first processing gas from the first processing gas introduction mechanism 251 into the first processing region 201a, and the second processing gas introduction mechanism 252 supplies the first processing gas into the second processing region 201b.
  • the second processing gas is supplied, and the inert gas is supplied from the inert gas introduction mechanism 253 into the first purge region 204a and the second purge region 204b.
  • the gas supply mechanism 250 can supply each processing gas and inert gas individually to each region without mixing them, and can supply each processing gas and inert gas to each region in parallel. It is configured to be able to.
  • the first gas supply pipe 232a is connected to the upstream side of the first processing gas introduction mechanism 251.
  • a source gas supply source 232b On the upstream side of the first gas supply pipe 232a, a source gas supply source 232b, a mass flow controller (MFC) 232c as a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 232d as an on-off valve are provided in order from the upstream direction. It has been.
  • MFC mass flow controller
  • the first gas for example, a silicon-containing gas is supplied from the mass flow controller 232c, the valve 232d, the first gas introduction mechanism 251 and the gas outlet. It is supplied into the first processing area 201a via H.254.
  • a silicon-containing gas for example, a precursor butylaminosilane (SiH 2 (NH (C 4 H 9) 2), abbreviation: BTBAS) gas can be used as a precursor.
  • the first processing gas may be any of solid, liquid, and gas at normal temperature and pressure, but will be described as a gas here.
  • a vaporizer (not shown) is provided between the source gas supply source 232b and the mass flow controller 232c. As long as the first processing gas can be supplied as a gas.
  • the silicon-containing gas in addition to the BTBAS gas, for example, hexamethyldisilazane (C6H19NSi2, abbreviated as HMDS) gas, trisdimethylaminosilane (Si [N (CH3) 2] 3H, abbreviated as 3DMAS) which is an organic silicon material.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • 3DMAS trisdimethylaminosilane
  • TSA trisilylamine
  • the first gas is made of a material having higher adhesion than the second gas described later.
  • a second gas supply pipe 233a is connected to the upstream side of the second processing gas introduction mechanism 252.
  • a source gas supply source 233b On the upstream side of the second gas supply pipe 233a, a source gas supply source 233b, a mass flow controller (MFC) 233c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 233d that is an on-off valve are provided in order from the upstream direction. It has been.
  • MFC mass flow controller
  • the second gas for example, oxygen (O2) gas, which is an oxygen-containing gas
  • O2 gas which is an oxygen-containing gas
  • the gas is supplied into the second processing region 201b through the introduction mechanism 252 and the gas outlet 254.
  • the O 2 gas that is the second processing gas is brought into a plasma state by the plasma generation unit 206 and exposed to the substrate 200.
  • the O 2 gas which is the second processing gas, may be activated by adjusting the temperature of the heater 218 and the pressure in the reaction vessel 203 within a predetermined range.
  • oxygen-containing gas ozone (O3) gas or water vapor (H2O) may be used.
  • the second gas is made of a material having a lower degree of adhesion than the first gas.
  • the first process gas supply unit (also referred to as a source gas supply system) 232 is mainly configured by the first gas supply pipe 232a, the mass flow controller 232c, and the valve 232d.
  • the source gas supply source 232b, the first process gas introduction mechanism 251 and the gas jet outlet 254 may be included in the first process gas supply unit.
  • a second process gas supply unit (also referred to as a reaction gas supply system) 233 is mainly configured by the second gas supply pipe 233a, the mass flow controller 233c, and the valve 233d.
  • the source gas supply source 233b, the second process gas introduction mechanism 252 and the gas jet outlet 255 may be included in the second process gas supply unit.
  • a process gas supply part is mainly comprised by the 1st gas supply part and the 2nd gas supply part.
  • a first inert gas supply pipe 234a is connected to the upstream side of the inert gas introduction mechanism 253.
  • an inert gas supply source 234b On the upstream side of the first inert gas supply pipe 234a, in order from the upstream direction, a mass flow controller (MFC) 234c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve that is an on-off valve 234d is provided.
  • MFC mass flow controller
  • an inert gas composed of, for example, nitrogen (N2) gas is supplied to the mass flow controller 234c, the valve 234d, the inert gas introduction mechanism 253, and the first inert gas outlet 256.
  • the first purge region 204a and the second purge region 204b are supplied through the second inert gas outlet 257, respectively.
  • the N 2 gas supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b acts as a purge gas in the film forming step (S106) described later.
  • a rare gas such as helium (He) gas, neon (Ne) gas, or argon (Ar) gas can be used as the inert gas.
  • the downstream end of the second inert gas supply pipe 235a is connected to the downstream side of the valve 232d of the first gas supply pipe 232a.
  • an inert gas supply source 235b In order from the upstream direction, an inert gas supply source 235b, a mass flow controller (MFC) 235c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 235d that is an on-off valve are provided.
  • MFC mass flow controller
  • N2 gas is used as an inert gas, such as a mass flow controller 235c, a valve 235d, a first gas supply pipe 232a, a first processing gas introduction mechanism 251 and a gas jet 254.
  • N2 gas supplied into the first processing region 201a acts as a carrier gas or a dilution gas in the film forming step (S106).
  • the downstream end of the third inert gas supply pipe 236a is connected to the downstream side of the valve 233d of the second gas supply pipe 233a.
  • an inert gas supply source 236b a mass flow controller (MFC) 236c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 236d that is an on-off valve are provided.
  • MFC mass flow controller
  • N 2 gas is used as an inert gas, such as a mass flow controller 236c, a valve 236d, a second gas supply pipe 233a, a second processing gas introduction mechanism 252 and a gas outlet 254. Is supplied into the second processing area 201b. Similar to the N 2 gas supplied into the first processing region 201a, the N 2 gas supplied into the second processing region 201b acts as a carrier gas or a dilution gas in the film forming step (S106).
  • the first inert gas supply unit 234 is mainly composed of the first inert gas supply pipe 234a, the mass flow controller 234c, and the valve 234d. It should be noted that the inert gas supply source 234b, the inert gas introduction mechanism 253, the first inert gas outlet 256, and the second inert gas outlet 257 are included in the first inert gas supply unit 234. May be.
  • the second inert gas supply unit 235 is mainly configured by the second inert gas supply pipe 235a, the mass flow controller 235c, and the valve 235d.
  • the inert gas supply source 235b, the first gas supply pipe 232a, the first process gas introduction mechanism 251 and the gas outlet 254 may be included in the second inert gas supply unit 235.
  • the third inert gas supply unit 236 is mainly configured by the third inert gas supply pipe 236a, the mass flow controller 236c, and the valve 236d.
  • the inert gas supply source 236b, the second gas supply pipe 233a, the second processing gas introduction mechanism 252 and the gas outlet 254 may be included in the third inert gas supply unit.
  • the inert gas supply part is mainly comprised by the 3rd inert gas supply part from the 1st inert gas supply part.
  • the cleaning gas introduction section may be provided as a gas introduction mechanism 253 at the center of the susceptor as shown in FIGS. 4 and 5, or may be provided as a gas introduction mechanism about 200 mm from the center on the edge side. Good.
  • a cleaning gas supply pipe 234 a is connected to the upstream side of the gas introduction mechanism 253.
  • a cleaning gas supply source 234b On the upstream side of the cleaning gas supply pipe 234a, a cleaning gas supply source 234b, a mass flow controller (MFC) 234c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 234d that is an on-off valve are provided in order from the upstream direction. Yes.
  • MFC mass flow controller
  • a cleaning gas composed of a gas containing fluorine (F) atoms is supplied onto the substrate platform 217 via the mass flow controller 234c, the valve 234d, and the gas introduction mechanism 253. .
  • fluorine (F2) gas nitrogen trifluoride (NF3) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF3) gas, xenon difluoride (XeF2) gas, trifluoride
  • a gas containing a fluorine atom such as bromine (BrF3) gas, bromine pentafluoride (BrF5) gas, iodine pentafluoride (IF5) gas, iodine heptafluoride (IF7) gas, or the like can be used.
  • the process gas supply unit and the inert gas supply unit constitute a gas supply unit.
  • the exhaust port 259 is an outer peripheral part of the susceptor 217 and is arranged at the bottom of the susceptor, and exhausts the gas supplied from the gas outlet 254 to the first processing region 201a. .
  • the exhaust port 259 exhausts the gas supplied from the gas ejection port 255 to the second processing region 201b.
  • the reaction vessel 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing region 201 a and the processing region 201 b and the purge region 204 a and the purge region 204 b below the reaction vessel 203.
  • a vacuum pump as a vacuum exhaust device via a flow rate control valve 245 as a flow rate controller (flow rate control unit) for controlling the gas flow rate and an APC (Auto Pressure Controller) valve 243 as a pressure regulator (pressure adjustment unit). 246 is connected, and is configured so that the pressure in the reaction vessel 203 can be exhausted to a predetermined pressure (degree of vacuum).
  • the APC valve 243 is an open / close valve that can open and close the valve to exhaust or stop the exhaust in the reaction vessel 203 and further adjust the valve opening to adjust the pressure.
  • the exhaust pipe 231, the APC valve 243 and the flow rate control valve 245 mainly constitute a gas exhaust unit.
  • a vacuum pump 246 may be included in the gas exhaust unit.
  • Control part 300 which is a control part (controller) controls each structure demonstrated above.
  • the reaction container 203 is provided with the first transfer chamber casing 101 so as to be adjacent to the gate valve 150 through one of the gate valves 153. For example, when the gate valve 151 is opened, the inside of the reaction vessel 203 and the first transfer chamber casing 101 communicate with each other.
  • the first substrate transfer machine 112 transports the substrate 200 from the pod to the placement unit 217 b of the susceptor 217 via the second substrate transfer machine 124.
  • the susceptor 217 is formed with a plurality of placement portions 217b on which the substrate 200 is placed.
  • five placement portions 217b are provided so that each of the placement portions 217b is equidistant with respect to the forward clockwise direction (for example, an interval of 72 degrees).
  • the placement portion 217b is rotated in the direction of the arrow collectively.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a substrate processing process according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process on the substrate in the film forming process in the substrate processing process according to the first embodiment
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a cleaning process in the substrate processing process according to the present invention. Moreover, it demonstrates using FIG. 3 thru
  • the operation of each part of the process chamber 202 of the substrate processing apparatus 10 is controlled by the control unit 300.
  • a BTBAS gas that is a silicon-containing gas is used as the first gas
  • an O 2 gas that is an oxygen-containing gas is used as the second processing gas
  • a silicon oxide film (SiO 2 film Hereinafter, an example of forming a simple SiO) film will be described.
  • the substrate push-up pin is raised to the transfer position of the substrate 200, and the substrate push-up pin is passed through the through hole of the susceptor 217. As a result, the substrate push-up pin is in a state of protruding from the surface of the susceptor 217 by a predetermined height. Subsequently, the gate valve 151 is opened, and a predetermined number (for example, five) of substrates 200 (processing substrates) is loaded into the reaction vessel 203 using the first substrate transfer machine 112.
  • a predetermined number for example, five
  • the susceptor 217 is placed on the same surface of the susceptor 217 so that the substrates 200 do not overlap with each other about the rotation axis (not shown).
  • the substrate 200 is supported in a horizontal posture on the substrate push-up pins protruding from the surface of the susceptor 217.
  • the first substrate transfer machine 112 is retracted out of the reaction vessel 203, the gate valve 151 is closed, and the inside of the reaction vessel 203 is sealed.
