(57)【要約】【課題】基板にガスを供給して成膜するにあたり、膜厚分布を調節する技術を提供すること。【解決手段】  基板の載置面を分割して設定された被ガス供給領域に向けて、各々独立して原料ガスを供給する分割供給部を含む原料ガス供給部を設けている。そして原料ガス供給部に原料ガスを供給する原料ガス供給源に対して、各分割供給部を原料ガス供給ラインにより並列に接続し、各原料ガス供給ラインに原料ガスを予め設定した流量比に分流する流量比調節部を設けている。さらに原料ガス供給部に濃度調節ガスを供給する濃度調節ガス供給源に対して、各分割供給部を濃度調節ガス供給ラインにより並列に接続し、各濃度調節ガス供給ラインに給断弁を設けている。【選択図】図４
2020080359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に原料ガスと反応ガスとを交互に繰り返し供給して薄膜を生成する成膜装置において、
前記基板が載置される載置部と、
前記載置部に載置された基板に原料ガスを供給して吸着させるために設けられ、前記載置部の基板の載置面を分割して設定された複数の被ガス供給領域に向けて、各々、前記原料ガスを独立して供給する複数の分割供給部を含んだ原料ガス供給部と、
前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの供給を行う原料ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部を並列に接続した複数の原料ガス供給ラインと、
前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの濃度調節用の濃度調節ガスの供給を行う濃度調節ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部を並列に接続し、各々、前記複数の分割部の一部を選択して前記濃度調節ガスの供給を実行するための給断弁を備えた複数の濃度調節ガス供給ラインと、
前記基板に吸着した原料ガスと反応させ、前記薄膜を構成する反応生成物を生成させるための反応ガスを供給する反応ガス供給部と、を備えた成膜装置。
【請求項２】
前記原料ガス供給ラインは各々、前記原料ガス供給源から供給された原料ガスを予め設定された流量比で分流するための流量比調節部を備えた請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記載置部は、載置面に沿って公転するように構成され、
前記複数の分割供給部は、前記載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に分割され、
前記原料ガス供給部と前記反応ガス供給部とは、前記公転の方向に離れて配置された、請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は、前記載置面側から見て、前記公転中心の内周側から外周側に向かって広がる扇型に形成された、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記径方向に沿って互いに隣り合う位置に配置された２つの分割供給部の間に挟まれて、島状に形成された分割供給部が設けられている、請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記原料ガス供給部は、前記載置面側から見て、前記公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に伸びる棒状に形成された、請求項３に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記載置部に載置された基板が、当該載置部の公転によって前記原料ガス供給部から原料ガスの供給を受ける位置に進入する手前側の領域であって、前記径方向の異なる位置には、前記反応ガスが供給されても前記反応生成物を生成しない反応阻害ガスを前記基板に吸着させて前記薄膜の膜厚を調節するための複数の反応阻害ガス供給部が設けられた、請求項３ないし６のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記手前側の位置には、前記複数の反応阻害ガス供給部の一部に替えて、前記原料ガスを供給する原料ガス予備供給部が設けられた、請求項７に記載の成膜装置。
【請求項９】
基板に原料ガスと反応ガスとを交互に繰り返し供給して薄膜を生成する成膜方法において、
前記基板を載置部に載置する工程と、
前記載置部の基板の載置面を分割して設定された複数の被ガス供給領域に向けて、各々、前記原料ガスを独立して供給する複数の分割供給部を含んだ原料ガス供給部を用い、前記載置部に載置された基板に原料ガスを供給して吸着させる工程と、
前記基板に吸着した原料ガスと反応させ、前記薄膜を構成する反応生成物を生成させるための反応ガスを供給する工程と、を含み、
前記基板に供給される原料ガスは、前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの供給を行う原料ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部が並列に接続された複数の原料ガス供給ラインを介して、各々、予め設定された流量比で分流されて前記原料ガス供給源から供給されることと、
前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの濃度調節用の濃度調節ガスの供給を行う濃度調節ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部が並列に接続され、給断弁を備えた複数の濃度調節ガス供給ラインを介し、前記複数の分割供給部の一部を選択して供給される前記濃度調節ガスにより濃度が調節されることと、を含む成膜方法。
【請求項１０】
前記載置部は、載置面に沿って公転するように構成され、
前記複数の分割供給部は、前記載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に分割され、
前記原料ガスと前記反応ガスとは、前記公転方向に離れた位置に供給される請求項９に記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記載置部に載置された基板が、当該載置部の公転によって前記原料ガス供給部から原料ガスの供給を受ける位置に進入する手前側の領域であって、前記径方向の異なる位置にて、前記反応ガスが供給されても前記反応生成物を生成しない反応阻害ガスを前記基板に吸着させて前記薄膜の膜厚を調節する請求項１０に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板にガスを供給して成膜する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）に対して例えばシリコン窒化膜などの薄膜の成膜を行う手法の一つとして、原料ガスと反応ガスとをウエハの表面に交互に繰り返し供給して反応生成物を積層するＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。このＡＬＤ法を用いて成膜処理を行う成膜装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、複数枚のウエハを周方向に並べて公転させるための回転テーブルを真空容器内に設けた構成が挙げられる。この成膜装置には、回転テーブルの回転方向に互いに離間して配置された原料ガス供給領域及び反応ガス供給領域が形成されている。そしてウエハを原料ガス供給領域と、反応ガス供給領域と、に交互に通過させることにより、ウエハに成膜を行う。
