CN100342501C - 基板处理装置和基板处理方法、高速旋转阀、清洁方法 - Google Patents
基板处理装置和基板处理方法、高速旋转阀、清洁方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100342501C CN100342501C CNB03807088XA CN03807088A CN100342501C CN 100342501 C CN100342501 C CN 100342501C CN B03807088X A CNB03807088X A CN B03807088XA CN 03807088 A CN03807088 A CN 03807088A CN 100342501 C CN100342501 C CN 100342501C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- peristome
- container handling
- gas
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 406
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 194
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 453
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 107
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 65
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 62
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 32
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 31
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 31
- -1 oxygen radical Chemical class 0.000 claims description 28
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 90
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 56
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 51
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 49
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 44
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 30
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 26
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 16
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000277 atomic layer chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004129 HfSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000574352 Mus musculus Protein phosphatase 1 regulatory subunit 17 Proteins 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000167 hafnon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
-
- 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
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
- C23C16/45504—Laminar flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
- C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0407—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor with particular plug arrangements, e.g. particular shape or built-in means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0414—Plug channel at 90 degrees to the inlet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
- F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明提供一种基板处理装置，可将对排气反应容器排气时的排气端口的电导系数在ALD处理中设定得小，以便在所述反应容器内形成层流，在净化处理中设定得大，以便可在短时间内净化所述反应容器内。基板处理装置(40)的排气端口(201a、201b)具有沿大致垂直于所述层流的流动方向的方向延伸的裂缝形状。在所述排气端口上结合旋转阀(25A、25B)，该旋转阀配备具有对应于所述裂缝形状的裂缝状开口部的阀体。伴随所述旋转阀中阀体的旋转，电导系数变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体装置，尤其是涉及用于具有高电介质膜的超细微化高速半导体装置制造的基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在当今的超高速半导体装置中，随着细微化加工的进步，0.1微米以下的栅极长度成为可能。一般在细微化的同时，半导体装置的动作速度提高，但在这样非常细微化的半导体装置中，伴随细微化引起的栅极长度的缩短，需要按照比例原则使栅极绝缘膜的膜厚减少。
但是，若栅极长度变为0.1微米以下，则栅极绝缘膜的厚度在使用SiO2的情况下也需要设定成1～2nm或在此以下，但这样，在非常薄的栅极绝缘膜中隧道电流增大，结果，不能避免栅极泄漏电流增大的问题。
在这种情况下，以前提议将Ta2O5、Al2O3、ZrO2、HfO2、ZrSiO4、HfSiO4等高电介质材料适用于栅极绝缘膜，这些高电介质材料的介电常数远远大于SiO2膜、因此即使实际膜厚大、换算成SiO2膜时的膜厚也小。通过使用这种高电介质材料，若栅极长度为0.1微米以下，则即使在非常细微的超高速半导体装置中，也可使用膜厚为1～2nm或其以下的栅极绝缘膜，可抑制隧道效应引起的栅极泄漏电流。
当在Si基板上形成这种高电介质栅极绝缘膜时，为了抑制构成高电介质栅极绝缘膜的金属元素在Si基板中扩散，需要在所述Si基板上形成厚度为1nm以下、典型地为0.8nm以下的SiO2膜来作为基极氧化膜，在这种非常薄的SiO2基极氧化膜上形成所述高电介质栅极绝缘膜。此时，所述高电介质栅极绝缘膜必须形成为在膜中不形成界面能级等缺陷。另外，在所述基极氧化膜上形成这种高电介质栅极绝缘膜时，优选从接触所述基极氧化膜的一侧向着高电介质栅极绝缘膜上主面、使从以SiO2为主的组成向以高电介质为主的组成缓慢变化。
若高电介质栅极绝缘膜形成为不含缺陷，则不能使用涉及电荷粒子的等离子体加工。例如，若通过等离子体CVD法来形成这种高电介质栅极绝缘膜，则作为等离子体破坏的结果，在膜中形成用作热载流子的凝气阀(trap)的缺陷。
另一方面，若通过热CVD法来形成这种高电介质栅极绝缘膜，则因为需要将基板的温度设定得高，所以容易结晶，表面的粗糙度变大。另外，本发明的发明人发现，成膜速度容易随着基板的温度变化，难以通过基板温度的均匀性而得到均匀的膜厚分布。换言之，若通过现有的CVD法来形成这种高电介质栅极绝缘膜，则膜表面的粗糙度容易增大，另外，难以确保膜厚的均匀性。因此，在适用于要求高精度膜厚控制的MOS晶体管的栅极绝缘膜的情况下，对半导体装置的动作特性产生深刻的影响。
因此，本发明人早先为了解决上述问题，在专利文献3中提议以下说明的基板处理方法和处理装置。
图1表示本发明的发明人早先提议的进行ALD成膜加工的基板处理装置(ALD成膜装置)10的结构。在ALD成膜加工中，交互地以沿被处理基板表面流动的层流形式，向被处理基板上供给第1原料气体与第2原料气体，使第1原料气体中的原料气体分子吸附在被处理基板表面上，通过使之与第2原料气体中的原料气体分子反应，形成1分子层大小厚度的膜。通过反复该加工，在被处理基板表面上形成可用作栅极绝缘膜的高品质的电介质膜，尤其是高电介质膜。
参照图1，所述基板处理装置10包含处理容器11，该处理容器11具备隔着被处理基板12彼此相对的处理气体导入口13A和13B、隔着所述被处理基板12分别与所述处理气体导入口13A和13B相对的细长裂缝状的排气口14A、14B，所述排气口14A和14B分别经导通阀(conductance valve)15A和15B连接于凝气阀100上，所述处理容器11经所述凝气阀100排气。
并且，在所述处理容器11中，邻接所述处理气体导入口13A、面对所述排气口14A地形成另一处理气体导入口13C。
将所述处理气体导入口13A连接于切换阀16A的第1出口上，所述切换阀16A经包含阀17A、质量流量控制器18A和另一阀19A的第1原料供给线16a，连接于保持ZrCl2的原料容器20A上。并且，邻接所述第1原料供给线16a，设置包含阀21A、22A、供给Ar等不活泼性气体的净化线21a。
并且，在所述切换阀16A上连接阀净化线23a，该阀净化线23a连接于Ar等不活泼性气体源上，包含质量流量控制器23A和24A，所述切换阀16A的第2出口经净化线100a连接于所述凝气阀100上。
同样，将所述处理气体导入口13B连接于切换阀16B的第1出口上，所述切换阀16B经包含阀17B、质量流量控制器18B和其它阀19B的第1原料供给线16b连接于保持H2O的原料容器20B上。并且，邻接所述第1原料供给线16b，设置包含阀21B、22B、供给Ar等不活泼性气体的净化线21b。
并且，在所述切换阀16B上连接阀净化线23b，该阀净化线23b连接于Ar等不活泼性气体源上，包含质量流量控制器23B和24B，所述切换阀16B的第2出口经净化线100b连接于所述凝气阀100上。
并且，将所述处理气体导入口13C连接于切换阀16C的第1出口上，所述切换阀16C经包含阀17C、质量流量控制器18C和其它阀19C的第1原料供给线16c连接于保持SiCl4的原料容器20C上。并且，邻接所述第1原料供给线16c，设置包含阀21C、22C、供给Ar等不活泼性气体的净化线21c。
并且，在所述切换阀16C上连接阀净化线23c，该阀净化线23c连接于Ar等不活泼性气体源上，包含质量流量控制器23C和24C，所述切换阀16C的第2出口经净化线100c连接于所述凝气阀100上。
另外，在图1的基板处理装置10中设置控制成膜加工的控制装置10A，所述控制装置10A如后面的图4-图7中说明的那样，控制所述切换阀16A-16C和导通阀15A和15B。
图2表示包含图1的处理容器11的部分的细节。其中，图2中对应于图1的部分用相同的参照符号来表示。
参照图2，所述处理容器11具有由Al等构成的外侧容器201和由石英玻璃构成的内侧反应容器202，所述内侧反应容器202被容纳于由被划归在所述外侧容器201中、构成所述外侧容器201的一部分的盖板201A覆盖的凹部中。
所述内侧反应容器202由在所述凹部内覆盖所述外侧容器201的底面的石英底板202A、和在所述凹部内覆盖所述石英底板202A的石英盖202B构成，并且，在所述外侧容器的底部，形成容纳保持被处理基板W的盘状基板保持台203的圆形开口部201D。在所述基板保持台203中，设置省略图示的加热机构。
由设置在所述外侧处理容器201的下部的基板搬运部203自由转动、同时自由上下移动地保持所述基板保持台204。所述基板保持台203可上下移动地保持在最上位的加工位置与最下位的基板出入位置之间，所述加工位置被确定成所述保持台203上的被处理基板W的表面与所述石英底板202A的表面大致一致。
另一方面，对应于形成在所述基板搬运部204的侧壁面中的基板搬入搬出开口部204A来设定所述基板出入位置，在所述基板保持台203下降到所述基板出入位置的情况下，从所述基板搬入搬出口204A***搬运臂204B，由升降销(未图示)保持并取出从基板保持台203表面抬起的被处理基板W，送到下一工序。另外，所述搬运臂204B经所述基板搬入搬出口204A将新的被处理基板W导入所述基板搬运部204中，并将其装载在所述基板保持台203上。
保持了所述新的被处理基板W的基板保持台203通过在轴承部205中被磁性封条205A保持的转动轴205B而自由转动、并且自由上下移动地保持，所述转动轴205B上下移动的空间被波纹管206等的隔壁密闭。此时，所述空间经省略图示的排气口排气到比所述内侧容器202内部高的真空状态，避免对在所述内侧容器202内进行的基板处理加工造成污染。
为了确实进行这种差动排气，在所述基板保持台203中，包围被处理基板W地设置由石英玻璃构成的导向环203A。这种导向环203A抑制在所述基板保持台203与所述外侧容器201中容纳所述基板保持台地形成的所述开口部201D的侧壁面之间的电导系数，从而，在将由所述波纹管206区分的空间内排气成高真空的情况下，在与所述内侧反应容器202之间确实形成压力差。
形成于所述外侧容器201的底部的所述开口部201D的侧壁面被石英衬垫201d覆盖，所述石英衬垫201d还向下方延伸，覆盖所述基板搬运部204的内壁。
在所述外侧容器201的底部，在所述开口部201D的两侧分别形成连接于排气装置上的排气沟部201a和201b，所述排气沟部201a经导管207a和导通阀15A排气，所述排气沟部201b经导管207b和导通阀15B排气。在图2的状态下，将所述导通阀15A设定成开状态，将所述导通阀15B设定成大致关闭状态。所述导通阀15A、15B为了实现可靠性高的开闭状态，即使在关闭状态下也不完全闭锁，而保留3％左右的阀门开启度。
所述排气沟部201a和201b被石英玻璃构成的衬垫208覆盖，对应于所述排气沟部201a、201b，在所述石英底板202A中形成裂缝状的开口部209A、209B。在图2的实施例中，为了促进所述内侧反应容器202内部的排气，在这种裂缝状的开口部209A、209B中形成了图1说明的排气板14A或14B的整流板209。
并且，在所述内侧反应容器202内，分别在所述排气沟部201a和201b中，间隔所述晶片12并相对地设置石英气体喷嘴13A和13B。其中，从所述气体喷嘴13A导入的第1处理气体沿所述被处理基板12的表面流入所述内侧反应容器202内，从相对的排气口14A，经所述导通阀15A排气。同样，从所述气体喷嘴15B导入的第2处理气体沿所述被处理基板W的表面流入所述内侧反应容器202内，从相对的排气口14B，经所述导通阀15B排气。这样，通过交互从所述气体喷嘴13A向排气口14A、或从所述气体喷嘴13B向排气口14B流过第1和第2处理气体，可进行在先说明的以分子层为基本单位的膜形成。