  • the substrate push-up pin is lowered to place the mounting portions provided on the susceptors 217 on the bottom surfaces of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b.
  • the substrate 200 is placed on the 217b.
  • N 2 gas as a purge gas from the inert gas supply unit into the reaction vessel 203 while exhausting the reaction vessel 203 by the exhaust unit. . That is, by operating the vacuum pump 246 and opening the APC valve 243, while exhausting the inside of the reaction vessel 203, at least the valve 234 d of the first inert gas supply unit is opened, whereby N 2 gas is introduced into the reaction vessel 203. Is preferably supplied. Thereby, it is possible to suppress intrusion of particles into the processing region 201 and adhesion of particles onto the substrate 200.
  • N2 gas may be further supplied from the second inert gas supply unit and the third inert gas supply unit.
  • the vacuum pump 246 is always operated at least from the substrate loading / mounting step (S102) to the substrate unloading step (S108) described later.
  • the surface temperature is heated to 750 ° C. or higher, impurities are diffused in a source region, a drain region, or the like formed on the surface of the substrate 200, and circuit characteristics deteriorate.
  • the performance of the semiconductor device may be degraded.
  • diffusion of impurities in the source region and drain region formed on the surface of the substrate 200, deterioration in circuit characteristics, and reduction in performance of the semiconductor device can be suppressed.
  • the inside of the reaction vessel 203 is evacuated by a vacuum pump 246 so that the inside of the reaction vessel 203 has a desired pressure (for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa).
  • a desired pressure for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa.
  • the pressure in the reaction vessel 203 is measured by a pressure sensor (not shown), and the opening degree of the APC valve 243 is feedback controlled based on the measured pressure information.
  • the rotation mechanism 267 is operated to start the rotation of the susceptor 217.
  • the rotation speed of the susceptor 217 is controlled by the controller 300.
  • the rotation speed of the susceptor 217 is, for example, 1 rotation / second.
  • BTBAS gas as the first processing gas is supplied into the first processing region 201a, and O2 gas as the second processing gas is supplied into the second processing region 201b.
  • the film forming process will be described by taking as an example a process of supplying and forming a SiO film on the substrate 200. In the following description, BTBAS gas supply, O2 gas supply, and N2 gas are supplied to the respective regions in parallel.
  • the processing gas is supplied to the processing region 201, and the inert gas is supplied.
  • the valve 233d is opened and O 2 gas is supplied into the second processing region 201b via the gas outlet 254. In this way, the processing gas is supplied from the processing gas supply unit.
  • N2 gas which is an inert gas
  • the APC valve 243 is appropriately adjusted so that the pressure in the reaction vessel 203 is, for example, a pressure within a range of 10 Pa to 1000 Pa.
  • the temperature of the heater 218 is set to such a temperature that the temperature of the substrate 200 becomes a temperature within the range of room temperature to 400 ° C., for example. In addition, Preferably, it is the range of 200 to 400 degreeC.
  • the exhaust port 259 is opened while the valve 232d is opened and the BTBAS gas is supplied from the first gas supply pipe 232a to the first processing region 201a via the first gas introduction mechanism 251 and the gas outlet 254. Then, the exhaust is exhausted through the exhaust pipe 231.
  • the flow rate of BTBAS gas is controlled by adjusting the mass flow controller 232c so as to be a predetermined flow rate.
  • the supply flow rate of the BTBAS gas controlled by the mass flow controller 232c is set to a flow rate in the range of 10 sccm to 500 sccm, for example.
  • the valve 235d When supplying the BTBAS gas into the first processing region 201a, the valve 235d is opened, and N2 gas as a carrier gas or dilution gas is supplied into the first processing region 201a from the second inert gas supply pipe 235a. It is preferable to supply. Thereby, supply of BTBAS gas into the 1st processing field 201a can be promoted.
  • valve 233d is opened, and the O2 gas is supplied from the second gas supply pipe 233a to the second processing region 201b via the second gas introduction mechanism 252 and the gas outlet 255, and the exhaust port 259 and the exhaust pipe are supplied. Exhaust through 231.
  • O2 gas having the same flow rate as that of the center of the wafer 200 can be supplied even at a location near the center of the susceptor 217 and a location near the side edge of the susceptor 217 in the surface of the wafer 200.
  • the O 2 gas can be uniformly supplied to the surface of the wafer 200. By supplying uniformly, it becomes possible to perform film processing uniformly on the wafer 200 surface.
  • a film is also deposited on the susceptor 217.
  • the deposited film is a film different from the material of the substrate mounting member, and is formed from the group consisting of an oxide film, a nitride film, a carbonized film, an oxynitride film, an oxycarbide film, a carbonitride film, and an oxycarbonitride film. It is at least one film selected.
  • the mass flow controller 233c is adjusted so that the flow rate of the O 2 gas becomes a predetermined flow rate.
  • the supply flow rate of the O 2 gas controlled by the mass flow controller 233c is, for example, a flow rate in the range of 1000 sccm to 10000 sccm.
  • the valve 236d When supplying the O2 gas into the second processing region 201b, the valve 236d is opened, and N2 gas as a carrier gas or a dilution gas is supplied into the second processing region 201b from the third inert gas supply pipe 236a. It is preferable to supply. Thereby, supply of O2 gas into the 2nd processing field 201b can be promoted.
  • valve 232d, the valve 233d, and the valve 234d are opened, and N2 gas that is an inert gas as a purge gas is supplied from the first inert gas supply pipe 234a to the inert gas introduction mechanism 253, the first inert gas jet outlet.
  • the exhaust gas is exhausted while being supplied to the first purge region 204a and the second purge region 204b via the 256 and the second inert gas outlet 257, respectively.
  • the mass flow controller 234c is adjusted so that the flow rate of the N2 gas becomes a predetermined flow rate.
  • the first processing region 201a and the second processing region 201b from the first purge region 204a and the second purge region 204b.
  • the intrusion of the processing gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b can be suppressed.
  • high-frequency power is supplied from a high-frequency power source (not shown) to the plasma generation unit 206 provided above the second processing region 201b.
  • the O 2 gas that has been supplied into the second processing region 201b and has passed under the plasma generation unit 206 is in a plasma state within the second processing region 201b, and the active species contained therein are supplied to the substrate 200.
  • O2 gas has a high reaction temperature, and it is difficult to react at the processing temperature of the substrate 200 and the pressure in the reaction vessel 203 as described above, but when the O2 gas is in a plasma state and activated species contained therein are supplied, For example, the film formation process can be performed even in a temperature range of 400 ° C. or lower.
  • the required processing temperature is different between the first processing gas and the second processing gas, it is necessary to increase the processing temperature by controlling the heater 218 in accordance with the temperature of the processing gas having the lower processing temperature.
  • the other processing gas may be supplied in a plasma state. By using plasma in this way, the substrate 200 can be processed at a low temperature, and for example, thermal damage to the substrate 200 having a wiring weak to heat such as aluminum can be suppressed.
  • the substrate processing productivity can be improved, for example, the oxidation processing time can be shortened by the high oxidizing power of the O 2 gas in the plasma state.
  • the substrate 200 repeats moving in the order of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. Therefore, BTBAS gas supply, N2 gas supply (purge), plasma O2 gas supply, and N2 gas supply (purge) are alternately performed on the substrate 200 a predetermined number of times.
  • the processing gas having the same flow rate as that of the center of the wafer 200 can be supplied even at a location near the center of the susceptor 217 or a location near the side edge of the susceptor 217 in the surface of the wafer 200.
  • the processing gas can be supplied uniformly to the 200 plane.
  • a specific example of the film forming process sequence will be described with reference to FIG.
  • BTBAS gas is supplied to the surface of the substrate 200 that has passed through the first processing area 201a, and is located on the substrate 200, near the center of the wafer and the center of the susceptor 217.
  • the silicon-containing layer is uniformly formed at a location near the side end of the susceptor 217.
  • ⁇ Gas is ejected from the first process gas introduction mechanism 251 through the gas ejection port 254 toward the substrate in the first process region 201a.
  • the ejected gas is supplied to the passing wafer 200 and contributes to the formation of the silicon-containing layer on the wafer 200, and the gas that has not contributed is exhausted from the first exhaust port 259.
  • the substrate 200 on which the SiO layer is formed in the second processing area 201b passes through the second purge area 204b.
  • N 2 gas is supplied to the substrate 200 that passes through the second purge region.
  • one rotation of the susceptor 217 is set to one cycle, that is, the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region.
  • a SiO film having a predetermined thickness can be formed on the substrate 200.
  • it is confirmed whether or not the above-described cycle has been performed a predetermined number of times.
  • the heel cycle is performed a predetermined number of times, it is determined that the desired film thickness has been reached, and the film forming process is terminated. If the cycle has not been performed a predetermined number of times, that is, it is determined that the desired film thickness has not been reached, the process returns to S202 and the cycle process is continued.
  • the above-described cycle is performed a predetermined number of times, and after determining that the SiO film having a desired film thickness is formed on the substrate 200, at least the valve 232d and the valve 233d are closed, and the first processing region 201a of the BTBAS gas is processed. And the supply of O 2 gas to the second processing region 201b are stopped. At this time, power supply to the plasma generation unit 206 is also stopped. Further, the rotation of the susceptor 217 is stopped and the film forming process is ended.
  • the substrate is unloaded as follows. First, the substrate push-up pins 266 are raised, and the substrate 200 is supported on the substrate push-up pins 266 that protrude from the surface of the susceptor 217. Then, the gate valve 151 is opened, the substrate 200 is carried out of the reaction vessel 203 using the first substrate transfer machine 112, and the substrate processing step according to the first embodiment is completed.
  • the conditions such as the temperature of the substrate 200, the pressure in the reaction vessel 203, the flow rate of each gas, the power applied to the plasma generation unit 206, the processing time, etc. Adjust as desired.
  • the fluorine-containing gas may be activated by plasma.
  • Haldrophilic treatment step (S304) When the fluorine cleaning step is completed, oxygen plasma cleaning treatment is performed by supplying O2 into the reaction vessel 203 in plasma form. When cleaning is performed with a gas containing fluorine, immediately after cleaning, fluorine atoms (F) remain on the surface of the susceptor 217, so that the surface of the susceptor 217 has water repellency. If a film formation process is performed on the surface of the susceptor 217 that has water repellency as it is, the adhesion of the film may deteriorate depending on the type of film, and film peeling may occur even with a slight stress.
  • the plasma cleaning conditions are the same as the film forming conditions.
  • the substrate temperature is 60 ° C.
  • the oxygen is 7000 Sccm
  • the pressure is 300 Pa
  • the high-frequency power is 200 W
  • the rotation speed is 60 rpm
  • the time is 120 minutes.
  • Precoat treatment step (S306) Subsequently, the surface of the susceptor 217 is subjected to a precoat treatment.
  • a precoat film is repeatedly formed on the surface of the susceptor 217, and the precoat film deposited on the surface of the susceptor 217 becomes a thick film. Hateful. Therefore, since the accumulated film thickness can be increased as compared with the conventional case, the production possible time is extended and the operating rate of the apparatus is improved. Even in the process of depositing a film during film formation on the precoat film, the accumulated film thickness on the susceptor 217 can be increased. Is extended.
  • the substrate temperature is 60 ° C.
  • BTBAS / N 2 40/225 Sccm, oxygen 3000 Sccm, pressure 120 Pa, high frequency power 300 W, rotation speed 60 rpm, and time 20 min.
