(57)【要約】【課題】基板の温度を低温に保持しつつ金属シリサイド膜を形成する。【解決手段】励起用ガスをバッファ室内に供給すると共に、プラズマ電極に電力を供給してバッファ室内にプラズマを生成することで励起用ガスを活性化させ、塩素含有ガスを処理室内に供給し、バッファ室内から処理室内に流れた活性化させた励起用ガスにより塩素含有ガスを活性化させ、活性化させた塩素含有ガスを金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、金属塩化物を基板上に堆積させて基板上に金属含有薄膜を形成する。【選択図】図３
2010285670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通するバッファ室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通するバッファ室内に励起用ガスを供給すると共に、前記バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させ塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＲＡＭ等の半導体装置の高密度化や高速化に伴い、ゲート電極等のシート抵抗やコンタクト抵抗を低減するため、ＮｉやＴｉ等の金属とシリコン（Ｓｉ）との化合物である金属シリサイド膜（金属含有薄膜）によりゲート電極等が形成されるようになってきた。金属シリサイド膜は、例えばソース領域、ドレイン領域が予め形成されたシリコンウエハ等の基板上に、スパッタリング等によりＮｉやＴｉ等の金属薄膜を形成した後、赤外線ランプ等を用いて金属薄膜及び基板を不活性ガスの雰囲気下で加熱し、金属薄膜と基板表面のＳｉとを固相反応させるＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）処理を実施することで形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のＲＴＡ処理を行うと、基板表面近傍にドープされている不純物が熱によって拡散してしまう場合があった。その結果、半導体装置の性能が低下したり、製造歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。
【０００４】
本発明は、基板の温度を低温に保持しつつ金属シリサイド膜を形成することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基板が搬入される処理室と、前記処理室に連通するバッファ室と、前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、前記処理室内に設けられた金属部材と、前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する基板処理装置が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室に連通する第１バッファ室内に塩素含有ガスを供給すると共に、前記処理室に連通する第２バッファ室内に励起用ガスを供給し、前記第２バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記励起用ガスを活性化させ、前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた塩素含有ガスを、前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した励起用ガスにより活性化させ、前記活性化した塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板の温度を低温に保持しつつ金属シリサイド膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係るプラズマ電極の部分拡大図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉を示す横断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る処理炉の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１の実施形態＞
本実施形態では、プラズマにより活性化した励起用ガスを用いて塩素含有ガスを間接的に活性化させ、活性化させた塩素含有ガスを金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、生成した金属塩化物を基板上に供給して金属含有薄膜としての金属シリサイド膜を形成する。
【００１０】
本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（６）に例示する。
【００１１】
２Ｈｅ＊  ＋  Ｃｌ２  →  ２Ｃｌ＊  ＋  ２Ｈｅ      ．．．（１）
Ｎｉ  ＋  Ｃｌ＊  →  ＮｉＣｌ（ガス）             ．．．（２）
ＮｉＣｌ（ガス）  →  ＮｉＣｌ（吸着）            ．．．（３）
ＮｉＣｌ（吸着）  ＋  Ｓｉ  →  Ｎｉ（吸着）  ＋  ＳｉＣｌ（ガス）．．（４）
Ｎｉ（吸着）  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ      ．．．（５）
ＮｉＳｉ  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ２         ．．．（６）
【００１２】
式（１）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスのガス分子（Ｃｌ２）とが衝突し、活性化した塩素含有
ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される様子を示している。式（２）は、ＣｌラジカルがＮｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（３）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（４）は、吸着したＮｉＣｌがウエハ表面のＳｉと反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（５）及び式（６）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。
【００１３】
以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。図２は、本実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。図３は本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。図４は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。図５は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【００１５】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の構成例について、図１、図２を用いて説明する。
【００１６】
図１および図２に示すように、本実施例にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方には、筐体１１１内をメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が設けられている。正面メンテナンス口１０３には、正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が設けられている。シリコンからなるウエハ（基板）２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。正面メンテナンス扉１０４には、カセット１１０を筐体１１１内外へ搬送する開口であるカセット搬入搬出口（基板収納容器搬入搬出口）１１２が、筐体１１１内外を連通するように設けられている。カセット搬入搬出口１１２は、フロントシャッタ（基板収納容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるように構成されている。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。
【００１７】
カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ２００を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。
【００１８】
筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。
【００１９】
カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。
【００２０】
カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板保持体）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作により、ウエハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板保持具）２１７へ装填（チャージング）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。
【００２１】
筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部には開口が設けられ、かかる開口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。
【００２２】
