(57)【要約】基板上において、均一性の良い膜を成膜することのできる技術を提供する。本発明の一実施形態によれば、原料ガスを供給する工程と、少なくとも前記原料ガスを排出する第１パージ工程と、反応ガスを供給する工程と、少なくとも前記反応ガスを排出する第２パージ工程と、を１サイクルとした処理を繰返し実行して基板を処理する技術であって、該１サイクル実行中に基板を静止させると共に、１サイクル実行後に基板を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させる技術が提供される。
2019058601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを供給する工程と、
少なくとも前記原料ガスを排出する第１パージ工程と、
反応ガスを供給する工程と、
少なくとも前記反応ガスを排出する第２パージ工程と、を１サイクルとした処理を繰返し実行して基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
前記１サイクル実行中は前記基板を静止させて、前記１サイクル終了後、前記基板を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させる半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記１サイクル実行中は前記基板を回転させずに、前記１サイクル終了毎に、前記基板を前記所定角度回転させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記基板を前記所定角度回転させる動作は、前記第２パージ工程の終了後であって、前記原料ガスを供給する工程の開始前に実行される請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板を前記所定角度回転させている間、前記第２パージ工程と同様のパージを実行させる請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる回転機構と、
原料ガスを供給する原料ガス供給系と、
反応ガスを供給する反応ガス供給系と、
前記原料ガス及び前記反応ガスを排出する排気系と、
前記回転機構、前記原料ガス供給系、前記反応ガス供給系、前記排気系を制御して、
前記原料ガスを供給する工程と、
未反応の前記原料ガスを排出する第１パージ工程と、
前記反応ガスを供給する工程と、
前記反応ガスを排出する第２パージ工程と、を１サイクルとした処理工程を繰返し実行して、前記基板を処理する制御部と、を有し、前記制御部は、前記１サイクル実行中に、前記回転機構を制御しないで前記基板を静止させると共に、前記１サイクル実行後に、前記基板を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させるよう構成されている基板処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記１サイクル実行中は、前記回転機構により前記基板を回転させずに、前記１サイクル終了毎に、前記回転機構を制御して前記基板を前記所定角度回転させるよう構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記基板を前記所定角度回転させている間、前記第２パージ工程と同様のパージを実行させるよう構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２パージ工程の終了後であって、前記原料ガスを供給する工程の前に、前記回転機構により前記基板を前記所定角度回転させるよう構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項９】
更に、前記基板を保持する基板保持具を有し、前記制御部は、前記回転機構により前記基板保持具を回転させると共に前記基板を回転させるよう構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第２パージ工程の終了後であって、前記原料ガスを供給する工程の前に、前記回転機構により前記基板保持具を動作させて、前記基板を前記所定角度回転させる基板回転工程を実行するよう構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項１１】
更に、前記基板回転工程は、前記所定角度を決定する工程を含み、前記制御部は、前記所定角度を決定する工程では、前記基板保持具の支柱と前記原料ガスが干渉しないように決定するよう構成されている請求項１０記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記所定角度を決定する工程では、前記基板を前記所定角度回転させるかどうかを確認するように構成されている請求項１１記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記基板を前記所定角度回転させた後、更に前記所定角度を微調整するように構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記制御部は、最後の１サイクル後は、前記処理工程を終了後、前記基板を回転させずにそのまま終了するように構成されている請求項５記載の基板処理装置。
【請求項１５】
基板を処理室に搬入する搬入手順と、
前記基板を前記処理室で処理する処理手順と、
前記基板を前記処理室から搬出する搬出手順と、を行う基板処理装置を制御するために実行される制御プログラムであって、
原料ガスを供給する手順と、
前記原料ガスを排出する第１パージ手順と、
反応ガスを供給する手順と、