【０００３】
特許文献１には、公転する基板に原料ガスと反応ガスとを供給して成膜する成膜装置において、ガスインジェクターの成す角が１８０度未満となるように設定することでプラズマ化した反応ガス濃度が均一な領域を形成し、膜厚を均一にする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１７９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、基板にガスを供給して成膜するにあたり、膜厚分布を基板の面内で調節する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の成膜装置は、基板に原料ガスと反応ガスとを交互に繰り返し供給して薄膜を生成する成膜装置において、
前記基板が載置される載置部と、
前記載置部に載置された基板に原料ガスを供給して吸着させるために設けられ、前記載置部の基板の載置面を分割して設定された複数の被ガス供給領域に向けて、各々、前記原料ガスを独立して供給する複数の分割供給部を含んだ原料ガス供給部と、
前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの供給を行う原料ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部を並列に接続し、各々、前記原料ガス供給源から供給された原料ガスを予め設定された流量比で分流するための流量比調節部を備えた複数の原料ガス供給ラインと、
前記原料ガス供給部へ向けて原料ガスの濃度調節用の濃度調節ガスの供給を行う濃度調節ガス供給源に対し、前記複数の分割供給部を並列に接続し、各々、前記複数の分割部の一部を選択して前記濃度調節ガスの供給を実行するための給断弁を備えた複数の濃度調節ガス供給ラインと、
前記基板に吸着した原料ガスと反応させ、前記薄膜を構成する反応生成物を生成させるための反応ガスを供給する反応ガス供給部と、を備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、基板にガスを供給して成膜するにあたり、基板の面内で膜厚分布を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る成膜装置の縦断面図である。
【図２】前記成膜装置の平面図である。
【図３】ガス給排気ユニットの下面側平面図である。
【図４】ガス給排気ユニットの縦断面図である。
【図５】成膜装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】原料ガスの濃度調節を行わなかった場合の膜厚分布の一例を示す模式図である。
【図７】ＤＣＳガスの濃度調節に係る動作説明図である。
【図８】他の例に係るガス給排気ユニットの下面側平面図である。
【図９】さらに他の例に係るガス給排気ユニットの下面側平面図である。
【図１０】前記ガス給排気ユニットの縦断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る成膜装置の第１の作用説明図である。
【図１２】前記成膜装置の第２の作用説明図である。
【図１３】前記成膜装置の第３の作用説明図である。
【図１４】前記成膜装置の第４の作用説明図である。
【図１５】前記成膜装置の第５の作用説明図である。
【図１６】実施例１の膜厚分布を示す特性図である。
【図１７】実施例２の膜厚分布を示す特性図である。
【図１８】実施例１、２における膜厚変化量を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る成膜装置について説明する。この成膜装置は、図１及び図２に示すように、平面形状が概ね円形である真空容器１と、この真空容器１内に設けられ、当該真空容器１の中心に回転中心Ｃを有すると共に、この回転中心Ｃの周りにウエハＷを公転させるための載置部である例えば石英製の回転テーブル２と、を備えている。真空容器１は、天板部１１及び容器本体１２を備えており、天板部１１が容器本体１２から着脱できるように構成されている。天板部１１の上面側における中央部には、真空容器１内の中央部において互いに異なる処理ガス同士が混ざり合うことを抑制するために、窒素（Ｎ２）ガスを分離ガスとして供給するための分離ガス供給管７４が接続されている。
【００１０】
回転テーブル２は、中心部にて概略円筒形状のコア部２１に固定されており、このコア部２１の下面に接続されると共に鉛直方向に伸びる回転軸２２によって、図２中の回転中心Ｃを中心として、鉛直軸周り（この例では上方から見て反時計周り）に回転自在に構成されている。図１中の符号２３は回転軸２２を鉛直軸周りに回転させる回転機構である。この回転軸２２及び回転機構２３の周囲には、パージガス供給管７２からパージガスであるＮ２ガスが供給されている。
【００１１】
回転テーブル２の上面には、周方向（回転方向）に沿って各々ウエハＷが載置される４つの円形の凹部２４が設けられている。また真空容器１の底部には、回転テーブル２の温度を調節し、回転テーブル２に載置されたウエハＷを例えば４５０℃に加熱する温度調節部であるヒータ７が同心円状に設けられている。図１中の符号７３は、ヒータ７が設けられた領域にパージガスであるＮ２ガスを供給するためのパージガス供給管である。
【００１２】
図２に示すように真空容器１の側壁には、ウエハＷを搬入出するための搬送口１６が開口し、搬送口１６は、ゲートバルブ１７によって開閉自在に構成されている。真空容器１内における搬送口１６に臨む領域における回転テーブル２の下方側には、回転テーブル２に載置されたウエハＷを下方から突き上げるための図示しない昇降ピンが設けられている。そしてウエハＷを搬入、搬出するときには、図示しない成膜装置の外部の基板搬送機構と昇降ピンとの協働作用により、ウエハＷは搬送口１６を介して、真空容器１の外部と凹部２４内との間で受け渡される。
【００１３】
図２に示すように回転テーブル２上には、回転テーブル２により公転するウエハＷに向けて、原料ガスであるＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスを供給するガス給排気ユニット４と、ＤＣＳガスと反応させて、ウエハＷに薄膜を生成させるための反応ガスであるＮＨ３ガスとＨ２ガスとの混合ガスを供給する反応ガスノズル５１と、改質ガスであるＨ２ガスを供給する改質ガスノズル５２と、が設けられている。回転テーブル２の回転方向（この例では反時計回り方向）を前方側、回転方向と反対方向（この例では時計回り方向）を後方側とすると、ガス給排気ユニット４、及び各ノズル５１、５２は、当該回転方向に沿って前方側に向けてこの順に設けられている。即ち、ガス給排気ユニット４と反応ガスノズル５１とは、載置部に載置されたウエハＷの公転の方向に離れて配置された状態となっている。なお以下明細書中では、ウエハＷの公転方向をウエハＷの前方側、ウエハＷの公転方向と反対の方向をウエハＷの後方側と呼ぶものとする。反応ガスノズル５１は、反応ガス供給部に相当する。
