CN104952683B - 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种衬底处理装置及半导体器件的制造方法，即使在利用排气缓冲室进行气体排气的情况下，也能够充分且良好地进行对于该排气缓冲室内的清洁处理。构成了一种衬底处理装置，其具有：处理空间，对载置在衬底载置面上的衬底进行处理；气体供给***，从与衬底载置面相对的一侧向处理空间内供给气体；排气缓冲室，具有以包围处理空间的侧方外周的方式设置的空间，且以使被供给到处理空间内的气体流入空间内的方式构成；气体排气***，对流入到排气缓冲室内的气体进行排气；清洁气体供给管，与构成排气缓冲室的空间连通且向排气缓冲室内供给清洁气体。

Description

衬底处理装置及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。
背景技术
一般来说，在半导体器件的制造工序中，使用对于晶圆等衬底进行成膜处理等工艺处理的衬底处理装置。作为衬底处理装置，伴随衬底的大型化和工艺处理的高精度化等，一张一张地处理衬底的单片式结构正在普及。
作为单片式衬底处理装置所进行的工艺处理，有例如基于交替供给法进行的成膜处理。在交替供给处理中，将原料气体供给工序、吹扫工序、反应气体供给工序、吹扫工序作为1个循环，通过对处理空间内的衬底反复进行规定次数(n循环)的该循环，进行向衬底上的膜形成。因此，为高效率地进行交替供给处理，谋求同时实现对于处理空间内的衬底的气体供给均匀化和从处理空间内排出残留气体的迅速化。由此，作为单片式衬底处理装置如下地构成，通过作为气体分散机构的喷头从上方侧向处理空间供给处理气体，并且通过以围绕处理空间的侧方的外周的方式设置且在下游侧连接有排气管的排气缓冲室，从衬底的中心朝向衬底的外周侧(即处理空间的侧方)排出气体。
然而，在这样的衬底处理装置中，需要定期地除去附着在喷头或处理空间等的不需要的膜(反应副产物等)。由此，作为单片式衬底处理装置，通过喷头向处理空间内供给清洁气体，对处理空间等进行清洁处理(例如，参照专利文献1)。另外，除此以外，向位于比处理空间更靠气体排出方向的下游侧的位置的排气管内直接供给清洁气体，对副产物等容易附着且难以除去的位置即排气管内进行清洁处理(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2005-109194号公报
专利文献2：日本特开2004-211168号公报
发明内容
但是，在上述现有技术中，有可能无法充分且良好地进行对于排气缓冲室内的清洁处理。
例如，对衬底进行交替供给处理的情况下，如上所述地将原料气体和反应气体交替地供给到处理空间内。此时，认为在排气缓冲室内，任意的气体残留，在该排气缓冲室内中发生不希望的反应。不希望的反应发生时，不需要的膜或副产物等附着在排气缓冲室的内壁上。尤其，在排气缓冲室内，与处理空间内不同，没有形成良好的膜的温度条件和压力条件等，从而形成膜密度或膜厚等存在偏差的特性不好的膜。这样的膜由于切换气体供给时的压力变动等而容易剥离，并侵入处理空间内，会给衬底上的膜的特性带来不良影响，导致成品率降低。
关于这些附着物，考虑通过喷头供给清洁气体来除去。然而，活性的清洁气体到达排气缓冲室之前在处理空间内失活，因此对排气缓冲室内的清洁处理有可能变得不充分。另外，即使向排气管内直接供给清洁气体，也不能说对位于其上游侧的排气缓冲室能够充分地进行清洁处理。
为充分地进行对排气缓冲室内的清洁处理，还考虑在装置维护时通过作业员的手工作业除去附着物。然而，该情况下，导致大幅的停机时间增加，产生装置的运转效率降低的问题。也就是说，不能说能够良好地进行对排气缓冲室内的清洁处理。
因此，本发明的目的是提供一种衬底处理装置及半导体器件的制造方法，即使在利用排气缓冲室进行气体排气的情况下，也能够充分且良好地进行对该排气缓冲室内的清洁处理。
根据本发明的一方式提供一种衬底处理装置，具有：
处理空间，对载置在衬底载置面上的衬底进行处理；
气体供给***，从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内供给气体；
排气缓冲室，至少具有在所述处理空间的侧方与该处理空间连通的连通孔、及在阻挡从所述连通孔通过的气体的流动的方向延伸的气流阻挡壁；
气体排气***，对流入到所述排气缓冲室内的气体进行排气；和
清洁气体供给管，从设置在所述连通孔和所述气流阻挡壁之间的连接位置向所述排气缓冲室内供给清洁气体。
根据本发明的其他方式提供一种半导体器件的制造方法，具有：
衬底处理工序，对载置在处理空间内的衬底载置面上的衬底，从与所述衬底载置面相对的一侧供给气体的同时，利用排气缓冲室从所述处理空间内对气体进行排气，对所述处理空间内的所述衬底进行处理，所述排气缓冲室具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间；
排气缓冲室清洁工序，从与构成所述排气缓冲室的所述空间连通的清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，对所述排气缓冲室内进行清洁。
发明的效果
根据本发明，即使在利用排气缓冲室进行气体排气的情况下，也能够充分且良好地进行对该排气缓冲室内的清洁处理。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的单片式衬底处理装置的概要结构图。
图2是示意地表示图1的衬底处理装置中的排气缓冲室的整体形状的一具体例的立体图。
图3是示意地表示图1的衬底处理装置中的排气缓冲室的截面形状的一具体例的侧剖视图。
图4是示意地表示图1的衬底处理装置中的排气缓冲室的平面形状的一具体例的俯视图。
图5是表示本发明的一实施方式的衬底处理工序及清洁工序的流程图。
图6是表示图5中的成膜工序的详细情况的流程图。
附图标记说明
100···衬底处理装置
200···晶圆(衬底)
201···处理空间
209···排气缓冲室
209a···气流阻挡壁
209b···连通孔
211···衬底载置面
222···第二排气管
230···喷头
242···共用气体供给管
249a···清洁气体供给管
具体实施方式
＜本发明的一实施方式＞
以下，关于本发明的一实施方式，参照附图进行说明。
(1)衬底处理装置的结构
本实施方式的衬底处理装置作为对成为处理对象的衬底一张一张地进行处理的单片式衬底处理装置构成。
作为成为处理对象的衬底，可以列举例如被制成半导体器件(半导体设备)的半导体晶圆衬底(以下简称为“晶圆”。)。
作为对这样的衬底进行的处理，可以列举蚀刻、灰化、成膜处理等，但在本实施方式中特别进行成膜处理。作为成膜处理的典型例子，有交替供给处理。
以下，关于本实施方式的衬底处理装置的结构，参照图1进行说明。图1是本实施方式的单片式衬底处理装置的概要结构图。
(处理容器)
如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202作为例如横截面为圆形且扁平的密闭容器构成。另外，处理容器202通过例如铝(Al)或不锈钢(SUS)等金属材料构成。在处理容器202内形成有：对作为衬底的硅晶圆等晶圆200进行处理的处理空间201；将晶圆200向处理空间201输送时供晶圆200通过的输送空间203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a和下部容器202b之间设置有隔板204。
在上部容器202a的内部的外周端缘附近设置有排气缓冲室209。关于排气缓冲室209，其详细情况在后面说明。
在下部容器202b的侧面上设置有与闸阀205相邻的衬底送入送出口206，晶圆200通过衬底送入送出口206在与未图示的输送室之间移动。在下部容器202b的底部设置有多个顶升销207。而且，下部容器202b接地。
(衬底支承部)
在处理空间201内，设置有支承晶圆200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有：载置晶圆200的衬底载置面211；在表面具有衬底载置面211的衬底载置台212；内置于衬底载置台212的作为加热源的加热器213。在衬底载置台212上，与顶升销207对应的位置分别设置有供顶升销207贯穿的通孔214。
衬底载置台212被轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，而且，在处理容器202的外部与升降机构218连接。使升降机构218工作而使轴217及衬底载置台212升降，由此能够使载置在衬底载置面211上的晶圆200升降。此外，轴217的下端部的周围通过波纹管219被覆盖，处理容器202内被气密地保持。
衬底载置台212在晶圆200的输送时，下降到使衬底载置面211与衬底送入送出口206相对的位置(晶圆输送位置)，在晶圆200的处理时，如图1所示，上升到使晶圆200处于处理空间201内的处理位置(晶圆处理位置)。