前記反応ガスを排出する第２パージ手順と、を１サイクルとした前記処理手順を前記基板処理装置に繰返し実行させ、前記１サイクル実行中、前記基板を静止させる手順と、前記１サイクル実行後に、前記基板を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させる手順と、を更に前記基板処理装置に実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置の１つである縦型装置（例えば、特許文献１参照）では、複数（数十〜百数十枚）の基板（ウエハ）を搭載したボート（基板保持具）を、処理室に収容して処理ガスを供給するとともに加熱し、処理室の圧力や温度を所定値に設定して、基板表面上に成膜処理を行う。【０００３】
特開２０１３−２３２６２４号公報（特許文献１）は、ウエハを回転させながら、ウエハ上に絶縁膜を形成する工程を開示する（段落００６９から段落００７７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の目的は、基板上において、均一性の良い膜を成膜することのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、原料ガスを供給する工程と、少なくとも前記原料ガスを排出する第１パージ工程と、反応ガスを供給する工程と、少なくとも前記反応ガスを排出する第２パージ工程と、を１サイクルとした処理を繰返し実行して基板を処理する技術であって、該１サイクル実行中に基板を静止させると共に、１サイクル実行後に基板を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させる技術が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本技術によれば、基板の中心と基板の外周部の膜厚差が低減され、基板上に均一性の良い膜を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置のコントローラを説明するためのブロック図である
【図３】本発明の実施形態に係る成膜処理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係るウエハの回転状態を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る製造工程を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る所定角度を決定する工程または制御手順の一構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
【００１０】
（１）処理装置
本実施形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。特に、本実施形態では、基板処理装置として基板に成膜処理を行う縦型半導体製造装置（以下、単に処理装置ともいう）を適用した場合について述べる。
【００１１】
次に、基板処理装置１０１の処理炉２０２について図１を用いて詳細に説明する。
【００１２】
処理炉２０２は、その内側に、縦形の反応管２０３を備えている。反応管２０３は、上端が閉塞され下端が開口された略円筒形状をしており、開口された下端が下方を向くように、かつ、筒方向の中心線が垂直になるように縦向きに配置され、基板処理装置１０１の筐体(図示せず)によって固定的に支持されている。反応管２０３は、本例では、石英（ＳｉＯ2）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、略円筒形状に一体成形されている。
【００１３】
反応管２０３内には、基板保持具としてのボート２１７によって水平姿勢で多段に積層され、複数枚のウエハ２００を収容して処理する処理室２０１が形成される。反応管２０３の内径は、ウエハ２００群を保持するボート２１７の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
【００１４】
反応管２０３の下端部は、その水平断面が略円形リング形状である炉口部２０９によって気密に封止されている。反応管２０３は、その保守点検作業や清掃作業のために、炉口部２０９に着脱自在に取り付けられている。炉口部２０９が基板処理装置１０１の筐体に支持されることにより、反応管２０３は基板処理装置１０１の筐体に垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１５】
炉口部２０９の側壁の一部には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気ラインとしての排気管２３１が接続されている。炉口部２０９と排気管２３１との接続部には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気口２０５が形成されている。排気管２３１には、上流から順に、圧力センサ２４５、圧力調整バルブとしてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３、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は、処理室２０１の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気しうるように構成されている。ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５及び真空ポンプ２４６は、コントローラ２８０に電気的に接続され、圧力制御系が構成される。
【００１６】