图3详细表示构成所述内侧反应容器202的石英底板202A的结构。
参照图3，在所述石英底板202A中形成对应于所述被处理基板W的圆形开口部202a，在所述开口部202a的两侧，形成对应于所述排气沟部201a、201b的开口部209A和209B。并且，在图3的实例中，设置具有对应于所述开口部209A、209B来构成所述排气口14A或14B的裂缝的整流板209。另外，在所述石英底板202A中，对应于所述气体喷嘴13A来形成开口部210a，另外，对应于所述气体喷嘴13B来形成开口部210b。通过在所述石英底板202A中形成多个所述开口部210a或210b，可在所述内侧反应容器202内设置多个所述气体喷嘴13A或13B。
图4是表示在图1、2的基板处理装置10中、在被处理基板12上对每个分子层形成ZrO2膜时、在所述控制装置10A的控制下执行的ALD加工序列的流程图。
参照图4，在最初的工序1中，开放所述导通阀15A、15B，将所述切换阀16A和16B都控制成第1状态，即净化状态，以分别经净化线100a和100b向凝气阀100供给处理气体供给线16a、16b中的处理气体。结果，分别经处理气体导入口13A和13B向所述石英反应容器202中供给所述净化线23a中的Ar气体，或所述净化线23b中的Ar气体。如此供给的Ar净化气体分别从所述排气口14A和14B排出到凝气阀100。
接着，在工序2中，增大所述导通阀15A的开度，减少导通阀15B的开度。结果，在所述石英反应容器202中产生从所述气体导入口13A流向排气口14A的气流。
之后，在工序3中，将所述切换阀16A从所述第1状态切换到第2状态，如图5所示，将所述处理气体供给给16a中的ZrCl4气体作为气流LF1从所述第1处理气体导入口13A导入所述石英反应容器202中。如此导入的ZrCl4气流LF1如前所述，变为层流后，流过所述被处理基板12的表面，从所述排气口14A排出。通过这种工序，1分子层左右的ZrCl4被吸附在所述被处理基板12的表面上。在所述工序3中，所述第2切换阀16B处于所述第1状态，将线23a中的Ar净化气体从所述第2处理气体导入口13B导入所述石英反应容器202中。结果，不会产生从所述第1处理气体导入口13A导入的ZrCl4处理气体侵入所述第2处理气体导入口13B并产生析出物的问题。
接着，在工序4中，将所述切换阀16A恢复到最初的第1状态，通过Ar气体净化所述反应容器202。
并且，在工序5中，减少所述导通阀15A的开度，增大导通阀15B的开度。结果，在所述石英反应容器202中产生从所述气体导入口13B流向排气口14B的气流。
之后，在工序6中，将所述切换阀16B从所述第1状态切换到第2状态，如图6所示，将所述处理气体供给线16b中的H2O气体作为气流LF2从所述第2处理气体导入口13B导入所述石英反应容器202中。如此导入的H2O气流LF2如前所述，变为层流后，流过所述被处理基板12的表面，从所述排气口14B排出。通过这种工序，在所述被处理基板12的表面，加水分解已经吸附的ZrCl4，形成约1分子层厚的ZrO2膜。在所述工序6中，所述第1切换阀16A处于所述第1状态，将线23a中的Ar净化气体从所述第2处理气体导入口13A导入所述石英反应容器202中。结果，不会产生从所述第2处理气体导入口13B导入的H2O气体侵入所述第1处理气体导入口13A并产生析出物的问题。
但是，优选在这种ALD加工中，在所述石英反应容器202内形成原料气体的层流，所以气体喷嘴13A、13B具有细长裂缝状的喷嘴开口部，与之对应地，将排气口14A、14B也形成细长裂缝状。
因此，在图4的工序1中净化反应容器202的情况下，从所述排气口14A和14B排出净化气体，但限制裂缝形状的排气口14A、14B的电导系数，因此，在将基板处理装置10设计成可处理大直径基板、例如30cm直径的晶片来作为被处理基板12的情况下，即使全部打开导通阀15A和15B，对大容积的反应容器202进行排气也需要时间，基板处理的生产量下降。另一方面，为了提高排气时的效率，若增大所述排气口14A和14B的开口部面积、尤其是沿气体流动方向测量的宽度，则所述反应容器202中的原料气体流动会被扰乱，担心不能确实进行1分子层的原料气体的吸附。
另外，在将这种H2O用于ZrCl4等吸附的金属分子种的氧化的ALD法中，H2O容易吸附到处理容器内壁或切换阀16A、16B上，因此，在图4的工序S6中，在从所述切换阀16B将H2O导入处理容器内后，在工序S1中需要长的净化时间。结果，在基于这种分子层的吸附的所谓原子层ALD装置的成膜处理中，与通常的CVD装置的成膜处理相比，难以提高基板处理的生产量。
在美国专利第516365号中，公开了如下结构，在从水平保持被处理基板的处理容器的一端导入气相原料并从多端排气结构的CVD装置中，设置自由基源，作为原料供给源之一。
因此，考虑在图2的基板处理装置中、通过从自由基源供给的氧自由基来氧化吸附在被处理基板表面的金属分子层，但因为图2的装置需要在反应容器202内形成气相原料的层流，所以反应容器202的高度非常小，难以形成这种自由基源。
另外，所述美国专利第516365号中经阀将这种自由基源连接于原料供给线的一部分上，但若将这种结构适用于本发明的交互反复供给气相原料形式的基板处理装置中，则有必要在处理容器内部、优选在0.1秒以下的极短时间内反复切换处理气体与自由基，但可进行这种气体的高速切换的技术目前不为人知。
但是，一般在成膜装置中，需要定期清洁去除在处理容器或反应容器内成膜时堆积的析出物，但在这种清洁中，以前使用氯或氟类的气体。尤其是通过由等离子体处理活化清洁气体，使用形成的自由基，可大大提高清洁的效率。
但是，在图1、2的以ALD加工为目的的基板处理装置10中，由于石英反应容器202需要具有在反应容器202内形成层流的高度，所以尽量设定在5～20mm左右，如上所述，难以设置自由基源。因此，在所述基板处理装置10中，难以进行使用自由基的高效的清洁。
专利文献1：特开平2-74587号公报
专利文献2：特表2001-514440号公报
专利文献3：特开2002-151489号公报
专利文献4：美国专利第516365号公报
发明内容
因此，本发明的目的概括地讲是提供一种解决上述问题的新型有用的基板处理装置和这种基板处理装置中使用的阀装置。
本发明的更具体的目的在于提供一种基板处理装置和其中使用的高速可变导通阀装置，作为进行ALD加工的基板处理装置，在ALD加工中将对反应容器进行排气时的排气端口的电导系数设定得较小，以在所述反应容器内形成层流或层状的稳定原料气体流，在净化加工中设定得较大，以便能在短时间内净化所述反应容器内。
本发明的另一目的在于提供一种基板处理装置和使用这种基板处理装置的基板处理方法，在交互反复进行分子层的吸附和氧化的基板处理装置中，通过由等离子体激励的自由基来进行所述氧化处理，可使基板处理的生产量提高。
本发明的再一目的在于提供一种基板处理装置和基板处理方法，在进行ALD加工的基板处理装置中，可使用自由基来有效进行清洁。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理装置，该装置具备配备有保持被处理基板的基板保持台，在排气端口排气的处理容器；以及分别以层流的形式向所述处理容器提供多数原料气体的原料气体提供，其特征在于，
所述排气端口具有沿与所述层流的流动方向大致垂直的方向延伸的裂缝形状，
在所述排气端口上结合配备有阀，所述阀具有对应于所述排气端口的裂缝形状的裂缝状开口部的阀体，
所述裂缝状开口部被设置为可相对所述排气端口，向与所述排气端口的延伸方向大致垂直的方向位移，通过所述裂缝状开口部位移，使得所述阀的开度变化。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理装置，包括：
配备保持被处理基板的基板保持台的处理容器；
在所述处理容器中形成在所述基板保持台的第1侧的处理气体导入口；
相对所述处理容器的所述基板保持台、形成于与所述第1侧不同的第2侧的自由基源；
在所述处理容器中形成于所述第1侧的第1排气口；
在所述处理容器中形成于所述第2侧的第2排气口；和
借助第1可变导通阀结合在所述第1排气口上，借助第2可变导通阀结合在所述第2排气口上的排气***。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理装置，其特征在于，包括：
配备有保持被处理基板的基板保持台，且在排气端口排气的处理容器；
在所述处理容器中形成于所述基板保持台的第1侧，以第1层流的形式向所述处理容器中导入第1处理气体的第1原料提供喷嘴；
在所述处理容器中形成于所述基板保持台的第2侧，以第2层流的形式向所述处理容器中导入第2处理气体的第2原料提供喷嘴；
在所述处理容器中形成于所述第2侧，对所述第1层流进行排气的裂缝状第1排气口；
在所述处理容器中形成于所述第1侧，对所述第2层流进行排气的裂缝状第2排气口，；
结合在所述第1排气口上的第1排气管；
结合在所述第2排气口上、设置电导系数可变阀的第2排气管；和
在所述第2排气管中、结合在所述第2排气口与所述电导系数可变阀之间的清洁气体提供源。
本发明的又一目的在于提供一种高速旋转阀，其具备形成圆筒状的内部空间；在所述圆筒状的内部空间中平行延伸、与所述内部空间连通的裂缝状的吸气口；和连通到所述内部空间的排气口的主体；
在所述主体中、结合在所述内部空间中并自由转动地设置的中空圆筒状的阀体；以及
使所述阀体转动到任意位置的转动机构，其特征在于，
在所述阀体中形成具有对应于所述吸气口的裂缝状形状的第1开口部；和
对应于所述排气口的第2开口部。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理方法，包括如下工序
(A)净化处理容器内的工序；
(B)从所述被处理基板的第1侧向所述处理容器内导入处理气体，在使处理气体分子吸附在所述被处理基板表面上后，从面对所述第1侧的第2侧向所述被处理基板排气的工序；
(C)在所述工序(B)之后，净化所述处理容器内的工序；和
(D)在所述工序(C)之后，从所述被处理基板的所述第1侧向所述处理容器内导入自由基，使吸附在所述被处理基板表面上的所述处理气体分子氧化，从所述第2侧排气，其特征在于，
所述自由基由自由基源形成，
所述自由基在所述工序(A)和(C)中，从所述自由基源流向排气***，在所述工序(D)中，提供给所述处理容器内。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理方法，由如下工序构成：
在处理容器中，沿保持在所述处理容器中的被处理基板的表面，从第1侧向与所述第1侧相对的第2侧流过处理气体，并使处理气体分子吸附在所述被处理基板表面上的工序；
净化所述处理容器内的工序；
在所述处理容器中，沿所述被处理基板的表面，从所述第1侧向所述第2侧流过氧化处理气体，氧化吸附在所述被处理基板表面上的处理气体分子的工序，其特征在于，
包含在所述处理容器内，在所述被处理基板的所述第1侧，通过紫外线激励工序活化所述氧化处理气体，形成自由基的工序。
本发明的又一目的在于提供一种使用基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：配备保持被处理基板的基板保持台，且在排气端口排气的处理容器；以及分别以层流的形式向所述处理容器提供第1和第2原料气体的原料气体提供***，
所述排气端口具有沿大致垂直于所述层流的流动方向的方向延伸的裂缝形状，在所述排气端口上结合配备具有对应于所述排气端口的裂缝形状的裂缝状开口部阀体的阀，所述裂缝状开口部沿大致垂直于所述排气端口的延伸方向的方向、可相对所述排气端口位移地设置，所述阀通过所述裂缝状开口部位移来使开度变化，所述排气端口由分别形成于所述被处理容器的彼此相对的第1和第2端部的第1和第2排气端口构成，在所述第1和第2排气端口的每个中，所述阀体由绕沿平行于所述排气端口的延伸方向的方向延伸的旋转轴自由转动的中空圆筒部件构成，并且，形成分别沿所述旋转轴方向延伸的第1、第2和第3开口部，在所述处理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排气端口还靠近所述基板保持台上的被处理基板侧，分别设置从所述第1和第2排气端口向所述被处理基板延伸的鸟嘴状的第1和第2喷嘴，作为所述原料气体提供***而设置，所述基板处理装置具有结合在所述第1排气端口上的自由基源，在所述第1排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于在所述第1端部对所述处理容器排气的第1排气管的第1状态下，所述第2开口部连通于所述第1端部，所述第3开口部被关闭，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述自由基源的第2状态下，所述第3开口部连通于所述第1端部，所述第2开口部被关闭，在所述第2排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于在所述第2端部对所述处理容器排气的第2排气管的第3状态下，所述第2开口部连通于所述第2端部，所述第3开口部被关闭，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1和第2裂缝状开口部被关闭的第4状态下，所述第3裂缝状开口部连通于所述第2喷嘴，在所述第2排气端口中，在构成所述阀体的中空圆筒部件中设置气体提供线，
所述基板处理方法包含：第1工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第1和第3状态，对所述处理容器内部的处理空间进行排气；
第2工序，分别将所述第1排气端口和第2排气端口设定成所述第1和第4状态，还经所述第2排气端口的所述第3开口部和所述第2喷嘴从所述气体提供线向所述处理容器内部导入原料气体；
第3工序，分别将所述第1排气端口和第2排气端口设定成所述第1和第3状态，对所述处理容器内部的处理空间进行排气；以及
第4工序，分别将所述第1排气端口和第2排气端口设定成所述第2和第3状态，从所述自由基源将自由基导入所述处理容器内。
本发明的又一目的在于提供一种使用基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：配备保持被处理基板的基板保持台，且在排气端口排气的处理容器；和分别以层流的形式向所述处理容器提供第1和第2原料气体的原料气体提供***，其特征在于，
所述排气端口具有沿大致垂直于所述层流的流动方向的方向延伸的裂缝形状，在所述排气端口上结合配备具有对应于所述排气端口的裂缝形状的裂缝状开口部阀体的阀，所述裂缝状开口部沿大致垂直于所述排气端口的延伸方向的方向、可相对所述排气端口位移地设置，所述阀通过所述裂缝状开口部位移来使开度变化，所述排气端口在所述被处理容器的彼此相对的第1和第2端部分别形成为第1排气端口和第2排气端口，在所述第1和第2排气端口的每个中，所述阀体由绕沿平行于所述排气端口的延伸方向的方向延伸的旋转轴自由转动的中空圆筒部件构成，并且，所述阀体形成分别沿所述旋转轴方向延伸的至少第1、第2和第3开口部，在所述处理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排气端口还靠近所述基板保持台上的被处理基板侧，分别设置从对应的排气端口向所述被处理基板延伸的鸟嘴状的第1和第2喷嘴，作为所述原料气体提供***，在所述第1和第2喷嘴的每个中，设置原料气体提供线与净化气体线，在所述第1排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于在所述第1端部侧对所述处理容器内部排气的第1排气管的第1状态下，所述第1开口部连通于所述第1端部，所述第2开口部连通于所述第1喷嘴，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述第1排气管的第2状态下，所述第2和第3开口部的任一个都不连通于所述第1端部、所述第1喷嘴或所述第1排气管，在所述第2排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于在所述第2端部侧对所述处理容器内部排气的第2排气管的第3状态下，所述第1开口部连通于所述第2端部，所述第2开口部连通于所述第2喷嘴，另外，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述第2排气管的第4状态下，所述第2和第3开口部的任一个都不连通于所述第2端部、所述第2喷嘴或所述第2排气管，