処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬入搬出させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇したときに処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体としてのシールキャップ２１９が水平姿勢で設けられている。
【００２３】
ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。
【００２４】
カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。
【００２５】
また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート２１７を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。
【００２６】
（２）基板処理装置の動作
次に、本発明の実施例にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。
【００２７】
まず、カセット１１０がカセットステージ１１４上に載置されるに先立って、カセット搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。その後、カセット１１０が、工程内搬送装置によってカセット搬入搬出口１１２から搬入され、ウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ２００は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。
【００２８】
次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。
【００２９】
カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作によって移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００３０】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、ウエハ２００群を保持したボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。
【００３１】
（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図３、図４を参照しながら説明する。
【００３２】
（処理室）
本実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３及びマニホールド２０９を備えている。反応管２０３は、基板としてのウエハ２００が収容されるインナチューブ２０３ｂ、及びインナチューブ２０３ｂを取り囲むアウタチューブ２０３ａを備えている。インナチューブ２０３ｂ及びアウタチューブ２０３ａは、それぞれ例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端及び下端が開放された円筒形状となっている。インナチューブ２０３ｂ及びアウタチューブ２０３ａは、マニホールド２０９により下端側から縦向きに支持されている。インナチューブ２０３ｂ、アウタチューブ２０３ａ、及びマニホールド２０９は、互いに同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端（炉口）は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、蓋体としての円盤状のシールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端とシールキャップ２１９との間には、インナチューブ２０３ｂ内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０が設けられている。
【００３３】
インナチューブ２０３ｂの内部には、ウエハ２００を処理する処理室２０１が形成され
ている。インナチューブ２０３ｂ内（処理室２０１内）には基板保持具としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。インナチューブ２０３ｂ及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ２００を装填したボート２１７の最大外形よりも大きくなるように構成されている。
【００３４】
ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ２００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、ボート２１７からの熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、処理室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、処理室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ２００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。
【００３５】
反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、図示しないヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３６】
（バッファ室）
インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間には、円弧状のバッファ室３２０が設けられている。バッファ室３２０と処理室２０１とは、ガス供給孔２１１を介して連通している。バッファ室３２０内には、後述する励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、及び後述する一対のプラズマ電極３３０，３３１がそれぞれ設けられている。
【００３７】
（ガス供給手段）
マニホールド２０９には塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂが接続されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの垂直部は、インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間であってバッファ室３２０外に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。励起用ガス供給ノズル２３３ｂの垂直部は、バッファ室３２０内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。
【００３８】
塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂの垂直部には、それぞれガス供給孔２３４ａ，２３４ｃ，２３４ｂが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔２３４ａ，２３４ｃは、インナチューブ２０３ｂの側壁に設けられた貫通孔に直結している。すなわち、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ内と処理室２０１とはガス供給孔２３４ａを介して連通しており、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａから供給される塩素含有ガスは、ガス供給孔２３４ａを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。また、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ内と処理室２０１とはガス供給孔２３４ｃを介して連通しており、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃから供給されるシリコン含有ガスは、ガス供給孔２３４ｃを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。また、ガス供給孔２３４ｂは、後述する一対のプラズマ電極３３０，３３１の間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一と
されていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。
【００３９】
マニホールド２０９の側壁外側へ突出した塩素含有ガス供給ノズル２３３ａの水平端（上流端）には、塩素含有ガスとしての塩素（Ｃｌ２）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等を供給する塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。塩素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａのバルブ２４２ａの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ａには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａが設けられている。
【００４０】
また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出したシリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの水平端（上流端）には、シリコン含有ガスとしての例えばシラン（ＳｉＨ４）ガス、テトラメチルシラン（Ｓｉ(ＣＨ３）４）ガス，テトラエチルシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５）４