  • the precoat treatment conditions are the same as the film formation conditions, the conditions are not limited to the above conditions.
  • a silicon-containing gas and an oxygen-containing gas are used as the processing gas, and the SiO film is formed on the substrate 200. That is, for example, a hafnium oxide film (HfO film) using a hafnium (Hf) -containing gas and an oxygen-containing gas, a zirconium (Zr) -containing gas and an oxygen-containing gas, a titanium (Ti) -containing gas, and an oxygen-containing gas as the processing gas.
  • a High-K film such as zirconium oxide (ZrO film) or titanium oxide film (TiO film) may be formed on the substrate 200.
  • ammonia (NH 3) gas which is a nitrogen (N) -containing gas, or the like may be used as the processing gas to be converted into plasma.
  • oxygen gas is supplied to the processing chamber, and plasma is generated by the plasma generation unit 206.
  • plasma is generated by the plasma generation unit 206.
  • the present invention is not limited thereto, and a remote plasma method for generating plasma outside the processing chamber, Ozone with a high energy level may be used.
  • the controller 300 according to the embodiment of the present invention can be realized using a normal computer system, not a dedicated system. For example, by installing the program from a recording medium (flexible disk, CD-ROM, USB, etc.) storing a program for executing the above-described processing in a general-purpose computer, an operation unit that executes the above-described processing is configured. can do.
  • a recording medium flexible disk, CD-ROM, USB, etc.
  • And means for supplying these programs is arbitrary.
  • it in addition to being supplied via a predetermined recording medium, it may be supplied via a communication line, a communication network, a communication system, or the like.
  • the program may be posted on a bulletin board of a communication network and provided by being superimposed on a carrier wave via the network.
  • the above-described processing can be executed by starting the program provided in this way and executing it in the same manner as other application programs under the control of the OS.
  • the film forming process includes, for example, a process for forming a CVD, PVD, oxide film, and nitride film, and a process for forming a film containing a metal.
  • the present invention can be suitably applied to other substrate processes such as a diffusion process, an annealing process, an oxidation process, a nitriding process, and a lithography process.
  • the present invention can be applied not only to a semiconductor manufacturing apparatus but also to an apparatus for processing a glass substrate such as an LCD device as a substrate processing apparatus.
  • the present invention can also be suitably applied to other substrate processing apparatuses such as an annealing processing apparatus, an oxidation processing apparatus, a nitriding processing apparatus, an exposure apparatus, a coating apparatus, a drying apparatus, and a heating apparatus.
  • substrate processing apparatuses such as an annealing processing apparatus, an oxidation processing apparatus, a nitriding processing apparatus, an exposure apparatus, a coating apparatus, a drying apparatus, and a heating apparatus.
  • a substrate mounting member (susceptor) provided in a reaction chamber for processing a substrate, and a reaction gas (second processing gas) for processing the substrate
  • a reactive gas supply unit (second processing gas supply unit) for supplying the gas
  • a cleaning gas supply unit for supplying a fluorine-containing gas containing at least one fluorine atom
  • a plasma mechanism for activating the reactive gas
  • the substrate processing apparatus further includes a raw material gas supply unit (first processing gas supply unit) for supplying a raw material gas (first processing gas) to the substrate,
  • the control unit supplies the source gas and the reaction gas to the reaction chamber while leaving the substrate out of the reaction chamber, and forms a film formed on the substrate on the substrate mounting member. It is configured to control at least the source gas supply unit, the reaction gas supply unit, and the plasma mechanism so as to form a film having the same composition.
  • the substrate processing apparatus of Supplementary Note 1 is used for protecting a substrate placement part of the substrate placement member in a state where the substrate placement member is loaded instead of the substrate.
  • a transfer unit that transfers the dummy substrate in the same manner as the substrate, and the control unit removes the substrate from the reaction chamber and then loads the dummy substrate on the substrate mounting member. Configured to supply gas to the reaction chamber
  • the substrate processing apparatus further comprising a rotation mechanism for rotating the substrate mounting member, wherein the reaction chamber is supplied with the source gas.
  • a rotation mechanism for rotating the substrate mounting member, wherein the reaction chamber is supplied with the source gas.
  • the substrate placement member is rotated by the rotation mechanism, the substrate placed on the substrate placement member is changed into the first processing region, the first purge region, and the second processing region.
  • the rotation mechanism is controlled to move in the order of the second purge region.
  • the susceptor is a member containing a non-metallic material such as SiC (silicon carbide), carbon (C), aluminum nitride (AlN), ceramics, or quartz. It comprises at least one member.
  • a non-metallic material such as SiC (silicon carbide), carbon (C), aluminum nitride (AlN), ceramics, or quartz. It comprises at least one member.
  • the control unit includes a group consisting of an oxide film, a nitride film, a carbonized film, an oxynitride film, an oxycarbide film, a carbonitride film, and an oxycarbonitride film. At least one film selected from the above is configured to be formed on the substrate mounting member.
  • the deposited film is a film different from the material of the substrate mounting member, and is an oxide film, a nitride film, a carbide film, an oxynitride film, an acid It is at least one film selected from the group consisting of a carbide film, a carbonitride film, and an oxycarbonitride film.
  • control unit desorbs fluorine atoms (F) attached to the surface of the substrate mounting member, and the surface of the substrate mounting member is It is configured to have hydrophilicity (terminated with OH).
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 1, further including a heating unit that heats the substrate, wherein the heating unit is configured to be provided on the substrate mounting member.
  • control unit is configured to supply the fluorine-containing gas containing fluorine atom (F) into plasma to the reaction chamber.
  • the cleaning gas supply unit is at least selected from the group consisting of F2, NF3, HF, ClF3, XeF2, BrF3, BrF5, IF5, and IF7. It is configured to supply any one of the fluorine-containing gases to the reaction chamber.
  • the first process gas is a silicon (Si) -containing gas
  • the second process gas is an oxygen (O2) -containing gas.
  • the source gas supply unit is at least one silicon (Si) selected from the group consisting of BTBAS gas, HMDS gas, 3DMAS gas, and TSA gas. It is configured to supply a contained gas.
  • the source gas supply unit is selected from the group consisting of a hafnium (Hf) -containing gas, a zirconium (Zr) -containing gas, and a titanium (Ti) -containing gas.
  • the source gas containing at least one metal-containing gas is supplied.
  • the fluorine-containing gas is supplied into the reaction chamber, and the deposition deposited on the substrate mounting member on which the substrate is mounted A removing step for removing the film; and a reactive gas (second processing gas) is activated and supplied into the reaction chamber to remove fluorine atoms adhering to the substrate mounting member; And a hydrophilic treatment step for making the surface hydrophilic.
  • a film forming process for forming a predetermined film on a substrate in a reaction chamber, and a fluorine-containing gas is supplied into the reaction chamber after the substrate is unloaded from the reaction chamber. Removing the deposited film deposited on the substrate mounting member on which the substrate is mounted, and activating and supplying a reaction gas (second processing gas) into the reaction chamber, to the substrate mounting member.
  • a method of manufacturing a semiconductor device including a hydrophilic treatment step of removing attached fluorine atoms and making the surface of the substrate mounting member hydrophilic.
  • the source gas and the reaction gas are respectively supplied to the reaction chamber while the substrate is taken out from the reaction chamber.
  • the substrate mounting member includes a precoat treatment step of forming a film having the same composition as the film formed on the substrate, and after the hydrophilic treatment step is completed, the precoat treatment step is performed.
  • the source gas and the reaction gas are respectively supplied to the reaction chamber while the substrate is taken out from the reaction chamber.
  • the film forming step includes a precoat treatment step for forming a film having the same composition as the film deposited on the substrate mounting member. After the hydrophilic treatment step is completed, the precoat treatment step is performed.
  • a fluorine-containing gas is supplied into the reaction chamber and deposited on the substrate mounting member on which the substrate is mounted.
  • a computer-readable recording medium on which the program is recorded are provided.
  • the present invention is applied to a substrate processing apparatus having a configuration for cleaning a deposited film deposited on a substrate mounting member provided in a reaction chamber for processing a substrate.
  • Substrate processing apparatus 202 Processing furnace 217 ..