所述基板处理方法包含：
第1工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第1和第3状态，对所述处理容器内部进行排气；
第2工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第1和第4状态，从所述第2喷嘴向所述处理容器内部导入所述第2原料气体；
第3工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第1和第4状态，从所述第2喷嘴向所述处理容器内部导入净化气体；
第4工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第2和第3状态，对所述处理容器内部进行排气；
第5工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第2和第3状态，从所述第1喷嘴向所述处理容器内部导入第2原料气体；和
第6工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口的状态设定成所述第2和第3状态，从所述第1喷嘴向所述处理容器内部导入净化气体。
本发明的又一目的在于提供一种使用基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：配备保持被处理基板的基板保持台，且在排气端口排气的处理容器；和分别以层流的形式向所述处理容器提供第1和第2原料气体的原料气体提供***，
所述排气端口具有沿大致垂直于所述层流的流动方向的方向延伸的裂缝形状，在所述排气端口上结合配备具有对应于所述排气端口的裂缝形状的裂缝状开口部阀体的阀，所述裂缝状开口部沿大致垂直于所述排气端口的延伸方向的方向、可相对所述排气端口位移地设置，所述阀通过所述裂缝状开口部位移来使开度变化，所述排气端口在所述被处理容器的彼此相对的第1和第2端部分别形成为第1排气端口和第2排气端口，所述基板处理装置具有结合在所述第2排气端口上的自由基源，在所述第1和第2排气端口的每个中，所述阀体由绕沿平行于所述排气端口的延伸方向的方向延伸的旋转轴自由转动的中空圆筒部件构成，并且，所述阀体形成分别沿所述旋转轴方向延伸的至少第1、第2和第3开口部，在所述处理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排气端口还靠近所述基板保持台上的被处理基板侧，分别设置从对应的排气端口向所述被处理基板延伸的鸟嘴状的第1和第2喷嘴，作为所述原料气体提供***，在所述第1和第2喷嘴的每个中，设置原料气体提供线与净化气体线，在所述第1排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于在所述第1端部侧对所述处理容器内部排气的第1排气管的第1状态下，所述第1开口部连通于所述第1端部，所述第2裂缝状开口部连通于所述第1喷嘴，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述第1排气管的第2状态下，所述第2和第3开口部不连通于所述第1端部、所述第1喷嘴或所述第1排气管，在所述第2排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第2开口部连通于在所述第2端部侧对所述处理容器内部排气的第2排气管的第3状态下，所述第1开口部连通于所述第2端部，所述第3开口部不连通于所述第2喷嘴或所述自由基源，另外，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于所述第2排气管的第4状态下，所述第2开口部连通于所述第2端部，并且所述第1开口部连通于所述自由基源，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述第2排气管的第5状态下，所述第3开口部连通于所述自由基源，另外，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于所述第2端部的第6状态下，所述第2开口部连通于所述自由基源，
所述基板处理方法包含：
第1工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第1状态和第3状态，对所述处理容器内部排气；
第2工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第2状态和第4状态，从所述第1喷嘴向所述处理容器内部提供所述第1原料气体；
第3工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第2和第3状态，从所述第1喷嘴向所述处理容器内部导入净化气体；
第4工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第1状态和第3状态，对所述处理容器内部排气；
第5工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第1状态和第6状态，从所述自由基源向所述处理容器内部导入自由基；和
第6工序，分别将所述第1排气端口和所述第2排气端口设定成所述第1状态和第6状态，从所述自由基源向所述处理容器内部导入净化气体。
本发明的又一目的在于提供一种基板处理装置的清洁方法，该基板处理装置具备：配备保持被处理基板的基板保持台，且在分别形成于所述基板保持台的第1和第2侧的第1和第2排气端口进行排气的处理容器；以及在所述处理容器内，交互地分别从所述第2侧向所述第1侧、或从所述第1侧向所述第2侧以层流的形式提供第1和第2原料气体的原料气体提供***，包含如下工序，
在所述第1排气口对所述处理容器排气的状态下，从结合在所述第2排气口上的排气管、通过所述第2排气口向所述处理容器内导入清洁气体。
根据本发明，在边交互切换原料气体边进行膜生长的ALD成膜装置中，因为通过高速旋转阀来可变控制设置在处理容器中的排气口的电导系数，所以可通过将所述电导系数控制成规定值，在稳定地进行所希望的1分子层的膜生长的同时，通过将所述电导系数控制成最大，高速净化所述处理容器内，可高效执行基于ALD加工的膜生长。另外，在本发明中，因为可使排气口的电导系数连续变化，可对应于使用的原料气体来变化所述排气口的电导系数，进一步使ALD加工稳定。
本发明的其它课题和特征通过参照附图对本发明的详细说明而变得清楚。
附图说明
图1是表示现有ALD成膜装置的示意图。
图2是表示图1的ALD成膜装置中使用的处理容器的结构图。
图3是详细表示图2的处理容器的一部分的图。
图4是表示使用图1的ALD装置执行的ALD加工实例的流程图。
图5是表示在图2的处理容器中执行的ALD加工的图。
图6是表示在图2的处理容器中执行的ALD加工的另一图。
图7是表示根据本发明第1实施例的ALD成膜装置中使用的处理容器的结构图。
图8是表示图7的处理容器的结构立体图。
图9A、9B是表示图7的处理容器中使用的高速旋转阀的结构立体图。
图10是表示所述高速旋转阀的结构分解图。
图11A-11D是表示所述高速旋转阀中使用的阀体的结构图。
图12A-12D是说明所述高速旋转阀的动作的图。
图13是表示根据本发明第2实施例的ALD成膜装置的示意图。
图14是表示使用图13的ALD成膜装置的根据本发明第2实施例的ALD成膜加工的流程图。
图15是表示本发明的高速旋转阀的动作特性图。
图16是表示根据本发明第3实施例的ALD成膜装置的结构图。
图17是表示使用图16的成膜装置的根据本发明第3实施例的ALD成膜加工的图。
图18是表示根据本发明第4实施例的ALD成膜装置的结构图。
图19是表示根据本发明第4实施例的成膜装置的清洁方法的流程图。
图20A、20B是表示对应于图19的根据本发明第4实施例的清洁工序的图。
图21A、21B是表示根据本发明第5实施例的成膜装置的结构和工序的图。
图22是表示使用图21的成膜装置的成膜工序的流程图。
图23A、23B是表示第5实施例的变形例的图。
图24A、24B是表示第5实施例的另一变形例的图。
图25是表示根据本发明第6实施例的成膜装置的结构图。
图26是表示使用图25的成膜装置的成膜工序的图。
图27是表示使用图25的成膜装置的成膜工序的另一图。
图28是放大表示图27的一部分的图。
图29是表示使用图25的成膜装置的成膜工序的另一图。
图30是表示使用图25的成膜装置的成膜工序的流程图。
图31是表示图25的成膜装置整体的局部剖切立体图。
图32是表示根据本发明第7实施例的成膜装置的结构图。
图33是表示图32的成膜装置中使用的处理气体导入口的结构图。
图34A-34C是说明图32的成膜装置中使用的高速旋转阀的图。
图35A-35H是表示使用图32的成膜装置执行的成膜工序的图。
图36A、36B是表示第7实施例的变形例的图。
图37是说明图36的变形例的图。
图38A-38C是表示根据本发明第8实施例的成膜装置的结构图。
图39A-39H是表示使用图38A的成膜装置执行的成膜工序的图。
图40是表示根据本发明第9实施例的成膜装置的结构图。
图41是表示图40的实施例中使用的喷嘴的结构图。
图42是表示本发明的高速旋转阀的动作特性例的图。
图43是表示根据本发明第10实施例的成膜装置的结构图。
图44是说明图43的成膜装置的动作的图。
图45是说明图43的成膜装置的动作的另一图。
图46A、46B是表示根据本发明第11实施例的成膜装置的局部图。
图47是表示根据本发明第11实施例的成膜装置的另一局部图。
具体实施方式
[第1实施例]
图7表示根据本发明第1实施例的基板处理装置(ALD成膜装置)40的结构。其中，图中对已说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图7，在本实施例中，撤消图1至3中说明的基板处理装置10使用的导通阀15A、15B，代之以邻接所述排气口14A、14B、在所述排气沟部201a或201b中设置高速旋转阀25A、25B。并且，所述高速旋转阀25A和25B分别经管路207a和207b结合在所述凝气阀100上。
图8表示所述处理容器11的结构中去除了图3的石英底板202A的状态。
参照图8，在构成所述处理容器11的外侧容器201中，形成容纳所述石英反应容器202的空间，在所述空间中，被处理基板12的表面露出，并且在所述被处理基板12的两侧，设置具有排气口26A、26B的高速旋转阀25A、25B，代替先前的排气口14A、14B。在本实施例中，将所述排气口26A、26B沿垂直于原料气体流动方向的方向测量的宽度W设定得实质上比现有的排气口14A、14B的情况大，结果，可从所述石英反应容器202经所述排气口26A、26B高效排出大量的气体。
图9A、9B表示所述高速旋转阀25A的结构。其中，图9A是从斜上方看旋转阀25A的整体的立体图，图9B是从斜下方看相同旋转阀25A的立体图。因为所述高速旋转阀25A具有与高速旋转阀25B一样的结构，所以下面仅说明高速旋转阀25A。
参照图9A，高速旋转阀25A由形成了所述排气口26A的主体251、自由转动地设置在所述主体251中的阀体252(参照图10)、和使所述阀体252转动的伺服电机253构成，并且，在所述主体251的一部分中设置容纳加热器的加热部254。另外，如图9B所示，在所述主体251的底面中形成结合在导管207a上的排气口255。
图10表示图9A、9B的高速旋转阀25A的分解图。
参照图10，所述主体251的一端由配备轴承的盖251A关闭，在所述主体251的另一端上，经密封件253B结合具有所述伺服电机253的驱动块253A。
在所述主体251中，形成连通于所述排气口26A和255的圆筒形状的开口部，将形成中空圆筒形状的陶瓷或金属构成的阀体252自由转动地***对应的所述圆筒状开口部中。在所述阀体252中，形成沿长度方向延伸的开口部252A以及在径向上相对所述开口部252A的位置上形成另一开口部252B(参照图11D)，阀体252经设置在阀体252端部的轴252X结合在所述伺服电机253上，通过所述伺服电机253，沿顺时针方向和逆时针方向转动。另外，将加热器254A***所述加热部254中。在所述阀体252的另一端设置省略图示、但与所述轴252X一样的转动轴，由设置在所述盖251A中的轴承自由转动地保持。
图11A-11D表示所述阀体252的结构。其中，图11A表示阀体252的立体图，图11B表示阀体252的平面图，图11C表示阀体252的截面图，图11D表示阀体252的底面图。
参照图11A-11D，在所述阀体252中，隔着中间部252a，形成两个所述开口部252A，各开口部252A经所述阀体252内部的空间、与形成于同所述中间部252a相对的位置上的开口部252B连通。
图12A-12D表示本实施例的基板处理装置40使用的所述高速旋转阀25A的四个状态。
参照图12A，所述伺服电机253使所述阀体252转动，以便所述阀体252中的开口部252A在所述排气口26A中形成具有6mm宽度W的开口，结果，在图1的结构中使用图7的基板处理装置40、经结合在所述开口部255上的导管207a对所述石英反应容器202内部进行排气的情况下，排气时的电导系数被限制，所述反应容器202内被缓慢排气，产生期望的原料气体向所述被处理基板12表面的吸附。
另一方面，在图12B的状态下，由伺服电机253驱动所述阀体252，以便所述开口部252A形成具有8mm宽度W的开口，结果，比阀25A的图12A的状态大。
在图12C的状态下，伺服电机253驱动所述阀体252，使所述开口部252A与开口部26A一致，结果，所述阀25A变为完全打开的状态。在图12C的状态下，所述开口部252A形成宽度W也为40mm的开口部。
相反，在图12D的状态下，伺服电机253驱动所述阀体252，使所述开口部252A完全离开开口部26A，结果，所述阀25A变为关闭状态。
图42表示伴随根据本实施例的高速旋转阀25A、25B中阀体252的旋转的电导系数变化的实例。
参照图42，在阀体252的旋转角为0度的情况下，得到超过3000l/秒的电导系数，相反，若旋转角超过约40度，则电导系数变为零，而一旦旋转角超过120度，则再次增大，在170度左右增大到600l/秒左右的值。在本发明中，仅通过使阀体252转动，即可在0.1秒以内的极短时间内实现图42所示的电导系数变化。
[第2实施例]
图13表示使用图7的基板处理装置40、在所述被处理基板12表面通过ALD法形成Al2O3膜的本发明第2实施例的结构。其中，图13中，向在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图13，在本实施例中，在所述原料容器20A中保持TMA(三甲基铝)，将所述原料容器20A中的TMA经切换阀16A和喷嘴13A导入所述处理容器11中的石英反应容器202内。另外，在图13的***中，因为未使用包含原料容器20C的原料供给***，所以省略图示。
图14是表示使用图13的***执行的ALD加工的流程图。
参照图14，在步骤10的工序中，所述高速旋转阀25A、25B都完全打开至图12C的状态，从所述阀16A和16B、分别经所述喷嘴13A和13B向所述石英反应容器202中导入Ar气体，净化反应容器202内部。