【００１４】
図３、図４に示すようにガス給排気ユニット４は例えば平面形状が扇型のアルミニウムにより構成され、その下面には、ガス吐出口４１、排気口４２及びパージガス吐出口４３が開口している。ガス給排気ユニット４は、ウエハＷの載置面から見て、当該載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって前記扇型が広がる向きに配置される。図中での識別を容易にするために、図３では、排気口４２及びパージガス吐出口４３に多数のドットを付して示している。ガス吐出口４１は、ガス給排気ユニット４の下面の周縁部よりも内側における、回転テーブル２の回転中心の内周側から外周側に向かって広がる扇型領域Ｚ０に多数配列されている。ガス吐出口４１は、成膜処理時における回転テーブル２の回転中にＤＣＳガスを下方にシャワー状に吐出して、ウエハＷの表面全体に供給する。この多数配列されたガス吐出口４１を備えた扇型領域Ｚ０は原料ガス供給部に相当する。
【００１５】
ここで、扇型領域Ｚ０の下方を通過する回転テーブル２に対しては、ウエハＷの載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に分割して複数の「被ガス供給領域」が設定されている。一方、扇型領域Ｚ０には、これら複数の被ガス供給領域に向けて、各々、前記ＤＣＳガスを独立して供給する１１の分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１が設定されている。即ち、これら複数の分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１についても、ウエハＷの載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に分割された状態となっている。図４に示すように、夫々の分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１のガス吐出口４１から独立してＤＣＳガスを供給できるように、ガス給排気ユニット４内には互いに区画されたガス流路４０Ａ〜４０Ｋが設けられている。
【００１６】
そして、各ガス流路４０Ａ〜４０Ｋの上流側は、各々ＤＣＳガスを供給するＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１の一端に接続されており、これらＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１の他端は、共通のＤＣＳガス供給管４００の一端に接続されている。ＤＣＳガス供給管４００には、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）４７が介設され、他端がＤＣＳガス供給源４６に接続されている。ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１は、本例の原料ガス供給ラインに相当し、ＤＣＳガス供給源４６は、原料ガス供給源に相当する。
【００１７】
従って、ＤＣＳガス供給源４６に対して、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１は、各ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１を介して並列に接続されている。また各ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１には、ＤＣＳガス供給源４６から各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に供給されるガスを予め設定された流量比となるように分流するための流量比調節部であるオリフィス９が設けられている。
【００１８】
またＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１におけるオリフィス９よりも下流側（分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１側）には、夫々濃度調節ガスであるアルゴンガス（Ａｒガス）を供給するためのＡｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａの一端が接続されている。各Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａの他端側は、Ａｒガス供給管４４０の一端に接続され、Ａｒガス供給管４４０の他端は、Ａｒガス供給源４８に接続されている。Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａは、本例の濃度調節ガス供給ラインに相当し、Ａｒガス供給源４８は濃度調節ガス供給源に相当する。
【００１９】
従って、Ａｒガス供給源４８に対して、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１は、Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａを介して並列に接続されている。各Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａには、給断弁であるＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１が設けられ、Ａｒガス供給管４４０には、ＭＦＣ４９が設けられている。なお本例では、開信号を受信すると、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１が開かれてＡｒガスが供給され、閉信号を受信すると、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１が閉じられて、Ａｒの供給が停止される。以下の説明では、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開状態、閉状態を夫々「オン／オフ」とも呼ぶ。
【００２０】
続いて、ガス給排気ユニット４の下面に設けられた上記の排気口４２及びパージガス吐出口４３について説明する。排気口４２及びパージガス吐出口４３は、前記下面の周縁部に環状に開口しており、扇型領域Ｚ０（図３参照）を囲むように設けられた排気口４２の外側に、パージガス吐出口４３が位置している。
【００２１】