）ガス等を供給するシリコン含有ガス供給管２３２ｃが接続されている。シリコン含有ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、図示しないシリコン含有ガス供給源、流量制御装置２４０ｃ、バルブ２４２ｃが設けられている。シリコン含有ガス供給管２３２ｃのバルブ２４２ｃの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｃの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｃには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｃ、バルブ２４３ｃが設けられている。
【００４１】
また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出した励起用ガス供給ノズル２３３ｂの水平端（上流端）には、励起用ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ），アルゴン（Ａｒ），ネオン（Ｎｅ），窒素（Ｎ２）ガス等を供給する励起用ガス供給管２３２ｂが接続されている。励起用ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｂ、バルブ２４２ｂが設けられている。励起用ガス供給管２３２ｂのバルブ２４２ｂの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｂの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｂには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂが設けられている。
【００４２】
主に、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、ガス供給孔２３４ａ、塩素含有ガス供給管２３２ａ、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａ、不活性ガス供給管２４４ａ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａにより、処理室２０１内に塩素含有ガスを供給する塩素含有ガス供給手段が構成される。また、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、ガス供給孔２３４ｃ、シリコン含有ガス供給管２３２ｃ、図示しないシリコン含有ガス供給源、流量制御装置２４０ｃ、バルブ２４２ｃ、不活性ガス供給管２４４ｃ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給手段が構成される。また、励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、ガス供給孔２３４ｂ、励起用ガス供給管２３２ｂ、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｂ、バルブ２４２ｂ、不活性ガス供給管２４４ｂ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、バッファ室３２０内に励起用ガスを供給する励起用ガス供給手段が構成される。また、主に塩素含有ガス供給手段、シリコン含有ガス供給手段、励起用ガス供給手段により、本実施形態に係るガス供給手段が構成される。
【００４３】
（プラズマ電極）
バッファ室３２０内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０，３３１が設けら
れている。プラズマ電極３３０，３３１は、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部及び水平部は、例えば石英や炭化珪素等からなる保護管３１８，３１９によりそれぞれ覆われている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、バッファ室３２０内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０，３３１の水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０，３３１の水平部には、インピーダンス調整装置３３２を介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３の出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。
【００４４】
主に、一対のプラズマ電極３３０，３３１、保護管３１８，３１９、インピーダンス調整装置３３２、電源装置３３３により、本実施形態に係るプラズマ生成手段が構成される。
【００４５】
（金属部材）
インナチューブ２０３ｂ内（処理室２０１内）には、ボート２１７に支持されるウエハ２００の外周を囲うように、例えばメッシュ状或いは多孔状の金属筒として構成された金属部材２０４が設けられている。金属部材２０４は、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。なお、金属部材２０４を構成する金属材料は、ウエハ２００上に形成する金属シリコン膜の膜種に応じて適宜選択される。
【００４６】
（排気系）
インナチューブ２０３ｂの側壁には、ガス供給孔２３４ａ、２３４ｃ、２１１と対向する位置に、複数の貫通孔或いはスリット状のガス排気孔２１２が鉛直方向に設けられている。また、マニホールド２０９の側壁には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての図示しない圧力センサ、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３ｅ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６を作動させつつ、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開閉弁の開度を調整することにより、処理室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、ガス排気孔２１２、排気管２３１、図示しない圧力センサ、ＡＰＣバルブ２４３ｅ、真空ポンプ２４６により、処理室２０１内を排気する本実施形態に係る排気系が構成される。
【００４７】
（コントローラ）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２４３ｅ、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、バルブ２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ、流量制御装置２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ，２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ、電源装置３３３、インピーダンス調整装置３３２等に接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、バルブ２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃの開閉動作、流量制御装置２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ，２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの流量制御動作、電源装置３３３による高周波電力の供給動作、インピーダンス調整装置３３２によるインピーダンス調整動作が制御される。
【００４８】
（４）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る基板処理工程について図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制
御される。
【００４９】
（基板搬入工程（Ｓ１０））
まず、複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ２１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。基板搬入工程（Ｓ１０）においては、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
【００５０】
（減圧及び昇温工程（Ｓ２０））
続いて、バルブ２４３ａ，２４３ｂを閉め、処理室２０１内が所望の圧力（好ましくは１Ｐａ以上１０，０００Ｐａ以下）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２４６により排気する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内の圧力を圧力センサ２４５で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１内が所望の温度（０℃以上７００℃以下、好ましくは２００℃以上３００℃以下）となるように、ヒータ２０７によって加熱する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ２００を回転させる。
【００５１】
（成膜工程（Ｓ３０））
続いて、ウエハ２００上に金属含有薄膜としての金属シリサイド膜を形成する（Ｓ３０）。
【００５２】