接着，在步骤11中，将所述高速旋转阀25A关闭到图12D的状态，同时，将所述高速旋转阀25B局部打开到图12A的状态。或者，控制所述高速旋转阀25B，使所述反应容器202的内部变为规定的压力。并且，经所述阀16B和喷嘴13B向所述石英反应容器202内导入H2O气体。导入的H2O气体沿所述被处理基板12的表面变为层流流动，从所述旋转阀25B排出。与此同时，H2O分子仅在所述基板表面吸附1分子层。在所述步骤11期间，从阀16A向所述喷嘴13A供给少量的Ar气体，净化喷嘴13A内部。
接着，在步骤12的工序中，将所述高速旋转阀25A、25B都设定成图12的完全打开状态，并且通过从所述阀16A、16B经喷嘴13A和13B导入Ar气体，净化所述喷嘴13A、13B和所述石英反应容器202的内部。
之后，在步骤13的工序中，所述高速旋转阀25A局部开放到图12B的状态，并且，将高速旋转阀25B关闭到图12D的状态。或者，控制所述高速旋转阀25A，以在所述处理容器22内部产生规定的压力。并且，在该状态下，从所述切换阀16A经气体喷嘴13A向所述石英反应容器202内导入TMA，导入的TMA在所述被处理基板12的表面变为层流流动，从所述旋转阀25A排出。结果，在所述被处理基板12的表面形成1分子层的Al2O3膜。其间，由Ar气体净化所述气体喷嘴13B。
并且，在步骤14的工序中，所述高速旋转阀25A、25B都完全打开到图12C的状态，通过从所述喷嘴13A和13B导入Ar气体，净化所述喷嘴13A、13B的内部和所述石英反应容器202内部。
通过重复步骤10～14的工序，可每次在所述被处理基板表面上形成1分子层的高品质的Al2O3膜。
图15是在使用本发明的高速旋转阀25A、25B的情况与使用图2的现有导通阀15A、15B的情况下比较表示图14的步骤10或12中的石英反应容器202内的净化速度的图。
参照图15，残留气体浓度在减少到最初的5％左右所需的时间在使用本发明的高速旋转阀25A、25B的情况下为0.1秒左右，缩短为现有情况下的1/5左右。另外，从图16可知，即使在真空净化所述石英反应容器202的情况下，若使用本发明的高速旋转阀25A、25B，也可在1秒的净化时间内将残留气体浓度降低到5％左右。
[第3实施例]
图16表示根据本发明第3实施例的基板处理装置50的结构。在图16中，向在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图16，在本实施例中，撤消单侧的高速旋转阀25B，另外，伴随着撤消对应的原料气体供给喷嘴13B和与之协同动作的原料气体供给***。
在这种结构的基板处理装置50中，如图17的流程图所示，在步骤21中，完全打开所述高速旋转阀25A，从喷嘴13A供给Ar气体，从而高速净化所述石英反应容器202内部。因此，在步骤22中，将所述高速旋转阀25A设定成6mm的开度，并且从所述喷嘴13A导入H2O气体，从而在所述被处理基板12的表面上仅吸附1分子层的H2O分子。另外，在步骤22中，即使不设定阀25A的开度，而设定处理压力，与该压力配合地控制裂缝宽度，也可得到同样的效果。
并且，在步骤23中，完全打开所述高速旋转阀25A，通过Ar气体来净化喷嘴13A和石英反应容器202内部。
并且，在步骤24中，将所述高速旋转阀25A设定成8mm的开度，从所述喷嘴13A导入TMA气体，从而在所述被处理基板12的表面上形成1分子层的Al2O3膜。另外，在步骤24中，即使不设定阀25A的开度，而设定处理压力，与该压力配合地控制裂缝宽度，也可得到同样的效果。
[第4实施例]
图18表示根据本发明第4实施例的基板处理装置60的结构。其中，图18中向对应于在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图18，基板处理装置60在所述导管207b中，在所述高速旋转阀26B的下游侧还设置图2的导通阀15B，在所述导管207b中，还在所述高速旋转阀26B与所述导通阀15B的中间部分借助开闭阀61来设置遥控等离子体源62。
所述遥控等离子体源62供给Ar等稀有气体与Cl2或CHF3等氯元素类或氟元素类的NF3等清洁气体，驱动与所述遥控等离子体源62协同动作的例如频率为400kHz的高频源62A，从而化学地产生活性氯自由基或氟自由基。
通过本实施例，在基板处理装置60中，通过完全打开所述高速旋转阀25A和25B，并关闭所述导通阀15B，从所述导管207b借助所述高速旋转阀25B向所述石英反应容器202沿与通常的排气方向相反的方向导入如此形成的氯自由基或氟自由基，再经高速旋转阀25A将该氯自由基或氟自由基排气，从而可有效清洁所述石英反应容器20。
图19是表示图19的清洁工序的流程图，另外，图20A、20B是示意表示对应于图19的流程图的基板处理装置60的状态图。
参照图19，在步骤21中，完全打开高速旋转阀25A，关闭高速旋转阀25B。并且，向所述遥控等离子体源62供给Ar气体和Cl2气体，完全打开所述导通阀15B，开放所述开闭阀61，以高频源62A形成的频率为400kHz、功率为5kW的高频波来驱动所述遥控等离子体源62，伴随遥控等离子体的产生，还产生氯自由基Cl*。在步骤21的状态下，如图20A所示，将形成的氯自由基原样排气到排气***。
接着，在步骤22中，完全打开所述高速旋转阀25B，关闭导通阀15，从而步骤21中形成的氯自由基Cl*如图20B所示，通过所述高速旋转阀25B和排气口26B，导入石英反应容器202内。导入的氯自由基Cl*在所述石英反应容器202内向所述高速旋转阀25A流动、通过排气口25A排出。因此，通过将步骤22的状态维持规定时间，清洁附着在所述石英反应容器202的内壁面等上的堆积物。
接着，在步骤23的工序中，再次关闭所述高速旋转阀25B，完全打开所述导通阀15B。结果，如在先的图20A所示，由所述遥控自由基源62形成的氯自由基被原样排气到排气***。
并且，在步骤24的工序中，截断所述高频源62A，断开遥控自由基产生源62，关闭所述开闭阀61。
在本实施例中，如上所述，将所述排气口26A、26B的宽度W设定得比以前的排气口14A、14B的宽度大，使可实现大的电导系数的高速旋转阀25A、25B组合，从而，在从外部向石英反应容器202内导入大量的自由基时，可将自由基丧失活性抑制到最小限度，可进行有效的清洁。在本实施例中，因为在局部排气***中形成自由基源62，所以即使所述反应容器202具有适于形成原料气体的层流的扁平形状，设置自由基源也不困难。
[第5实施例]
在图18的基板处理装置60中，自由基源62不仅用于清洁处理容器202，还可氧化或氮化吸附在被处理基板上的分子。此时，将氧或氮气与Ar等不活泼性气体一起供给给所述自由基源62，代替清洁气体。
下面，参照图21A和图21B来说明使用图18的基板处理装置60来在被处理基板上形成Al2O3膜的根据本发明第5实施例的基板处理工序。
参照图21A，由所述伺服电机253来转动所述基板保持台203，并打开所述高速旋转阀25A，对所述反应容器202内排气。另外，驱动所述遥控自由基源62。
并且，在图21A的状态下，关闭所述高速旋转阀25B，从所述处理气体导入口13A向所述反应容器202内导入TMA等处理气体。导入的处理气体沿所述基板保持台203上的被处理基板表面流动，通过所述高速旋转阀25A和导管207a排气。结果，在所述被处理基板表面吸附TMA分子，形成大致1分子层厚的TMA层。
在图21A的状态下，开放设置在所述导管207b中的可变导通阀15C，结果，所述遥控自由基源62形成的氧自由基不被导入所述反应容器202内，通过所述可变导通阀15C排出。
另一方面，在图21B的状态下，切换阀16A截断向所述处理气体导入口13A供给TMA，并且关闭所述可变导通阀15C，开放高速旋转阀25B，由此通过所述排气口26B、以逆流的形式向所述反应容器202内供给所述遥控自由基源62形成的氧自由基O*。此时，在图21B的状态下，所述高速旋转阀25A也开放，结果，如此导入的氧自由基O*在所述反应容器202内沿所述转动的被处理基板的表面流动，氧化吸附在所述基板表面上的TMA分子，形成1分子层的Al2O3膜。
在图21B的工序之后，再返回图21A的工序，通过交互重复图21A和图21B的工序，可在被处理基板上每次生长1分子层的Al2O3膜。
这样，在本实施例中，在TMA分子的氧化中使用氧自由基来代替H2O。与之相伴，不使用导入H2O的处理气体供给口13B和切换阀16B。结果，不会产生H2O分子附着到反应容器202的内壁或切换阀16B上的问题，可迅速进行从图21B的状态切换到图21A的状态时的净化工序。
尤其是通过在所述排气口26A和26B中使用在先说明的高速旋转阀25A、25B，可在所述排气口26B附近设置所述遥控自由基源62，可高效将氧自由基导入反应容器202内。在本实施例中，因为遥控自由基源62不必直接设置在扁平的处理容器201或其内部的反应容器202中，所以设计容易。
图22是表示包含图21A、21B的工序的、图18的基板处理装置60执行的基板处理工序的流程图。
参照图22，在步骤30中，完全打开所述高速旋转阀25A、25B，并从所述处理气体导入口13A导入Ar气体，从而净化所述反应容器202的内部。在该工序中，为了防止从反应容器202中排出的残留处理气体侵入所述遥控自由基源62并产生堆积，所述阀61如图23A所示关闭。其中，在所述残留处理气体的侵入少的情况下，也可如图23B所示，在所述步骤S30的净化工序中，开放所述阀61。此时，可稳定遥控自由基源62内的压力，使等离子体稳定。
接着，在对应于图23A的工序的步骤S31中，关闭所述旋转阀25B，将所述旋转阀25A的阀开度设定成6mm。在该状态下，通过从所述处理气体导入口13A导入TMA，一样使大致1分子层厚的TMA分子层吸附在所述被处理基板的表面上。
之后，在步骤S32中，再次完全打开所述高速旋转阀25A、25B，净化残留在所述反应容器202中的TMA。即使在该阶段下，所述摇控等离子体源62的阀61也可如所述图23A所示关闭。其中，在所述残留处理气体的侵入少的情况下，也可如图23B所示，在所述步骤S30的净化工序中，开放所述阀61。此时，可稳定遥控自由基源62内的压力，使等离子体稳定。
并且，在对应于图21B的工序的步骤S33中，开放所述高速旋转阀25A和25B，并且截断从处理气体导入口13A导入TMA。并且，通过关闭所述可变导通阀15C并开放阀61，向所述反应容器202中导入氧自由基，氧化在先吸附在被处理基板表面上的TMA分子层。结果，在所述被处理基板表面上形成1分子层厚的Al2O3膜。
并且，在步骤S34中，完全打开所述高速旋转阀25A、25B，边从所述处理气体导入口13A导入Ar气体，边净化所述反应容器202。其中，在步骤S34中，所述可变导通阀15C处于开放状态。
步骤S34是与在先的步骤S30相同的工序，因此，接着通过重复步骤31～34，可在所述被处理基板表面上每次生长1分子层的Al2O3膜。
根据本实施例，通过在TMA分子层的氧化中使用氧自由基，可缩短所述步骤S10、即步骤S34中的净化时间，使基板处理效率提高。
另外，在本发明中，形成的膜不限于Al2O3膜，也可通过使用ZrCl4气体来形成ZrO2膜，或使用HfCl4气体来形成HfO2膜。
并且，所述遥控等离子体源62也可供给氮气来形成氮自由基。
在本实施例中，通过在局部排气***中设置所述遥控等离子体源62，即使在导入处理气体并用处理气体分子覆盖被处理基板表面的图22的步骤S11的工序中，连结运转遥控等离子体源62的情况下，也不会产生自由基侵入反应容器202内的情况，所以不必开关控制所述遥控等离子体源62，即使在短的周期下运转基板处理装置的情况下，也可稳定供给等离子体。因此，图5的基板处理装置可以大的生产量来进行所谓的原子层CVD加工。
图24A表示在所述图22的步骤S31中、从相对所述处理气体导入口13A的处理气体导入口13B供给TMA等处理气体的情况。
在此情况下，从所述阀16B经处理气体导入口13B导入的处理气体在所述处理容器202中向处理气体导入口13A流动，经完全打开状态的高速旋转阀25A排气到排气导管207b。此时，设置在所述导管207b中的可变导通阀15C也被完全打开，结果，通过阀15C将处理气体排气。
在图24A的状态下，因为高浓度的处理气体在所述导管207b中流动，所以需要关闭所述遥控等离子体源62的阀61。否则，导管207b中TMA等处理气体被氧自由基氧化，产生堆积。
图24B的状态下对应于图22的步骤S33的氧化处理工序，与图21B的情况一样，从所述遥控自由基源62通过完全打开的高速旋转阀25B向处理容器202内导入氧自由基，并且在沿所述被处理基板的表面流动后，通过完全打开的高速旋转阀25A排气。在该状态下，关闭所述可变导通阀15C。
[第6实施例]
图25表示根据本发明第6实施例的基板处理装置80的结构。其中，图中向在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。图25表示将所述试样保持台203抬高到处理位置的状态。在图25的结构中，将基板搬运部204A设置成位于高速旋转阀25A与25B的中间。
参照图25，基板处理装置80具有与在先说明的基板处理装置40大致对应的结构，但在本实施例中，石英反应容器202在对应于被处理基板12的部分接近被处理基板12的表面，在被处理基板12与石英反应容器202之间形成高度低的扁平气体通路。另外，对应于这种石英反应容器202的形状，所述盖板201A也形成为中央部的厚度增大的形状。这样，通过在被处理基板12的表面形成非常扁平的高度低的气体通路，作为层流通过被处理基板12表面的气体的流速增大，结果，保证被处理基板12表面的气相原料分子的一样吸附。另外，因为处理容器201内的实效容积减少，所以净化效率提高，可在短时间内边切换处理气体边高效执行原子层CVD加工。
另外，在图25的基板处理装置80中，在高速旋转阀25A、25B的内侧、即靠近被处理基板12的一侧设置鸟嘴状的处理气体导入口83A、83B，代替处理气体导入口13A、13B，并在所述盖板201A上设置遥控等离子体源82。所述遥控等离子体源82如下所述，通过导管85A结合在所述高速旋转阀25B上，将形成的氧自由基或氮自由基导入所述反应容器202中的处理空间中。因此，阀25B在将排气口255连接于排气管207b上的同时，还形成结合所述导管85A的导入口26C。
所述旋转阀25A将排气口26A结合在所述反应容器202的侧部，如下所述，对应于阀体252的转动，对所述反应容器202内部的处理空间排气。同样，旋转阀25B将排气口26B结合在反应容器202的侧部，对应于阀体252的转动，对所述反应容器202内部的处理空间排气。
另外，在图25的基板处理装置80中，在高速旋转阀25A的内部，沿阀25A的旋转轴形成处理气体导入管25a，将所述处理气体导入管25a连接在图7的切换阀16B上。
图26表示图25的基板处理装置80在状态1下的吸附工序。
参照图26，高速旋转阀25A、25B在阀体252C中除在先说明的阀开口部252A和阀开口部252B外，还具有其它的大的阀开口部252C，在阀25A中，所述开口部252A-252C绕顺时针形成，另外，在阀25B中，所述开口部252A-252C绕逆时针形成。另外，在本实施例中，开口部252B和252C都具有与图11A所示的开口部252A一样的、沿阀体252的轴向延伸的细长形状。
在图26的状态1中，令高速旋转阀25B旋转，以使所述大的开口部252B匹配于排气口255，在该状态下，其它的大的开口部252C与连通于石英反应容器202中的处理空间的排气口26B匹配。因此，所述处理空间经开口部252C和252B向排气管207b排气。另外，在该状态下，截断阀25B向遥控等离子体源85的连通，另外，还截断向处理气体导入口83A的连通。
在图26的状态1中，还旋转所述高速旋转阀25A，以使所述大的开口部252A匹配于处理气体导入口83B，并且，从切换阀16B经所述处理气体导入管25a向所述阀25A中的空间导入TMA等处理气体。将这样导入的处理气体通过所述开口部252A和处理气体导入口83B导入石英处理容器222内的处理空间，在处理气体通过所述排气口26B和阀25B排出之前的期间中，处理气体中的原料分子被吸附在被处理基板12的表面上。