  • Substrate mounting member (susceptor) 218 .. Heating means

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Abstract

基板を処理するための反応室内に設けられた基板載置部材と、基板を処理するための反応ガスを供給する反応ガス供給部と、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含むフッ素含有ガスを供給するクリーニングガス供給部と、反応ガスを活性化するプラズマ機構と、基板を反応室から取り出した状態で、反応室内にフッ素含有ガスを供給して、基板載置部材に堆積された堆積膜を除去し、反応室内に活性化した反応ガスを供給して、基板載置部材に付着したフッ素原子を除去し、基板載置部材の表面を親水性にするように、少なくとも反応ガス供給部、クリーニングガス供給部、プラズマ機構を制御するよう構成される制御部と、を有する構成が提供される。

Description

基板処理装置、クリーニング方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体
  本発明は、基板を載置する基板載置部材に堆積できる膜厚を大きくして、メンテナンス周期を延伸させるクリーニング技術に関する。
基板処理装置においては、形成する膜種に関係なく成膜処理回数が増えるに従ってサセプタ等の基板載置部材における累積膜厚が増加し、ある累積膜厚に達すると、パーティクルの発生が急激に増加することが知られている。そこで、このような基板処理装置が使用された半導体装置の製造方法における成膜工程においては、ある累積膜厚に達すると、サセプタ等を予め洗浄されたものと全て交換する作業（以下、フルメンテナンスという。）を実施することにより、パーティクルの発生を防止することが行われている。
ところが、フルメンテナンスにおいて、サセプタ等の取り付け取り外し作業に時間が消費されるばかりでなく、基板処理室内の温度の降下および再上昇に時間が消費されてしまうため、基板処理装置のダウンタイム（休止時間）がきわめて長く（例えば、一回当たり三十時間）なり、成膜工程ひいては半導体装置の製造方法全体としてのスループットを低下させてしまうという問題点があった。例えば特許文献１には、累積膜厚を検知する一手法が記載されている。
特許登録４２９４９７２号公報
  本発明の目的は、基板を載置するサセプタ上に堆積されてしまう堆積膜の影響により、クリーニングの頻度が高くなることを抑制する構成を提供することにある。
  本発明の一態様によれば、基板を処理するための反応室内に設けられた基板載置部材と、基板を処理するための反応ガスを供給する反応ガス供給部と、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含むフッ素含有ガスを供給するクリーニングガス供給部と、反応ガスを活性化するプラズマ機構と、基板を反応室から取り出した状態で、反応室内にフッ素含有ガスを供給して、基板載置部材に堆積された堆積膜を除去し、反応室内に活性化した反応ガスを供給して、基板載置部材に付着したフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にするように、少なくとも反応ガス供給部、クリーニングガス供給部、プラズマ機構を制御するよう構成される制御部と、を有する構成が提供される。
上記の構成によれば、サセプタ上に堆積できる膜厚を高くし、クリーニング頻度を下げることによって、装置の稼働率を向上させることができる。
本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。 本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。 本発明に係る基板処理室の説明図である。 本発明に係る基板処理室の説明図である。 本発明に係る基板処理室の説明図である。 本発明に係る基板処理工程を説明するフローチャートである。 本発明に係る成膜工程を説明するフローチャートである。 本発明に係るクリーニング工程を説明するフローチャートである。
＜第１実施形態＞（１）基板処理装置の構成  まずは、第１実施形態に係る基板処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る多枚葉式の基板処理装置１０の概略構成図である。
  図１および図２を用いて、第１実施形態に係る基板処理装置の概要を説明する。
  なお、第１実施形態に係る基板処理装置においては、製品としての処理基板２００などの基板(ウェハ)を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（ＦｒｏｎｔＯｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ 。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図２を基準とする。すなわち、図１に示されているＸ１の方向を右、Ｘ２方向を左、Ｙ１方向を前、Ｙ２方向を後ろとする。
  図１および図２に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えている。第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が五角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下で二枚の基板２００を同時に移載出来る第一の基板移載機１１２が設置されている。ここで、第一の基板移載機１１２は、一枚の基板２００を移載出来る物でも良い。第一の基板移載機１１２は、第一の基板移載機エレベータ１１５によって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
  筐体１０１の五枚の側壁のうち前側に位置する壁には、搬入用の予備室と搬出用の予備室とを併用可能な予備室１２２と予備室１２３がそれぞれゲートバルブ１２６，ゲートバルブ１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得る構造で構成されている。さらに、予備室（ロードロック室）１２２，予備室（ロードロック室）１２３には基板支持台１４０により２枚の基板２００を積み重ねるように置くことが可能である。
予備室１２２，予備室１２３には、基板の間に隔壁板１４１が設置される。複数枚の処理済基板が予備室１２２または予備室１２３に入る場合、先に入った処理済の冷却途中の基板が、次に入った処理済基板の熱影響で温度の下がり具合が遅くなるような熱干渉を、隔壁板を設けることで防止できる。
  ここで、一般的な冷却効率を上げるための手法を説明する。予備室１２２および予備室１２３、隔壁板１４１には冷却水やチラーなどを流す。このような構造とすることで、壁面温度を低く抑え、どのスロットに入った処理済基板であっても冷却効率を上げることができる。負圧においては、基板と隔壁板の距離が離れすぎていると熱交換による冷却効率が低下するため、冷却効率を向上させる手法として、基板支持台（ピン）に置いたあと、基板支持台を上下させ、予備室壁面に近づけるための駆動機構を設ける場合もある。
  予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、ゲートバルブ１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１には基板２００を移載する第二の基板移載機１２４が設置されている。第二の基板移載機１２４は第二の搬送室１２１に設置された第二の基板移載機エレベータ１３１によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
  図１に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置１０６を設置させることも出来る。また、図２に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。
  図１および図２に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５の前側には、基板２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１３４と、ポッドオープナ１０８が設置されている。基板搬入搬出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側にはロードポート（ＩＯステージ）１０５が設置されている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップ１００ａを開閉すると共に基板搬入搬出口１３４を閉塞可能なクロージャ１４２と、クロージャ１４２を駆動する駆動機構１３６とを備えており、ロードポート１０５に載置されたポッド１００のキャップ１００ａを開閉することにより、ポッド１００に対する基板２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＯＨＴなど）によって、ロードポート１０５に対して、供給および排出されるようになっている。
  図１に示されているように、第一の搬送室筐体１０１の五枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する四枚の側壁には、基板に所望の処理を行う処理炉（プロセスチャンバ）２０２が設けられている。具体的には、第一の処理炉２０２ａと、第二の処理炉２０２ｂ、第三の処理炉２０２ｃ、第四の処理炉２０２ｄがゲートバルブ１５０、１５１、１５２、１５３を介してそれぞれ隣接して連結されている。
  以下、前記構成を有する基板処理装置を使用した処理工程を説明する。以下の制御は、図１および図２に示されているように、コントローラ３００によって制御される。コントローラ３００は、前記構成において、装置全体を制御している。また、コントローラ３００には、後述するクリーニングのレシピを実行するプログラムが記憶される記憶部（ＲＯＭ）を有しており、コントローラ３００の起動時に起動されるように構成されている。
  基板２００は最大２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図１および図２に示されているように、搬送されて来たポッド１００はロードポート１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって取り外され、ポッド１００の基板出し入れ口が開放される。
  ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放された後、第二の搬送室１２１に設置された第二の基板移載機１２４は、ポッド１００から基板２００をピックアップする。更に、第二の基板移載機１２４は、基板２００を予備室１２２に搬入し、基板２００を基板支持台１４０に移載する。この移載作業中の間、予備室１２２の第一の搬送室１０３側のゲートバルブ１２６は閉じられており、第一の搬送室１０３内の負圧は維持されている。ポッド１００に収納されていた基板２００を基板支持台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
  予備室１２２内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ１２６が開かれ、予備室１２２と第一の搬送室１０３とが連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一の基板移載機１１２は基板支持台１４０から基板２００を第一の搬送室１０３に搬入する。ゲートバルブ１２６が閉じられた後、ゲートバルブ１５１が開かれ、第一の搬送室１０３と第二の処理炉２０２ｂとが連通される。ゲートバルブ１５１が閉じられた後、第二の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、基板２００に対して所望の処理が施される。
  第二の処理炉２０２ｂで基板２００に対する処理が完了すると、ゲートバルブ１５１が開かれ、基板２００は第一の基板移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。搬出後、ゲートバルブ１５１は閉じられる。
  続いて、ゲートバルブ１２７が開かれ、第一の基板移載機１１２は第二の処理炉２０２ｂから搬出した基板２００を予備室１２３の基板支持台１４０へ搬送し、処理済みの基板２００は冷却される。
  予備室１２３に処理済み基板２００を搬送し、予め設定された冷却時間が経過すると、予備室１２３が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、ロードポート１０５に載置された空のポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって開かれる。
  続いて、第二の搬送室１２１の第二の基板移載機１２４は基板支持台１４０から基板２００を第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１の基板搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。
  ここで、ポッド１００のキャップ１００aは、最大２５枚の基板が戻されるまでずっと空け続けていても良く、空きのポッド１００に収納せずに基板を搬出してきたポッドに戻しても良い。
  以上の動作が繰り返されることによって２５枚の処理済み基板２００がポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はロードポート１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。
  以上の動作は第二の処理炉２０２ｂおよび予備室１２２、予備室１２３が使用される場合を例にして説明したが、第一の処理炉２０２ａおよび第三の処理炉２０２ｃ、第四の処理炉２０２ｄが使用される場合についても同様の動作が実施される。
  また、ここでは４つの処理室で説明したが、それに限らず、対応する基板や形成する膜の種類によって、処理室数を決定しても良い。
  また、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としても良いし、予備室１２２または予備室１２３を搬入用と搬出用として併用しても良い。
  予備室１２２または予備室１２３を搬入用と搬出用を専用とすることによって、クロスコンタミネーションを低減することができ、併用とすることによって基板の搬送効率を向上させることができる。
  また、全ての処理炉で同じ処理を行っても良いし、各処理炉で別の処理を行っても良い。例えば、第一の処理炉２０２ａと第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行う場合、第一の処理炉２０２ａで基板２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行わせてもよい。第一の処理炉２０２ａで基板２００にある処理を行った後、第二の処理炉２０２ｂで別の処理を行わせる場合、予備室１２２または予備室１２３を経由するようにしてもよい。
  また、処理炉は少なくとも、処理炉２０２ａ、処理炉２０２ｂのいずれか1箇所の連結が成されていれば良く、処理炉２０２ｃと処理炉２０２ｄの２箇所など、処理炉２０２ａから２０２ｄの最大４箇所の範囲において可能な組合せであればいくつ連結しても良い。
  また、装置で処理する基板２００の枚数は、一枚でも良く、複数枚でも良い。同様に予備室１２２または１２３において、クーリングする基板２００についても一枚でも良く、複数枚でも良い。処理済基板をクーリング出来る枚数は、予備室１２２および予備室１２３のスロットに投入可能な最大５枚の範囲内であれば、どのような組合せでも良い。
  また、予備室１２２内で処理済みの基板２００を搬入して冷却を行っている途中で予備室１２２のゲートバルブを開閉し処理炉に基板２００を搬入し、基板処理を行っても良い。同様に、予備室１２３内で処理済みの基板２００を搬入して冷却を行っている途中で予備室１２３のゲートバルブを開閉し処理炉に基板２００を搬入し、基板処理を行っても良い。