具体来说，使衬底载置台212下降到晶圆输送位置时，顶升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，顶升销207从下方支承晶圆200。另外，使衬底载置台212上升到晶圆处理位置时，顶升销207被衬底载置面211的上表面埋没，衬底载置面211从下方支承晶圆200。此外，顶升销207由于与晶圆200直接触，所以优选由例如石英或氧化铝等材质形成。
(喷头)
在处理空间201的上部(气体供给方向上游侧)设置有作为气体分散机构的喷头230。在喷头230的盖231上设置有气体导入孔241，在该气体导入孔241上连接有后述的气体供给***。从气体导入孔241导入的气体被供给到喷头230的缓冲空间232。
喷头230的盖231由具有导电性的金属形成，作为在缓冲空间232或处理空间201内生成等离子体的电极使用。在盖231和上部容器202a之间设置有绝缘块233，对盖231和上部容器202a之间进行绝缘。
喷头230具有使通过气体导入孔241从气体供给***供给的气体分散的分散板234。该分散板234的上游侧为缓冲空间232，下游侧为处理空间201。在分散板234上设置有多个通孔234a。分散板234与衬底载置面211相对地配置。
在缓冲空间232中设置有气体引导部235，该气体引导部235形成被供给的气体的气流。气体引导部235是以气体导入孔241为顶点且直径随着趋向分散板234方向而变大的圆锥形状。气体引导部235以其下端位于比形成在分散板234的最外周侧的通孔234a更靠外周侧的方式形成。
(等离子体生成部)
在喷头230的盖231上连接有匹配器251、高频电源252。而且，利用高频电源252，匹配器251调整阻抗，由此在喷头230、处理空间201中生成等离子体。
(气体供给***)
在设置在喷头230的盖231上的气体导入孔241连接有共用气体供给管242。共用气体供给管242通过向气体导入孔241的连接而与喷头230内的缓冲空间232连通。另外，在共用气体供给管242上连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a和第三气体供给管245a。第二气体供给管244a经由远程等离子体单元(RPU)244e与共用气体供给管242连接。
其中，从包含第一气体供给管243a的原料气体供给***243主要供给原料气体，从包含第二气体供给管244a的反应气体供给***244主要供给反应气体。从包含第三气体供给管245a的吹扫气体供给***245，在处理晶圆200时主要供给非活性气体，在清洁喷头230或处理空间201时主要供给清洁气体。此外，关于从气体供给***供给的气体，有时也将原料气体称为第一气体，将反应气体称为第二气体，将非活性气体称为第三气体，将清洁气体(处理空间201用)称为第四气体。而且，有时也将气体供给***之一的后述的排气缓冲室清洁气体供给***所供给的清洁气体(排气缓冲室209用)称为第五气体。
(原料气体供给***)
在第一气体供给管243a上，从上游方向按顺序设置有原料气体供给源243b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)243c及作为开闭阀的阀243d。而且，从第一气体供给管243a将原料气体通过MFC243c、阀243d、共用气体供给管242供给到喷头230内。
原料气体是处理气体之一，例如是作为含有Si(硅)元素的原料的SiCl6(Disilicon hexachloride或Hexachlorodisilane)气体(即SiCl6气体)。此外，作为原料气体，在常温常压下可以为固体、液体及气体中的任一种。原料气体在常温常压下为液体的情况下，在第一气体供给源243b和质量流量控制器243c之间设置未图示的气化器即可。这里采用气体进行说明。
原料气体供给***243主要由第一气体供给管243a、MFC243c、阀243d构成。此外，原料气体供给***243也可以包括原料气体供给源243b、后述的第一非活性气体供给***。另外，原料气体供给***243用于供给处理气体之一的原料气体，从而相当于处理气体供给***之一。
在第一气体供给管243a的比阀243d更靠下游侧连接有第一非活性气体供给管246a的下游端。在第一非活性气体供给管246a上，从上游方向按顺序设置有非活性气体供给源246b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)246c及作为开闭阀的阀246d。而且，从第一非活性气体供给管246a将非活性气体通过MFC246c、阀246d、第一气体供给管243a供给到喷头230内。
非活性气体作为原料气体的载气发挥作用，优选使用与原料不反应的气体。具体来说，能够使用例如氮(N2)气。另外，除了N2气体以外，还能够使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(AR)气等稀有气体。
第一非活性气体供给***主要由第一非活性气体供给管246a、MFC246c及阀246d构成。此外，第一非活性气体供给***也可以包含非活性气体供给源236b、第一气体供给管243a。另外，第一非活性气体供给***也可以包含于原料气体供给***243。
(反应气体供给***)
在第二气体供给管244a上，在下游设置有RPU244e。在上游，从上游方向按顺序设置有反应气体供给源244b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)244c及作为开闭阀的阀244d。而且，从第二气体供给管244a将反应气体通过MFC244c、阀244d、RPU244e、共用气体供给管242供给到喷头230内。反应气体通过远程等离子体单元244e成为等离子体状态，并被照射在晶圆200上。
反应气体是处理气体之一，使用例如氨(NH3)气。
反应气体供给***244主要由第二气体供给管244a、MFC244c、阀244d构成。此外，反应气体供给***244也可以包含反应气体供给源244b、RPU244e、后述的第二非活性气体供给***。另外，反应气体供给***244用于供给处理气体之一的反应气体，从而相当于处理气体供给***之一。
在第二气体供给管244a的比阀244d更靠下游侧，连接有第二非活性气体供给管247a的下游端。在第二非活性气体供给管247a上，从上游方向按顺序设置有非活性气体供给源247b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)247c及作为开闭阀的阀247d。而且，从第二非活性气体供给管247a，将非活性气体通过MFC247c、阀247d、第二气体供给管244a、RPU244e供给到喷头230内。
非活性气体作为反应气体的载气或稀释气体发挥作用。具体来说，能够使用例如氮(N2)气。另外，除了N2气体以外，也可以使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(AR)气等稀有气体。
第二非活性气体供给***主要由第二非活性气体供给管247a、MFC247c及阀247d构成。此外，第二非活性气体供给***也可以包含非活性气体供给源247b、第二气体供给管243a、RPU244e。另外，第二非活性气体供给***也可以包含于反应气体供给***244。
(吹扫气体供给***)
在第三气体供给管245a上，从上游方向按顺序设置有吹扫气体供给源245b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)245c及作为开闭阀的阀245d。而且，从第三气体供给管245a，在衬底处理工序中，将作为吹扫气体的非活性气体通过MFC245c、阀245d、共用气体供给管242供给到喷头230内。另外，在处理空间清洁工序中，根据需要，将作为清洁气体的载气或稀释气体的非活性气体通过MFC245c、阀245d、共用气体供给管242供给到喷头230内。
从吹扫气体供给源245b供给的非活性气体在衬底处理工序中，作为对残留在处理容器202或喷头230内的气体进行吹扫的吹扫气体发挥作用。另外，在处理空间清洁工序中，也可以作为清洁气体的载气或稀释气体发挥作用。具体来说，作为非活性气体能够使用例如氮(N2)气。另外，除了N2气体以外，也可以使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(AR)气等稀有气体。
吹扫气体供给***245主要由第三气体供给管245a、MFC245c、阀245d构成。此外，吹扫气体供给***245也可以包含吹扫气体供给源245b、后述的处理空间清洁气体供给***。
(处理空间清洁气体供给***)