図４中の符号４２Ａ、４３Ａは、各々ガス給排気ユニット４２に設けられる互いに区画されたガス流路であり、上記のＤＣＳガスのガス流路４０Ａ〜４０Ｋに対しても各々区画されて設けられている。ガス流路４２Ａの上流端は排気口４２、ガス流路４２Ａの下流端は排気装置４５に夫々接続されており、この排気装置４５によって、排気口４２から排気を行うことができる。また、ガス流路４３Ａの下流端はパージガス吐出口４３Ａ、ガス流路４３Ａの上流端はパージガスであるＡｒガスの供給源４４に夫々接続されている。
【００２２】
成膜処理中においては、ガス吐出口４１からのＤＣＳガスの吐出、排気口４２からの排気及びパージガス吐出口４３からのパージガスの吐出が並行して行われる。それによって、回転テーブル２へ向けて吐出されたＤＣＳガス及びパージガスは、回転テーブル２の上面を流れた後、排気口４２へと向かい、当該排気口４２から排気される。このようにパージガスの吐出及び排気が行われることにより、扇型領域Ｚ０の下方の雰囲気は外部の雰囲気から分離され、当該扇型領域Ｚ０と対向する回転テーブル２上の領域に限定的にＤＣＳガスを供給することができる。
【００２３】
図２に戻って反応ガスノズル５１と、改質ガスノズル５２とは、吐出するガスが異なることを除いてほぼ同様に構成されている。反応ガスノズル５１及び改質ガスノズル５２は、例えば先端側が閉じられた細長い棒状に構成され、真空容器１の側壁から回転テーブル２の中心方向に向かって水平に伸び、回転テーブル２上のウエハＷが通過する領域（通過領域）と交差するように夫々設けられている。反応ガスノズル５１及び改質ガスノズル５２の回転テーブル２の回転方向、前方側の側面には、ガスを吐出するガス吐出口５１ａ、５２ａが長さ方向に並んで配列されている。
【００２４】
反応ガスノズル５１の基端側には反応ガス供給管５３の一端が接続され、反応ガス供給管５３の他端側にはアンモニア（ＮＨ３）ガスが充填されたＮＨ３ガス供給源５６に接続されている。また反応ガス供給管５３には、水素（Ｈ２）ガス供給管５５の一端が接続されており、Ｈ２ガス供給管５５の他端側には、Ｈ２ガス供給源５７が接続されている。また改質ガスノズル５２の基端側には改質ガス供給管５４の一端が接続され、改質ガス供給管５４の他端側はＨ２ガスが充填されたＨ２ガス供給源５８に接続されている。図２中の符号Ｖ５３、Ｖ５４、Ｖ５５は夫々反応ガス供給管５３、改質ガス供給管５４及びＨ２ガス供給管５５に設けられたバルブであり、符号Ｍ５３、Ｍ５４、Ｍ５５は夫々反応ガス供給管５３、改質ガス供給管５４及びＨ２ガス供給管５５に設けられた流量調節部である。
【００２５】
さらに天板部１１における反応ガスノズル５１及び改質ガスノズル５２の各々の位置から前方側に亘る領域の上方にプラズマ発生部８１が設けられている。図１、図２に示すようにプラズマ発生部８１は、例えば金属線をコイル状に巻回して構成されるアンテナ８３を、例えば石英などで構成された筐体８０に収納した構造となっている。アンテナ８３は各々整合器８４が介設された接続電極８６により、周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ及び出力電力が例えば５０００Ｗの高周波電源８５に接続されている。なお図中の符号８２は高周波発生部から発生する電界を遮断するファラデーシールドであり、符号８７は、高周波発生部から発生する磁界をウエハＷに到達させるためのスリットである。またファラデーシールド８２とアンテナ８３の間に設けられた符号８９は、絶縁板である。
【００２６】
回転テーブル２の上方の処理空間において、ガス給排気ユニット４の下方領域は、ＤＣＳガスの吸着が行われる吸着領域、反応ガスノズル５１の下方領域は、ＤＣＳガスが窒化される反応領域に相当する。また改質ガスノズル５２に対応して設けられたプラズマ発生部８１の下方領域は、プラズマによりＳｉＮ膜の改質が行われる改質領域に相当する。
【００２７】
また回転テーブル２の回転方向において、改質ガスノズル５２の後方側であって、反応ガスノズル５１に対応して設けられるプラズマ発生部８１の前方側の領域には、分離領域６０が設けられている。この分離領域６０の天井面は、プラズマ発生部８１が設けられた天井面よりも低く設定されている。この分離領域６０は、当該分離領域６０に対して回転テーブル２の回転方向後方側に供給されるＮＨ３ガスが、分離領域６０に対して回転方向前方側に供給されるＨ２ガスと混合されて希釈されることを抑制するために設けられている。  
またガス給排気ユニット４もウエハＷの通過領域と交差するように分離ガスのカーテンを形成することができることから、反応ガスノズル５１から供給されるガスが、改質ガスノズル５２から供給されるガスにより希釈されることを防いでいると言える。
【００２８】
さらにまた、図２に示すように回転テーブル２の外側であって、当該回転テーブル２の回転方向に見て、反応ガスノズル５１の前方、改質ガスノズル５２の前方に臨む位置には、排気口６１、６２が夫々開口している。図１中の符号６４は排気装置であり、真空ポンプなどにより構成され、排気管を介して排気口６１、６２に接続されている。
【００２９】
図１、図２に示すように成膜装置には、装置全体の動作制御を行うためのコンピュータからなる制御部１００が設けられている。図５も参照して説明すると制御部１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２を備え、当該メモリ１０２には後述のウエハＷの成膜処理にかかるステップ群を実行するためのプログラム（成膜レシピ）１０３が格納されている。なお図５中の符号１０４はバスである。さらに制御部１００は、回転テーブル２の回転、ＤＣＳガス、反応ガス、改質ガスの夫々の供給停止、真空容器１内の排気等を制御する制御信号を出力する。
【００３０】
また制御部１００には、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開閉、及びＭＦＣ４９によるＡｒガスの流量調節の制御を行うためのコントローラである外部シーケンサ１０５が接続されている。外部シーケンサ１０５は、例えばコンピュータで構成され、各ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１を開閉するプログラムが格納できるように構成されている。そして例えば制御部１００から成膜処理の開始の信号が入力されると、成膜レシピに沿って、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１を開閉する制御信号をＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１に出力して後述の作用に示すＡｒガスの給断を行う。
【００３１】
以上に説明した構成を備える成膜装置を用い、成膜処理を行うにあたっては、ウエハＷを収納する凹部２４の形状による気流の乱れや、プラズマの不均一性などにより、ウエハＷに成膜される膜の膜厚が不均一になる場合がある。図６は、本開示に係る成膜装置を用い、Ａｒガスによる濃度調節がされていないＤＣＳガスを分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に供給して成膜処理を行った場合の膜厚分布の一例を示した模式図である。ウエハＷには、所定の領域、図６に示す例ではウエハＷの中心付近の分割供給部Ｚ６に対応する被ガス供給領域や、回転テーブル２の外周側の分割供給部Ｚ１１に対応する被ガス供給領域を通過する部位の膜厚が厚くっている。