炉口部２０９には、炉口部２０９の下端開口を閉塞するシールキャップ２１９が、垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は反応管２０３の外径と同等以上の外径を有する円盤形状に形成されており、反応管２０３の外部に垂直に設備されたボートエレベータ１１５によって、前記円盤形状を水平姿勢に保った状態で垂直方向に昇降されるように構成されている。
【００１７】
シールキャップ２１９上には、ウエハ２００を保持する基板保持具としてのボート２１７が垂直に支持されるようになっている。ボート２１７は、上下で一対の端板２１０、２１１と、両端板２１０、２１１間に渡って垂直に設けられた複数本、本例では４本のウエハ保持部材２１２とを備えている。端板２１０、２１１及びウエハ保持部材２１２は、例えば、石英（ＳｉＯ2）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料から構成される。
【００１８】
各ウエハ保持部材２１２には、水平方向に刻まれた多数条の保持溝が、長手方向にわたって等間隔に設けられている。ウエハ２００の周縁が、複数本のウエハ保持部材２１２における同一の段の保持溝内に、それぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ２００は、水平姿勢、かつ互いに中心を揃えた状態で多段に積層されて保持されるように構成されている。
【００１９】
また、ボート２１７とシールキャップ２１９との間には、例えば、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる円盤形状をした複数枚の断熱板２１８が、水平姿勢で多段に積層されて保持されるように構成されている。断熱板２１８によって、後述するヒータ２０７からの熱が、炉口部２０９側に伝わるのを抑止する。
【００２０】
シールキャップ２１９の下側（処理室２０１と反対側）には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７のボート回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持している。ボート回転軸２５５を回転させることにより、処理室２０１にてウエハ２００を回転させることが可能となる。シールキャップ２１９は、上述のボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート２１７を処理室２０１内外に搬送することが可能となっている。
【００２１】
ボート回転機構２６７及びボートエレベータ１１５は、コントローラ２８０に電気的に接続され、駆動制御系が構成される。
【００２２】
反応管２０３の外部には、反応管２０３内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱機構としてのヒータ２０７が、反応管２０３を包囲するように設けられている。ヒータ２０７は、基板処理装置１０１の筐体に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっており、例えば、カーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータにより構成されている。
【００２３】
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０７と温度センサ２６３は、コントローラ２８０に電気的に接続され、温度制御系が構成される。
【００２４】
処理室２０１には、ガス供給管としてのノズル４１０（第１ガス供給管），ノズル４２０（第２ガス供給管），ノズル４３０（第３ガス供給管）が炉口部２０９の側壁を貫通するように設けられている。なお、ノズル４２０，４３０は、図１には描かれていないが、Ａ−Ａ線に沿う断面図で見た場合、ノズル４１０と同様に、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。ノズル４１０，４２０には，原料ガスを供給するためのガス配管３１０，３２０が、それぞれ接続されている。また、ノズル４３０には、例えば、反応ガスを供給するためのガス配管３９０が接続されている。このように、反応管２０３には３本のノズル４１０，４２０，４３０と、３本のガス配管３１０，３２０，３９０とが設けられている。
【００２５】
ノズル４１０，４２０，４３０の側面にはガスを供給する（噴出させる）ガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａがそれぞれ設けられている。ガス供給孔４１０ａ，４３０ａは反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４２０ａは反応管２０３の外周部を向くように開口している。このガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有し、さらに同じ開口ピッチで設けられている。
【００２６】
ガス配管３１０，３２０，３９０には上流側から順に流量を制御する流量制御器であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１２，３２２，３９２および開閉弁であるバルブ３１４，３２４，３９４がそれぞれ設けられている。ガス配管３１０，３２０，３９０の先端部にはそれぞれノズル４１０，４２０，４３０が連結接続されている。ノズル４１０，４２０，４３０は、Ｌ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部は炉口部２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０，４３０の垂直部は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間に形成される円環状の空間に、反応管２０３の内壁に沿って上方に向かって立ち上がるように（つまりウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように）設けられている。