まず、流量制御装置２４０ｂにより流量制御しながら、バルブ２４２ｂを開け、処理室２０１に連通するバッファ室３２０内に励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２によりインピーダンス調整しながら、バッファ室３２０内に設けられた一対のプラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、バッファ室３２０内にプラズマを生成する。その結果、バッファ室３２０内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。バッファ室３２０内にて生成されたＨｅラジカルは、ガス供給孔２１１を介して処理室２０１内に流れる。
【００５３】
Ｈｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを処理室２０１内に供給する。すると、処理室２０１内に供給されたＣｌ２のガス分子は、ガス供給孔２１１を介して処理室２０１内に流れてきたＨｅラジカルと衝突し、活性化した塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。
【００５４】
処理室２０１内で生成されたＣｌラジカル（Ｃｌ＊）は、処理室２０１内に設けられた金属部材２０４に接触し、これによりガス状のＮｉＣｌやＴｉＣｌ等の金属塩化物が生成される。ガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着する。そして、吸着した金属塩化物がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ウエハ表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。
【００５５】
所望の膜厚の金属シリサイド膜が形成されたら、電源装置３３３から一対のプラズマ電極３３０，３３１への電力供給を停止する。また、バルブ２４３ａを閉めて処理室２０１
内へのＣｌ２ガスの供給を停止すると共に、バルブ２４３ａを閉めてバッファ室３２０内へのＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内及びバッファ室３２０内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、処理室２０１内及びバッファ室３２０内に残留しているＣｌ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。
【００５６】
（昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０））
続いて、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開度を小さくし、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで処理室２０１内にパージガスとしての不活性ガスを供給する（Ｓ４０）。そして、基板搬入工程（Ｓ１０）と逆の手順により、成膜済のウエハ２００を処理室２０１内から搬出し（Ｓ５０）て、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、基板搬出工程（Ｓ５０）においては、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。
【００５７】
（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００５８】
（ａ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌラジカルを生成させ、生成したＣｌラジカルを金属部材２０４に接触させて金属塩化物を生成させ、生成した金属塩化物をウエハ２００上に堆積させて金属シリサイド膜を形成する。すなわち、ＲＴＡ処理等の熱処理を行うことなく、ウエハ２００温度を低温（例えば０℃以上７００℃以下）に保持したままウエハ２００上に金属シリサイド膜を形成できる。これにより、ウエハ２００表面近傍に予めドープされている不純物が熱によって拡散してしまうこと等を抑制でき、半導体装置の性能低下を抑制し、製造歩留りを向上させることができる。
【００５９】
（ｂ）本実施形態によれば、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。そして、金属シリサイド膜とウエハ２００との界面が酸化されてしまうことを抑制できる。
【００６０】
（ｃ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｃｌラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｃｌラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００への金属塩化物の供給を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。
【００６１】
（ｄ）本実施形態によれば、処理室２０１内を２００℃以上３００℃に加熱することで、処理室２０１内への塩化物の吸着を抑制することができる。
【００６２】
＜本発明の第２の実施形態＞
本実施形態では、金属シリサイド膜を形成する成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給し、ウエハ２００の表面にシリコン含有ガスを予め吸着させておくシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）を実施する点が、上述の実施形態と異なる。また、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う点が、上述の実施形態と異なる。
【００６３】
図６は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【００６４】
図６に示すように、本実施形態では、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施した後であって成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、流量制御装置２４０ｃにより流量制御しながら、
バルブ２４２ｃを開け、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉＨ４ガスを供給する。処理室２０１内に供給されたＳｉＨ４ガスは、ウエハ２００の表面に吸着する。所定時間が経過したら、バルブ２４２ｃを閉めて処理室２０１内へのＳｉＨ４ガスの供給を停止する。
【００６５】
その後、上述の成膜工程（Ｓ３０）を実施すると、ＮｉＣｌやＴｉＣｌ等のガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着しているＳｉＨ４と反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉと、が反応することで、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。
【００６６】
そして、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。その後、上述の昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施する。
【００６７】
本実施形態によれば、成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、ＳｉＨ４ガスをウエハ２００上に予め供給して吸着させている。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉとが反応することで、金属シリサイド膜が形成される。このように、金属シリサイド膜が形成するためのＳｉをシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）により予め補充しておくことにより、金属シリサイド膜を形成する際におけるウエハ２００表面を構成するＳｉの消費が抑制され（ウエハ２００表面の侵食が抑制され）、ウエハ２００のダメージが抑制される。
【００６８】
また、本実施形態によれば、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。
【００６９】
＜本発明の第３の実施形態＞
第１及び第２の実施形態では、プラズマにより活性化した励起用ガスを用いて塩素含有ガスを間接的に活性化させていた。これに対し、本実施形態では、プラズマにより塩素含有ガスを直接的に活性化させる点が上述の実施形態と異なる。
【００７０】
本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（５）に例示する。
【００７１】
Ｎｉ  ＋  Ｃｌ＊  →  ＮｉＣｌ（ガス）  ．．．（１）
ＮｉＣｌ（ガス）  →  ＮｉＣｌ（吸着） ．．．（２）
ＮｉＣｌ（吸着）  ＋  Ｓｉ  →  Ｎｉ（吸着）  ＋  ＳｉＣｌ（ガス）．．．（３）
Ｎｉ（吸着）  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ  ．．．（４）
ＮｉＳｉ  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ２    ．．．（５）
【００７２】
式（１）は、プラズマにより塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを直接的に活性化することで生成したＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が、Ｎｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（２）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（３）は、吸着したＮｉＣｌがウエハ表面のＳｉと反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（４）及び式（５）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。