  ここで、十分な冷却時間を経ずに略大気側のゲートバルブ１２８、ゲートバルブ１２９を開くと、基板２００の輻射熱によって予備室１２２、予備室１２３または予備室の周りに接続されている電気部品に損害を与える可能性がある。そのため、高温な基板をクーリングする場合は、予備室１２２内に処理済みの大きな輻射熱を持つ基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１２３のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行うことが出来る。同様に、予備室１２３内に処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室１２２のゲートバルブを開閉し処理炉に基板を搬入し、基板の処理を行うことも出来る。
　ここで、本明細書において「ウェハ」という言葉を用いた場合は、「ウェハそのもの」を意味する場合や、「ウェハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合、すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウェハと称する場合がある。また、本明細書において「ウェハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウェハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウェハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウェハの最表面」を意味する場合がある。
　従って、本明細書において「ウェハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウェハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合や、「ウェハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウェハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウェハ上に所定の層（または膜）を形成する」と記載した場合は、「ウェハそのものの表面（露出面）上に所定の層（または膜）を形成する」ことを意味する場合や、「ウェハ上に形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウェハの最表面の上に所定の層（または膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
　また、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウェハ」という言葉を用いた場合と同義である。
（２）プロセスチャンバの構成  続いて、第１実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ２０２の構成について、主に図３～図５を用いて説明する。このプロセスチャンバ２０２は、例えば上述した第一の処理炉２０２ｂである。図３は、第１実施形態に係る処理炉の横断面概略図である。図４は、第１実施形態に係る処理炉の具体的構造を説明する説明図であり、第５図は図４におけるＡ－Ｂ縦断面図である。
（反応容器）  図３～図５に示すように、処理炉としてのプロセスチャンバ２０２は、筒状の気密容器である反応容器２０３を備えている。反応容器２０３内には、基板２００の処理空間２０７である処理室が形成されている。反応容器２０３内の処理空間２０７の上側には、中心部から放射状に延びる４枚の仕切板２０５が設けられている。分割部としての４枚の仕切板２０５は、処理空間２０７を４つの領域、すなわち、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂに分割するように構成されている。言い換えれば、処理領域とパージ領域が隣接した状態で配置されている。
第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂは、後述するサセプタ（基板載置部材）２１７の回転方向に沿って、この順番に配列するように構成されている。
仕切り板２０５は、具体的には次のように配設されている。仕切り板２０５ａは、第一の処理領域の上流であって、第一の処理領域２０１ａと第二のパージ領域２０４ｂの間に設けられる。仕切り板２０５ｂは、第一の処理領域の下流であって、第一の処理領域２０１ａと第一のパージ領域２０４ａの間に設けられる。仕切り板２０５ｃは、第二の処理領域の上流であって、第一のパージ領域２０４ａと第二の処理領域２０１ｂの間に設けられる。仕切り板２０５ｄは、第二の処理領域の下流であって、第二の処理領域２０１ｂと第二のパージ領域２０４ｂの間に設けられる。
  後述するように、サセプタ２１７を回転させることで、サセプタ２１７上に載置された基板２００は、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂの順に移動することとなる。また、後述するように、第一の処理領域２０１ａ内には第一のガス（原料ガス）としての第一の処理ガスが供給され、第二の処理領域２０１ｂ内には第二のガスとしての第二の処理ガス（反応ガス）が供給され、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内には不活性ガス（非反応ガス）が供給されるように構成されている。そのため、サセプタ２１７を回転させることで、基板２００上に、第一の処理ガス、不活性ガス、第二の処理ガス、不活性ガスが、この順に供給されることとなる。サセプタ２１７及びガス供給系の構成については後述する。
仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との間及び仕切板２０５の底部と基板載置台(サセプタ)２１７には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。この隙間を介し、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内から第一の処理領域２０１ａ内及び第二の処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させるようにする。このようにすることで、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができ、処理ガスの混合による反応を防止することができる。
（サセプタ）  図３～図５に示すように、仕切板２０５の下側であって反応容器２０３内の底側中央には、反応容器２０３の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板載置台としてのサセプタ２１７が設けられている。サセプタ２１７は、基板２００の金属汚染を低減することができるように、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）や、カーボン（Ｃ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。金属汚染を考慮しない基板処理である場合は、アルミニウム（Ａｌ）で形成しても良い。なお、サセプタ２１７は、反応容器２０３と電気的に絶縁されている。
  サセプタ２１７は、反応容器２０３内にて、複数枚（本実施形態では例えば５枚）の基板２００を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではなく、サセプタ２１７を上面から見たときに、図３及び図４に示すように、複数枚の基板２００が互いに重ならないように並べられていればよい。このように、サセプタ２１７は、複数の基板２００を同心円状に載置する載置面を有し、該載置面が反応容器２０３の天井と対向するように構成されている。
  なお、サセプタ２１７表面における基板２００の支持位置には、基板載置部２１７ｂが、処理する基板２００の枚数に対応して設けられている。基板載置部２１７ｂは、例えば上面から見て円形状であり、側面から見て凹形状としてもよい。この場合、基板載置部の直径は基板２００の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この基板載置部２１７ｂ内に基板２００を載置することにより、基板２００の位置決めを容易に行うことができる。更には、サセプタ２１７の回転に伴う遠心力により基板２００がサセプタ２１７から飛び出してしまう場合等で発生する位置ズレを防止できるようになる。
  サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７には、図示しない貫通孔が複数設けられている。上述の反応容器２０３の底面には、反応容器２０３内への基板２００の搬入・搬出時に、基板２００を突き上げて、基板２００の裏面を支持する基板突き上げピンが複数設けられている。貫通孔及び基板突き上げピンは、基板突き上げピンが上昇した時、又は昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降した時に、基板突き上げピンがサセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔を突き抜けるように、互いに配置されている。
  昇降機構２６８には、サセプタ２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の図示しない回転軸は、サセプタ２１７に接続されている。回転機構２６７を作動させることで、サセプタ２１７は、サセプタ２１７の載置面と平行な方向に回転するように構成されている。回転機構２６７には、後述する制御部３００が、カップリング部２６７ａを介して接続されている。カップリング部２６７ａは、回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ２１７の回転が妨げられないようになっている。制御部３００は、サセプタ２１７を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構２６７への通電具合を制御するように構成されている。上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、サセプタ２１７上に載置された基板２００は、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ及び第二のパージ領域２０４ｂをこの順番に移動することとなる。
（加熱部）  サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１８が一体的に埋め込まれている。ヒータ２１８に電力が供給されると、基板載置部２１７ｂに載置された基板２００を加熱する。例えば、基板２００の表面が所定温度（例えば室温～１０００℃程度）にまで加熱されるようになっている。なお、ヒータ２１８は、サセプタ２１７に載置されたそれぞれの基板２００を個別に加熱するように、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
サセプタ２１７には温度センサ２７４が設けられている。ヒータ２１８及び温度センサ２７４には、電力供給線２２２を介して、温度調整器２２３、電力調整器２２４及びヒータ電源２２５が電気的に接続されている。温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいて、ヒータ２１８への通電具合が制御されるように構成されている。
（処理ガス供給部）反応容器２０３内の上方には、第一の処理ガス導入機構２５１と、第二の処理ガス導入機構２５２と、不活性ガス導入機構２５３と、を備えるガス供給機構２５０が設けられている。ガス供給機構２５０は、サセプタ２１７の上方であって、反応容器２０３の上部に開設された開口に気密に設けられている。第一の処理ガス導入機構２５１は仕切り板２０５ａ内に設けられ、ガス噴出口２５４を有する。第二の処理ガス導入機構２５２は第二の仕切り板２０５ｃ内に設けられ、ガス噴出口２５４を有する不活性ガス導入機構２５３の側壁には、第一の不活性ガス噴出口２５６及び第二の不活性ガス噴出口２５７がそれぞれ対向するように設けられている。
ガス噴出口２５４は複数の噴出孔であるガス噴出孔２５４（１）…２５４（ｎ）を有し、処理領域中央部に直線状に設けられる。即ち、噴出口２５４はサセプタ２１７の上方であって、載置されたウェハ２００と対向するように設けられる。
  ガス供給機構２５０は、第一の処理ガス導入機構２５１から第一の処理領域２０１ａ内に第一の処理ガスを供給し、第二の処理ガス導入機構２５２から第二の処理領域２０１ｂ内に第二の処理ガスを供給し、不活性ガス導入機構２５３から第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給機構２５０は、各処理ガス及び不活性ガスを混合させずに個別に各領域に供給することができ、更には、各処理ガス及び不活性ガスを併行して各領域に供給することができるように構成されている。
  第一の処理ガス導入機構２５１の上流側には、第一のガス供給管２３２ａが接続されている。第一のガス供給管２３２ａの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３２ｂ、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）２３２ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３２ｄが設けられている。
  第一のガス供給管２３２ａからは、第一のガス（第一の処理ガス、プリカーサー）として、例えば、シリコン含有ガスが、マスフローコントローラ２３２ｃ、バルブ２３２ｄ、第一のガス導入機構２５１及びガス噴出口２５４を介して、第一の処理領域２０１ａ内に供給される。ここで、シリコン含有ガスとしては、例えばプリカーサーとして、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガスを用いることができる。なお、第一の処理ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても構わない良いが、ここでは気体として説明する。例えば、第一の処理ガスが、本実施の形態におけるＢＴＢＡＳのように、常温常圧で液体の場合は、原料ガス供給源２３２ｂとマスフローコントローラ２３２ｃとの間に、図示しない気化器を設けることにより、第一の処理ガスを気体として供給することができればよい。
  なお、シリコン含有ガスとしては、ＢＴＢＡＳガスの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、トリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）ガス等を用いることができる。  これら、第一のガスは、後述する第二のガスより粘着度の高い材料が用いられる。
  第二の処理ガス導入機構２５２の上流側には、第二のガス供給管２３３ａが接続されている。第二のガス供給管２３３ａの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源２３３ｂ、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）２３３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３３ｄが設けられている。