【００２７】
本実施形態におけるガス供給の方法は、反応管２０３の内壁と、積載された複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円環状の縦長の空間内に配置したノズル４１０，４２０，４３０を経由してガスを搬送し、ノズル４１０，４２０，４３０にそれぞれ開口されたガス供給孔４１０ａ，４２０ａ，４３０ａからウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内にガスを噴出させており、反応管２０３内におけるガスの主たる流れをウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち水平方向としている。これにより、各ウエハ２００に均一にガスを供給できる。
【００２８】
なお、各ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後に残留するガス（残ガス）は、後述する排気管２３１の方向に向かって流れる。
【００２９】
また、ガス配管３１０，３２０，３９０には、例えば、キャリアガスとしての不活性ガスを供給するための不活性ガス配管５１０，５２０，５３０がそれぞれ接続されている。不活性ガス配管５１０，５２０，５３０には上流側から順にＭＦＣ５１２，５２２，５３２およびバルブ５１４，５２４，５３４がそれぞれ設けられている。
【００３０】
一例として、ガス配管３１０からは、処理ガスとしての原料ガスが、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４及びノズル４１０を介して処理室２０１に供給される。また、ガス配管３２０からは、処理ガスとしてのガス配管３１０から供給される原料ガスと同一の原料ガスが、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４及びノズル４２０を介して処理室２０１に供給される。原料ガスには、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２，略称ＤＣＳ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６，略称ＨＣＤＳ）ガス等のＳｉ含有ガスが用いられる。尚、本実施形態において、ガス配管３１０，３２０から供給される原料ガスは、同一の原料として説明するが、同一の原料に限定されず、同種の原料であればよいのは言うまでもない。
【００３１】
不活性ガス配管５１０，５２０，５３０からは、キャリアガスとしての不活性ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２，５３２、バルブ５１４，５２４，５３４、ノズル４１０，４２０、ノズル４３０を介して処理室２０１に供給される。不活性ガスとしては、窒素（Ｎ2）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ），アルゴン（Ａｒ），クリプトン（Ｋｒ），キセノン（Ｘｅ）ガス等を用いることができる。
【００３２】
ガス配管３１０，３２０，３９０，５１０，５２０，５３０から上述のような処理ガスを流す場合、主に、ガス配管３１０，３２０，３９０，５１０，５２０，５３０、ＭＦＣ３１２，３２２，３９２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３９４，５１４，５２４，５３４により処理ガス供給系が構成される。また、ノズル４１０，４２０，４３０を処理ガス供給系に含めてもよい。
【００３３】
例えば、ガス配管３１０，３２０から上述のように原料ガスを流す場合、主に、ガス配管３１０，３２０、ＭＦＣ３１２，３２２、バルブ３１４，３２４により原料ガス供給系が構成される。また、不活性ガス配管５１０,５２０、ＭＦＣ５１２,５２２、バルブ５１４,５２４を含めてもよく、ノズル４１０，４２０を原料ガス供給系に含めてもよい。
【００３４】
また、ガス配管３９０、ＭＦＣ３９２、バルブ３９４により反応ガス供給系が構成され、同様にノズル４３０を反応ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００３５】
ＭＦＣ３１２，３２２，３９２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３９４，５１４，５２４，５３４は、コントローラ２８０に電気的に接続され、処理ガス供給制御系（ガス供給制御系）が構成される。また、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６を処理ガス供給制御系（ガス供給制御系）に含めてもよい。
【００３６】
（２）コントローラ
次に、制御部（制御手段）であるコントローラ２８０について図２を用いて説明する。
【００３７】
図２に示すように、コントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ，記憶装置２８０ｃ，Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ，記憶装置２８０ｃ，Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２８２が接続されている。
【００３８】