在第三气体供给管245a的比阀245d更靠下游侧，连接有处理空间清洁气体供给管248a的下游端。在处理空间清洁气体供给管248a上，从上游方向按顺序设置有处理空间清洁气体供给源248b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)248c及作为开闭阀的阀248d。而且，第三气体供给管245a在处理空间清洁工序中，将清洁气体通过MFC248c、阀248d、共用气体供给管242供给到喷头230内。
从处理空间清洁气体供给源248b供给的清洁气体在处理空间清洁工序中作为清洁气体(除去附着在喷头230或处理容器202上的副产物等)发挥作用。具体来说，作为清洁气体考虑使用例如三氟化氮(NF3)气体。另外，也可以使用例如氟化氢(HF)气体、三氟化氯(ClF3)气体、氟(F2)气等，也可以组合它们使用。
处理空间清洁气体供给***主要由处理空间清洁气体供给管248a、MFC248c及阀248d构成。此外，处理空间清洁气体供给***也可以包含处理空间清洁气体供给源248b、第三气体供给管245a。另外，处理空间清洁气体供给***也可以包含于吹扫气体供给***245。
(排气缓冲室清洁气体供给***)
衬底处理装置100作为气体供给***，与处理空间清洁气体供给***独立地具有排气缓冲室清洁气体供给***249。在排气缓冲室清洁气体供给***249中，包含与排气缓冲室209的上表面侧直接连通的排气缓冲室清洁气体供给管(以下简称为“清洁气体供给管”。)249a。在清洁气体供给管249a上，从上游方向按顺序设置有排气缓冲室清洁气体供给源249b、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)249c及作为开闭阀的阀249d。而且，从清洁气体供给管249a，将清洁气体通过MFC249c、阀249d供给到排气缓冲室209内。
从排气缓冲室清洁气体供给源249b供给的清洁气体作为除去附着在排气缓冲室209的内壁上的副产物等的清洁气体发挥作用。具体来说，作为清洁气体可以使用例如三氟化氮(NF3)气体。另外，也可以使用例如氟化氢(HF)气体、三氟化氯(ClF3)气体、氟(F2)气等，也可以组合它们使用。此外，排气缓冲室清洁气体供给源249b在供给与处理空间清洁气体供给源248b同种类的清洁气体的情况下，不一定必须与处理空间清洁气体供给源248b独立地设置，也可以共用它们中的任意一方。
排气缓冲室清洁气体供给***249主要由清洁气体供给管249a、MFC249c及阀249d构成。此外，排气缓冲室清洁气体供给***249也可以包含排气缓冲室清洁气体供给源249b。
(气体排气***)
对处理容器202的环境气体进行排气的排气***具有与处理容器202连接的多个排气管。具体来说，具有：与下部容器202b的输送空间203连接的第一排气管(但是未图示)；与上部容器202A的排气缓冲室209连接的第二排气管222；和与喷头230的缓冲空间232连接的第三排气管236。
(第一气体排气***)
第一排气管被连接在输送空间203的侧面或底面。在第一排气管上，作为实现高真空或超高真空的真空泵，设置有未图示的涡轮分子泵(TMP：Turbo Molecular Pump)。另外，在第一排气管中，在TMP的下游侧或上游侧或者双方，设置有未图示的阀。此外，在第一排气管上，除了TMP以外，也可以设置未图示的干式泵(DP：Dry Pump)。DP在TMP工作时，作为其辅助泵发挥功能。也就是说，TMP及DP通过第一排气管对输送空间203的环境气体进行排气。而且，此时，高真空(或者超高真空)泵即TMP单独地进行直到大气压的排气是困难的，从而作为进行直到大气压的排气的辅助泵而使用DP。
第一气体排气***主要由第一排气管、TMP、DP及阀构成。
(第二气体排气***)
第二排气管222经由设置在排气缓冲室209的上表面或侧方的排气孔221与排气缓冲室209内连接。在第二排气管222上，设置有压力控制器即APC(Auto PressureController)223，该APC223将与排气缓冲室209连通的处理空间201内控制成规定压力。APC223具有能够进行开度调整的阀体(未图示)，根据来自后述的控制器260的指示，调整第二排气管222的传导。在第二排气管222中，在APC223的下游侧，设置有真空泵224。真空泵224通过第二排气管222，对排气缓冲室209及与其连通的处理空间201的环境气体进行排气。另外，在第二排气管222中，在APC223的下游侧或上游侧或双方，设置有未图示的阀。
第二气体排气***主要由第二排气管222、APC223、真空泵224及未图示的阀构成。此外，真空泵224也可以共用第一气体排气***中的DP。
(第三气体排气***)
第三排气管236被连接在缓冲空间232的上表面或侧面。也就是说，第三排气管236被连接在喷头230上，由此与喷头230内的缓冲空间232连通。在第三排气管236上设置有阀237。另外，在第三排气管236中，在阀237的下游侧，设置有压力调整器238。而且，在第三排气管236中，在压力调整器238的下游侧，设置有真空泵239。真空泵239通过第三排气管236，对缓冲空间232的环境气体进行排气。
第三气体排气***主要由第三排气管236、阀237、压力调整器238及真空泵239构成。此外，真空泵239也可以共用第一气体排气***中的DP。
(控制器)
衬底处理装置100具有控制衬底处理装置100的各部件的动作的控制器260。控制器260至少具有运算部261及存储部262。控制器260与上述各结构连接，根据上位控制器或使用者的指示，从存储部262调出程序或方案，并根据其内容控制各结构的动作。具体来说，控制器260控制闸阀205、升降机构218、加热器213、高频电源252、匹配器251、MFC243c～248c、阀243d～248d、MFC249c、阀249d、APC223、TMP、DP、真空泵224、239、阀237等的动作。
此外，控制器260可以采用专用的计算机构成，也可以采用通用的计算机构成。准备例如存储有上述程序的外部存储装置(例如，磁带、软盘或硬盘等磁盘、CD或DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器或存储卡等半导体存储器)，使用该外部存储装置将程序安装到通用的计算机，由此能够构成本实施方式的控制器260。
另外，用于向计算机供给程序的手段不限于通过外部存储装置供给的情况。也可以使用例如互联网或专用线路等的通信手段，不经由外部存储装置地供给程序。此外，存储部262或外部存储装置采用计算机能够读取的记录介质构成。以下，还将它们简单地总称为记录介质。此外，在本说明书中，使用记录介质这样的术语的情况下，包括仅包含存储部262单体的情况、仅包含外部存储装置单体的情况或包含它们双方的情况。
(2)排气缓冲室的详细情况
这里，关于形成在处理容器202的上部容器202a内的排气缓冲室209，参照图2～图4进行详细说明。
图2是示意地表示本实施方式的排气缓冲室的整体形状的一具体例的立体图。图3是示意地表示本实施方式的排气缓冲室的截面形状的一具体例的侧剖视图。图4是示意地表示本实施方式的排气缓冲室的平面形状的一具体例的俯视图。
(整体形状)
排气缓冲室209作为将处理空间201内的气体朝向侧方周围排出时的缓冲空间发挥功能。为此，排气缓冲室209具有如图2所示地以包围处理空间201的侧方外周的方式设置的空间。也就是说，排气缓冲室209具有在处理空间201的外周侧形成为俯视呈环状(圆环状)的空间。
(截面形状)
排气缓冲室209所具有的空间如图3所示地由上部容器202a形成了空间的顶面及两侧壁面，由隔板204形成了空间的底面。而且，在空间的内周侧设置有与处理空间201连通的连通孔209b，通过该连通孔209b使供给到处理空间201内的气体流入空间内。流入到空间内的气体的流动被构成该空间的外周侧的侧壁面209a阻挡，并与该侧壁面209a碰撞。也就是说，构成空间的一个侧壁(外周侧的侧壁)作为气流阻挡壁209a发挥功能，该气流阻挡壁209a在阻挡从连通孔209b通过的气流的方向延伸。另外，在与气流阻挡壁209a相对的其他的侧壁(内周侧的侧壁)上，设置有与处理空间201连通的连通孔209b。像这样，排气缓冲室209至少具有：在处理空间201的侧方与该处理空间201连通的连通孔209b；在阻挡从连通孔209b通过的气流的方向延伸的气流阻挡壁209a。
此外，排气缓冲室209所具有的空间以包围处理空间201的侧方外周的方式延伸地构成。因此，关于设置在空间的内周侧侧壁上的连通孔209b，也在处理空间201的侧方外周的全周范围内延伸地设置。此时，考虑到排气缓冲室209作为气体排气的缓冲空间发挥功能时，连通孔209b的侧截面高度方向的大小优选比排气缓冲室209所具有的空间的侧截面高度方向的大小(空间的高度)小。
(排气***连接)