图27表示接着图26的工序进行的排气工序中的基板处理装置80的状态2。
参照图27，旋转高速旋转阀25B，以使大的开口部252C匹配于所述排气口26B，在该状态下，其它的大的阀开口部252B与排气口255匹配。另外，高速旋转阀25A也产生同样的状态，结果，石英反应容器202内部的处理空间经所述高速旋转阀25A和25B快速排气。
图28放大表示图27的排气工序中的高速旋转阀25B附近的状态。
参照图28，在本实施例中，如上所述，处理气体导入口83A形成于比高速旋转阀25B还靠近被处理基板12的位置上。因此，在图27的排气工序中，处理气体导入口83A相对于高速旋转阀25B，位于排气的气流的上游侧，气流沿鸟嘴状处理气体导入口83A流向排气口26，通过阀开口部252C流入阀25B中。因此，消除在气体导入口背后的虚线所示区域中容易产生的气体的滞留，可有效对反应容器202内部排气。
在图27、28的排气工序后，在基板处理装置80的状态3中进行图29所示的氧化处理工序。
参照图29，在氧化处理工序中，向所述遥控等离子体源85供给Ar气体与氧气，并且由例如400kHz的高频波激励这些气体，形成氧自由基O*。并且在图29的工序中，旋转所述高速旋转阀25B，以使阀开口部252B匹配于所述开口部26C，在该状态下，所述阀开口部252A匹配于排气口26B。
结果，由所述遥控等离子体源85激励的氧自由基O*逆向通过所述阀开口部252A和排气口26B后，被导入石英处理容器202中的处理空间。此时，所述高速旋转阀25A被设定在与图27相同的排气位置上，结果，通过所述高速旋转阀25B和处理气体导入口83A导入的氧自由基在处理容器202中沿被处理基板12的表面流向高速旋转阀25A的排气口26A，其间，氧化在先吸附在被处理基板12上的原料分子。此时，设所述阀开口部252A为大面积的开口部，通过经所述排气口26B导入自由基，可避免自由基寿命的降低。
并且，在图29的工序之后，进行图27的排气工序，通过重复图26的吸附工序、图27的排气工序、图29的氧化工序和图27的排气工序，每次在被处理基板12的表面层叠1分子层的由金属氧化物等构成的高电介质膜。
图30表示使用图25的基板处理装置80的基板处理工序的实例。
参照图30，在步骤41中，将基板处理装置80设定成图27的状态1，对反应容器202内部的处理空间排气。另外，此时，通过从处理气体导入口83A导入Ar净化气体，进行处理气体导入口83A和所述处理空间的净化。
接着，在步骤42的工序中，将基板处理装置80设定成图26的状态1，从处理气体导入口83B向反应容器202内导入TMA等处理气体，在被处理基板12上产生原料分子的吸附。
之后，在步骤43的工序中，将基板处理装置80返回图27的状态2，排气所述反应容器202内部的处理空间。此时，在步骤43的工序中，从所述处理气体导入口83B导入Ar净化气体，进行处理气体导入口83B和处理空间的净化。
之后，在步骤44的工序中，将基板处理装置80设定成图29的状态3，经所述高速旋转阀25B和排气口26B将所述自由基源85形成的氧自由基等自由基导入所述处理空间中，氧化在先吸附在所述被处理基板12上的原料分子。
并且再返回步骤41，通过重复步骤42～44，在所述被处理基板12的表面上每次形成1分子层的Al2O3膜。
图31是以上说明的本实施例的基板处理装置80在打开盖板201A的状态下的局部剖切截面图。
参照图31，在高速旋转阀25A中，气体导入管25a沿轴向延伸，另外，开口部26C对应于所述导管85A的形状，具有大致圆形的形状，但阀开口部252A、252B或252C具有沿阀体252的轴向延伸的细长形状。另外，在所述气体导入管25a的端部设置原料气体管路的连接部25a1，并且所述阀25A、25B任一个中，电机253将阀体252驱动。
如图31所示，通过未图示的支点自由开闭地设置盖板201A，通过如此构成，基板处理装置80容易维修。
[第7实施例]
图32表示根据本发明第7实施例的基板处理装置90的结构，另外，图33表示图32的基板处理装置90中使用的处理气体导入口的结构。其中，图32、图33中向对应于在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。图32表示使基板保持台203下降到对应于基板搬入搬出口204A的位置、并且由升降销204B抬起被处理基板12的状态。
参照图32，基板处理装置90具有与在先实施例中的基板处理装置80一样的结构，但如图33所示，经阀将原料气体线连接于处理气体导入口83A、83B上。例如在处理气体导入口83A的情况下，图1中经线23a和阀24A供给的Ar净化气体与经线16a和阀19A供给的ZrCl2或TMA等原料气体经切换阀16A供给，另外，经线23c和阀24C供给的Ar净化气体与经线16c和阀19C供给的ZrCl2或TMA等原料气体经切换阀16C供给。
另外，在图32的基板处理装置90中不设置基板处理装置80中使用的遥控等离子体源85。
图34A详细表示图32的基板处理装置90中使用的高速旋转阀25A、25B的结构，尤其是各阀使用的阀体252的结构。
参照图34A，在高速旋转阀25A、25B中形成对应于在先说明的阀开口部252A、252B等的阀开口部①-③，图34B表示阀25A中形成所述阀开口部①-③的阀体252的展开图。另外，同样图34C表示阀25B中形成所述阀开口部①-③的阀体252的展开图。
参照图34B、34C，阀25B的开口部①-③被设定位置和宽度，以在图34A的状态下，开口部①与处理容器22内的处理空间连通，另外，开口部②与处理气体导入口83A连通，开口部③经排气口255连通于排气管207a，阀25A中开口部①-③也同样形成。
在本实施例中，处理气体导入口83A经所述线16a和阀19A供给臭氧气体(O3)，并经线16b和阀19B向处理气体导入口83B供给例如Hf[N(C2H5)2]4或Hf[N(CH3)2]4等Hf有机金属原料。
下面，参照图35A～35H来说明使用图32的基板处理装置90执行的基板处理工序的实例。
在图35A的工序中，将所述高速旋转阀25A、25B设定成图35A的状态，结果，所述石英处理容器202内部的处理空间在阀25A、25B任一个中都经通过开口部①和③的路径排气到排气管270a或207b。另外，在图35A的状态下，阀25A、25B任一个中，开口部②都匹配于处理气体导入口83A或83B，结果，处理气体导入口83A、83B也通过开口部③和排气管207a或207b排气。
接着，在图35B的工序中，高速旋转阀25B的状态保持为图35A的状态不变，所述高速旋转阀25A的阀体252被旋转到所述开口部①连通于排气管207a、但开口部②-③都不连通于所述处理空间或处理气体导入口83B的位置，并且，打开阀19B，经所述处理气体导入口83B将线16b中的有机金属Hf原料导入所述处理空间中。导入的有机金属Hf原料沿被处理基板12的表面在所述处理空间中流动，被吸附在被处理基板12的表面上。
之后，在图35C的工序中，保持所述高速旋转阀25A中的阀体252的位置不变，将所述高速旋转阀25B中的阀体252返回到图35A的位置，处理容器202内部的处理空间向排气管207b排气。另外，在图35C的工序中，打开阀24B，将线23b中的Ar净化气体导入所述处理气体导入口83B中，结果，净化处理气体导入口83B。
并且，在图35D的工序中，将所述高速旋转阀25A中的阀体252返回图35A的状态，通过高速旋转阀25A的开口部①、②和③向排气管207a对处理容器202内部的处理空间排气。另外，在图35D的工序中，打开阀24A，将线23a中的Ar净化气体导入所述处理气体导入口83A，结果，净化处理气体导入口83A。
之后，在图35E的工序中，将所述高速旋转阀25A、25B中的阀体252都返回图35A的状态，对所述处理容器202内部的处理空间排气。
接着，在图35F的工序中，保持所述高速旋转阀25A的阀体252为图35E的状态不变，将所述高速旋转阀25B中的阀体252旋转到与图35D相同的位置上，并打开阀19A，通过所述处理气体导入口83A将线16a中的臭氧气体导入所述处理空间中。导入的臭氧气体在所述处理空间中沿被处理基板12的表面流动，氧化吸附在被处理基板12的表面上的有机金属Hf原料分子，形成1分子层厚的HfO2膜。
接着，在图35G的工序中，将所述高速旋转阀25A和25B中的阀体252的位置保持原样不变，所述处理容器202内部的处理空间被向排气管207a排气。另外，在图35G的工序中，打开阀24A，将线23a中的Ar净化气体导入所述处理气体导入口83A，结果，净化处理气体导入口83A。
并且，在图35H的工序中，将所述高速旋转阀25A中的阀体252返回图35A的状态，所述开口部①连通于排气管207b，开口部②连通于处理气体导入口83A，开口部③连通于处理空间。结果，从开口部②或③经开口部①向排气管207b排出处理容器202内部的处理空间的气体。另外，在图35H的工序中，打开阀24B，将线23b中的Ar净化气体导入所述处理气体导入口83B，结果，净化处理气体导入口83B。
并且，通过重复图35A-图35H的工序，在被处理基板12上实现HfO2膜的原子层生长。
另外，在本实施例中，也可在图35B的工序之后进行图36A所示的喷嘴净化工序，直到图35F的工序之前为止。另外，也可在图35F的工序之后进行图36B所示的喷嘴净化工序，直到下一周期中的图35B的工序之前为止。
参照图36A，在高速旋转阀25B中，将阀体252旋转到开口部①-③的任一个都不连通于处理容器202中的处理空间的位置，并且，在高速旋转阀25A中，将阀体252设定在图35A的位置。
在该状态下，若打开所述阀24B，则将净化线23b中的Ar气体导入处理气体导入口83B中，但导入的Ar气体由于高速旋转阀25A的作用，在处理气体导入口83B中，沿与处理气体导入口83B中的通常气体流动方向相反的方向流动，通过所述开口部②和③排出到排气管207a。
另外，在图36B的实例中，在高速旋转阀25A中，将阀体252旋转到开口部①-③任一个都不连通于处理容器202中的处理空间的位置，并且，在高速旋转阀25B中，将阀体252设定在图35A的位置。
在该状态下，若打开阀24A，则将净化线23a中的Ar气体导入处理气体导入口83A中，但导入的Ar气体由于高速旋转阀25B的作用，在处理气体导入口83A中，沿与处理气体导入口83A中通常的气体流动方向相反的方向流动，通过所述开口部②和③排出到排气管207b。
图37是表示图36A、36B中处理气体导入口83A或83B的净化工序的特征图。
参照图37，通过在处理气体导入口83A中，沿与通常的气体流动方向相反的方向流过净化气体，净化气体从电导系数小的区域流向大的区域流动，结果，有效净化所述处理气体导入口83A。图37中，小箭头示意表示电导系数小的区域，大箭头示意表示电导系数大的区域。
另外，图37所示的喷嘴逆净化工序也可通过在例如图35C的工序中在处理气体导入口83A打开阀24A、导入Ar气体来进行。同样，图37所示的喷嘴逆净化工序也可通过在例如图35G的工序中在处理气体导入口83B打开阀24B、导入Ar气体来进行。
[第8实施例]
图38A-38C示意表示根据本发明第8实施例的基板处理装置120的示意结构。其中，图中向在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图38A，基板处理装置120具有与在先说明的基板处理装置100类似的结构，但不同之处在于图25的基板处理装置80中说明的遥控等离子体源85经导管85A结合在高速旋转阀25A上。与图25或31的实施例一样，将遥控等离子体源85设定在自由开闭的盖板201A上，经阀86A从线86a供给Ar气体，或经阀86B从线83b供给氧气。另外，在本实施例中，从线16a经阀19A向所述处理气体导入口83A供给有机金属Hf原料，代替臭氧气体。
如图38A所示，在高速旋转阀25A、25B中，在各阀体252上形成在图38B或图38C的展开图中详细表示的开口部①-③，作为阀开口部252A、252B。具体而言，在对应于高速旋转阀25B的图38B展开图中，所述开口部①-③形成为在所述开口部①连通于所述处理容器202的端部的状态下，所述开口部②连通于所述气体喷嘴83A，另外，所述开口部③连通于排气管207b。另外，在图示的实例中，所述开口部③形成为圆形或椭圆形的开口形状，但也可将这些开口部①-③全部设为裂缝形状。
另一方面，在对应于所述高速旋转阀25A的图38C的展开图中，所述开口部①-③需要可连通于所述自由基源85，因此，在配置上与图38B多少有些不同。
即，在图38C中，所述开口部①-③形成为在所述开口部①在排气端口25A侧连通于所述处理容器202的端部的状态下，所述开口部②连通于排气管207a，另外，在所述开口部③连通于所述处理容器202的端部的状态下，所述开口部②连通于所述自由基源85。
在本实施例中，仅向气体喷嘴83B供给原料气体，不供给氧化气体。因此，不必如在先实施例那样沿逆向净化气体喷嘴83B。但是，在将开口部①的宽度设定得较大，所述开口部①连通于所述处理容器202的端部的情况下，也可构成为所述开口部①还连通于所述气体喷嘴83B。在该状态下，所述开口部③连通于所述排气管207a。另外，在图38C的结构中，将开口部①和②形成为裂缝形状，将开口部③形成为圆形或椭圆形状，但也可将开口部①-③全部形成裂缝形状。
下面，参照图39A-39H来说明使用图38A-38C的基板处理装置120的HfO2膜的形成工序。
参照图39A，高速旋转阀25A、25B位于已在图35A中说明的位置，将处理容器202内的处理空间排气。
接着，在图39B的工序中，将高速旋转阀25A保持在图39A的状态下不变，将所述高速旋转阀25B内的阀体252转动到所述开口部①连通于排气管207b、而开口部②和③均不连通于所述处理空间的位置。在该状态下，打开所述阀19A，从所述处理气体导入口83A向所述处理空间内导入有机金属Hf原料。
如此导入的有机金属Hf原料在所述处理空间中沿被处理基板12的表面流向高速旋转阀25A，有机金属Hf原料分子被吸附到被处理基板12的表面上。过剩的原料气体从所述高速旋转阀25A的开口部①经开口部②排气到排气管207a。
接着，在图39C的工序中，将所述高速旋转阀25A保持在图39A、39B的状态不变，另外，将高速旋转阀25B的状态也保持不变，关闭所述阀19A，打开阀24A。结果，线23a中的Ar气体被导入所述处理气体导入口83A，导入的Ar气体在所述处理空间中沿被处理基板12的表面流向高速旋转阀25A，从阀25A的开口部①经开口部②排出到排气口207a。由此，净化处理气体导入口83A。
接着，在图39D的工序中，将高速旋转阀25B返回图39A的状态，并且旋转高速旋转阀25A中的阀体252，使形成于所述阀体上的开口部①经排气口255连通于排气管207a，另外，开口部③连通于遥控等离子体源85的导管85A。另外，同时打开阀86A，将线86a中的Ar气体供给给遥控等离子体源85。
之后，在图39D的工序中，还打开阀24B，向处理气体供给口83B供给净化线24b中的Ar气体，进行处理气体供给口83B的净化。从处理气体导入口83B导入的Ar气体在所述处理空间中流向高速旋转阀25B，从开口部①或开口部②通过开口部③排出到排气管207b。
接着，在图39E的工序中，所述高速旋转阀25B的状态不变，旋转高速旋转阀25A中的阀体252，使形成于阀体252上的开口部②连通于遥控等离子体源85的导管85A，另外，开口部③连通于所述处理空间。结果，包含由所述遥控等离子体源85激活的Ar自由基的Ar气体通过所述开口部②和③，被导入所述处理空间中。
之后，在图39F的工序中，高速旋转阀25B的状态不变，另外，高速旋转阀25A也为不变的状态下，除阀86A外，打开阀86B，将线86b中的氧气与线86a中的Ar气体一起导入遥控等离子体源85中使之活性化。所述遥控等离子体源85中氧气的活性化的结果，在遥控等离子体源85中形成氧自由基O*，形成的氧自由基O*在所述高速旋转阀25A中从开口部②通过开口部③导入所述处理空间内。形成的氧自由基O*沿被处理基板12的表面流动，氧化吸附在基板12表面的原料分子。结果，在所述被处理基板12的表面中形成1分子层的HfO2膜。