  第二のガス供給管２３３ａからは、第二のガス（第二の処理ガス、反応ガス）として、例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスが、マスフローコントローラ２３３ｃ、バルブ２３３ｄ、第二のガス導入機構２５２及びガス噴出口２５４を介して、第二の処理領域２０１ｂ内に供給される。第二の処理ガスであるＯ２ガスは、プラズマ生成部２０６によりプラズマ状態とされ、基板２００上に晒される。なお、第二の処理ガスであるＯ２ガスは、ヒータ２１８の温度及び反応容器２０３内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、酸素含有ガスとしては、オゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いてもよい。  これら第二のガスは、第一のガスより粘着度の低い材料が用いられる。
  主に、第一のガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２３２ｃ及びバルブ２３２ｄにより、第一の処理ガス供給部（原料ガス供給系ともいう）２３２が構成される。なお、原料ガス供給源２３２ｂ、第一の処理ガス導入機構２５１及びガス噴出口２５４を、第一の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。
主に、第二のガス供給管２３３ａ、マスフローコントローラ２３３ｃ及びバルブ２３３ｄにより、第二の処理ガス供給部（反応ガス供給系ともいう）２３３が構成される。なお、原料ガス供給源２３３ｂ、第二の処理ガス導入機構２５２及びガス噴出口２５５を、第二の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第一のガス供給部及び第二のガス供給部により、処理ガス供給部が構成される。
（不活性ガス供給部）  不活性ガス導入機構２５３の上流側には、第一の不活性ガス供給管２３４ａが接続されている。第一の不活性ガス供給管２３４ａの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３４ｂ、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）２３４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３４ｄが設けられている。
  第一の不活性ガス供給管２３４ａからは、例えば窒素（Ｎ２）ガスで構成される不活性ガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３４ｄ、不活性ガス導入機構２５３、第一の不活性ガス噴出口２５６及び第二の不活性ガス噴出口２５７を介して、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内にそれぞれ供給される。第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内に供給されるＮ２ガスは、後述する成膜工程（Ｓ１０６）ではパージガスとして作用する。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
  第一のガス供給管２３２ａのバルブ２３２ｄよりも下流側には、第二の不活性ガス供給管２３５ａの下流端が接続されている。上流方向から順に、不活性ガス供給源２３５ｂ、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）２３５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３５ｄが設けられている。
  第二の不活性ガス供給管２３５ａからは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、マスフローコントローラ２３５ｃ、バルブ２３５ｄ、第一のガス供給管２３２ａ、第一の処理ガス導入機構２５１及びガス噴出口２５４を介して、第一の処理領域２０１ａ内に供給される。第一の処理領域２０１ａ内に供給されるＮ２ガスは、成膜工程（Ｓ１０６）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
  第二のガス供給管２３３ａのバルブ２３３ｄよりも下流側には、第三の不活性ガス供給管２３６ａの下流端が接続されている。上流方向から順に、不活性ガス供給源２３６ｂ、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）２３６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３６ｄが設けられている。
  第三の不活性ガス供給管２３６ａからは、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスが、マスフローコントローラ２３６ｃ、バルブ２３６ｄ、第二のガス供給管２３３ａ、第二の処理ガス導入機構２５２及びガス噴出口２５４を介して、第二の処理領域２０１ｂ内に供給される。第二の処理領域２０１ｂ内に供給されるＮ２ガスは、第一の処理領域２０１ａ内に供給されるＮ２ガスと同様に、成膜工程（Ｓ１０６）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
  主に、第一の不活性ガス供給管２３４ａ、マスフローコントローラ２３４ｃ及びバルブ２３４ｄにより第一の不活性ガス供給部２３４が構成される。なお、不活性ガス供給源２３４ｂ、不活性ガス導入機構２５３、第一の不活性ガス噴出口２５６及び第二の不活性ガス噴出口２５７を、第一の不活性ガス供給部２３４に含めて考えてもよい。
  主に、第二の不活性ガス供給管２３５ａ、マスフローコントローラ２３５ｃ及びバルブ２３５ｄにより第二の不活性ガス供給部２３５が構成される。なお、不活性ガス供給源２３５ｂ、第一のガス供給管２３２ａ、第一の処理ガス導入機構２５１及びガス噴出口２５４を、第二の不活性ガス供給部２３５に含めて考えてもよい。
  また、主に、第三の不活性ガス供給管２３６ａ、マスフローコントローラ２３６ｃ及びバルブ２３６ｄにより第三の不活性ガス供給部２３６が構成される。なお、不活性ガス供給源２３６ｂ、第二のガス供給管２３３ａ、第二の処理ガス導入機構２５２及びガス噴出口２５４を、第三の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第一不活性ガス供給部から第三の不活性ガス供給部により、不活性ガス供給部が構成される。
（クリーニングガス供給部）  クリーニングガス導入部は、図４及び図５のようにサセプタ中央部にガス導入機構２５３として設けてもよいし、中央から２００ｍｍ程度エッジ側にガス導入機構として別に設けてもよい。ガス導入機構２５３の上流側には、クリーニングガス供給管２３４ａが接続されている。クリーニングガス供給管２３４ａの上流側には、上流方向から順に、クリーニングガス供給源２３４ｂ、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）２３４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３４ｄが設けられている。
  クリーニングガス供給管２３４ａからは、例えばフッ素（Ｆ）原子を含むガスで構成されるクリーニングガスが、マスフローコントローラ２３４ｃ、バルブ２３４ｄ、ガス導入機構２５３を介して、基板載置部２１７上に供給される。なお、クリーニングガスとして、フッ素（Ｆ２）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）ガス、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）ガス、五フッ化臭素（ＢｒＦ５）ガス、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガス、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）ガス等のフッ素原子を含むガスを用いることができる。
（ガス供給部）　処理ガス供給部と不活性ガス供給部により、ガス供給部が構成される。
（ガス排気部）　後述するように、排気口２５９は、サセプタ２１７の外周部でありサセプタ底部に配置され、ガス噴出口２５４から第一の処理領域２０１ａに供給されるガスを排気するものである。排気口２５９は、ガス噴出口２５５から第二の処理領域２０１ｂに供給されるガスを排気するものである。
反応容器２０３には、処理領域２０１ａ，処理領域２０１ｂ内及びパージ領域２０４ａ，パージ領域２０４ｂ内の雰囲気を排気する排気管２３１が、反応容器２０３の下方に設けられている。
ガス流量を制御する流量制御器（流量制御部）としての流量制御バルブ２４５、及び圧力調整器（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、反応容器２０３内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して反応容器２０３内の排気や排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３及び流量制御バルブ２４５によりガス排気部が構成される。なお、ガス排気部には、真空ポンプ２４６を含めても良い。
（制御部）制御部（コントローラ）である制御部３００は、以上説明した各構成の制御を行うものである。
次に、図３を用いてサセプタ２１７の周辺構造、及びサセプタ２１７の動作を説明する。
反応容器２０３には、第一の搬送室筐体１０１がゲートバルブ１５０からゲートバルブ１５３のいずれかを介して隣接するように設けられている。例えば、ゲートバルブ１５１が開かれることで、反応容器２０３内と第一の搬送室筐体１０１とが連通するようになっている。第一の基板移載機１１２はポッドから第二の基板移載機１２４を介して、サセプタ２１７の載置部２１７ｂとの間で、基板２００を搬送する。
  ここで、サセプタ２１７には、基板２００を載置する載置部２１７ｂが複数、形成されている。第１実施形態においては、載置部２１７ｂはそれぞれが順時計方向に対して等間隔（例えば７２度の間隔）となるように、五つ設けられ、サセプタ２１７が回転することで、五つの載置部２１７ｂが一括して矢印方向に回転される。
（３）基板処理工程  続いて、第１実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器２０３を備えるプロセスチャンバ２０２ｂを用いて実施される基板処理工程について、図６～図８を用いて説明する。図６は、第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図であり、図７は、第１実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。図８は、本発明に係る基板処理工程内におけるクリーニング工程を説明するフローチャートである。また、必要に応じて、図３乃至図５を用いて説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０のプロセスチャンバ２０２の構成各部の動作は、制御部３００により制御される。
  ここでは、第一のガスとして、シリコン含有ガスであるＢＴＢＡＳガスを用い、第二の処理ガスとして、酸素含有ガスであるＯ２ガスを用い、基板２００上に絶縁膜として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を形成する例について説明する。
（基板搬入・載置工程（Ｓ１０２））  まず、基板２００の搬送位置まで基板突き上げピンを上昇させ、サセプタ２１７の貫通孔に基板突き上げピンを貫通させる。その結果、基板突き上げピンが、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ１５１を開き、第一の基板移載機１１２を用いて、反応容器２０３内に所定枚数（例えば５枚）の基板２００（処理基板）を搬入する。そして、サセプタ２１７の図示しない回転軸を中心として、各基板２００が重ならないように、サセプタ２１７の同一面上に載置する。これにより、基板２００は、サセプタ２１７の表面から突出した基板突き上げピン上に水平姿勢で支持される。
  反応容器２０３内に基板２００を搬入したら、第一の基板移載機１１２を反応容器２０３外へ退避させ、ゲートバルブ１５１を閉じて反応容器２０３内を密閉する。その後、基板突き上げピンを下降させて、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂの各底面のサセプタ２１７に設けられた載置部２１７ｂ上に基板２００を載置する。
  なお、基板２００を反応容器２０３内に搬入する際には、排気部により反応容器２０３内を排気しつつ、不活性ガス供給部から反応容器２０３内にパージガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ２４６を作動させ、ＡＰＣバルブ２４３を開けることにより、反応容器２０３内を排気しつつ、少なくとも第一の不活性ガス供給部のバルブ２３４ｄを開けることにより、反応容器２０３内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理領域２０１内へのパーティクルの侵入や、基板２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。ここで、さらに第二の不活性ガス供給部及び第三の不活性ガス供給部からＮ２ガスを供給してもよい。なお、真空ポンプ２４６は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）から後述する基板搬出工程（Ｓ１０８）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
（昇温・圧力調整工程（Ｓ１０４））  続いて、サセプタ２１７の内部に埋め込まれたヒータ２１８に電力を供給し、基板２００の表面が所定の温度（例えば２００℃以上であって４００℃以下）となるように加熱する。この際、ヒータ２１８の温度は、温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいてヒータ２１８への通電具合を制御することによって調整される。
  なお、Ｓｉで構成される基板２００の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上にまで加熱すると、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。基板２００の温度を上述のように制限することにより、基板２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
  また、反応容器２０３内が所望の圧力（例えば０．１Ｐａ～３００Ｐａ、好ましくは２０Ｐａ～４０Ｐａ）となるように、反応容器２０３内を真空ポンプ２４６によって真空排気する。この際、反応容器２０３内の圧力は図中省略の圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４３の開度をフィードバック制御する。
また、基板２００を加熱しつつ、回転機構２６７を作動して、サセプタ２１７の回転を開始させる。この際、サセプタ２１７の回転速度は制御部３００によって制御される。サセプタ２１７の回転速度は例えば１回転／秒である。サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂの順に移動を開始し、各領域を基板２００が通過する。
（成膜工程（Ｓ１０６））次に、第一の処理領域２０１ａ内に第一の処理ガスとしてのＢＴＢＡＳガスを供給し、第二の処理領域２０１ｂ内に第二の処理ガスとしてのＯ２ガスを供給して、基板２００上にＳｉＯ膜を成膜する工程を例に成膜工程を説明する。なお、以下の説明では、ＢＴＢＡＳガスの供給、Ｏ２ガスの供給、Ｎ２ガスを併行してそれぞれの領域に供給する。