記憶装置２８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００３９】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，３９２，５１２，５２２，５３２、バルブ３１４，３２４，３９４，５１４，５２４，５３４、ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００４０】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ２８０ａは、読み出したプロセスレシピに従って、ＭＦＣ３１２，３２２，３９２，５１２，５２２，５３２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１４，３２４，３９４，５１４，５２４，５３４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作およびＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
【００４１】
コントローラ２８０は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２８３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２８３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００４２】
（３）基板処理工程
次に、上述の基板処理装置１０１を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する処理（以下、成膜処理ともいう）のシーケンス例について説明する。ここでは、ウエハ２００に対して、第１の処理ガス（原料ガス）と、第２の処理ガス（反応ガス）とを交互に供給することで、ウエハ２００上に膜を形成する例について説明する。
【００４３】
以下、原料ガスとしてＨＣＤＳガスを用い、反応ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用い、ウエハ２００上にシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜、以下、ＳｉＮ膜ともいう）を形成する例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１０１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。
【００４４】
本実施形態における成膜処理では、処理室２０１のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する工程と、処理室２０１からＨＣＤＳガス（残留ガス）を除去する工程と、処理室２０１のウエハ２００に対してＮＨ３ガスを供給する工程と、処理室２０１からＮＨ３ガス（残留ガス）を除去する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数（２回以上）行うことで、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を形成する。
【００４５】
本明細書では、この成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。なお、以下の説明においても、同様の表記を用いることとする。 
（ＨＣＤＳ→ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＮ
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
【００４６】
（ウエハチャージおよびボートロード）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、ボート２１７はボートエレベータ１１５によって処理室２０１に搬入される。このとき、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０を介して反応管２０３の下端を気密に閉塞した状態となる。
【００４７】
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１が所定の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって減圧排気される。この際、処理室２０１の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づきＡＰＣバルブ２４３が、フィードバック制御される。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
【００４８】
また、処理室２０１のウエハ２００が所定の温度となるように、ヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１が所定の温度分布となるように、温度センサ２６５が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。ヒータ２０７による処理室２０１の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。次に、成膜処理を開始する前に回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００を回転させて所定位置(例えば、原料ガスがボート２１７の支柱と干渉しない位置)に移動させる。
【００４９】
（成膜処理）