在排气缓冲室209所具有的空间中，如图2所示，连接有第二气体排气***的第二排气管222。由此，被供给到处理空间201内的气体通过连通孔209b(其形成为处理空间201和排气缓冲室209之间的气体流路)流入排气缓冲室209(参照图中箭头)，该流入的气体通过第二排气管222被排气。通过采用这样的构造，能够对处理空间201的气体迅速地排气。而且，能够从晶圆向外周方向均匀地排气。因此，能够对于晶圆表面均匀地供给气体，其结果，能够对衬底面内均匀地进行处理。
(清洁气体供给***连接)
另外，在排气缓冲室209所具有的空间的上表面侧，如图2所示，连接有排气缓冲室清洁气体供给***249的清洁气体供给管249a。由此，从排气缓冲室清洁气体供给源249b被供给的清洁气体通过清洁气体供给管249a被供给到排气缓冲室209。
从圆环径向截面观察与排气缓冲室209连接的清洁气体供给管249a时，如图3所示，在连通孔209b(成为从处理空间201到排气缓冲室209的气体流路)和气流阻挡壁209a(为构成排气缓冲室209的空间中的外周侧侧壁)之间，设置有对空间的连接位置。也就是说，清洁气体供给管249a在比连通孔209b更靠气流方向的下游侧且在比气流阻挡壁209a更靠气流方向的上游侧，进行清洁气体向排气缓冲室209内的供给。
此外，为实现清洁气体向排气缓冲室209内的供给的均匀化，清洁气体供给管249a优选经由气体供给槽249e连接到排气缓冲室209。
气体供给槽249e如图2或图3所示地形成在排气缓冲室209所具有的空间的顶面上。另外，气体供给槽249e如图4所示以在包围处理空间201的周向上连续的方式形成。也就是说，气体供给槽249e在排气缓冲室209的全周范围内延伸地形成。关于构成气体供给槽249e的槽截面形状，只要是沿周向连续的结构即可，没有特别限定，可以采用图例的方槽状，也可以采用其他形状(例如圆槽状)。
若经由这样的气体供给槽249e连接，则即使在仅一个清洁气体供给管249a与排气缓冲室209连接的情况下，来自该清洁气体供给管249a的清洁气体也沿着气体供给槽249e向全周遍及之后，被供给到排气缓冲室209内。因此，实现清洁气体向排气缓冲室209内的供给的均匀化，能够抑制清洁气体被集中地供给到特定位置(例如，清洁气体供给管249a的连接位置附近)。
但是，只要能够实现清洁气体的供给的均匀化，清洁气体供给管249a也不一定必须经由气体供给槽249e连接于排气缓冲室209。例如，若能够设置多个清洁气体供给管249a，则还考虑以使各清洁气体供给管249a和排气缓冲室209在多个位置连接的方式构成，该情况下，也能够使清洁气体向排气缓冲室209内的供给均匀。
(3)衬底处理工序
以下，作为半导体器件的制造方法的一个工序，针对使用衬底处理装置100在晶圆200上形成薄膜的工序进行说明。此外，在以下的说明中，构成衬底处理装置100的各部件的动作由控制器260控制。
这里，作为原料气体(第一处理气体)使用SiCl6气体，作为反应气体(第二处理气体)使用NH3气体，在晶圆200上作为含硅膜通过交替供给法形成SiN(氮化硅)膜，关于该例进行说明。
图5是表示本实施方式的衬底处理工序及清洁工序的流程图。图6是表示图5的成膜工序的详细情况的流程图。
(衬底送入、载置工序：S102)
在衬底处理装置100中，首先，使衬底载置台212下降到晶圆200的输送位置，由此使顶升销207贯穿衬底载置台212的通孔214。其结果，顶升销207成为从衬底载置台212表面突出规定高度量的状态。接着，打开闸阀205使输送空间203与移载室(未图示)连通。然后，从该移载室使用晶圆移载机(未图示)将晶圆200送入输送空间203，并将晶圆200移载在顶升销207上。由此，晶圆200以水平姿势被支承在从衬底载置台212的表面突出的顶升销207上。
将晶圆200送入处理容器202内后，使晶圆移载机向处理容器202外避让，关闭闸阀205使处理容器202内密闭。然后，使衬底载置台212上升，由此将晶圆200载置在设置于衬底载置台212上的衬底载置面211上，通过进一步使衬底载置台212上升，使晶圆200上升到前述的处理空间201内的处理位置。
将晶圆200送入处理容器202内时，使第一气体排气***中的阀成为打开状态(开阀)，使输送空间203和TMP之间连通，并且使TMP和DP之间连通。另一方面，使除第一气体排气***中的阀以外的排气系的阀成为关闭状态(闭阀)。由此，通过TMP及DP对输送空间203的环境气体进行排气，使处理容器202达到高真空(超高真空)状态(例如10-5Pa以下)。在该工序中，使处理容器202成为高真空(超高真空)状态是为了减小与同样地保持高真空(超高真空)状态(例如10-6Pa以下)的移载室之间的压力差。在该状态下打开闸阀205，将晶圆200从移载室送入输送空间203。此外，为了不导致伴随TMP及DP的动作建立而产生的处理工序的延迟，TMP及DP在图5及图6所示的工序中始终工作。
晶圆200被送入输送空间203之后，上升到处理空间201内的处理位置时，使第一气体排气***中的阀成为关闭状态。由此，输送空间203和TMP之间被截断，基于TMP进行的输送空间203的排气结束。另一方面，打开第二气体排气***中的阀，使排气缓冲室209和APC223之间连通，并且使APC223和真空泵224之间连通。APC223通过调整第二排气管222的传导，来控制真空泵224对排气缓冲室209的排气流量，将与排气缓冲室209连通的处理空间201维持在规定压力。此外，其他排气***的阀维持关闭状态。另外，关闭第一气体排气***中的阀时，在使位于TMP的上游侧的阀成为关闭状态之后，使位于TMP的下游侧的阀成为关闭状态，由此稳定地维持TMP的工作。
此外，在该工序中，也可以对处理容器202内进行排气的同时，从非活性气体供给***向处理容器202内供给作为非活性气体的N2气体。即，也可以利用TMP或DP通过排气缓冲室209对处理容器202内进行排气的同时，至少打开第三气体供给***的阀245d，由此向处理容器202内供给N2气体。由此，能够抑制颗粒向晶圆200上的附着。
另外，将晶圆200载置在衬底载置台212上时，向埋入衬底载置台212的内部的加热器213供给电力，以使晶圆200的表面成为规定的处理温度的方式进行控制。此时，加热器213的温度通过基于由未图示的温度传感器检测到的温度信息控制向加热器213的通电情况来调整。
像这样，在衬底送入、载置工序(S102)中，将处理空间201内控制成为规定的处理压力，并且将晶圆200的表面温度控制成为规定的处理温度。这里，规定的处理温度、处理压力是指在后述的成膜工序(S104)中，通过交替供给法能够形成SiN膜的处理温度、处理压力。即，是第一处理气体(原料气体)供给工序(S202)中供给的原料气体不会自我分解的程度的处理温度、处理压力。具体来说，处理温度为室温以上500℃以下，优选为室温以上400℃以下，处理压力为50～5000Pa。在后述的成膜工序(S104)中也维持该处理温度、处理压力。
(成膜工序：S104)
衬底送入、载置工序(S102)之后，接下来，进行成膜工序(S104)。以下，参照图6，对成膜工序(S104)进行详细说明。此外，成膜工序(S104)是循环处理，反复进行交替地供给不同处理气体的工序。
(第一处理气体供给工序：S202)
在成膜工序(S104)中，首先，进行第一处理气体(原料气体)供给工序(S202)。此外，第一处理气体为例如TiCl4等液体原料的情况下，预先使原料气化而生成原料气体(即TiCl4气体)(预备气化)。原料气体的预备气化也可以与上述衬底送入、载置工序(S102)同时进行。这是因为为稳定地生成原料气体，需要规定的时间。
供给第一处理气体时，打开阀243d，并且以使原料气体的流量成为规定流量的方式调整质量流量控制器243c，由此开始原料气体(SiCl6气体)向处理空间201内的供给。原料气体的供给流量为例如100～500sccm。原料气体通过喷头230被分散并被均匀地供给到处理空间201内的晶圆200上。
此时，打开第一非活性气体供给***的阀246d，并从第一非活性气体供给管246a供给非活性气体(N2气体)。非活性气体的供给流量为例如500～5000sccm。此外，也可以使非活性气体从吹扫气体供给***的第三气体供给管245a流出。
剩余的原料气体从处理空间201内均匀向排气缓冲室209流入，并在第二气体排气***的第二排气管222内流动并被排气。具体来说，第二气体排气***中的阀成为打开状态，通过APC223以处理空间201的压力成为规定压力的方式被控制。此外，除第二气体排气***中的阀以外的排气***的阀全部关闭。
此时的处理空间201内的处理温度、处理压力采用原料气体不会自我分解的程度的处理温度、处理压力。由此，原料气体的气体分子吸附在晶圆200上。
从开始供给原料气体后经过规定时间之后，关闭阀243d，停止原料气体的供给。原料气体及载气的供给时间为例如2～20秒。
(第一喷头排气工序：S204)