【００７３】
以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００７４】
図７は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉２０２の横断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る処理炉２０２が備える反応管２０３は、インナチューブとアウタチューブとを備える二重管になっておらず、一重管として構成されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端側から縦向きに支持されている。反応管２０３内には処理室２０１が構成されている。金属部材２０４は、ボート２１７に支持されるウエハ２００の外周を囲うように、処理室２０１内に設けられている。
【００７５】
なお、反応管２０３は一重管として構成されているため、本実施形態に係る処理炉２０２は、上述の実施形態のようにバッファ室を備えていない。そして、本実施形態に係るガス供給手段は、塩素含有ガス供給手段、シリコン含有ガス供給手段のみを有しており、励起用ガス供給手段を備えていない。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａのガス供給孔２３４ａ，シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃのガス供給孔２３４ｃは、反応管２０３の側壁に設けられた貫通孔に直結している。また、プラズマ電極３３０，３３１は、反応管２０３の外部に設けられている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部は、反応管２０３の外側壁に沿って鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力を供給することで、処理室２０１内にプラズマを生成することが可能なように構成されている。
【００７６】
図８は、本実施形態に係る成膜工程（Ｓ３０）のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【００７７】
まず、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを処理室２０１内に供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２によりインピーダンス調整しながら、一対のプラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力を供給し、処理室２０１内にプラズマを生成する。その結果、処理室２０１内に供給されたＣｌ２ガスが活性化し、Ｃｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。
【００７８】
生成されたＣｌラジカルは、処理室２０１内に設けられた金属部材２０４に接触し、これによりガス状のＮｉＣｌやＴｉＣｌ等の金属塩化物が生成される。ガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着する。そして、吸着した金属塩化物がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ウエハ表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。
【００７９】
所望の膜厚の金属シリサイド膜が形成されたら、電源装置３３３から一対のプラズマ電極３３０，３３１への電力供給を停止する。また、バルブ２４３ａを閉めて処理室２０１内へのＣｌ２ガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｃを開けて、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、処理室２０１内に残留しているＣｌ２ガス、反応生成物などを排出する。
【００８０】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ＲＴＡ処理を行うことなく、ウエハ温度を低温に保持したままウエハ上に金属シリサイド膜を形成できる。また、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため
、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。
【００８１】
＜本発明の第４の実施形態＞
プラズマにより塩素含有ガスを直接的に活性化させる場合においても、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給し、ウエハ２００の表面にシリコン含有ガスを予め吸着させておくシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）を実施することが可能である。
【００８２】
図９は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【００８３】
図９に示すように、本実施形態では、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施した後であって成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、流量制御装置２４０ｃにより流量制御しながら、バルブ２４２ｃを開け、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉＨ４ガスを供給する。処理室２０１内に供給されたＳｉＨ４ガスは、ウエハ２００の表面に吸着する。所定時間が経過したら、バルブ２４２ｃを閉めて処理室２０１内へのＳｉＨ４ガスの供給を停止する。
【００８４】
その後、第３の実施形態で示した成膜工程（Ｓ３０）を実施すると、ＮｉＣｌやＴｉＣｌ等のガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着しているＳｉＨ４と反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉと、が反応することで、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。
【００８５】
そして、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。その後、上述の昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施する。
【００８６】
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、金属シリサイド膜が形成するためのＳｉをシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）により予め補充しておくことにより、金属シリサイド膜を形成する際におけるウエハ２００表面を構成するＳｉの消費が抑制され（ウエハ２００表面の侵食が抑制され）、ウエハ２００のダメージが抑制される。また、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。
【００８７】
＜本発明の第５の実施形態＞
本実施形態においては、ウエハ２００上に金属塩化物を供給した後、活性化した還元性ガスをウエハ２００上に供給して金属塩化物と反応させ、ウエハ２００上に金属含有薄膜を形成する点が、第１の実施形態と異なる。そして、ウエハ２００上に金属塩化物を供給する工程と、活性化した還元性ガスをウエハ２００上に供給する工程とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う点が、上述の実施形態と異なる。
【００８８】
本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（６）に例示する。
【００８９】
２Ｈｅ＊  ＋  Ｃｌ２  →  ２Ｃｌ＊  ＋  ２Ｈｅ    ．．．（１）
Ｎｉ  ＋  Ｃｌ＊  →  ＮｉＣｌ（ガス）           ．．．（２）
ＮｉＣｌ（ガス）  →  ＮｉＣｌ（吸着）          ．．．（３）
２Ｈｅ＊  ＋  Ｈ２  →  Ｈ２＊  ＋  ２Ｈｅ        ．．．（４）
ＮｉＣｌ（吸着）  ＋  Ｈ２＊  →  Ｎｉ（吸着）  ＋  ＨＣｌ（ガス）．．．（５）
Ｎｉ（吸着）  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ            ．．．（６）
ＮｉＳｉ  ＋  Ｓｉ  →  ＮｉＳｉ２              ．．．（７）
【００９０】
式（１）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスのガス分子（Ｃｌ２）とが衝突し、活性化させた塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される様子を示している。式（２）は、ＣｌラジカルがＮｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（３）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（４）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と還元性ガスとしてのＨ２ガスのガス分子（Ｈ２）とが衝突し、活性化した還元性ガスとしてのＨ２ラジカル（Ｈ２＊）が生成される様子を示している。式（５）は，吸着したＮｉＣｌがＨ２＊と反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、塩化物（ＨＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（６）及び式（７）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。