処理室２０１の温度が予め設定された処理温度に安定し、ウエハ２００を所定位置に移動させて回転機構２６７の動作を停止させると、次の２つのステップ（ステップ１〜２）を順次実行する。本実施形態では、このステップ１〜２の間、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を行わせず、ウエハ２００は静止させる。尚、ウエハ２００を静止させるとは、単にウエハ２００を直接回転させないことだけでなく、ウエハ２００が載置されている部材(例えば、ボート２１７)を回転させないことにより、ウエア２００と部材の両方を回転しないようにすることを含む。
【００５０】
（ステップ１）
（原料ガス供給工程）
このステップでは、処理室２０１のウエハ２００に対し、ＨＣＤＳガスを供給する。バルブ３１４、３２４を開き、処理室２０１にＨＣＤＳガスを流す。具体的には、ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ３１２，３２２により流量調整され、ノズル４１０、４２０を介して処理室２０１へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、同時にバルブ５１４、５２４を開き、処理室２０１へＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ５１２，５２２により流量調整され、ＨＣＤＳガスと一緒に処理室２０１へ供給され、排気管２３１から排気される。
【００５１】
ウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上に、第１の層として、例えば１原子層未満から数原子層の厚さのシリコン（Ｓｉ）含有層が形成される。
【００５２】
（第1パージ工程）
第１の層が形成された後、バルブ３１４、３２４を閉じ、ＨＣＤＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１を真空排気し、処理室２０１に残留する未反応もしくは第１の層の形成に寄与した後のＨＣＤＳガスを処理室２０１から排出する。このとき、バルブ５１４、５２４を開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室２０１への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室２０１に残留するガスを処理室２０１から排出する効果を高めることができる。
【００５３】
（ステップ２）
(反応ガス供給工程)
ステップ１が終了した後、ウエハ２００上に形成された第１の層に対してＮＨ３ガスを供給する。ＮＨ３ガスは熱で活性化されてウエハ２００に対して供給されることとなる。
【００５４】
このステップでは、バルブ３９４の開閉制御を、ステップ１におけるバルブ３１４，３２４の開閉制御と同様の手順で行う。ＮＨ３ガスは、ＭＦＣ３９２により流量調整され、ノズル４３０を介して、処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＮＨ３ガスが供給されることとなる。
【００５５】
ウエハ２００に対して供給されたＮＨ３ガスは、ステップ１でウエハ２００上に形成された第１の層、すなわちＳｉ含有層の少なくとも一部と反応する。これにより第１の層は、ノンプラズマで熱的に窒化され、ＳｉおよびＮを含む第２の層、すなわち、シリコン窒化層（ＳｉＮ層）へと変化させられる（改質される）。
【００５６】
（第２パージ工程）
第２の層が形成された後、バルブ３９４を閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。そして、ステップ１と同様の処理手順により、処理室２０１に残留する未反応もしくは第２の層の形成に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１から排出する。
【００５７】
（所定回数実施）
上述した２つのステップを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数（Ｎ回）行うことにより、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＮ膜を形成することができる。すなわち、上述のサイクルを１回行う際に形成される第２の層の厚さを所定の膜厚よりも小さくし、第２の層を積層することで形成されるＳｉＮ膜の膜厚が所定の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返す。
【００５８】
上述のサイクルを１回行った後、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転が行われる。所定回数（Ｎ回）は、例えば、２回から２００回の様な複数の値とすることが出来る。ここで、本実施形態では、処理室２０１に残留ガスをある程度排出した時点(例えば、所定時間経過時点)で第２パージ工程終了(１サイクルを終了)としている。例えば、所定時間経過後に第２パージ工程終了のイベントをコントローラ２８０に出力させるよう構成してもよい。１サイクル終了後、次にサイクルを開始する前に、後述するウエハ回転工程(基板回転工程)が実行される。具体的には、ウエハ２００を回転させるための所定角度を予め決められたサイクル数に応じて算出させて、算出された所定角度ウエハ２００の回転が行われる。このウエハ回転工程における回転機構２６７によるウエハ２００回転動作実行中は、第２パージ工程と同様なパージ動作が行われるようにしてもよいし、不活性ガスの供給を停止し処理室２０１の真空引きに切替えるようにしてもよい。また、１サイクル後に回転機構２６７により回転動作を行わせるかを確認する確認工程を後述するウエハ回転工程に含むようにしてもよい。
【００５９】