停止原料气体的供给之后，从第三气体供给管245a供给非活性气体(N2气体)，进行喷头230的吹扫。关于此时的气体排气***的阀，第二气体排气***中的阀为关闭状态，而第三气体排气***中的阀237为打开状态。其他气体排气***的阀维持关闭状态。即，进行喷头230的吹扫时，将排气缓冲室209和APC223之间截断，停止基于APC223进行的压力控制，而使缓冲空间232和真空泵239之间连通。由此，残留在喷头230(缓冲空间232)内的原料气体经由第三排气管236，通过真空泵239从喷头230被排气。需要说明的是，此时，APC223的下游侧的阀也可以打开。
第一喷头排气工序(S204)中的非活性气体(N2气体)的供给流量为例如1000～10000sccm。另外，非活性气体的供给时间为例如2～10秒。
(第一处理空间排气工序：S206)
喷头230的吹扫结束后，接着，从第三气体供给管245a供给非活性气体(N2气体)，进行处理空间201的吹扫。此时，第二气体排气***中的阀为打开状态，通过APC223以处理空间201的压力成为规定压力的方式被控制。另一方面，除第二气体排气***中的阀以外的气体排气***的阀全部为关闭状态。由此，在第一处理气体供给工序(S202)中未能吸附在晶圆200上的原料气体通过第二气体排气***中的真空泵224，经由第二排气管222及排气缓冲室209从处理空间201被除去。
第一处理空间排气工序(S206)中的非活性气体(N2气体)的供给流量为例如1000～10000sccm。另外，非活性气体的供给时间为例如2～10秒。
此外，这里，在第一喷头排气工序(S204)之后进行第一处理空间排气工序(S206)，但进行这些工序的顺序也可以相反。另外，也可以同时进行这些工序。
(第二处理气体供给工序：S208)
在喷头230及处理空间201的吹扫完成后，接着进行第二处理气体(反应气体)供给工序(S208)。在第二处理气体供给工序(S208)中，打开阀244d，通过远程等离子体单元244e、喷头230，开始反应气体(NH3气体)向处理空间201内的供给。此时，以使反应气体的流量成为规定流量的方式调整MFC244c。反应气体的供给流量为例如1000～10000sccm。
等离子体状态的反应气体通过喷头230被分散并被均匀地供给到处理空间201内的晶圆200上，与吸附在晶圆200上的含原料气体膜反应，而在晶圆200上生成SiN膜。
此时，打开第二非活性气体供给***的阀247d，从第二非活性气体供给管247a供给非活性气体(N2气体)。非活性气体的供给流量为例如500～5000sccm。需要说明的是，也可以使非活性气体从吹扫气体供给***的第三气体供给管245a流出。
剩余的反应气体和反应副产物从处理空间201内向排气缓冲室209流入，在第二气体排气***的第二排气管222内流动并被排气。具体来说，第二气体排气***中的阀为打开状态，通过APC223以处理空间201的压力成为规定压力的方式被控制。此外，除第二气体排气***中的阀以外的排气***的阀全部为关闭。
从开始供给反应气体后，经过规定时间之后，关闭阀244d，停止反应气体的供给。反应气体及载气的供给时间为例如2～20秒。
(第二喷头排气工序：S210)
停止反应气体的供给之后，进行第二喷头排气工序(S210)，除去残留在喷头230中的反应气体和反应副产物。该第二喷头排气工序(S210)与已经说明的第一喷头排气工序(S204)同样地进行即可，这里省略说明。
(第二处理空间排气工序：S212)
喷头230的吹扫结束之后，接着，进行第二处理空间排气工序(S212)，除去残留在处理空间201中的反应气体和反应副产物。关于该第二处理空间排气工序(S212)，也与已经说明的第一处理空间排气工序(S206)同样地进行即可，这里省略说明。
(判定工序：S214)
将以上的第一处理气体供给工序(S202)、第一喷头排气工序(S204)、第一处理空间排气工序(S206)、第二处理气体供给工序(S208)、第二喷头排气工序(S210)、第二处理空间排气工序(S212)作为1个循环，控制器260判定是否实施了规定次数(n循环)该循环(S214)。实施了规定次数循环时，在晶圆200上形成所期望膜厚的氮化硅(SiN)膜。
(处理张数判定工序：S106)
由以上的各工序(S202～S214)构成的成膜工序(S104)之后，如图5所示，接下来，判定成膜工序(S104)中处理的晶圆200是否达到规定张数(S106)。
若成膜工序(S104)中处理的晶圆200未达到规定张数，则之后，取出处理完毕的晶圆200，开始下一待机的新的晶圆200的处理，从而向衬底送出送入工序(S108)转移。另外，对于规定张数的晶圆200实施了成膜工序(S104)的情况下，取出处理完毕的晶圆200，成为处理容器202内不存在晶圆200的状态，从而向衬底送出工序(S110)转移。
(衬底送出送入工序：S108)
在衬底送出送入工序(S108)中，使衬底载置台212下降，将晶圆200支承在从衬底载置台212的表面突出的顶升销207上。由此，晶圆200从处理位置成为输送位置。然后，打开闸阀205，使用晶圆移载机将晶圆200向处理容器202外送出。此时，关闭阀245d，停止从第三气体供给***向处理容器202内供给非活性气体。
在衬底送出送入工序(S108)中，在晶圆200从处理位置移动到输送位置的期间，使第二气体排气***中的阀成为关闭状态，停止基于APC223进行的压力控制。另一方面，使第一气体排气***中的阀成为打开状态，通过TMP及DP对输送空间203的环境气体进行排气，由此将处理容器202维持在高真空(超高真空)状态(例如10-5Pa以下)，减小与同样地被维持在高真空(超高真空)状态(例如10-6Pa以下)的移载室之间的压力差。在该状态下，打开闸阀205，将晶圆200从处理容器202向移载室送出。
然后，在衬底送出送入工序(S108)中，以与前述的衬底送入、载置工序(S102)的情况同样的顺序，将下一待机的新的晶圆200送入处理容器202，使该晶圆200上升到处理空间201内的处理位置，并且使处理空间201内成为规定的处理温度、处理压力，并成为能够开始接下来的成膜工序(S104)的状态。然后，对于处理空间201内的新的晶圆200，进行成膜工序(S104)及处理张数判定工序(S106)。
(衬底送出工序：S110)
在衬底送出工序(S110)中，以与前述的衬底送出送入工序(S108)的情况同样的顺序，将处理完毕的晶圆200从处理容器202内取出并向移载室送出。但是，与衬底送出送入工序(S108)的情况不同的是，在衬底送出工序(S110)中，不进行下一待机的新的晶圆200向处理容器202内的送入，保持处理容器202内不存在晶圆200的状态。
衬底送出工序(S110)结束后，然后，向清洁工序转移。
(4)清洁工序
接下来，作为半导体器件的制造方法的一个工序，针对进行对衬底处理装置100的处理容器202内的清洁处理的工序，继续参照图5进行说明。
(排气缓冲室清洁工序：S112)
在衬底处理装置100中，每当衬底送出工序(S110)结束，即，每当实施了对于规定张数的晶圆200的成膜工序(S104)、之后成为处理容器202内不存在晶圆200的状态，就进行排气缓冲室清洁工序(S112)。
实施对晶圆200的成膜工序(S104)时，来自处理空间201内的排气气体通过连通孔209b流入排气缓冲室209内，与气流阻挡壁209a碰撞而流动被阻挡之后，暂时滞留在排气缓冲室209内，直到从第二气体排气***的第二排气管222被排气。为此，反复实施对规定张数的晶圆200的成膜工序(S104)后，尤其，在排气缓冲室209内的气流阻挡壁209a及其附近，容易堆积反应副产物或残留气体彼此的反应物等。因此，在衬底处理装置100中，每当实施了对规定张数的晶圆200的成膜工序(S104)，就进行排气缓冲室清洁工序(S112)，进行对排气缓冲室209内的清洁处理。
在排气缓冲室清洁工序(S112)中，打开排气缓冲室清洁气体供给***249的阀249d，通过清洁气体供给管249a，将来自排气缓冲室清洁气体供给源249b的清洁气体供给到排气缓冲室209内。被供给的清洁气体除去附着在排气缓冲室209的内壁上的堆积物(反应副产物等)。以下，将像这样从清洁气体供给管249a向排气缓冲室209内供给清洁气体而进行的清洁处理称为“第一清洁处理”。
此时，清洁气体供给管249a在连通孔209b和气流阻挡壁209a之间与排气缓冲室209内连接。由此，清洁气体在比气流阻挡壁209a稍靠气流方向的上游侧被供给到排气缓冲室209内。因此，在气流阻挡壁209a的附近供给清洁气体，能够在失活之前使清洁气体到达气流阻挡壁209a，从而能够有效地除去气流阻挡壁209a上的堆积物。
而且，若清洁气体供给管249a通过气体供给槽249e与排气缓冲室209连接，则清洁气体沿气体供给槽249e遍及全周之后，被供给到排气缓冲室209内。由此，能够对排气缓冲室209内均匀地供给清洁气体，由此能够在全周范围内均匀地除去附着在排气缓冲室209的内壁上的堆积物。也就是说，能够抑制清洁气体供给管249a的连接位置附近的过度蚀刻，并且能够防止在从清洁气体供给管249a的连接位置远离的位置处发生蚀刻残留。