【００９１】
以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。図１１は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。図１２は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。
【００９２】
（１）処理炉の構成
図１０、図１１に示すように、本実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３と、マニホールド２０９とを備えている。反応管２０３は、基板としてのウエハ２００が収容されるインナチューブ２０３ｂと、インナチューブ２０３ｂを取り囲むアウタチューブ２０３ａと、を備えている。インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間には、円弧状の第１バッファ室３２０ａと、円弧状の第２バッファ室３２０ｂと、が設けられている。第１バッファ室３２０ａと処理室２０１とは、ガス供給孔２１１ａを介して連通している。第２バッファ室３２０ｂと処理室２０１とは、ガス供給孔２１１ｂを介して連通している。
【００９３】
マニホールド２０９には塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給する第１ガス供給ノズル３４３ａ、及び還元性ガス及び第２励起用ガスを供給する第２ガス供給ノズル３４３ｂが接続されている。第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。第１ガス供給ノズル３４３ａの垂直部は、第１バッファ室３２０ａ内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第２ガス供給ノズル３４３ｂの垂直部は、第２バッファ室３２０ｂ内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。
【００９４】
第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂの垂直部には、それぞれガス供給孔３４４ａ，３４４ｂが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔３４４ａは、後述する一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ｂは、後述する一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ａ，３４４ｂの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。
【００９５】
マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第１ガス供給ノズル３４３ａの水平端（上流端）には、塩素含有ガスとしての塩素（Ｃｌ２）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等を供給する塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。塩素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａのバルブ２４２ａの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ａには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａの不活性ガス供給管２４４ａとの合流箇所よりも下流側には、第１励起用ガスとしてのＨｅガス等を供給する第１励起用ガス供給管２３２ｅの下流端が接続されている。第１励起用ガス供給管２３２ｅには、上流側から順に、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｅ、バルブ２４２ｅが設けられている。
【００９６】
また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第２ガス供給ノズル３４３ｂの水平端（上流端）には、還元性ガスとしての水素（Ｈ２）ガス、水素ラジカル、塩素ラジカル等を供給する還元性ガス供給管２３２ｈが接続されている。還元性ガス供給管２３２ｈには、上流側から順に、図示しない還元性ガス供給源、流量制御装置２４０ｈ、バルブ２４２ｈが設けられている。還元性ガス供給管２３２ｈのバルブ２４２ｈの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｂの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｂには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂが設けられている。還元性ガス供給管２３２ｈの不活性ガス供給管２４４ｂとの合流箇所よりも下流側には、第２励起用ガスとしてのＨｅガス等を供給する第２励起用ガス供給管２３２ｆの下流端が接続されている。第２励起用ガス供給管２３２ｆの上流端は、第１励起用ガス供給管２３２ｅの流量制御装置２４０ｅの上流側に接続されている。第２励起用ガス供給管２３２ｆには、上流側から順に、流量制御装置２４０ｆ、バルブ２４２ｆが設けられている。
【００９７】
主に、第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂ、ガス供給孔３４４ａ，３４４ｂ、塩素含有ガス供給管２３２ａ、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａ、不活性ガス供給管２４４ａ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１励起用ガス供給管２３２ｅ、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｅ、バルブ２４２ｅ、還元性ガス供給管２３２ｈ、図示しない還元性ガス供給源、流量制御装置２４０ｈ、バルブ２４２ｈ、不活性ガス供給管２４４ｂ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２励起用ガス供給管２３２ｆ、流量制御装置２４０ｆ、バルブ２４２ｆにより、本実施形態に係るガス供給手段が構成される。
【００９８】
第１バッファ室３２０ａ内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａが設けられている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、第１バッファ室３２０ａ内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ａを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ａの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。
【００９９】
なお、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。そして、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、保護管により覆われておらず、第１バッファ室３２０ａ内に露出した金属露出面を備えている。後述するように
、第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスが供給された状態でプラズマ電極３３０ａ，３３１ａに高周波電力が供給されると、第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスのプラズマが生成され、これにより第１バッファ室３２０ａ内に供給された塩素含有ガスが間接的に活性化されるように構成されている。そして、活性化させた塩素含有ガスがプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの金属表面に接触し、ＴｉＣｌやＮｉＣｌ等の金属塩化物が生成されるように構成されている。すなわち、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、処理室２０１内に金属塩化物を供給する金属部材としても機能するように構成されている。
【０１００】
第２バッファ室３２０ｂ内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂが設けられている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの垂直部及び水平部は、例えば石英や炭化珪素等からなる保護管３１８ｂ，３１９ｂによりそれぞれ覆われている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、第２バッファ室３２０ｂ内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ｂを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ｂの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。
【０１０１】
主に、一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａ，３３０ｂ，３３１ｂ、インピーダンス調整装置３３２ａ，３３２ｂ、電源装置３３３ａ，３３３ｂにより、本実施形態に係るプラズマ生成手段が構成される。