基板２００を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ２１７が所望とする回転速度に到達したら、少なくともバルブ２３２ｄ，バルブ２３３ｄ及びバルブ２３４ｄを同時に開け、処理ガスを処理領域２０１に、不活性ガスをパージ領域２０４に供給する。すなわち、バルブ２３２ｄを開け、ガス噴出口２５４を介して第一の処理領域２０１ａ内にＢＴＢＡＳガスを供給する。バルブ２３３ｄを開けて第二の処理領域２０１ｂ内にガス噴出口２５４を介してＯ２ガスを供給する。このようにして、処理ガス供給部から処理ガスを供給する。バルブ２３４ｄを開けて第一のパージ領域２０４ａ及び第二のパージ領域２０４ｂ内に不活性ガスであるＮ２ガスを供給することで、不活性ガス供給部からＮ２ガスを供給する。このとき、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して反応容器２０３内の圧力を、例えば１０Ｐａ～１０００Ｐａの範囲内の圧力とする。このときヒータ２１８の温度は、基板２００の温度が、例えば室温～４００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。尚、好ましくは、２００℃～４００℃の範囲である。
具体的には、バルブ２３２ｄを開け、第一のガス供給管２３２ａから第一のガス導入機構２５１及びガス噴出口２５４を介して第一の処理領域２０１ａにＢＴＢＡＳガスを供給しつつ、排気口２５９、排気管２３１を介して排気する。
　このようにすることで、ウェハ２００表面の内、サセプタ２１７の中央部に近い箇所とサセプタ２１７の側端部に近い箇所においても、ウェハ中央と同流量のＢＴＢＡＳガスを供給することができるので、ウェハ面内に対して均一にＢＴＢＡＳガスを供給することが可能となる。均一に供給することで、ウェハ面内に対して均一に膜処理をすることが可能となる。
　ＢＴＢＡＳガスの流量は、マスフローコントローラ２３２ｃを調整し、所定の流量となるように制御する。なお、マスフローコントローラ２３２ｃで制御するＢＴＢＡＳガスの供給流量は、例えば１０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
  ＢＴＢＡＳガスを第一の処理領域２０１ａ内に供給する際には、バルブ２３５ｄを開け、第二の不活性ガス供給管２３５ａからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのＮ２ガスを第一の処理領域２０１ａ内に供給することが好ましい。これにより、第一の処理領域２０１ａ内へのＢＴＢＡＳガスの供給を促進させることができる。
  また、バルブ２３３ｄを開け、第二のガス供給管２３３ａから第二のガス導入機構２５２及びガス噴出口２５５を介して第二の処理領域２０１ｂにＯ２ガスを供給しつつ、排気口２５９、排気管２３１を介して排気する。このようにすることで、ウェハ２００表面の内、サセプタ２１７の中央部に近い箇所とサセプタ２１７の側端部に近い箇所においても、ウェハ２００中央と同流量のＯ２ガスを供給することができるので、ウェハ２００面内に対して均一にＯ２ガスを供給することが可能となる。均一に供給することで、ウェハ２００面内に対して均一に膜処理を行うことが可能となる。
しかしながら、サセプタ２１７にも膜が堆積されてしまう。この場合、堆積膜は、前記基板載置部材の材質と異なる膜であって、酸化膜、窒化膜、炭化膜、酸窒化膜、酸炭化膜、炭化窒化膜、酸炭化窒化膜からなる群より選択される少なくともいずれか一つの膜である。
このとき、Ｏ２ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３３ｃを調整する。なお、マスフローコントローラ２３３ｃで制御するＯ２ガスの供給流量は、例えば１０００ｓｃｃｍ～１００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。
Ｏ２ガスを第二の処理領域２０１ｂ内に供給する際には、バルブ２３６ｄを開け、第三の不活性ガス供給管２３６ａからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのＮ２ガスを第二の処理領域２０１ｂ内に供給することが好ましい。これにより、第二の処理領域２０１ｂ内へのＯ２ガスの供給を促進することができる。
また、バルブ２３２ｄ、バルブ２３３ｄ、バルブ２３４ｄを開け、パージガスとしての不活性ガスであるＮ２ガスを、第一の不活性ガス供給管２３４ａから不活性ガス導入機構２５３、第一の不活性ガス噴出口２５６及び第二の不活性ガス噴出口２５７を介して第一のパージ領域２０４ａ及び第二のパージ領域２０４ｂにそれぞれ供給しつつ排気する。このとき、Ｎ２ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３４ｃを調整する。なお、仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との隙間を介し、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内から第一の処理領域２０１ａ内及び第二の処理領域２０１ｂ内に向けてＮ２ガスを噴出させることで、第一のパージ領域２０４ａ内及び第二のパージ領域２０４ｂ内への処理ガスの侵入を抑制することができる。
ガスの供給開始と共に、第二の処理領域２０１ｂの上方に設けられたプラズマ生成部２０６に図示しない高周波電源から高周波電力を供給する。第二の処理領域２０１ｂ内に供給され、プラズマ生成部２０６の下方を通過したＯ２ガスは、第二の処理領域２０１ｂ内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種が基板２００に供給される。
Ｏ２ガスは反応温度が高く、上述のような基板２００の処理温度、反応容器２０３内の圧力では反応しづらいが、Ｏ２ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を供給するようにすると、例えば４００℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。なお、第一の処理ガスと第二の処理ガスとで要求する処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の処理ガスの温度に合わせてヒータ２１８を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の処理ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。このようにプラズマを利用することにより基板２００を低温で処理することができ、例えばアルミニウム等の熱に弱い配線等を有する基板２００に対する熱ダメージを抑制することが可能となる。また、処理ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、基板２００上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。また、プラズマ状態としたＯ２ガスの高い酸化力によって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、基板２００は、第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ、第二のパージ領域２０４ｂの順に移動を繰り返す。そのため、基板２００には、ＢＴＢＡＳガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）、プラズマ状態とされたＯ２ガスの供給、Ｎ２ガスの供給（パージ）が交互に所定回数実施されることになる。本発明においては、ウェハ２００表面の内、サセプタ２１７の中央部に近い箇所やサセプタ２１７の側端部に近い箇所においても、ウェハ２００中央と同流量の処理ガスを供給することができるので、ウェハ２００面内に対して均一に処理ガスを供給することが可能となる。ここで、成膜処理シーケンスの具体例について、図７を用いて説明する。
（第一の処理ガス領域通過（Ｓ２０２））  まず、第一の処理領域２０１ａを通過した基板２００表面にＢＴＢＡＳガスが供給され、基板２００上の内、ウェハ中央、サセプタ２１７の中央部に近い箇所やサセプタ２１７の側端部に近い箇所において均一にシリコン含有層が形成される。  第一の処理領域２０１ａには、第一の処理ガス導入機構２５１からガス噴出口２５４を通して、基板に向けてガスが噴出される。噴出されたガスは通過するウェハ２００に供給され、ウェハ２００にシリコン含有層の形成に寄与すると共に、寄与しなかったガスは、第一の排気口２５９から排気される。
（第一のパージ領域通過（Ｓ２０４））  次に、シリコン含有層が形成された基板２００が第一のパージ領域２０４ａを通過する。このとき、第一のパージ領域を通過する基板２００に対して不活性ガスであるＮ２ガスが供給される。
（第二の処理ガス領域通過（Ｓ２０６））  次に、第二の処理領域２０１ｂを通過した基板２００上の内、ウェハ中央、サセプタ２１７の中央部に近い箇所やサセプタ２１７の側端部に近い箇所において均一にＯ２ガスが供給され、基板２００上に均一にＳｉＯ層が形成される。すなわち、プラズマ状態とされたＯ２ガスは、第一の処理領域２０１ａで基板２００上に形成されたシリコン含有層の少なくとも一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、Ｓｉ及びＯ２を含むＳｉＯ層へと改質される。更に、反応に寄与しないＯ２ガスは排気口２５９から排気される。
（第二のパージ領域通過（Ｓ２０８））  そして、第二の処理領域２０１ｂでＳｉＯ層が形成された基板２００が第二のパージ領域２０４ｂを通過する。このとき、第二のパージ領域を通過する基板２００に対してＮ２ガスが供給される。
（サイクル数の確認（Ｓ２１０））  このように、サセプタ２１７の１回転を１サイクルとし、すなわち第一の処理領域２０１ａ、第一のパージ領域２０４ａ、第二の処理領域２０１ｂ及び第二のパージ領域２０４ｂの基板２００の通過を１サイクルとし、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、基板２００上に所定膜厚のＳｉＯ膜を形成することができる。  ここでは、前述のサイクルを所定回数実施したか否かを確認する。  サイクルを所定の回数実施した場合、所望の膜厚に到達できたと判断し、成膜処理を終了する。サイクルを所定の回数実施しなかった場合、即ち所望の膜厚に到達できなかったと判断し、Ｓ２０２に戻りサイクル処理を継続する。
  Ｓ２１０にて、前述のサイクルを所定回数実施し、基板２００上に所望の膜厚のＳｉＯ膜が形成されたと判断した後、少なくともバルブ２３２ｄ及びバルブ２３３ｄを閉じ、ＢＴＢＡＳガスの第一の処理領域２０１ａへの供給及びＯ２ガスの第二の処理領域２０１ｂへの供給を停止する。このとき、プラズマ生成部２０６への電力供給も停止する。更に、サセプタ２１７の回転を停止し、成膜工程を終了する。
（基板搬出工程（Ｓ１０８））  成膜工程１０６が終了したら、次のように基板を搬出する。  まず、基板突き上げピン２６６を上昇させ、サセプタ２１７の表面から突出させた基板突き上げピン２６６上に基板２００を支持させる。そして、ゲートバルブ１５１を開き、第一の基板移載機１１２を用いて基板２００を反応容器２０３の外へ搬出し、第１実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、上記において、基板２００の温度、反応容器２０３内の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部２０６に印加する電力、処理時間等の条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
（フッ素クリーニング工程（Ｓ３０２））  基板２００への成膜処理を予め定めた回数終了したら、続いて、クリーニング工程を実施する（図８参照）。このクリーニング工程での処理室２０２内の温度は、成膜処理の際の温度と同じ温度とするとよい。  まず、基板２００が排出された状態で、反応容器２０３内にフッ素含有ガスである例えばＦ２、ＮＦ３、ＨＦ、ＣｌＦ３、ＸｅＦ２、ＢｒＦ５、ＩＦ５、ＩＦ７から選択される、いずれか一つ若しくは複数のガスを供給する（Ｓ３０２）。これにより、基板２００を載せるサセプタ２１７に堆積した堆積膜を少なくとも除去する。なお、このフッ素含有ガスによるクリーニングの際に、フッ素含有ガスをプラズマにより活性化させてもよい。尚、特に記載していないが、ダミー基板をサセプタ２１７に載せた後、クリーニング工程（Ｓ３０２）を行うのが好ましい。このとき、ダミー基板は基板２００と同様の手段でサセプタ２１７に載せられるのは言うまでもない。
（親水処理工程（Ｓ３０４））　フッ素クリーニング工程が終了したら、反応容器２０３内にＯ２をプラズマ化して供給することにより、酸素プラズマクリーニング処理を行う。フッ素を含むガスでクリーニングを実施すると、クリーニング直後には、サセプタ２１７の表面にフッ素原子（Ｆ）が残留するため、サセプタ２１７表面は撥水性を有する。撥水性を有したままのサセプタ２１７表面に、そのまま成膜処理を行うと、膜種によっては膜の密着性が悪くなり、わずかな応力でも膜剥離が生じる。これを防止するために、サセプタ２１７表面が撥水性を有した状態でプリコート膜を形成しても、わずかな応力でも膜剥離が生じてしまうため、プリコート膜の剥離が生じてしまう。また、剥離が生じなくても、プリコート膜の上に成膜時の膜が形成されると、すぐにクリーニング工程（Ｓ３０２）を実施する必要が生じ、稼働率が低下してしまう。そこで、クリーニング工程（Ｓ３０２）直後に酸素プラズマクリーニング処理により、サセプタ２１７表面の親水処理を実施する。この親水処理を実施することにより、サセプタ２１７表面からＦが脱離し、ＯＨ基(ヒドロキシ基)終端となる。少なくとも、このプラズマクリーニング処理により、サセプタ２１７表面のＦがＯＨ基で置換されるため、サセプタ２１７表面が親水性を有する。これにより、酸化膜および窒化膜等のプリコート膜に関し、サセプタ２１７表面の膜密着性があがる。尚、プラズマクリーニングの条件は、成膜条件と同じであり、本実施例において、基板温度６０℃、酸素７０００Ｓｃｃｍ、圧力３００Ｐａ、高周波電力２００Ｗ、回転速度６０ｒｐｍ、時間１２０ｍｉｎであるが、この条件に限定されない。 
（プリコート処理工程（Ｓ３０６））　続いて、サセプタ２１７の表面にプリコート処理を行う。例えば、サセプタ２１７表面に親水処理を施しているので、サセプタ２１７表面にプリコート膜が繰り返し形成され、サセプタ２１７表面に堆積されるプリコート膜が厚膜となり、応力が発生してもプリコート膜が剥離しにくい。従って、従来に比べ、累積膜厚を大きくすることができるので、生産可能時間が延び、装置の稼働率が向上する。また、プリコート膜上に成膜処理時の膜が堆積するプロセスであっても、サセプタ２１７上の累積膜厚を大きくすることができるので、従来の親水処理していない場合に比べ、生産可能時間が延びる。尚、本実施例においては、基板温度６０℃、ＢＴＢＡＳ/Ｎ２＝４０/２２５Ｓｃｃｍ、酸素３０００Ｓｃｃｍ、圧力１２０Ｐａ、高周波電力３００Ｗ、回転速度６０ｒｐｍ、時間２０ｍｉｎである。また、プリコート処理条件は成膜条件と同じであるため、上記条件に限定されない。そして、プリコート処理が終わると、ダミー基板を使用していた場合には、基板２００と同様の手段でダミー基板の搬出が行われる。 
（４）本実施形態に係る効果  第１実施形態によれば、以下（ａ）～（ｃ）のうち、少なくとも一つ以上の効果を奏する。（ａ）従来に比し、サセプタ上に堆積する生産可能膜厚を高くし、クリーニング頻度を下げることができる。これによって、フルメンテナンス回数を低減することが可能となり、装置の稼働率を向上させることが可能となる。（ｂ）サセプタ上の親水性が向上したため、サセプタに堆積された膜の膜剥がれが抑制され、基板への成膜処理の際にパーティクルの発生頻度を低減することが可能となる。（ｃ）サセプタ上の親水性が向上したため、サセプタ上の膜密着性が上がり、堆積膜の膜厚を高くすることができる。よって、サセプタの寿命が延長するという効果が生じる。
＜本発明の他の実施形態＞  以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明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、処理ガスとしてシリコン含有ガス及び酸素含有ガスを用い、基板２００上にＳｉＯ膜を形成する実施例を示しているが、これに限られるものではない。すなわち、処理ガスとして、例えばハフニウム（Ｈｆ）含有ガス及び酸素含有ガス、ジルコニウム（Ｚｒ）含有ガス及び酸素含有ガス、チタン（Ｔｉ）含有ガス及び酸素含有ガスを用いて、酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ膜）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ膜）、酸化チタン膜（ＴｉＯ膜）等のＨｉｇｈ－Ｋ膜等を基板２００上に形成してもよい。また、プラズマ化する処理ガスとして、酸素含有ガスのほかに、窒素（Ｎ）含有ガスであるアンモニア（ＮＨ３）ガス等を用いてもよい。