接着，在图39G的工序中，高速旋转阀25A、25B的状态不变，关闭所述阀86B，停止等离子体源85，在流过规定时间Ar气体后，也关闭阀86A。
并且，在图39H的工序中，将高速旋转阀25A的状态返回图39A的状态，并且，将高速旋转阀25B设定成图39B的状态。并且，在该状态下，通过打开阀24A，从净化线23a向处理气体导入口83A导入Ar气体，进行处理气体导入口83A的净化。
并且，通过重复图39A-39H的工序，在被处理基板12的表面中每次形成1分子层的HfO2膜。
根据本实施例，通过由具有强氧化力的氧自由基氧化吸附在被处理基板上的Hf等有机金属原料分子，可将在所形成的膜中混入的C抑制到1％以下。另外，与使用H2O或O2等其它氧化剂的情况相比，还可抑制氧化剂附着于处理容器202的表面，可通过简单的净化来有机替换处理气体。结果，提高ALD工序的处理生产量。另外，因为在原料分子的氧化中使用氧自由基，所以可缩短氧化处理所需的时间，进一步提高基板处理生产量。
另外，在本实施例中，也可进行已在图37中说明的喷嘴逆净化工序。
[第9实施例]
图40表示根据本发明第9实施例的基板处理装置140的结构。其中，图中向对应于在先说明的部分附加相同的参照符号，并省略说明。
参照图40，基板处理装置140具有与在图7中说明的基板处理装置40类似的结构，但代替处理气体导入口13A、13B而具有图41所示的石英制的喷嘴143A、143B。另外，在所述盖板201A中，对应于所述石英制喷嘴143A，形成具有石英窗144的开口部201a，在所述盖板201A上，对应于所述开口部201a，形成紫外光源145。
参照图41，石英喷嘴143A、143B的前端部具有扁平形状，具有电导系数向着气体喷出侧的裂缝状开口部依次减少的特性。通过使用这种结构的喷嘴，以期望的片状的均匀层流形式向处理空间供给处理气体。基本上将该结构称为鸟嘴状气体喷嘴，气体喷嘴内的空间变为一体化空间，具有仅气体喷出方向的截面积向喷出侧缩小的特征。
因此，在图41的结构中，向所述石英喷嘴143A供给氧气，在该状态下，若驱动所述紫外光源145，则激发所述石英喷嘴143A中的处理气体，形成氧自由基O*。
因此，通过用如此形成的氧自由基O*氧化吸附在被处理基板12表面上的有机金属Hf等原料分子，可形成1分子层厚度的C混入少的高品质的膜。
另外，在图41的石英喷嘴143A、143B中，通过在内部气体通路中设置加热丝，或在内部的气体通路壁面中覆盖Al2O3膜或TiO2膜，也可促进自由基的激发。
[第10实施例]
下面，参照图43来说明使图25的基板处理装置80中所述石英反应容器202与底板202A、进而与被处理基板12表面之间的间隙G最佳化的、根据本发明第10实施例的基板处理装置150。
参照图43，本实施例的课题在于通过使所述间隙G最佳化，而使供给给所述石英反应容器202内的处理空间中的原料气体的利用效率最佳化，进而降低基板处理装置的运转费用。
图44放大表示图43的基板处理装置150中包含石英反应容器202与基板12的部分。其中，图43、44表示所述被处理基板12的表面位于与石英底板202A共面的处理位置的状态。
参照图44，在这种结构中，在使从所述喷嘴83A供给的TMA等处理气体流F通过所述石英反应容器202与被处理基板12之间的窄空间的情况下，在所述处理基板12的表面和石英反应容器202的表面形成边界层B，在处理气体流F中搭乘载体气体传输的TMA分子等处理气体分子通过在这种边界层B中扩散，到达所述基板12的表面。
这种边界层B的厚度δ随所述TMA气流F的流速变化，流速减少，则厚度δ增大，流速增大，则厚度δ减少。若所述边界层B的厚度δ减少，则缩短从所述TMA气流中放出的TMA分子在所述边界层B中扩散后到达被处理基板12表面的时间，在规定时间内，更多的TMA分子到达被处理基板12的表面。结果，提高原料的利用效率。
可通过使所述处理空间的高度、即减少所述间隙G来增大这种TMA气流F的流速。
图45表示这种间隙G与所述被处理基板12的表面因TMA分子饱和前的TMA气体供给时间的关系。其中，图45中，横轴表示所述石英反应容器202内的处理空间的容积，但因为将所述处理空间的直径维持成相同，所以所述处理空间的容积对应于所述间隙G。另一方面，图45中，纵轴表示被处理基板表面因所吸附的TMA分子而饱和之前的TMA气体的供给时间，该值小，则可在短时间内实现饱和吸附，另外，表示供给的TMA气体中吸附在基板表面上的比例的吸附率增大。
图45是将TMA的扩散器温度设定成25℃、将蒸气压设定成1.5kPa(11Torr)时的模拟结果，但与间隙G为40mm时TMA分子的吸附率为13％相反，在间隙G为20mm时吸附率提高到14％。并且，在所述间隙G减少到8mm的情况下，吸附率提高到30％。图45中，①表示吸附到被处理基板12上的TMA分子的比率，②表示未吸附到被处理基板12上而被排出的TMA分子的比率。
这样，通过使所述间隙G减少，在所述处理空间中，形成于被处理基板12的表面上的边界层B的厚度δ减少，吸附率提高，从而成膜工序时的原料气体的利用效率提高。
另一方面，进一步使所述间隙G减少，设定在0.5～1.0mm左右的情况下，当真空排气性能非常高时，因为原料气体的流速达到音速，所以不能实现进一步的高速化。或者，在真空排气性能不足的情况下也同样，气体流速减小。因此，虽然依赖于真空排气性能，但相对于0.5～1.0mm左右之前的间隙的缩小，通常由于原料气体的流速增加，边界层的宽度缩短，结果，原料气体的扩散增加，吸附的效率增大。另一方面，进一步的间隙的缩小不能得到这种原料的利用效率的改善。
根据这种状况，所述扁平处理空间的高度G优选设定在0.5～8mm、更优选是0.5～3.5mm的范围内。
[第11实施例]
图46A、46B详细表示图32的基板处理装置90中使用的处理气体导入口83B附近的结构。另外，处理气体导入口83A中也使用同样的结构，省略对处理气体导入口83A的说明。
参照图46A，处理气体导入口83A经形成于处理容器的一部分中的圆筒形状的空间83C连通于高速旋转阀25A上，在所述圆筒形状的空间83C中，如图46B所示，***形成多个细微开口部83d的管83D。
经阀19B或24B向所述管83D中供给净化气体或原料气体，供给的气体从所述开口部83d流出到所述空间83C中，流出的气体变为层流从所述空间83C由所述鸟嘴状喷嘴83B供给到所述石英反应容器202内的处理空间中。
图47是图46A的结构的平面图。
参照图47，所述开口部83d在所述管83D中沿与所述喷嘴83B相反的方向形成，结果，通过所述开口部83d流出的气体在所述圆筒形状空间83C中被均匀化，从所述喷嘴83B得到在管83D的轴向上流量未变动的一样的层流。
在以上的说明中，以形成HfO2膜或Al2O3膜为例说明本发明，但本发明不限于这种特定类的成膜，也可适用于ZrO2膜、HfSiO4膜、ZrSiO4膜、Ta2O5膜等各种膜的形成中。
另外，以上说明的本发明的基板处理装置和处理方法对于在被处理基板表面上每次层叠1分子层的膜的所谓ALD加工是非常有用的，但对于MOCVD法等不限于原子层生长的成膜工序也是有效的。
另外，在运转以上说明的具有高速旋转阀25A、25B的基板处理装置的情况下，在一批次的作业与下一批次的作业之间，通常产生5分钟以上的待机时间。
如上所述，在高速旋转阀25A或25B中，阀体252在规定的角度范围内、例如0度到90度的范围内前后高速重复旋转，所以轴承部容易产生非对称的磨损。
为了避免该问题，在运转本发明的基板处理装置时，在所述待机时间期间，优选在100RPM以下、更优选是10RPM左右的低速连续地使所述阀体252旋转。
在这种基板处理装置的空转状态下，处理容器201内部优选真空排气，另外，优选将基板保持台203保持在下降的搬运位置(初始位置)。另外，基板保持台203优选在再次开始加工时，将通常的加工执行温度保持在例如400℃，在所述处理容器201的内部以低流量流过净化气体。
以上以最佳实施例说明了本发明，但本发明不限于这种特定的实施例，在权利要求的范围中记载的宗旨内，可进行各种变形、变更。
产业上的可利用性
根据本发明，在边交互切换原料气体边进行膜生长的ALD成膜装置中，因为可通过高速旋转阀来可变控制设置在处理容器的排气口的电导系数，所以通过将所述电导系数控制成规定值，可稳定进行期望的1分子层的膜生长，同时，通过将所述电导系数控制成最大，可高速净化所述处理容器内，可高效执行ALD加工的膜生长。另外，在本发明中，因为可使排气口的电导系数连续变化，所以可对应于使用的原料气体来使所述排气口的电导系数变化，可进一步稳定ALD加工。
另外，根据本发明，通过使用具有形成多个裂缝状开口部的自由转动的阀体的高速旋转阀，通过使所述阀体旋转，可在处理容器内部，边高速切换边交互重复导入处理气体与自由基。结果，通过自由基处理吸附在被处理基板表面的处理气体分子，可在被处理基板表面高效生长每次1分子层的高品质的膜。此时，在自由基源中设置连接排气***的管线，在向处理容器内导入处理气体的状态下，将自由基排气到所述管线中，仅在吸附自由基的处理气体分子中进行氧化等反应的情况下，才从所述自由基源向处理容器导入自由基，从而，可连续、稳定地运转遥控等离子体等自由基源，即使在缩短原子层CVD处理等时的循环时间的情况下，也不产生自由基形成变得不稳定的问题。结果，可提高基板处理时的生产量。
另外，根据本发明，通过使用即使进行开关也稳定动作的紫外光源作为自由基源，可使用用于在硅基板表面形成氧化膜的紫外线自由基氧化处理装置来有效进行原子层CVD处理。
并且，根据本发明，在连接于对处理容器排气的排气口的排气***的一部分上，结合清洁气体的自由基源，逆着所述排气***向所述处理容器中导入清洁气体的自由基，可有效清洁所述处理容器内。
Claims (62)
1、一种基板处理装置，该装置具备：具有保持被处理基板的基板保持台、且在排气端口被排气的处理容器；以及
分别以层流的形式向所述处理容器内供给多数的处理气体的处理气体供给***，其特征在于，
所述排气端口具有沿大致垂直于所述层流的流动方向的方向延伸的排气口，
在所述排气端口上结合具有阀体的阀，所述阀体具有对应于所述排气端口的排气口的开口部，
所述开口部沿大致垂直于所述排气端口的延伸方向的方向、可相对所述排气端口位移地设置，所述阀通过所述开口部位移来使开度变化，
所述排气口和所述开口部具有裂缝形状。
2、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
可相对所述排气端口连续位移地设置所述开口部。
3、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述阀体由形成所述开口部的中空圆筒部件构成，所述阀具有使所述中空圆筒部件转动的转动机构。
4、根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述阀体在结合于所述圆筒形状的轴承面上的状态下，自由转动地保持在具有圆筒形状的轴承面的阀主体中，在所述阀体中形成借助阀体内部的空间与所述开口部连通的另一开口部，在所述阀主体中设置与所述另一开口部连通的排气口。
5、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口由相对所述被处理基板、形成于第1和第2侧的多个排气端口构成。
6、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口由相对所述被处理基板、分别形成于第1侧和第2侧的第1和第2排气端口构成，所述阀由在所述第1侧和所述第2侧、分别设置在所述第1和第2排气端口的第1和第2阀构成，所述处理气体供给***还具备第1处理气体供给口和第2处理气体供给口，该第1处理气体供给口设置在所述被处理基板的所述第2侧，沿所述被处理基板表面以第1层流的形式向所述第1排气端口供给第1处理气体；该第2处理气体供给口设置在所述处理容器的所述第1侧，沿所述被处理基板表面以第2层流的形式向所述第2排气端口供给第2处理气体，还具有控制所述第1和第2阀以及所述第1和第2处理气体供给口的控制装置。
7、根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制装置在第1状态、第2状态与第3状态之间控制所述第1和第2阀以及所述第1和第2处理气体供给口，在所述第1状态下，所述第1和第2阀中的至少一个具有开度，从所述第1和第2处理气体供给口供给净化气体，在所述第2状态下，所述第2阀关闭，所述第1阀具有第1开度，所述第1处理气体供给口供给所述第1处理气体，所述第2处理气体供给口供给净化气体，在所述第3状态下，所述第1阀关闭，所述第2阀具有第2开度，所述第2处理气体供给口供给所述第2处理气体，所述第1处理气体供给口供给净化气体。
8、根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制装置在第1状态、第2状态与第3状态之间控制所述第1和第2阀以及所述第1和第2处理气体供给口，在所述第1状态下，所述第1和第2阀的至少一个具有开度，从所述第1和第2处理气体供给口供给净化气体，在所述第2状态下，所述第2阀关闭，控制所述第1阀，以在所述处理容器内部产生规定的处理压力，所述第1处理气体供给口供给所述第1处理气体，所述第2处理气体供给口供给净化气体，在所述第3状态下，所述第1阀关闭，控制所述第2阀，以在所述处理容器内部产生规定的处理压力，所述第2处理气体供给口供给所述第2处理气体，所述第1处理气体供给口供给净化气体。
9、根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制装置使所述第1和第2阀以及所述第1和第2处理气体供给口依次在所述第1状态、所述第2状态、所述第1状态以及所述第3状态之间变化。
10、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口相对所述被处理基板形成在第1侧，所述阀在所述第1侧设置在所述排气端口，所述处理气体供给***具备处理气体供给口，还具有控制所述阀和所述处理气体供给口的控制装置，所述处理气体供给口相对所述被处理基板设置在第2侧，沿所述被处理基板表面以层流的形式向所述排气端口供给第1或第2处理气体，所述控制装置在第1状态、第2状态和第3状态之间控制所述阀与所述处理气体供给口，在所述第1状态下，所述阀具有开度，从所述处理气体供给口供给净化气体，在所述第2状态下，所述阀具有第1开度，所述处理气体供给口供给所述第1处理气体，在所述第3状态下，所述阀具有第2开度，所述处理气体供给口供给所述第2处理气体。
11、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口相对所述被处理基板形成在第1侧，所述阀在所述第1侧设置在所述排气端口，所述处理气体供给***具备处理气体供给口，还具有控制所述阀和所述处理气体供给口的控制装置，所述处理气体供给口相对所述被处理基板设置在第2侧，沿所述被处理基板表面以层流的形式向所述排气端口供给第1或第2处理气体，所述控制装置在第1状态、第2状态与第3状态之间控制所述阀与所述处理气体供给口，在所述第1状态下，所述阀具有开度，从所述处理气体供给口供给净化气体，在所述第2状态下，控制所述阀，以在所述处理容器内部形成规定的处理压力，所述处理气体供给口供给所述第1处理气体，在所述第3状态下，控制所述阀，以在所述处理容器内部形成规定的处理压力，所述处理气体供给口供给所述第2处理气体。
12、根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制装置使所述阀和所述处理气体供给口依次在所述第1状态、所述第2状态、所述第1状态以及所述第3状态之间变化。
13、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理气体供给***位于比所述排气端口更靠近所述基板保持台上的所述被处理基板一侧。