另外，在排气缓冲室清洁工序(S112)中，与清洁气体从清洁气体供给管249a的供给相配合地，在使阀243d、244d、246d、247d、248d关闭的状态下，使阀245d成为打开状态。由此，在处理空间201中，与清洁气体从清洁气体供给管249a向排气缓冲室209内的供给相配合地，从吹扫气体供给***245的吹扫气体供给源245b通过第三气体供给管245a及共用气体供给管242供给非活性气体。需要说明的是，这里所谓的“与清洁气体的供给相配合”，换言之是指“为使流向排气缓冲室209内的清洁气体不侵入处理空间201内”。因此，关于清洁气体和非活性气体的供给定时，具体来说，在清洁气体的供给之前，预先开始非活性气体的供给，然后，开始清洁气体的供给，或者，最迟与清洁气体的供给开始同时地开始非活性气体的供给。
此时，吹扫气体供给***245的MFC245c以被供给到排气缓冲室209内的清洁气体不会从连通孔209b进入处理空间201内的方式，调整向处理空间201内供给的非活性气体的供给量。具体来说，使非活性气体的供给量比清洁气体的供给量多。
由此，被供给到排气缓冲室209内的清洁气体仅用于排气缓冲室209内的第一清洁处理，在可靠地除去排气缓冲室209的内壁的堆积物方面是有效的。另外，在排气缓冲室清洁工序(S112)中，能够防止被供给到排气缓冲室209内的清洁气体进入处理空间201内，由此能够将下述情况防患于未然：在进行后述的处理空间清洁工序(S116)等时处理空间201内的排气缓冲室209的附近位置的过度蚀刻等。
排气缓冲室清洁工序(S112)在进行了规定时间的上述第一清洁处理之后结束。规定时间能够预先适当设定，没有特别限定。具体来说，通过使排气缓冲室清洁气体供给***249的阀249d及吹扫气体供给***245的阀245d成为关闭状态，结束排气缓冲室清洁工序(S112)。
(处理次数判定工序：S114)
上述排气缓冲室清洁工序(S112)之后，接下来，判定排气缓冲室清洁工序(S112)的实施次数是否达到规定次数(S114)。
其结果，若排气缓冲室清洁工序(S112)的实施次数未达到规定次数，则将实施次数的计数值加一之后，成为对于下一待机的新的晶圆200能够进行从衬底送入、载置工序(S102)开始的一系列的各工序(S102～S112)的状态。另一方面，若排气缓冲室清洁工序(S112)的实施次数达到规定次数，则向处理空间清洁工序(S116)转移。
(处理空间清洁工序：S116)
在处理空间清洁工序(S116)中，在阀243d、244d、245d、246d、247d、249d为关闭的状态下，使阀248d成为打开状态。由此，从处理空间清洁气体供给***的处理空间清洁气体供给源248b通过第三气体供给管245a及共用气体供给管242将清洁气体供给到处理空间201。被供给的清洁气体除去处理空间201内的附着物(反应副产物等)。以下，将像这样从处理空间清洁气体供给***向处理空间201内供给清洁气体而进行的清洁处理称为“第二清洁处理”。
然而，处理空间201内的附着物是比排气缓冲室209内的附着物更难剥离的膜。这是因为，向排气缓冲室209的内壁的附着物是在温度、压力与成膜条件不同的条件下附着的附着物，从而膜厚、膜密度等不稳定，另一方面，处理空间201内的附着物是在温度、压力与成膜条件相同的条件下附着的附着物，从而成为膜厚、膜密度等稳定的膜。因此，处理空间清洁工序(S116)中进行的第二清洁处理所使用的清洁气体与排气缓冲室清洁工序(S112)中进行的第一清洁处理所使用的清洁气体相比，需要更高的清洁力。
因此，在处理空间清洁工序(S116)中进行的第二清洁处理时，与排气缓冲室清洁工序(S112)中进行的第一清洁处理相比，供给活性度更高的清洁气体。这里所谓的活性度是指清洁气体的能量，若活性度高且为高能量，则清洁力高，对于致密的膜也能够通过清洁处理除去。
若处理空间清洁气体供给源248b和排气缓冲室清洁气体供给源249b独立地设置，则分别从各自供给不同种类的清洁气体，由此实现高能量的清洁气体的供给。也就是说，从处理空间清洁气体供给源248b供给活性度高且高能量的清洁气体，从排气缓冲室清洁气体供给源249b供给活性度低且低能量的清洁气体。
但是，在处理空间清洁气体供给源248b和排气缓冲室清洁气体供给源249b供给同种清洁气体的情况下，也能够如下所述地实现高能量的清洁气体的供给。
具体来说，例如，在处理空间清洁工序(S116)中进行的第二清洁处理时，使加热器213成为打开。由此，能够使第二清洁处理时供给的清洁气体的能量比排气缓冲室清洁工序(S112)中进行的第一清洁处理时供给的清洁气体的能量高。而且，通过供给这样的高能量的清洁气体，在第二清洁处理时，与第一清洁处理相比，对致密的膜也能够通过清洁处理除去。
另外，例如，为补充第二清洁处理时供给的清洁气体的能量，不限于使加热器213成为打开，也可以使该清洁气体成为等离子体状态，从而使其比第一清洁处理时供给的清洁气体的能量高。即，也可以在第二清洁处理时，在清洁气体充满喷头230、处理空间201后，利用高频电源252施加电力，并且通过匹配器251使阻抗匹配，在喷头230、处理空间201中生成清洁气体的等离子体。另外，若是使第一清洁处理时供给的清洁气体为等离子体状态的情况，则在第二清洁处理时，以成为比第一清洁处理时供给的清洁气体更高能量的等离子体的方式控制匹配器251及高频电源252。
(第一清洁处理和第二清洁处理的实施频率)
以上，在衬底处理装置100中，在排气缓冲室清洁工序(S112)中仅实施规定次数第一清洁处理之后，在处理空间清洁工序(S116)中进行第二清洁处理。也就是说，对于从清洁气体供给管249a向排气缓冲室209内供给清洁气体的第一清洁处理、和从处理空间清洁气体供给***向处理空间201内供给清洁气体的第二清洁处理，控制这些各工序(S112、S116)的控制器260使上述处理的实施频率不同，使第一清洁处理的实施频率比第二清洁处理的实施频率高。其原因如下。
附着于排气缓冲室209的内壁上的附着物是在温度、压力与成膜条件不同的条件下附着的附着物，膜厚、膜密度等不稳定，施加热应力、物理应力时，容易剥落。另一方面，处理空间201内的附着物是在温度、压力与成膜条件相同的条件下附着的附着物，从而成为膜厚、膜密度等稳定的膜。也就是说，附着于排气缓冲室209的内壁上的附着物与处理空间201内的附着物相比，易碎、更容易剥离。因此，认为在切换气体供给的压力变动时等，排气缓冲室209的内壁的附着物会剥离。由此，控制器260以使第一清洁处理的实施频率比第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
(5)实施方式的效果
根据本实施方式，发挥以下所示的一个或多个效果。
(a)根据本实施方式，对于排气缓冲室209(具有以包围处理空间201的侧方外周的方式设置的空间)，使用与该排气缓冲室209所具有的空间连通的清洁气体供给管249a，直接供给清洁气体。因此，即使在不需要的膜或副产物等作为堆积物附着在排气缓冲室209的内壁上的情况下，也能够使清洁气体在失活之前到达排气缓冲室209内，因此能够可靠地除去堆积物，其结果，能够充分地进行对排气缓冲室209内的清洁处理。而且，对排气缓冲室209内的清洁处理是在排气缓冲室清洁工序(S112)中进行的，从而与在装置维护时由作业员进手工作业的情况不同，能够抑制装置的运转效率降低，因此可以说能够良好地进行该清洁处理。
而且，根据本实施方式，清洁气体供给管249a从设置在连通孔209b和气流阻挡壁209a之间的连接位置(即，比气流阻挡壁209a稍靠气流方向的上游侧)向排气缓冲室209内供给清洁气体，因此对于在排气缓冲室209内尤其容易附着堆积物的气流阻挡壁209a，能够有效地进行除去该堆积物的清洁处理。
也就是说，根据本实施方式，即使在利用排气缓冲室209进行从处理空间201的气体排气的情况下，也能够充分且良好地进行对该排气缓冲室209内的清洁处理。
(b)另外，根据本实施方式，清洁气体供给管249a在多个位置，或者通过气体供给槽249e(其在包围处理空间201的周向上连续)，与排气缓冲室209连接，从而能够实现清洁气体向排气缓冲室209内的供给的均匀化，能够抑制清洁气体被集中地供给到特定位置(例如，清洁气体供给管249a的连接位置的附近)。因此，能够在全周范围内均匀地除去排气缓冲室209内的堆积物。
(c)另外，根据本实施方式，与清洁气体从清洁气体供给管249a向排气缓冲室209内的供给相配合地，从吹扫气体供给***245的吹扫气体供给源245b通过第三气体供给管245a及共用气体供给管242向处理空间201内供给非活性气体，从而在排气缓冲室清洁工序(S112)中，能够防止被供给到排气缓冲室209内的清洁气体进入处理空间201内。因此，即使在将清洁气体供给到排气缓冲室209内的情况下，也能够将进行处理空间清洁工序(S116)等时的处理空间201内的排气缓冲室209的附近位置的过度蚀刻等防患于未然。