【００３２】
そこで本開示に係る成膜装置、成膜方法においては、図６に示すようなウエハＷに成膜される膜の膜厚分布をあらかじめ把握しておき、膜厚の厚い部分の形成を抑制するように成膜処理を行う。図７に示す開閉シーケンスは、図６に示す膜厚分布に対応して作成されている。即ち、当該開閉シーケンスによれば、図６中に示す例にて膜厚が厚くなっている、分割供給部Ｚ６、分割供給部Ｚ１１に対応する被原料ガス領域を通過する薄膜の膜厚を抑制するようにＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１が開閉される。このＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開閉シーケンスは、外部シーケンサ１０５に格納される。なお図７中に記載されているＤＣＳは、ＤＣＳガスの供給／停止（各ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１のオン／オフ）を示している。ＤＣＳガスの給断は、制御部１００の成膜レシピにより制御され、外部シーケンサ１０５による制御とは独立して実施されるが、説明の便宜上、図７中に併記している。
【００３３】
続いて図７の開閉シーケンスに基づいた本開示の成膜装置の作用について説明する。まずゲートバルブ１７を開放して、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、昇降ピンと基板搬送機構との協働作用により、回転テーブル２の各凹部２４にウエハＷを受け渡す。次いでゲートバルブ１７を閉じて、当該真空容器１内を気密にする。凹部２４に載置されたウエハＷは、ヒータ７によって例えば５００℃に加熱される。そして排気口６１、６２からの排気によって、真空容器１内が例えば２ｔｏｒｒ（２６６．６Ｐａ）の圧力の真空雰囲気にされると共に、回転テーブル２が時計回りに１〜３００ｒｐｍの回転数、例えば１０ｒｐｍの回転数で回転する。
【００３４】
そして反応ガスノズル５１からＮＨ３ガス及びＨ２ガスを供給し、改質ガスノズル５２からＨ２ガスを供給する。このように各ガスを供給する一方で、各プラズマ発生部８１から高周波を供給し、これらのガスをプラズマ化する。またガス給排気ユニット４においては、すべてのガス吐出口４１からＤＣＳガスを供給する。さらに分離ガス吐出口４３からＡｒガスが夫々吐出されると共に、排気口４２から排気が行われる。
【００３５】
そして例えば回転テーブル２が回転を開始すると、制御部１００は、外部シーケンサ１０５にＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開閉シーケンスを開始するトリガとなる信号を出力する。図７に示すように、ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開閉シーケンスでは、まずすべてのＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１がオフに設定されており、すべての分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１へのＡｒガスの供給が停止されている。
この結果、各ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１に設けられているオリフィス９によって調節された圧力損失に応じて、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１には、予め設定された流量比でＤＣＳガスが分流される。図７に示した開閉シーケンスの例では、この状態で８８２秒間成膜処理を行う。
【００３６】
回転テーブル２が回転することにより、ウエハＷがガス給排気ユニット４の下方に位置するとＤＣＳガスが当該ウエハＷの表面に供給されて吸着する。更に回転テーブル２が回転して、ウエハＷが反応ガスノズル５１の下方に至ると、ウエハＷ上に吸着されているＤＣＳとＮＨ３とが反応して反応生成物であるＳｉＮが生成される。また、当該領域に供給されているＨ２ガスがプラズマ化して生成された水素の活性種によりウエハＷ上に残っているＣｌ（塩素）が取り除かれる。さらに回転テーブル２を回転させることにより、改質ガスノズル５２の下方に到達すると、ウエハＷ上に残っているＣｌが水素の活性種により除去される。
【００３７】
こうして回転テーブル２の回転が続けられ、ガス給排気ユニット４の下方、反応ガスノズル５１の下方、改質ガスノズル５２の下方の順に、繰り返し複数回通過することで、ウエハＷの表面にＳｉＮが堆積してＳｉＮの薄膜（ＳｉＮ膜）が形成されると共に、当該ＳｉＮ膜の改質が進行する。
【００３８】
ＤＣＳガスの供給開始から予め設定された時間（本例では８８２秒）が経過すると、ＤＣＳガスの供給を継続した状態で、ＡｒガスバルブＶ６を３秒間開くように信号が出力される。なお、この例ではＡｒガスバルブＶ６がバルブをオンにする信号を受信してからバルブが開き切るまでの時間が０．０５秒でありので、ＡｒガスバルブＶ６がバルブをオンにする信号を受信してから、バルブをオフにする信号を受信するまでの時間は３．０５秒に設定されている。これにより３秒間の間、分割供給部Ｚ６からウエハＷの載置面に向けて供給されるＤＣＳガスは、Ａｒガスによって希釈された（濃度調節された）状態となる。
【００３９】
次いで外部シーケンサ１０５は、ＡｒガスバルブＶ６をオフにする信号を出力すると同時に、ＡｒガスバルブＶ１１を６秒間開く信号を出力する（ＡｒガスバルブＶ１１がバルブをオンにする信号を受信してから、バルブをオフにする信号を受信するまでの時間が６．０５秒である）。これにより６秒間の間、分割供給部Ｚ１１からウエハＷの載置面に向けて供給されるＤＣＳガスは、Ａｒガスによって希釈された（濃度調節された）状態となる。
さらにその後、ＤＣＳガスの供給が停止されると同時に、外部シーケンサ１０５は、ＡｒガスバルブＶ１１のバルブをオフにする信号を出力する。これにより、ＤＣＳガス、反応ガス、改質ガス、及び濃度調節用のＡｒガスのいずれもが停止され、真空容器１０内が排気される。
【００４０】
ここでウエハＷにガスを供給したときの成膜のメカニズムについて説明すると、ＤＣＳガスは、ウエハＷに供給されたときに吸着と脱離とを繰り返し、ウエハＷに吸着して残った分が後続の反応ガスと反応してウエハＷに成膜される。そしてウエハＷにＤＣＳガスを供給するときにＡｒガスで希釈してやることで、ＤＣＳガスのウエハＷの表面への吸着量が減少する。そのためウエハＷの表面全体にＤＣＳガスを供給するときに、局所的にＤＣＳガスにＡｒガスを混合して濃度調節することで、濃度調節されたＤＣＳガスが吹き付けられた領域において、成膜される膜厚が薄くなる。
【００４１】
従って図７に示す開閉シーケンスを実行しながら成膜レシピにより成膜処理を行うことで、分割供給部Ｚ６、Ｚ１１の各々に対応する被ガス供給領域に対し、濃度調節されたＤＣＳガスが順次、供給される。この結果、図中の当該領域の膜厚が厚くなることを抑制することができる。  