14、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器在覆盖所述基板保持台上的所述被处理基板的中央部，高度比连通于所述中央部的两端部低。
15、根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器由与所述基板保持台上的所述被处理基板表面实质上形成同一面的底部、相对所述底部的顶板部构成，从所述底部测量的所述顶板部的高度在所述中央部比所述两端部低。
16、根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器在所述中央部，在所述被处理基板上构成高度为0.5～8mm的处理空间。
17、根据权利要求14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器在所述中央部，在所述被处理基板上构成高度为0.5～3.5mm的处理空间。
18、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口形成在所述处理容器的至少一端，在所述各个排气端口中，所述阀体由绕沿平行于所述排气端口的延伸方向的方向延伸的旋转轴自由转动的中空圆筒部件构成，并且，所述阀体形成分别在所述旋转轴方向延伸的多个开口部。
19、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理气体供给***在比形成于所述处理容器的至少一端上的所述排气端口更靠近所述基板保持台上的被处理基板一侧，设置鸟嘴状的喷嘴，该喷嘴具有从所述排气端口向所述被处理基板延伸的裂缝状的开口部，还具有向着喷出侧裂缝状开口部使电导系数锐减的特性。
20、根据权利要求19所述的基板处理装置，其特征在于，
在具有所述裂缝状开口部的鸟嘴状的喷嘴上，连接有至少一个原料供给管路和至少一个净化用气体供给管路。
21、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在形成于所述处理容器的至少一端的所述排气端口中，所述多个开口部至少包含一个部位的开口部，在所述中空圆筒部件中，形成如下位置关系，在所述开口部连通于所述处理容器的所述至少一个端部的状态下，其它开口部的任一个连通于对所述处理容器内部排气的排气管和所述气体供给口上，并且，所述中空圆筒部件可保持在如下位置关系上，使所述任一开口部都不连通于对所述处理容器的端部和所述处理容器内部排气的排气管和所述气体供给口上。
22、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述各排气端口中，所述多个开口部至少包含一个部位的开口部，在所述中空圆筒部件中，形成如下位置关系，在所述开口部连通于所述处理容器的所述至少一个端部的状态下，其它开口部的任一个连通于对所述处理容器内部排气的排气管上，并且，所述中空圆筒部件可保持在如下位置关系上，使所述任一开口部都不连通于对所述处理容器的端部和所述处理容器内部排气的排气管上。
23、根据权利要求21所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置在所述处理容器上担持自由基源，在形成于所述两端部中的第1端部上的排气端口中，设置从所述自由基源供给自由基的导入口，所述多个开口部在所述中空圆筒部件上形成如下位置关系，即在所述多个开口部中的一个连通于所述第1端部的状态下，所述多个开口部中的另一个连通于所述导入口。
24、根据权利要求23所述的基板处理装置，其特征在于，
在形成于所述两端部中的第2端部上的排气端口中，在构成所述阀体的中空圆筒部件中设置气体供给线。
25、根据权利要求23所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述两端部中的第2端部上形成鸟嘴状的喷嘴，在该喷嘴上连接至少一个原料供给管路和至少一个净化用气体供给管路连接。
26、根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述排气端口在所述处理容器的彼此相对的第1和第2端部，分别形成为第1排气端口和第2排气端口，
在所述第1和第2排气端口的各个中，所述阀体由绕沿平行于所述排气端口的延伸方向的方向延伸的旋转轴自由转动的中空圆筒部件构成，并且，所述阀体形成分别沿所述旋转轴方向延伸的至少第1、第2和第3开口部，
在所述处理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排气端口更靠近所述基板保持台上的被处理基板一侧，分别设置从对应的排气端口向所述被处理基板延伸的鸟嘴状的第1和第2喷嘴，作为所述处理气体供给***，在所述第1和第2喷嘴的各个中设置处理气体供给线与净化气体线，
在所述第1排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于在所述第1端部侧对所述处理容器内部排气的第1排气管的第1状态下，所述第1开口部连通于所述第1端部，所述第2裂缝状开口部连通于所述第1喷嘴，并且，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1裂缝状开口部连通于所述第1排气管的第2状态下，所述第2和第3开口部的任一个都不连通于所述第1端部、所述第1喷嘴或所述第1排气管，
在所述第2排气端口中，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第3开口部连通于在所述第2端部侧对所述处理容器内部排气的第2排气管的第3状态下，所述第1开口部连通于所述第2端部，所述第2开口部连通于所述第2喷嘴，另外，所述第1～第3开口部形成如下位置关系，即在所述第1开口部连通于所述第2排气管的第4状态下，所述第2和第3开口部的任一个都不连通于所述第2端部、所述第2喷嘴或所述第2排气管。
27、根据权利要求26所述的基板处理装置，其特征在于，所述第1～第3开口部，在所述第3开口部处于与所述第2开口部连通的第5状态下，所述第3开口部形成与所述自由基源连通的位置关系。
28、一种基板处理装置，包括：
具备保持被处理基板的基板保持台的处理容器；
在所述处理容器中形成于所述基板保持台的第1侧的、以层流的形式向所述被处理基板供给处理气体、具有裂缝形状的开口部的处理气体导入口；
相对所述处理容器的所述基板保持台、在与所述第1侧不同的第2侧形成的、以层流的形式向所述被处理基板供给自由基的自由基源；
在所述处理容器中形成于所述第1侧的第1排气口；
在所述处理容器中形成于所述第2侧的第2排气口；以及
借助第1可变导通阀结合在所述第1排气口上，借助第2可变导通阀结合在所述第2排气口上的排气***。
29、根据权利要求28所述的基板处理装置，其特征在于，
所述自由基源是遥控自由基源。
30、根据权利要求28所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备使所述被处理基板转动的转动机构。
31、根据权利要求28所述的基板处理装置，其特征在于，
所述自由基源还借助第3可变导通阀结合在所述排气***上。
32、根据权利要求31所述的基板处理装置，其特征在于，
所述自由基源通过具有第1分支和第2分支的分支管路结合在所述基板处理装置和所述排气***上，所述第1分支借助所述第2可变导通阀结合在所述自由基供给源上，并且，所述第2分支借助所述第3可变导通阀结合在所述排气***上。
33、根据权利要求31所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第1和第2可变导通阀实质上具有相同的结构。
34、根据权利要求28所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器具有扁平形状，所述处理气体导入口在所述处理容器内形成扁平的片状处理气体流。
35、根据权利要求34所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器在所述被处理基板上构成高度为0.5～8mm的处理空间。
36、根据权利要求34所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理容器在所述被处理基板上构成高度为0.5～3.5mm的处理空间。
37、根据权利要求31所述的基板处理装置，其特征在于，
所述处理气体在所述处理容器内形成层流。
38、根据权利要求28所述的基板处理方法，其特征在于，
所述自由基源在所述第1侧形成，在所述处理容器内，通过紫外线激励使所述处理气体活化。
39、一种基板处理装置，其特征在于，包括：
处理容器，其具有保持被处理基板的基板保持台、且在排气端口排气；
第1处理气体供给喷嘴，其在所述处理容器中，形成于所述基板保持台的第1侧，以第1层流的形式向所述处理容器中导入第1处理气体；
第2处理气体供给喷嘴，其在所述处理容器中，形成于所述基板保持台的第2侧，以第2层流的形式向所述处理容器中导入第2处理气体；
裂缝状的第1排气口，其在所述处理容器中，形成于所述第2侧、且对所述第1层流排气；
裂缝状的第2排气口，其在所述处理容器中，形成于所述第1侧、且对所述第2层流排气；
结合在所述第1排气口上的第1排气管；
结合在所述第2排气口上、设置电导系数可变阀的第2排气管；以及
清洁气体供给源，其所述第2排气管中、结合于所述第2排气口和所述电导系数可变阀之间。
40、根据权利要求39所述的基板处理装置，其特征在于，
所述清洁气体供给源是形成所述清洁气体的氮自由基的遥控自由基源。
41、一种高速旋转阀，其特征在于，具备由圆筒状的内部空间；在所述圆筒状的内部空间中平行延伸、且与所述内部空间连通的裂缝状的吸气口；以及连通到所述内部空间的排气口构成的主体；
在所述主体中，结合并自由转动地设置在所述内部空间中的中空圆筒状的阀体；以及
使所述阀体转动到任意位置的转动机构，
在所述阀体中形成具有对应于所述吸气口的裂缝状形状的第1开口部和对应于所述排气口的第2开口部。
42、根据权利要求41所述的高速旋转阀，其特征在于，
所述第1开口部由沿平行方向规整排列形成于所述圆筒状的内部空间中的、分别在所述圆筒状的内部空间中沿平行方向延伸的裂缝状的第3和第4开口部构成，所述第2开口部在所述第3开口部和第4开口部之间、形成相对于所述第3和第4开口部在径向上大致对向的位置上。
43、根据权利要求41所述的高速旋转阀，其特征在于，
所述主体由在内部构成所述圆筒状内部空间的大致四棱柱状的部件构成，构成所述圆筒状内部空间的圆筒状面形成支承所述阀体的轴承面。
44、根据权利要求41所述的高速旋转阀，其特征在于，
所述阀体在两端分别具备转动轴，所述转动轴在所述大致四棱柱状的部件两端被支承在对应的轴承上。
45、根据权利要求41所述的高速旋转阀，其特征在于，
所述转动机构由伺服电机构成。
46、根据权利要求41所述的高速旋转阀，其特征在于，
还具备温度控制机构。
47、一种基板处理方法，包括如下工序：
(A)净化处理容器内的工序；
(B)从所述被处理基板的第1侧向所述处理容器内导入处理气体，在使处理气体分子吸附在所述被处理基板表面上后，从与所述第1侧相对向的第2侧向所述被处理基板排气的工序；
(C)在所述工序(B)之后，净化所述处理容器内的工序；以及
(D)在所述工序(C)之后，从所述被处理基板的所述第1侧向所述处理容器内导入自由基，使吸附在所述被处理基板表面上的所述处理气体分子氧化，从所述第2侧排气的工序，其特征在于，
所述自由基由自由基源形成，
所述自由基在所述工序(A)和(C)中，从所述自由基源流向排气***，在所述工序(D)中，向所述处理容器内供给。
48、根据权利要求47所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述工序(A)～(D)之间连续驱动所述自由基源。
49、根据权利要求47所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述工序(A)和(C)中，所述净化工序包含使用从所述自由基源向所述处理容器内供给所述自由基的路径的一部分，来对所述处理容器排气的工序。
50、如权利要求47所述的基板处理方法，其特征在于，所述处理气体从所述基板保持台的第一侧，沿着所述被处理基板的表面，以层流形式供给。
51、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，所述自由基源，在将所述处理气体导入所述处理容器内期间工作停止。
52、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，向所述自由基源供给氧化处理气体，在将所述处理气体导入所述处理容器期间，所述氧化处理气体被遮断。
53、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，向所述自由基源供给氧化处理气体，在将所述处理气体导入所述处理容器内期间，所述第一可变导通阀关闭，所述第二可变导通阀设定在规定的开度，在向所述自由基源供给所述氧化处理气体期间，所述第一可变导通阀设定在规定的开度，所述第二可变导通阀关闭。
54、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，当净化所述处理容器内部时，同时打开所述第一和第二可变导通阀。
55、如权利要求47所述的基板处理方法，其特征在于，所述自由基源还借助第三可变导通阀与所述排气***结合，当净化所述处理容器内时，所述第一、第二和第三可变导通阀同时开放。
56、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，所述自由基源为被供给氧气、形成氧自由基的遥控自由基源，形成所述自由基的工序包含将氧气供给所述遥控自由基源，通过驱动所述遥控自由基源，形成氧自由基的工序。
57、如权利要求47所述的基板处理装置，其特征在于，所述自由基供给源为被供给氮气、形成氮自由基的遥控自由基源，形成所述自由基的工序包含将氮气供给所述遥控自由基源，通过驱动所述遥控自由基源，形成氮自由基的工序。
58、一种基板处理装置的清洁方法，其特征在于，该基板处理装置具备：具有保持被处理基板的基板保持台、且在分别形成于所述基板保持台的第1和第2侧的第1和第2排气端口排气的处理容器；以及在所述处理容器内，交互地分别从所述第2侧向所述第1侧、或从所述第1侧向所述第2侧以层流的形式供给第1和第2原料气体的原料气体供给***，
包含在所述第1排气口对所述处理容器排气的状态下，从结合在所述第2排气口上的排气管、通过所述第2排气口向所述处理容器内导入清洁气体的工序。
59、根据权利要求58所述的清洁方法，其特征在于，所述清洁气体包含自由基。
60、一种在基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：具有保持被处理基板的基板保持台、且在排气端口上排气的处理容器；以及分别以层流的形式将多数的处理气体供给所述处理容器的处理气体供给***，所述排气端口具有向与所述层流的流动方向大致垂直的方向延伸的排气口，在所述排气端口上，结合有具有阀体的阀，所述阀体具有相对于所述排气端口的排气口的开口部，所述开口部相对于所述排气端口，可向与所述排气端口的延伸方向大致垂直的方向位移，所述阀根据所述开口部的位移而改变开度，
包括将所述阀设定在第1开度，从所述排气口对所述处理容器内排气的工序；以及
将所述阀的开度设定在比所述第1开度小的第2开度，从所述处理气体供给***向所述处理容器内供给一种处理气体的工序。