【０１０２】
なお、流量制御装置２４０ａ，２４０ｈ，２４０ｅ，２４０ｆ，２４１ａ，２４１ｂ、バルブ２４２ａ、２４２ｈ、２４２ｅ，２４２ｆ，２４３ａ，２４３ｂは、コントローラ２８０に接続されている。コントローラ２８０により、流量制御装置２４０ａ，２４０ｈ，２４０ｅ，２４０ｆ，２４１ａ，２４１ｂによる流量制御動作、バルブ２４２ａ、２４２ｈ、２４２ｅ，２４２ｆ，２４３ａ，２４３ｂの開閉動作が制御される。
【０１０３】
上記以外の構成は、第１の実施形態に係る基板処理装置と同じである。
【０１０４】
（２）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る基板処理工程について、図１２を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【０１０５】
第１の実施形態と同様に、基板搬入工程（Ｓ１０）、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施し、その後、以下に示す成膜工程（Ｓ３０）を実施する。成膜工程（Ｓ３０）では、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う。
【０１０６】
（金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ））
まず、流量制御装置２４０ｅにより流量制御しながら、バルブ２４２ｅを開け、処理室２０１に連通する第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２ａによりインピーダンス調整しながら、第１バッファ室３２０ａ内に設けられた一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａに電源装置３３３ａから高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、第１バッファ室３２０ａ内にプラズマを生成する。その結果、第１バッファ室３２０ａ内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。
【０１０７】
第１バッファ室３２０ａ内におけるＨｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを第１バッファ室３２０ａ内に供給する。すると、第１バッファ室３２０ａ内に供給されたＣｌ２のガス分子は、Ｈｅラジカルと衝突し、活性化した塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。Ｃｌラジカルは、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの金属表面に接触し、ＴｉＣｌやＮｉＣｌ等のガス状の金属塩化物が生成される。生成された金属塩化物は、ガス供給孔２１１ａを介して処理室２０１内へ流れ、ウエハ２００の表面に吸着する。
【０１０８】
所定時間経過後、電源装置３３３ａから一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａへの電力供給を停止すると共に、バルブ２４３ａ，２４３ｅを閉めて第１バッファ室３２０ａ内へのＣｌ２ガス及びＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内に残留しているＣｌ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。
【０１０９】
なお、第１バッファ室３２０ａ内に供給するＨｅガスの流量と、第１バッファ室３２０ａ内に供給するＣｌ２ガスの流量との比率は、例えば９９：１〜５０：５０、好ましくは９０：１０である。
【０１１０】
（還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ））
続いて、流量制御装置２４０ｆにより流量制御しながら、バルブ２４２ｆを開け、処理室２０１に連通する第２バッファ室３２０ｂ内に第２励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２ｂによりインピーダンス調整しながら、第２バッファ室３２０ｂ内に設けられた一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂに電源装置３３３ｂから高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、第２バッファ室３２０ｂ内にプラズマを生成する。その結果、第２バッファ室３２０ｂ内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。
【０１１１】
第２バッファ室３２０ｂ内におけるＨｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ｈにより流量制御しながら、バルブ２４２ｈを開け、還元性ガスとしてのＨ２ガスを第２バッファ室３２０ｂ内に供給する。すると、第２バッファ室３２０ｂ内に供給されたＨ２のガス分子は、Ｈｅラジカルと衝突し、活性化した還元性ガスとしてのＨ２ラジカル（Ｈ２＊）が生成される。Ｈ２ラジカルは、ガス供給孔２１１ｂを介して処理室２０１内へ流れ、ウエハ２００の表面に吸着する。
【０１１２】
その結果、ウエハ２００の表面に吸着に吸着している金属塩化物とＨ２ラジカルとが反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、塩化物（ＨＣｌ）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜がウエハ２００の表面に形成される。
【０１１３】
所定時間経過後、電源装置３３３ｂから一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂへの電力供給を停止すると共に、バルブ２４３ｈ，２４３ｆを閉めて第２バッファ室３２０ｂ内へのＨ２ガス及びＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内に残留しているＨ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。
【０１１４】
そして、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サ
イクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。
【０１１５】
その後、第１の実施形態と同様に、昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施して、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
【０１１６】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０１１７】
（ａ）第１の実施形態と同様に、ＲＴＡ処理を行うことなく、ウエハ温度を低温に保持したままウエハ上に金属シリサイド膜を形成できる。また、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。
【０１１８】
（ｂ）本実施形態によれば、ウエハ２００上に金属塩化物を供給した後、Ｈ２ラジカルをウエハ２００上に供給して金属塩化物と反応させ、ウエハ２００上に金属シリサイド膜を形成する。このように、金属塩化物とＨ２ラジカルとを反応させ、金属塩化物とウエハ２００表面を構成するＳｉとの反応を抑制することで、ウエハ２００表面の侵食が抑制され、ウエハ２００のダメージを抑制できる。
【０１１９】
（ｃ）本実施形態によれば、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。
【０１２０】
（ｄ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｃｌラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｃｌラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００への金属塩化物の供給を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。また本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＨ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｈ２ラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｈ２ラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００へのＨ２ラジカルの供給量を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。
【０１２１】
＜本発明の第６の実施形態＞
本実施形態においては、第１ガス供給ノズル３４３ａ、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａ、第１バッファ室３２０ａが一体に構成されている点が、第５の実施形態と異なる。
【０１２２】
図１３は、本実施形態に係るプラズマ電極の部分拡大図である。図１４は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉を示す横断面図である。
【０１２３】
図１３、図１４に示すように、本実施形態に係る処理炉２０２は、第２バッファ室３２０ｂを備えているが、第１バッファ室３２０ａを備えていない。その代わり、インナチューブ２０３ｂの内部に、プラズマ電極を兼ねた金属からなる第３ガス供給ノズル４３０ａと、第３ガス供給ノズル４３０ａの内部に設けられたプラズマ電極４３１ａと、を備えている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。