(d)另外，根据本实施方式，关于排气缓冲室清洁工序(S112)中进行的第一清洁处理和处理空间清洁工序(S116)中进行的第二清洁处理，使它们的实施频率不同，使第一清洁处理的实施频率比第二清洁处理的实施频率高。因此，即使在附着于排气缓冲室209的内壁上的附着物与处理空间201内的附着物相比，易碎且容易剥离的情况下，通过提高对排气缓冲室209的清洁频率，也能够适当地除去排气缓冲室209内的附着物。也就是说，即使附着于排气缓冲室209的内壁上的附着物可能因切换气体供给时的压力变动等而容易剥离，也能够将下述情况防患于未然：该附着物侵入处理空间201内而对晶圆200上的膜的特性带来不良影响并导致成品率降低。
(e)另外，根据本实施方式，第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。也就是说，附着于排气缓冲室209的内壁上的附着物与处理空间201内的附着物相比，易碎且容易剥离，从而将第一清洁处理中向排气缓冲室209内供给的清洁气体的能量设定得比第二清洁处理中向处理空间201内供给的清洁气体的能量低。由此，即使在向排气缓冲室209内直接供给清洁气体的情况下，也能够防止排气缓冲室20内的过度蚀刻。
(f)另外，根据本实施方式，通过在处理空间清洁工序(S116)中进行的第二清洁处理时使加热器213成为打开，能够补充第二清洁处理时供给的清洁气体的能量，即使在处理空间201内附着有致密的膜时，也能够可靠地除去该膜。
＜本发明的其他实施方式＞
以上，具体说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，作为衬底处理装置100进行的处理列举了成膜处理为例，但本发明不限于此。即，除了成膜处理以外，也可以是形成氧化膜、氮化膜的处理，形成包含金属的膜的处理。另外，衬底处理的具体内容不限，不仅能够良好地适用于成膜处理，还能够良好地适用于退火处理、氧化处理、氮化处理、扩散处理、光刻处理等其他衬底处理。而且，本发明还能够良好地适用于其他的衬底处理装置，例如退火处理装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用等离子体的处理装置等其他衬底处理装置。另外，本发明也适于混合使用这些装置。另外，还能够将某实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，另外，还能够向某实施方式的结构加入其他实施方式的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分，还能够进行其他结构的追加、删除、置换。
＜本发明的优选方式＞
以下，关于本发明的优选方式进行备注。
[备注1]
根据本发明的一方式提供一种衬底处理装置，具有：
处理空间，对载置在衬底载置面上的衬底进行处理；
气体供给***，从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内供给气体；
排气缓冲室，至少具有连通孔和气流阻挡壁，所述连通孔在所述处理空间的侧方与该处理空间连通，所述气流阻挡壁在阻挡从所述连通孔通过的气体的气流的方向上延伸；
气体排气***，对流入所述排气缓冲室内的气体进行排气；和
清洁气体供给管，从被设置在所述连通孔和所述气流阻挡壁之间的连接位置向所述排气缓冲室内供给清洁气体。
[备注2]
优选的是，如备注1记载的衬底处理装置，其中，
所述排气缓冲室具有将所述气流阻挡壁作为一个侧壁的空间，在与该一个侧壁相对的其他侧壁上形成有所述连通孔，所述空间以包围所述处理空间的侧方外周的方式延伸地构成。
[备注3]
根据本发明的又一方式提供一种衬底处理装置，具有：
处理空间，对载置在衬底载置面上的衬底进行处理；
气体供给***，从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内供给气体；
排气缓冲室，具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间，以使被供给到所述处理空间内的气体流入所述空间内的方式构成；
气体排气***，对流入所述排气缓冲室内的气体进行排气；和
清洁气体供给管，与构成所述排气缓冲室的所述空间连通并向所述排气缓冲室内供给清洁气体。
[备注4]
优选的是，如备注3记载的衬底处理装置，其中，
所述清洁气体供给管，在成为从所述处理空间到所述排气缓冲室为止的气体流路的连通孔、和构成所述排气缓冲室的所述空间中的外周侧的侧壁之间，设置有与所述空间连通的连接位置。
[备注5]
优选的是，如备注1～4中任一项记载的衬底处理装置，其中，
所述清洁气体供给管在多个位置、或者通过沿包围所述处理空间的周向连续的气体供给槽，与所述排气缓冲室连接。
[备注6]
优选的是，如备注1～5中任一项记载的衬底处理装置，其中，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给非活性气体的非活性气体供给***，
所述非活性气体供给***是在清洁气体从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内的供给开始之前，或者最迟与该清洁气体的供给开始同时地，开始非活性气体向所述处理空间内的供给。
[备注7]
优选的是，如备注1～6中任一项记载的衬底处理装置，其中，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给清洁气体的处理空间清洁气体供给***，
所述衬底处理装置具有控制器，该控制器对第一清洁处理及第二清洁处理的实施进行控制，所述第一清洁处理从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，所述第二清洁处理从所述处理空间清洁气体供给***向所述处理空间内供给清洁气体。
[备注8]
优选的是，如备注7记载的衬底处理装置，其中，
所述控制器以使所述第一清洁处理的实施频率比所述第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
[备注9]
优选的是，如备注7或8记载的衬底处理装置，其中，
所述第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比所述第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。
[备注10]
优选的是，如备注7～9中任一项记载的衬底处理装置，其中，
在所述衬底载置面中，埋入作为加热源的加热器，
所述加热器通过所述控制器被控制打开/关闭，
所述控制器在所述第二清洁处理时以使所述加热器打开的方式进行控制。
[备注11]
根据本发明的又一方式提供一种半导体器件的制造方法，具有：
衬底处理工序，对载置在处理空间内的衬底载置面上的衬底，从与所述衬底载置面相对的一侧供给气体，同时利用排气缓冲室从所述处理空间内对气体进行排气，对所述处理空间内的所述衬底进行处理，所述排气缓冲室具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间；
排气缓冲室清洁工序，从清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，对所述排气缓冲室内进行清洁，所述清洁气体供给管与构成所述排气缓冲室的所述空间连通。
[备注12]
如备注11记载的半导体器件的制造方法，其中，
在所述排气缓冲室清洁工序中，在清洁气体从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内的供给开始之前，或者最迟与该清洁气体的供给开始同时地，开始非活性气体从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内的供给。
[备注13]
优选的是，如备注11或12记载的半导体器件的制造方法，其中，
还具有处理空间清洁工序，对于所述处理空间内，在所述衬底载置面上没有衬底的状态下，从与所述衬底载置面相对的一侧供给清洁气体，对所述处理空间内进行清洁，
使所述排气缓冲室清洁工序的实施频率比所述处理空间清洁工序的实施频率高。
[备注14]
根据本发明的又一方式，提供一种程序，使计算机执行如下工序：
衬底处理工序，对载置在处理空间内的衬底载置面上的衬底，从与所述衬底载置面相对的一侧供给气体的同时，利用排气缓冲室从所述处理空间内对气体进行排气，对所述处理空间内的所述衬底进行处理，所述排气缓冲室具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间；
排气缓冲室清洁工序，从清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，对所述排气缓冲室内进行清洁，所述清洁气体供给管与构成所述排气缓冲室的所述空间连通。