【００４２】
図６を用いて説明したように、分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１にＡｒガスを供給せずに成膜処理を行った場合には、分割供給部Ｚ６、Ｚ１１に対向する被ガス供給領域を通過する位置のＳｉＮ膜の膜厚が厚くなる傾向がある。そこでこれら分割供給部Ｚ６、Ｚ１１から供給されるＤＣＳガスの濃度を、所定時間希釈する濃度調節を行うことにより、部分的に膜厚が厚くなることが抑えられ、ＳｉＮ膜の膜厚の面内均一性を高めることができる。
【００４３】
上述の実施の形態によれば、成膜装置は、ウエハＷにＤＣＳガス（原料ガス）とＮＨ３ガス（反応ガス）とを交互に繰り返し供給して薄膜を生成する。このとき、ウエハＷの載置面を分割して設定された被ガス供給領域に向けて、各々独立してＤＣＳガスを供給する分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１を含むガス給排気ユニット４を設けている。そしてガス給排気ユニット４にＤＣＳガスを供給するＤＣＳガス供給源４６に対して、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１をＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１により並列に接続し、各ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１にＤＣＳガスを予め設定した流量比に分流するオリフィス９を設けている。さらにガス給排気ユニット４にＡｒガスを供給するＡｒガス供給源４８に対して、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１をＡｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１Ａにより並列に接続し、各Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１ＡにＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１を設けている。それにより各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１にＡｒガスの給断による濃度調節を行いながらＤＣＳガスを供給することができる。従ってウエハＷへのＤＣＳガスの吸着量を分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に対向する領域ごとに調節することができ、ウエハＷに成膜される膜の膜厚を面内で調節することができる。
また本実施の形態は、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に供給するＡｒガスの給断の切り替えのみでウエハＷの面内に成膜される膜厚を調節している。そのため、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に夫々ガスを供給するラインに流量調整部を設けるなどの複雑な構造とする必要がなく、簡素な構成とすることができる。
【００４４】
また発明者らは、原料ガスの濃度調節を行うにあたって、ＤＳＣガス側の流量を増減するよりも、不活性ガスであるＡｒガスの流量を増減した方が、単位流量変化に対するＳｉＮ膜の膜厚の変化量への影響が大きいとの知見を得ている。ＤＣＳの吸着量は、物理吸着後の化学反応を経てＳｉＮ膜を形成するため、反応時間が律速となりＤＣＳの供給量を変化させてもＳｉＮ膜の変化量に対する感度が相対的に小さいものと考えられる。これに対して比較的原子量の大きなＡｒの混合量の増減は、ＤＣＳのウエハＷへの物理吸着の阻害に直接作用し、ＳｉＮ膜の膜厚の変化量に対する影響度が大きいものと推測される。従って各ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１に向けて、Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４１１ＡからＡｒガスの給断を行う本例のガス給排気ユニット４は、各被ガス供給領域を通過するＳｉＮ膜の膜厚調節が行い易い構成を備えていると言える。
【００４５】
また本実施の形態においては、ＤＣＳガスを供給している総時間に対する所定の分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に供給するＡｒガスの供給時間（ＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１のオン／オフ時間）を調節する。これにより、例えばＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１にＭＦＣを設けて個別のＤＣＳガスの供給流調を調節する場合と比較して、分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に対向する各被ガス供給領域を通過するウエハＷの膜厚の調節を簡単に実施することができる。またＤＣＳガス供給ライン４０１〜４１１にオリフィス９を設けず、配管の圧力損失等だけでＤＣＳ供給を行うようにしてもよい。
【００４６】
なおここで図７に開閉シーケンスを変更し、ＤＣＳガスの濃度調節の実施順を変更してもよい。例えば、先にＤＣＳガスの供給を行いながら所定の分割供給部Ｚ６、Ｚ１１にＡｒガスを供給し、次いでＡｒガスの供給を停止してＤＣＳガスのみによる成膜処理を行うようにしてもよい。あるいは、ＤＣＳガスの供給の開始から終了まで、連続してＡｒガスを供給しながら成膜処理を行うようにしてもよい。
また上述の実施の形態では、分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１を１１区画としているが、分割供給部を２つ以上の区画とした成膜装置であれば、Ａｒガスの給断による濃度調節を活用した膜厚分布の制御を適用することができる。
【００４７】
また、本開示に係る技術は、載置台に載置された１枚のウエハＷに向けて、ガスを供給して成膜する枚葉式の成膜装置に適用してもよい。また鉛直軸周りに公転するウエハＷに対するＤＣＳガスの供給に替えて、ウエハＷを直線的に移動するとウエハＷの移動領域に向けて原料ガス及び反応ガスを供給する成膜装置に対し、本開示の技術を適用してもよい。
【００４８】
この他、例えば図３、図４に示す扇型領域Ｚ０内の分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１を複数組（例えば分割領域Ｚ１〜Ｚ５の組と、分割領域Ｚ６〜Ｚ１１の２組）に分けてもよい。この場合には、１つの組に対して、ＤＣＳガス供給源４６、ＤＣＳガス供給ライン４０１〜４０５、Ａｒガス供給源４８、Ａｒガス供給ライン４０１Ａ〜４０５Ａのセットを設けてもよい。そして、もう１つの組に対して、ＤＣＳガス供給源４６、ＤＣＳガス供給ライン４０６〜４１１、Ａｒガス供給源４８、Ａｒガス供給ライン４０６Ａ〜４１１Ａのセットを設けてもよい。