【０１２４】
第３ガス供給ノズル４３０ａの垂直部には、ガス供給孔４４４ａが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔４４４ａは、ウエハ２００の中心に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ａの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。なお、プラズマ電極４３１ａは、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。そして、プラズマ電極４３１ａは、保護管により覆われておらず、第３ガス供給ノズル４３０ａ内に露出した金属露出面を備えている。
【０１２５】
マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第３ガス供給ノズル４３０ａの水平端（上流端）には、第５実施形態にて示した塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。
【０１２６】
マニホールド２０９の側壁から突出した第３ガス供給ノズル４３０ａ，プラズマ電極４３１ａの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ａを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ａの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。
【０１２７】
本実施形態においても、第５の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、第３ガス供給ノズル４３０ａは、第５の実施形態におけるプラズマ電極３３０ａと同様に機能する。また、第３ガス供給ノズル４３０ａの内部は、第５の実施形態における第１バッファ室３２０ａと同様に機能する。
【０１２８】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１５に示すような枚葉式基板処理装置であっても本発明は好適に適用可能である。
【０１２９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１３０】
本発明の第１の態様は、
基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通するバッファ室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。
【０１３１】
好ましくは、
前記ガス供給手段は、前記処理室内に更にシリコン含有ガスを供給するように構成されており、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させ、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する。
【０１３２】
また好ましくは、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させる工程と、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。
【０１３３】
本発明の他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通するバッファ室内に励起用ガスを供給すると共に、前記バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させ塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。
【０１３４】
好ましくは、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板表面に吸着させるシリコン含有ガス供給工程を有する。
【０１３５】
また好ましくは、
前記シリコン含有ガス供給工程と前記成膜工程とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。
【０１３６】
本発明の更に他の態様は、
基板が搬入される処理室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給するガス供給手段と、
電力が供給されて前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。
【０１３７】
好ましくは、
前記ガス供給手段は、前記処理室内に更にシリコン含有ガスを供給するように構成されており、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する。
【０１３８】
また好ましくは、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させる工程と、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。
【０１３９】
本発明の更に他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。
【０１４０】
好ましくは、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板表面に吸着させるシリコン含有ガス供給工程を有する。
【０１４１】
また好ましくは、
前記シリコン含有ガス供給工程と前記成膜工程とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。
【０１４２】
基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通する第１バッファ室と、
前記処理室に連通する第２バッファ室と、
前記第１バッファ室内に塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給し、前記第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記第１バッファ室内に設けられ、金属露出面を備え、電力が供給されて前記第１バッ
ファ室内にプラズマを生成する第１プラズマ電極と、
前記第２バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記第２バッファ室内にプラズマを生成する第２プラズマ電極と、
前記ガス供給手段によるガス供給、前記第１プラズマ電極及び第２プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記第１バッファ室内に塩素含有ガス及び前記第１励起用ガスを供給し、前記第１プラズマ電極に電力を供給して前記第１バッファ室内にプラズマを生成して前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化した塩素含有ガスを前記第１プラズマ電極の前記金属露出面に接触させて金属塩化物を生成させ、
前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた前記金属塩化物を前記基板上に堆積させ、
前記第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給し、前記第２プラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記還元性ガスを活性化させ、
前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した還元性ガスを、前記基板上に堆積している前記金属塩化物と反応させ、前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。
【０１４３】
本発明の更に他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通する第１バッファ室内に塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給し、前記第１バッファ室内に設けられ金属露出面を備える第１プラズマ電極に電力を供給して前記第１バッファ室内にプラズマを生成して前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化した塩素含有ガスを前記第１プラズマ電極の前記金属露出面に接触させて金属塩化物を生成させ、
前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた前記金属塩化物を前記基板上に堆積させ、
前記処理室に連通する第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給し、第２バッファ室内に設けられた第２プラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記還元性ガスを活性化させ、
前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した還元性ガスを、前記基板上に堆積している前記金属塩化物と反応させ、前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１４４】
１０１    基板処理装置
２００    ウエハ（基板）
２０１    処理室
２８０    コントローラ
３２０    バッファ室
３２０ａ  第１バッファ室
３２０ｂ  第２バッファ室
３３０    プラズマ電極
３３０ａ  プラズマ電極
３３０ｂ  プラズマ電極
４３１ａ  プラズマ電極
【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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