61、一种基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：具有保持被处理基板的基板保持台的处理容器；在所述处理容器中的所述基板保持台的第一侧上形成的、将处理气体以层流形式供给所述被处理基板的第一处理气体导入口；在与所述处理容器的所述基板保持台相对的、与所述第一侧不同的第二侧上形成的、以层流形式将第二处理气体供给所述被处理基板的第二处理气体导入口；在所述处理容器的所述第一侧上形成的、与从所述第一处理气体供给口流出的层流的流动方向大致垂直的方向上延伸的第一排气口；在所述处理容器的所述第二侧上形成的、与从所述第二处理气体供给口流出的层流的流动方向大致垂直的方向上延伸的第二排气口；以及具有第一阀体的第一阀，所述第一阀体与所述第一排气口结合、具有与所述第一排气口对应的第一开口部；具有第二阀体的第二阀，所述第二阀体与所述第二开口部结合，具有与所述第二排气口对应的第二开口部，
所述第一开口部可相对于所述第一排气口，在与所述第一排气口的延伸方向大致垂直的方向上移动，所述第二开口部可相对于所述第二排气口，在与所述第二排气口的延伸方向大致垂直的方向上移动，所述第一阀可通过移动所述第一开口部，而改变其开度，所述第二阀可通过移动所述第二开口部而改变其开度，
该基板处理方法包括下列工序：
将所述第一和第二阀的开度设定至最大，对所述处理容器内部排气的工序；
将所述第一阀的开度设定在第一值，将所述第二阀的开度设为第二个较小的值，由所述第一处理气体供给源流，将所述第一处理气体导入所述处理容器中的工序；
将所述第一和第二阀的开度设定至最大，对所述处理容器内部排气的工序；
将所述第二阀的开度设定为第三值，将所述第一阀的开度设为第4个比所述第三个值小的值，由所述第一处理气体供给***将所述第二处理气体导入所述处理容器中的工序。
62、一种基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置具备：具有保持被处理基板的基板保持台的处理容器；在所述处理容器中的所述基板保持台的第一侧上形成的、将处理气体以层流形式供给所述被处理基板的处理气体导入口；在与所述处理容器的所述基板保持台的所述第一侧不同的第二侧上形成的、将自由基以层流形式供给所述被处理基板的自由基源；在所述处理容器的所述第一侧上形成的第一排气口；在所述处理容器的所述第二侧上形成的第二排气口；借助第一可变导通阀与所述第一排气口结合，借助第二可变导通阀，与所述第二排气口结合的排气***；
该基板处理方法包括下列工序：
将所述第一和第二可变导通阀的开度设定至最大，对所述处理容器内部排气的工序；
将所述第一可变导通阀的开度设定为第一值，将所述第二可变导通阀的开度设定为第二个较小的值，由所述第一处理气体供给源将所述处理气体导入所述处理容器中的工序；
将所述第一和第二可变导通阀的开度设定至最大，对所述处理容器内部排气的工序；
将所述第二可变导通阀的开度设定为第三值，将所述第一可变导通阀的开度设定为第四个、比所述第三值小的值，从所述自由基源将所述自由基导入所述处理容器中的工序。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002086774 | 2002-03-26 | ||
| JP86774/2002 | 2002-03-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1643668A CN1643668A (zh) | 2005-07-20 |
| CN100342501C true CN100342501C (zh) | 2007-10-10 |
Family
ID=28449327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB03807088XA Expired - Fee Related CN100342501C (zh) | 2002-03-26 | 2003-03-25 | 基板处理装置和基板处理方法、高速旋转阀、清洁方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1489651A4 (zh) |
| KR (1) | KR100753696B1 (zh) |
| CN (1) | CN100342501C (zh) |
| AU (1) | AU2003221137A1 (zh) |
| WO (1) | WO2003081659A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7020981B2 (en) | 2003-10-29 | 2006-04-04 | Asm America, Inc | Reaction system for growing a thin film |
| JP4790291B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2011-10-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、記録媒体および基板処理装置 |
| KR100802382B1 (ko) * | 2006-03-21 | 2008-02-13 | 주식회사 아토 | 가스분리형 샤워헤드를 이용한 원자층 증착 장치 |
| WO2009017322A1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Ips Ltd. | Reactor for depositing thin film on wafer |
| KR101376336B1 (ko) | 2007-11-27 | 2014-03-18 | 한국에이에스엠지니텍 주식회사 | 원자층 증착 장치 |
| CN102089848B (zh) * | 2008-07-09 | 2013-05-22 | 欧瑞康太阳能股份公司(特吕巴赫) | 远程等离子体清洗方法和用于应用所述方法的设备 |
| JP5292160B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-09-18 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス流路構造体及び基板処理装置 |
| KR102030038B1 (ko) * | 2012-08-21 | 2019-10-10 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 |
| KR101621377B1 (ko) | 2014-12-30 | 2016-05-16 | 주식회사 케이씨텍 | 가스공급장치 및 이를 구비하는 대면적 원자층 증착장치 |
| CN109023302B (zh) * | 2017-06-12 | 2020-11-10 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种成膜设备及其原位清洗方法 |
| MX2022003625A (es) * | 2019-09-25 | 2022-04-20 | Shibaura Machine Co Ltd | Valvula de ajuste de velocidad de flujo, unidad de bomba y dispositivo de tratamiento de superficie. |
| CN112951740B (zh) * | 2021-01-25 | 2024-05-17 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体清洗设备及其排气机构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000068209A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Kokusai Electric Co Ltd | 基板処理装置 |
| US6206029B1 (en) * | 1998-06-08 | 2001-03-27 | Shinkuseiko Co., Ltd. | Valve of vacuum apparatus |
| WO2002009166A1 (fr) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Tokyo Electron Limited | Procede de fabrication de dispositif semi-conducteur, raffineur de substrat, et systeme de traitement du substrat |
| WO2002015243A1 (fr) * | 2000-08-11 | 2002-02-21 | Tokyo Electron Limited | Dispositif et traitement de substrat |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56120130A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-21 | Toshiba Corp | Spattering device |
| FR2629222B1 (fr) * | 1988-03-25 | 1992-04-30 | Saint Gobain Vitrage | Vitrage a transmission variable du type electrochrome |
| JPH029166A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体メモリ装置 |
| JPH048872U (zh) * | 1990-05-15 | 1992-01-27 | ||
| US6090206A (en) * | 1997-10-20 | 2000-07-18 | Applied Materials, Inc. | Throttle valve providing enhanced cleaning |
-
2003
- 2003-03-25 KR KR1020047015359A patent/KR100753696B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-03-25 EP EP03712940A patent/EP1489651A4/en not_active Withdrawn
- 2003-03-25 WO PCT/JP2003/003655 patent/WO2003081659A1/ja active Application Filing
- 2003-03-25 AU AU2003221137A patent/AU2003221137A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-25 CN CNB03807088XA patent/CN100342501C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6206029B1 (en) * | 1998-06-08 | 2001-03-27 | Shinkuseiko Co., Ltd. | Valve of vacuum apparatus |
| JP2000068209A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-03-03 | Kokusai Electric Co Ltd | 基板処理装置 |
| WO2002009166A1 (fr) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Tokyo Electron Limited | Procede de fabrication de dispositif semi-conducteur, raffineur de substrat, et systeme de traitement du substrat |
| WO2002015243A1 (fr) * | 2000-08-11 | 2002-02-21 | Tokyo Electron Limited | Dispositif et traitement de substrat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1489651A4 (en) | 2008-04-09 |
| CN1643668A (zh) | 2005-07-20 |
| KR100753696B1 (ko) | 2007-08-30 |
| AU2003221137A1 (en) | 2003-10-08 |
| WO2003081659A1 (fr) | 2003-10-02 |
| EP1489651A1 (en) | 2004-12-22 |
| KR20040094880A (ko) | 2004-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1124369C (zh) | 阳极化处理设备和与该设备有关的方法 | |
| CN1254854C (zh) | 绝缘膜氮化方法、半导体装置及其制造方法、基板处理装置和基板处理方法 | |
| CN100342501C (zh) | 基板处理装置和基板处理方法、高速旋转阀、清洁方法 | |
| CN101032006A (zh) | 半导体器件的制造方法以及衬底处理装置 | |
| CN1685485A (zh) | 基板处理装置 | |
| CN1115720C (zh) | 半导体集成电路器件的制造方法 | |
| CN1685484A (zh) | 基板处理装置 | |
| CN1254851C (zh) | 基板处理方法和装置、半导体装置的制造装置 | |
| CN1256755C (zh) | 基板处理装置及处理方法 | |
| CN1036860C (zh) | 使用烷基铝氢化物形成以铝作为主成份的金属沉积膜的方法 | |
| CN100339945C (zh) | 等离子处理装置及其清洗方法 | |
| CN1672248A (zh) | 氧化膜形成方法及氧化膜形成装置 | |
| CN1181220C (zh) | 涂层工件的制造方法、方法的应用及其装置 | |
| CN1692477A (zh) | 基板处理装置和基板处理方法 | |
| CN1670913A (zh) | 绝缘膜成形方法、绝缘膜成形装置和等离子体膜成形装置 | |
| CN1057349C (zh) | 等离子体加工方法和等离子体加工装置 | |
| CN1670912A (zh) | 等离子体处理设备和等离子体处理方法 | |
| CN1389900A (zh) | 制造半导体器件的方法 | |
| CN1696028A (zh) | 收纳容器的气体置换装置及采用该装置的气体置换方法 | |
| CN1812050A (zh) | 基板处理装置 | |
| CN101028617A (zh) | 涂布装置以及涂布方法 | |
| CN1479172A (zh) | 图形形成方法和衬底处理装置 | |
| CN1759204A (zh) | 微波等离子体处理装置和等离子体处理用气体供给构件 | |
| CN1639856A (zh) | 基板处理装置的运行方法 | |
| CN100341115C (zh) | Ⅲ族氮化物半导体晶体的制造方法、基于氮化镓的化合物半导体的制造方法、基于氮化镓的化合物半导体、基于氮化镓的化合物半导体发光器件、以及使用半导体发光器件的光源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071010 Termination date: 20140325 |