【００４９】
また図８は、ガス給排気ユニット４の他の例を示す。この例では、５つの分割供給部ＺＡ〜ＺＥのうち一部の分割供給部ＺＤ、ＺＥが、径方向に沿って互いに隣り合う位置に配置された他の分割供給部ＺＡ〜ＺＣに、各々挟まれて島状に形成されている。後述の実施例に示すように、分割供給部ＺＤ、ＺＥを島状に設けることにより、ウエハＷの公転方向に沿って膜厚の変化量を調節することができる。
【００５０】
次に、図９、図１０に示す例では、濃度調節用のＡｒガスに加えて、反応阻害ガスを用いて、ＳｉＮ膜の膜厚分布を調節する例を示している。
反応阻害ガスは、ＤＳＣガスと競合して、ウエハＷに吸着する一方、ＮＨ３ガスが供給されても反応生成物を生成しないガスである。反応阻害ガスとしては、例えばＣｌガスを挙げることができる。
【００５１】
図９、図１０に示す成膜装置は、Ｃｌガスを供給するための反応阻害ガス供給部である複数のガス供給パッド７０１〜７１１を備えている。図９、図１０に示す例では、扇型の領域Ｚ０から見て、回転テーブル２の回転方向上流側に各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に対応するようにガス供給パッド７０１〜７１１が設けられている。これによりウエハＷの公転によってガス給排気ユニット４からＤＣＳガスの供給を受ける位置に進入する手前側の領域であって、回転テーブル２の径方向に異なる位置に夫々反応阻害ガスであるＣｌガスを供給することができる。図９中の矢印は、各分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１と、分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に対応するガス供給パッド７０１〜７１１の組み合わせを示している。さらに各ガス供給パッド７０１〜７１１にＣｌガス供給源４８０からＣｌガスを供給するＣｌガス供給ライン４０１Ｂ〜４１１Ｂに夫々バルブＶ１０１〜Ｖ１１１を設けることにより、各ガス供給パッド７０１〜７１１からのＣｌガスの給断を個別に切り替えることができる。
そして既述の実施の形態と同様に成膜処理を行い、さらにＡｒガスバルブＶ１〜Ｖ１１の開閉のタイミングに合わせて、バルブＶ１０１〜Ｖ１１１を開閉し、対応するガス供給パッド７０１〜７１１からＣｌガスを供給する。
【００５２】
ウエハＷにＣｌガスを供給すると、ＤＣＳガスに先行してＣｌガスがウエハに吸着する。この結果、Ｃｌガスが付着した部位において、ＤＣＳなどのシリコン系のガスの吸着が阻害される。さらにＣｌガスは、反応ガス、ここではＮＨ３ガスと反応して薄膜を生成することもない。そのためＣｌガスを吸着した領域にて局所的にＤＣＳガスの吸着量が少なくなるように調節し、ＳｉＮ膜の膜厚を薄くすることができる。
【００５３】
また各ガス供給パッド７０１〜７１１の一部については、Ｃｌガスの供給に替えてＤＣＳガスを供給する原料ガス予備供給部としてもよい。これにより、ガス供給パッド７０１〜７１１からウエハＷの膜厚の厚い部位にＣｌガスを吹き付けて膜厚が厚くなることを抑制するだけでなく、膜厚の薄い部位にＤＣＳガスを局所的に吹き付けることで当該部位の膜厚を局所的に厚くすることができる。このように構成することで、ウエハＷに成膜される膜の膜厚をさらに高精度に調節することができる。ガス供給パッド７０１〜７１１は、分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１に重なる位置に設けられていてよい。この場合でもガス供給パッド７０１〜７１１が分割供給部Ｚ１〜Ｚ１１の後方側の端部よりも前方側に設けられていれば効果を得ることができる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
次いで、回転テーブル２の回転角度に従って、Ａｒガスの供給と停止を切り替えて、ウエハＷの公転方向における成膜量を調節する第２の実施の形態について説明する。
例えば図１１に示す例では、図１、２に示したガス給排気ユニット４に代えて、下面にガス吐出口４１が形成された棒状の原料ガス供給部であるガス供給ノズル４Ａが設けられている。ガス供給ノズル４Ａは、回転テーブル２の上方に、回転テーブル２の外周側からウエハＷの公転領域を径方向に横断するように配置され、ウエハＷの公転領域に向けてガスを吐出するように設けられている。言い換えると、ガス供給ノズル４Ａは、ウエハＷの載置面側から見て、当該載置面の公転中心の内周側から外周側に向かって径方向に伸びる棒状に形成されている。そして例えばガス供給ノズル４Ａは長さ方向に２分されて、先端側の分割供給部Ｚ１０１と、分割供給部Ｚ１０２が形成されている。分割供給部Ｚ１０１に設けられたガス吐出口４１からは、回転テーブルの中心寄りの被ガス供給領域に向けてＤＣＳガスが供給される。また、分割供給部Ｚ１０２に設けられたガス吐出口４１からは、回転テーブル２の外周側の領域に向けてＤＣＳガスが供給される。
【００５５】
さらにＤＣＳガス供給源４６に対して各分割供給部Ｚ１０１、Ｚ１０２を並列に接続するＤＣＳガス供給ライン４０１、４０２を設ける。ＤＣＳガス供給ライン４０１、４０２に既述のオリフィス９が設けられている。また、Ａｒガス供給源４８に対して各分割供給部Ｚ１０１、Ｚ１０２を並列に接続するＡｒガス供給ライン４０１Ａ、４０２Ａを設ける。Ａｒガス供給ライン４０１Ａ、４０２Ａには夫々ＡｒガスバルブＶ１、Ｖ２が設けられている。
【００５６】
さらに回転テーブル２の回転機構２３にエンコーダを設置し、エンコーダの読み値に従い回転テーブル２の回転角度を調節することで、ガス供給ノズル４Ａの位置と、ウエハＷの位置とを調節できるように構成する。ここで以下に説明する図１１〜図１５に示す、θ１〜θ４は、所定の基準位置からの回転テーブル２の回転角度を示している。
【００５７】
次いで、図１１〜図１５を参照しながら、第２の実施の形態に係る成膜装置の作用について説明する。例えば分割供給部Ｚ１０１、Ｚ１０２にＡｒガスを供給しないで成膜処理を行った時に、ウエハＷにおける回転テーブル２の中心寄りの部位には、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側の周縁に膜厚が薄い領域２００、２０１が夫々形成されるとする。  
例えばまずガス供給ノズル４ＡからＤＣＳガスのみを供給しながら既述の実施の形態と同様に成膜処理を行う。この場合、既述のようにウエハＷには、膜厚が薄い領域２００、２０１が夫々形成される。
【００５８】
そこで本例の成膜装置は、これらの領域の膜厚を補償するように続けて成膜を行う。例えば先行する成膜処理にて、回転テーブル２の回転数を１０ｒｐｍに設定していた場合、当該成膜処理においては、回転速度を１ｒｐｍに下げる。そして図１１に示すようにガス供給ノズル４ＡがウエハＷよりも前方側にある状態（ガス供給ノズル４Ａがθ１まで到達していない状態）の場合には、各分割供給部Ｚ１０１、Ｚ１０２からＤＣＳガスのみを吐出する。
【００５９】