Claims (19)

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具有：
处理空间，对载置在衬底载置面上的衬底进行处理；
处理空间气体供给***，从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内供给处理气体或非活性气体；
排气缓冲室，至少具有连通孔及气流阻挡壁，所述连通孔在所述处理空间的侧方与所述处理空间连通，所述气流阻挡壁在阻挡从所述连通孔通过的气体的流动的方向延伸；
气体排气***，对流入到所述排气缓冲室内的气体进行排气；
排气缓冲室清洁气体供给***，具有清洁气体供给管，从设置在所述连通孔和所述气流阻挡壁之间的连接位置向所述排气缓冲室内供给清洁气体；和
控制器，以下述方式控制所述处理空间气体供给***和所述排气缓冲室清洁气体供给***：在从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室供给清洁气体期间，以所述清洁气体不侵入所述处理空间的方式从所述处理空间气体供给***向所述处理空间供给所述非活性气体。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述排气缓冲室具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间，且以使被供给到所述处理空间内的气体流入所述空间内的方式构成。
3.如权利要求2所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述清洁气体供给管通过沿包围所述处理空间的周向连续的气体供给槽，与所述排气缓冲室连接。
4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给非活性气体的非活性气体供给***，
所述非活性气体供给***是在清洁气体从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内的供给开始之前，或者最迟与所述清洁气体的供给开始同时地，开始非活性气体向所述处理空间内的供给。
5.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给清洁气体的处理空间清洁气体供给***，
所述衬底处理装置具有控制器，所述控制器对第一清洁处理及第二清洁处理的实施进行控制，所述第一清洁处理从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，所述第二清洁处理从所述处理空间清洁气体供给***向所述处理空间内供给清洁气体，
所述控制器以使所述第一清洁处理的实施频率比所述第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
6.如权利要求5所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比所述第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。
7.如权利要求5所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述衬底载置面中，埋入作为加热源的加热器，
所述加热器通过所述控制器被控制打开/关闭，
所述控制器在所述第二清洁处理时以使所述加热器打开的方式进行控制。
8.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述清洁气体供给管通过沿包围所述处理空间的周向连续的气体供给槽，与所述排气缓冲室连接。
9.如权利要求8所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给非活性气体的非活性气体供给***，
所述非活性气体供给***是在清洁气体从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内的供给开始之前，或者最迟与所述清洁气体的供给开始同时地，开始非活性气体向所述处理空间内的供给。
10.如权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给清洁气体的处理空间清洁气体供给***，
所述衬底处理装置具有控制器，所述控制器对第一清洁处理及第二清洁处理的实施进行控制，所述第一清洁处理从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，所述第二清洁处理从所述处理空间清洁气体供给***向所述处理空间内供给清洁气体，
所述控制器以使所述第一清洁处理的实施频率比所述第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
11.如权利要求10所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比所述第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。
12.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给非活性气体的非活性气体供给***，
所述非活性气体供给***是在清洁气体从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内的供给开始之前，或者最迟与所述清洁气体的供给开始同时地，开始非活性气体向所述处理空间内的供给。
13.如权利要求12所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给清洁气体的处理空间清洁气体供给***，
所述衬底处理装置具有控制器，所述控制器对第一清洁处理及第二清洁处理的实施进行控制，所述第一清洁处理从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，所述第二清洁处理从所述处理空间清洁气体供给***向所述处理空间内供给清洁气体，
所述控制器以使所述第一清洁处理的实施频率比所述第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
14.如权利要求13所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比所述第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。
15.如权利要求13所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述衬底载置面中，埋入作为加热源的加热器，
所述加热器通过所述控制器被控制打开/关闭，
所述控制器在所述第二清洁处理时以使所述加热器打开的方式进行控制。
16.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述气体供给***包括向所述处理空间内供给清洁气体的处理空间清洁气体供给***，
所述衬底处理装置具有控制器，所述控制器对第一清洁处理及第二清洁处理的实施进行控制，所述第一清洁处理从所述清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，所述第二清洁处理从所述处理空间清洁气体供给***向所述处理空间内供给清洁气体，
所述控制器以使所述第一清洁处理的实施频率比所述第二清洁处理的实施频率高的方式进行控制。
17.如权利要求16所述的衬底处理装置，其特征在于，
所述第一清洁处理中供给的清洁气体的活性度比所述第二清洁处理中供给的清洁气体的活性度低。
18.如权利要求16所述的衬底处理装置，其特征在于，
在所述衬底载置面中，埋入作为加热源的加热器，
所述加热器通过所述控制器被控制打开/关闭，
所述控制器在所述第二清洁处理时以使所述加热器打开的方式进行控制。
19.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具有：
衬底处理工序，对载置在处理空间内的衬底载置面上的衬底，从与所述衬底载置面相对的一侧供给气体，同时利用排气缓冲室从所述处理空间内对气体进行排气，对所述处理空间内的所述衬底进行处理，所述排气缓冲室具有以包围所述处理空间的侧方外周的方式设置的空间；
排气缓冲室清洁工序，从清洁气体供给管向所述排气缓冲室内供给清洁气体，对所述排气缓冲室内进行清洁，所述清洁气体供给管与构成所述排气缓冲室的所述空间连通，并且以所述清洁气体不侵入所述处理空间的方式，从与所述衬底载置面相对的一侧向所述处理空间内供给非活性气体。
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