  また、上述の実施形態では、酸素ガスを処理室に供給し、プラズマ生成部２０６でプラズマを生成していたが、それに限るものではなく、処理室の外でプラズマを生成するリモートプラズマ法や、エネルギーレベルの高いオゾンを用いても良い。
　本発明の実施の形態にかかるコントローラ３００は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、前述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢなど）から当該プログラムをインストールすることにより、前述の処理を実行する操作部を構成することができる。
　そして、これらのプログラム（例えば、インストーラ）を供給するための手段は任意である。前述のように、所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前述の処理を実行する事が出来る。
　本発明は、成膜処理は、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理を含む。また、成膜処理の他、拡散処理、アニール処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理にも好適に適用できる。さらに、本発明は、基板処理装置として、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。また、薄膜形成装置の他、アニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。
　以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明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。
  以下に、付記として本発明の態様を記す。
＜付記１＞本発明の一態様によれば、基板を処理するための反応室内に設けられた基板載置部材(サセプタ)と、前記基板を処理するための反応ガス(第２の処理ガス)を供給する反応ガス供給部(第２の処理ガス供給部)と、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含むフッ素含有ガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記反応ガスを活性化するプラズマ機構と、前記基板を前記反応室から取り出した状態で、前記反応室内に前記フッ素含有ガスを供給して、前記基板載置部材に堆積された堆積膜を除去し、前記反応室内に活性化した前記反応ガス(第２の処理ガス)を供給して、前記基板載置部材に付着した前記フッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にするように、少なくとも前記反応ガス供給部(第２の処理ガス供給部)、前記クリーニングガス供給部、前記プラズマ機構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が提供される。
＜付記２＞好ましくは、付記１の基板処理装置において、更に、前記基板に原料ガス(第１の処理ガス)を供給する原料ガス供給部(第１の処理ガス供給部)を有し、前記制御部は、前記基板を前記反応室から取り出した状態のままで、前記原料ガス、前記反応ガスをそれぞれ前記反応室に供給して、前記基板載置部材に、前記基板に形成される膜と同じ組成を有する膜を形成するように、少なくとも前記原料ガス供給部、前記反応ガス供給部、前記プラズマ機構を制御するよう構成される。
＜付記３＞好ましくは、付記１の基板処理装置であって、更に、前記基板の代わりに前記基板載置部材に装填した状態で、前記基板載置部材の基板載置部の保護に使用されるダミー基板を前記基板と同様に搬送する搬送部を備え、前記制御部は、前記基板を前記反応室から取り出した後、前記ダミー基板を前記基板載置部材に装填した状態で、前記フッ素含有ガスが前記反応室に供給されるよう構成される
＜付記４＞好ましくは、付記１の基板処理装置であって、更に、前記基板載置部材を回転させる回転機構と、を備え、前記反応室が前記原料ガスが供給される第一の処理領域、不活性ガスが供給される第一のパージ領域、前記反応ガスが供給される第二の処理領域、不活性ガスが供給される第二のパージ領域を含む複数の領域に分離された状態で、前記回転機構により前記基板載置部材が回転させることにより、前記基板載置部材に載置された前記基板を、前記第一の処理領域、前記第一のパージ領域、前記第二の処理領域、前記第二のパージ領域の順に移動するように、前記回転機構を制御するよう構成される。
＜付記５＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記サセプタは、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）や、カーボン（Ｃ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料を含む部材から少なくとも一つの部材で構成される。
＜付記６＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記制御部は、酸化膜、窒化膜、炭化膜、酸窒化膜、酸炭化膜、炭化窒化膜、酸炭化窒化膜からなる群より選択される少なくともいずれか一つの膜を前記基板載置部材上に形成するよう構成される。
＜付記７＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記堆積膜は、前記基板載置部材の材質と異なる膜であって、酸化膜、窒化膜、炭化膜、酸窒化膜、酸炭化膜、炭化窒化膜、酸炭化窒化膜からなる群より選択される少なくともいずれか一つの膜である。
　＜付記８＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記制御部は、前記基板載置部材の表面に付着したフッ素原子（Ｆ）を脱離させ、前記基板載置部材の表面が親水性を有する(ＯＨ終端させる)よう構成される。
　＜付記９＞好ましくは、付記１の基板処理装置であって、更に、前記基板を加熱する加熱部を備え、前記加熱部は、前記基板載置部材に設けられるよう構成される。
　＜付記１０＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記制御部は、プラズマ化されたフッ素原子（Ｆ）を含む前記フッ素含有ガスを前記反応室に供給するよう構成される。
　＜付記１１＞　好ましくは、付記１の基板処理装置であって、前記クリーニングガス供給部は、Ｆ２、ＮＦ３、ＨＦ、ＣｌＦ３、ＸｅＦ２、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ５、及びＩＦ７からなる群より選択される少なくともいずれか一つの前記フッ素含有ガスを前記反応室に供給するよう構成される。
＜付記１２＞好ましくは、付記２の基板処理装置であって、前記第１の処理ガスは、シリコン（Ｓｉ）含有ガスであり、前記第２の処理ガスは、酸素(Ｏ２)含有ガスである。
＜付記１３＞好ましくは、付記２の基板処理装置であって、前記原料ガス供給部は、ＢＴＢＡＳガス、ＨＭＤＳガス、３ＤＭＡＳガス、ＴＳＡガスからなる群より選択される少なくとも一つの前記シリコン（Ｓｉ）含有ガスを供給するよう構成される。
＜付記１４＞好ましくは、付記２の基板処理装置であって、前記原料ガス供給部は、ハフニウム（Ｈｆ）含有ガス、ジルコニウム（Ｚｒ）含有ガス、チタン（Ｔｉ）含有ガスからなる群より選択される少なくとも一つの金属含有ガスを含む前記原料ガスを供給するよう構成される。
＜付記１５＞本発明の他の態様によれば、基板を反応室から取り出した状態で、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する除去工程と、前記反応室内に反応ガス(第２の処理ガス)を活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする親水処理工程と、を有するクリーニング方法が提供される。
＜付記１６＞本発明の更に他の態様によれば、反応室内で基板に所定の膜を形成する成膜工程と、前記基板を反応室から搬出後、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する除去工程と、前記反応室内に反応ガス(第２の処理ガス)を活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする親水処理工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。
　＜付記１７＞　好ましくは、付記１６の半導体装置の製造方法であって、前記成膜工程を終了した後、前記基板の処理温度を変えることなく前記クリーニング工程を実施する。
　＜付記１８＞　好ましくは、付記１６の半導体装置の製造方法であって、更に、前記基板を前記反応室から取り出した状態のままで、前記原料ガス、前記反応ガスをそれぞれ前記反応室に供給して、前記基板載置部材に、前記基板に形成される膜と同じ組成を有する膜を形成するプリコート処理工程を有し、前記親水処理工程を終了した後、前記プリコート処理工程を実施する。
　＜付記１９＞　好ましくは、付記１６の半導体装置の製造方法であって、更に、前記基板を前記反応室から取り出した状態のままで、前記原料ガス、前記反応ガスをそれぞれ前記反応室に供給して、前記成膜工程において前記基板載置部材に堆積される膜と同じ組成を有する膜を形成するプリコート処理工程を有し、前記親水処理工程を終了した後、前記プリコート処理工程を実施する。
　＜付記２０＞本発明の更に他の態様によれば、基板を反応室から取り出した状態で、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する手順と、前記反応室内に第２の処理ガスを活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、及び、該プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体が提供される。
尚、この出願は、２０１４年９月１８日に出願された日本出願特願２０１４－１９００７７を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
基板を処理するための反応室に設けられた基板載置部材に堆積する堆積膜をクリーニングする構成を有する基板処理装置に適用される。
１０・・基板処理装置２０２・・処理炉２１７・・基板載置部材（サセプタ）２１８・・加熱手段

Claims (12)

  1. 基板を処理するための反応室内に設けられた基板載置部材と、前記基板を処理するための反応ガスを供給する反応ガス供給部と、少なくとも一つ以上のフッ素原子を含むフッ素含有ガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記反応ガスを活性化するプラズマ機構と、前記基板を前記反応室から取り出した状態で、前記反応室内に前記フッ素含有ガスを供給して、前記基板載置部材に堆積された堆積膜を除去し、前記反応室内に活性化した前記反応ガスを供給して、前記基板載置部材に付着した前記フッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にするように、少なくとも前記反応ガス供給部、前記クリーニングガス供給部、前記プラズマ機構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. 更に、前記基板に原料ガスを供給する原料ガス供給部を有し、前記制御部は、前記基板を前記反応室から取り出した状態のままで、前記原料ガス、前記反応ガスをそれぞれ前記反応室に供給して、前記基板載置部材に、前記基板に形成される膜と同じ組成を有する膜を形成するように、少なくとも前記原料ガス供給部、前記反応ガス供給部、前記プラズマ機構を制御するよう構成される請求項１記載の基板処理装置。
  3. 更に、前記基板の代わりに前記基板載置部材に装填した状態で、前記基板載置部材の基板載置部の保護に使用されるダミー基板を前記基板と同様に搬送する搬送部を備え、前記制御部は、前記基板を前記反応室から取り出した後、前記ダミー基板を前記基板載置部材に装填した状態で、前記フッ素含有ガスが前記反応室に供給されるよう構成される請求項１記載の基板処理装置。
  4. 更に、前記基板載置部材を回転させる回転機構と、を備え、前記制御部は、前記反応室が前記原料ガスが供給される第一の処理領域、不活性ガスが供給される第一のパージ領域、前記反応ガスが供給される第二の処理領域、不活性ガスが供給される第二のパージ領域を含む複数の領域に分離された状態で、前記回転機構により前記基板載置部材が回転させることにより、前記基板載置部材に載置された前記基板を、前記第一の処理領域、前記第一のパージ領域、前記第二の処理領域、前記第二のパージ領域の順に移動するように、前記回転機構を制御するよう構成される請求項１記載の基板処理装置。
  5. 前記クリーニングガス供給部は、Ｆ２、ＮＦ３、ＨＦ、ＣｌＦ３、ＸｅＦ２、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ５、及びＩＦ７からなる群より選択される少なくともいずれか一つの前記フッ素含有ガスを供給するように構成される請求項１記載の基板処理装置。
  6. 前記原料ガス供給部は、シリコン含有ガスを少なくとも含む前記原料ガスを供給するよう構成され、前記反応ガス供給部は、酸素含有ガスを少なくとも含む前記反応ガスを供給するよう構成される請求項２記載の基板処理装置。
  7. 前記原料ガス供給部は、ＢＴＢＡＳガス、ＨＭＤＳガス、３ＤＭＡＳガス、ＴＳＡガスからなる群より選択される少なくとも一つのガスを含む前記シリコン含有ガスを供給するよう構成される請求項６記載の基板処理装置。
  8. 前記原料ガス供給部は、Ｈｆ含有ガス、Ｚｒ含有ガス、Ｔｉ含有ガスからなる群より選択される少なくとも一つの金属含有ガスを含む前記原料ガスを供給するよう構成される請求項２記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、前記基板載置部材の表面に付着したフッ素原子を脱離させ、前記基板載置部材の表面を親水性を有するよう構成される請求項１記載の基板処理装置。
  10. 基板を反応室から取り出した状態で、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する除去工程と、前記反応室内に反応ガスを活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする親水処理工程と、を有するクリーニング方法。
  11. 反応室内で基板に所定の膜を形成する成膜工程と、前記基板を反応室から搬出後、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する除去工程と、前記反応室内に第２の処理ガスを活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする親水処理工程と、を含む半導体装置の製造方法。
  12. コンピュータに、基板を反応室から取り出した状態で、前記反応室内にフッ素含有ガスを供給して、前記基板を載置する基板載置部材に堆積した堆積膜を除去する手順と、前記反応室内に第２の処理ガスを活性化して供給し、前記基板載置部材に付着しているフッ素原子を除去し、前記基板載置部材の表面を親水性にする手順と、を実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。 
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