そして回転テーブル２が回転し、図１２に示すようにガス供給ノズル４Ａが回転角度θ１からθ２の間に位置する時には、ガス供給ノズル４Ａの下方にウエハＷにおける前方の周縁の部位（既述の領域２００）が位置する。この期間中には、内周側の分割供給部Ｚ１０１のＡｒガスをオフ、外周側の分割供給部Ｚ１０２のＡｒガスをオンにする。
【００６０】
この結果、回転テーブル２の回転角度がθ１〜θ２の期間においては、ガス供給ノズル４Ａにおける分割供給部Ｚ１０１から回転テーブル２の内周側に向けてＤＣＳガスのみが吐出される。一方、分割供給部Ｚ１０２からは、回転テーブル２の外周側のＡｒガスにより希釈されたＤＣＳガスが供給される。これらの動作により、ガス供給ノズル４Ａがθ１からθ２の間に位置する時には、ウエハＷの回転テーブル２の内周側の領域のＤＣＳガスの吸着量が多くなり、外周側のＤＣＳガスの吸着量が少なくなる。
【００６１】
同様に図１３に示すようにガス供給ノズル４ＡがウエハＷの中央付近の領域に位置するθ２からθ３の期間では、内周側の分割供給部Ｚ１０１、外周側の分割供給部Ｚ１０２に両方に供給するＡｒガスをオンとしてＤＣＳガスを希釈する。さらに、図１４に示すガス供給ノズル４Ａの下方にウエハＷにおける後方側の周縁の部位が位置するθ３からθ４の間の位置においては内周側の分割供給部Ｚ１０１のＡｒガスをオフ、外周側の分割供給部Ｚ１０２のＡｒガスをオンにする。さらに続いて図１５に示すガス供給ノズル４ＡがウエハＷの後方に位置するときには、内周側の分割供給部Ｚ１０１、外周側の分割供給部Ｚ１０２に両方に供給するＡｒガスをオフとする。
【００６２】
このように第２の実施の形態の成膜装置は、ウエハＷの回転角度に合わせてＡｒガスの給断を行いながらＤＣＳガスを供給する。この動作により既述の領域２００、２０１に対してはＡｒガスで希釈されないＤＣＳガスが供給され、その他の領域には、Ａｒガスで希釈されたＤＣＳガスが供給される。このように構成することで、ウエハＷにおける膜厚の厚い部位が形成されることを抑制しながら、膜厚の薄い部位を補償するようにウエハＷにＤＣＳガスを吸着させることができる。
【００６３】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【実施例】
【００６４】
本開示の効果を検証するために図８に示した分割供給部ＺＡ〜ＺＥの一部を島状に配置したガス給排気ユニット４を用いた成膜装置を行い、成膜処理中におけるＡｒガスの供給流量に対する膜厚の変化量を調べた。
実施例１、２とも５つの分割供給部ＺＡ〜ＺＥのうち２つの分割供給部ＺＤ、ＺＥを島状に構成し、回転テーブルの内周側と外周側とに夫々配置した。
（実施例１）２つの島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥを回転テーブル２の回転中心Ｃを中心とした５°の角度の範囲に亘ってガスを吐出するように設けている。
（実施例２）２つの島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥを回転テーブル２の回転中心Ｃを中心とした１４°の角度の範囲に亘ってガスを吐出するように設けている。
【００６５】
これら実施例１、実施例２の各ガス給排気ユニット４を備えた成膜装置を用いて成膜処理を行い、各島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥにＡｒガスを供給してウエハＷに成膜したときの膜厚分布を調べた。
ＤＣＳガス、ＮＨ３ガス及びＨ２ガスの流量は実施の形態と同様に設定し、回転テーブル２の回転数を１０ｒｐｍとし、１５分間成膜処理を行った。そのとき各島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥにおいては、Ａｒガス供給しながらＤＣＳガスを供給して成膜処理を行った。Ａｒガスの流量は、Ａｒガス供給管４４０に設けられたＭＦＣ４９により０、３、６、１２、２０、５０及び７５ｓｃｃｍに設定して夫々のＡｒガスの流量にて成膜処理を行った。
【００６６】
図１６、図１７は、夫々実施例１、２におけるＡｒガスの流量毎の回転テーブル２の径方向の膜厚分布の結果を示す。なお図１６、１７において、横軸は、０がウエハＷの中心、＋１５０ｍｍの位置が回転テーブル２の内周側に位置するウエハＷの周縁、−１５０ｍｍの位置が回転テーブル２の外周側に位置するウエハＷの周縁を夫々示している。さらにグラフの上方に示すようにＡｒガスを供給する位置（島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥに対応する領域）は、−９０ｍｍ〜−１２０ｍｍ、＋９０ｍｍ〜１２０ｍｍの位置である。また図１６、１７では、グラフが煩雑になることを避けるため、Ａｒガスの流量を３、１２ｓｃｃｍと設定したときの結果を省略している。
【００６７】
また図１８は、実施例１及び実施例２の分割供給部ＺＤ、ＺＥへのＡｒガスの流量を各流量に設定したとき、当該分割供給部ＺＤ、ＺＥに対向する被ガス供給領域を通過するウエハＷに成膜される膜厚の変化量を示している。図１８の縦軸は、膜厚変化量を示し、横軸は、ＤＣＳガスの流量（ＭＦＣ４７の設定値）に対するＡｒガスの流量（ＭＦＣ４９の設定値）を示している。なお膜厚変化量とは、Ａｒガスの流量を０にしたときに成膜される膜厚の面内平均値からＡｒガスの流量を各流量に設定したときに成膜される膜厚の面内平均値の差分値である。当該膜厚変化量は、ＤＣＳガス及びＮＨ３ガスの供給の１サイクル（回転テーブル２の１回転）当たりの変化量を示している。
【００６８】
図１６、図１７に示すように島状の分割供給部ＺＤ、ＺＥにＡｒガス供給してＤＣＳガスを希釈することで、成膜される膜の膜厚を薄くすることができると言える。またＡｒガスの流量を増やすことで膜厚の減少量を大きくすることができると言える。さらに図１８に示すように実施例１は、実施例２よりもＡｒガスの流量が同じ場合における膜厚の変化量が大きい。従ってＡｒガスを吐出して、膜厚を調節する構成において、分割供給部ＺＤ、ＺＥのウエハＷの公転方向の長さを調節することによりＡｒガスの流量の変化量に対する膜厚の変化量を調節することができる。さらに分割供給部ＺＤ、ＺＥのウエハＷの公転方向の長さを長くすることにより、Ａｒガスの供給時間に対する膜厚の変化量を大きくすることができるとも言える。
【符号の説明】
【００６９】
２                  回転テーブル
４                  ガス給排気ユニット
９                  オリフィス
４６                ＤＣＳガス供給源
４８                Ａｒガス供給源
５１                反応ガスノズル
１００              制御部
４０１Ａ〜４１１Ａ  Ａｒガス供給ライン
４０１〜４１１      ＤＣＳガス供給ライン
Ｖ１〜Ｖ１１        Ａｒガスバルブ
Ｗ                  ウエハ
Ｚ１〜Ｚ１１        分割供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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