尚、上述のような第２パージ工程終了イベントではなく、第２パージ工程中に所定時間経過したら単にウエア回転開始イベントをコントローラ２８０に出力すると共に、第２パージ工程とウエハ回転動作を並行して実行させてもよい。但し、この場合、ウエハ２００の回転イベントが終了しないと(要するに、ウエハ２００を後述する所定角度回転させないと)、第２パージ工程を終了できないようにしなければならない。
【００６０】
図３は、本発明の実施形態に係る成膜処理を説明する図である。図４は、本発明の実施形態に係るウエハの回転状態を説明する図である。
【００６１】
図３は、成膜処理工程とウエハ回転工程とを含む成膜処理であり、上述のサイクルの所定回数（Ｎ回）を、例えば、８回（Ｎ＝８）とした場合の成膜処理工程とウエハ回転工程とを示している。なお、この例では、成膜処理工程は１つサイクルの成膜処理を意味するものとする。また、図３において、ウエハ２００の回転状態を説明のため、ウエハ回転工程中に実行されている第２パージ工程と同様な処理条件(例えば、不活性ガスによるパージ)を含む基板処理に関する処理条件に関する記載を省略し、以下には、回転機構２６７によるウエハ２００の回転動作に関して詳述する。
【００６２】
成膜処理が開始（ＳＴＡＲＴ）されると、１回目のサイクル１ＣＹＣが実施される。ここで、サイクルＣＹＣとは、上述の様に、原料ガス供給工程ＭＧＳＳと、第1パージ工程１ＰＳと、反応ガス供給工程ＲＧＳＳと、第２パージ工程２ＰＳとを含む処理工程であり、この順に、順次実行される。なお、後述される２回目のサイクル２ＣＹＣ−８回目のサイクル８ＣＹＣの各々も、１回目のサイクル１ＣＹＣと同様の処理工程を含む。なお、図面の簡素化の為、３回目のサイクル３ＣＹＣ−８回目のサイクル８ＣＹＣについては、上記の処理工程の記載が省略されている。
【００６３】
１回目のサイクル１ＣＹＣの終了後、ウエハ２００を所定角度回転させる１回目のウエハ回転工程ＷＲＳ＿１が実施される。ウエハ回転工程ＷＲＳ＿１の終了後、次に、２回目のサイクル２ＣＹＣが実行される。そして、２回目のサイクル２ＣＹＣの終了後から、７回目のサイクル７ＣＹＣ、７回目のウエハ回転工程ＷＲＳ＿７までが順次実行される。そして、８回目のサイクル８ＣＹＣが実行されて、成膜処理工程が終了（ＥＮＤ）する。
【００６４】
このように、成膜処理工程において、サイクル毎に(あるサイクルとその次サイクルとの間において)、ウエハ２００を所定角度ＲＡ回転させるウエハ回転工程ＷＲＳ（ＷＲＳ＿１、・・、ＷＲＳ＿７）が実行される。サイクル毎にウエハ２００を所定角度回転させつつ１サイクルを複数回実行するので、処理ガスは、ウエハ２００の回転の影響を受けることなく、ウエハ２００の中心に到達しやすくなる。あるいは、ウエハ２００の中心付近の副生成物の排出がされやすくなる。また、ウエハ２００の円周方向に等間隔で、且つ同じ回数、原料ガス及び反応ガスを供給することにより、ウエハ２００上に膜を形成することができる。これにより、ウエハ２００の中心とウエハ２００の外周部とで膜厚差が低減可能となり、ウエハ２００上において、均一性の良い膜を成膜することが可能になる。
【００６５】
図４は、図３のサイクル１ＣＹＣ、サイクル２ＣＹＣ、サイクル７ＣＹＣ、及び、サイクル８ＣＹＣに対応したウエハ２００の上面視における位置を示している。図３で説明された様に、この場合、ウエハ２００は、上面視において、３６０゜／８＝４５゜の所定角度ＲＡを単位として、各ウエハ回転工程ＷＲＳ（ＷＲＳ＿１、・・、ＷＲＳ＿７）で回転される。
【００６６】
まず、サイクル１ＣＹＣの実行時におけるウエハ２００の図を用いて、ウエハ２００について説明する。ウエハ２００は、８回（Ｎ＝８）のサイクル数に対応する様に、４５゜毎に分割されており、その円周部分に、番号１から番号８が付けられている。番号１はサイクル１ＣＹＣにおけるウエハ２００の位置を示し、番号２はサイクル２ＣＹＣにおけるウエハ２００の位置を示している。番号３はサイクル３ＣＹＣ、番号４はサイクル４ＣＹＣ、番号５はサイクル５ＣＹＣ、番号６はサイクル６ＣＹＣ、番号７はサイクル７ＣＹＣ、番号８はサイクル８ＣＹＣにおけるウエハ２００の位置を示している
【００６７】
サイクルにおけるウエハ２００の位置とは、この例では、対応するサイクルの原料ガス供給工程ＭＧＳＳおよび反応ガス供給工程ＲＧＳＳにおいて、ノズルＮＺから、例示的に点線で示された原料ガスまたは反応ガスを供給する際のウエハ２００の位置である。ノズルＮＺは、ノズル２３１、２３２、２３３に対応する。
【００６８】
ウエハ２００の回転方向ＲＤＷは、この例では、時計回り(右回転)の方向とされ、サイクル毎に、所定角度ＲＡ（＝３６０゜／８＝４５゜）ずつ時計回りに回転される。回転方向ＲＤＷは、反時計回り(左回転)でもよい。また、ウエハ回転工程ＷＲＳ以外のときにウエハ２００を静止させる必要はなく、ウエハ回転工程ＷＲＳのときの速度よりも低速で回転させても良い。例えば回転による基板の縁の移動速度が、基板間を流れるガスの流速の１０％以下であれば良い。その場合、サイクル内の回転量とウエハ回転工程での回転量の合計が所定角度ＲＡになっていれば良い。
【００６９】
図４を参照し、サイクル１ＣＹＣにおいて、ウエハ２００の位置は番号１であり、この状態で、ノズルＮＺから原料ガスまたは反応ガスがウエハ２００に供給される。サイクル２ＣＹＣにおいて、ウエハ２００が、番号１を基準にして、時計回りに４５゜回転され、ウエハ２００の位置は番号２とされ、この状態で、ノズルＮＺから原料ガスまたは反応ガスがウエハ２００に供給される。そして、サイクル７ＣＹＣにおいて、ウエハ２００が、番号１を基準にして、時計回りに２７０゜（＝４５゜＊６）回転され、ウエハ２００の位置は番号７とされ、この状態で、ノズルＮＺから原料ガスまたは反応ガスがウエハ２００に供給される。サイクル８ＣＹＣにおいて、ウエハ２００が、番号１を基準にして、時計回りに３１５゜（＝４５゜＊７）回転され、ウエハ２００の位置は番号８とされ、この状態で、ノズルＮＺから原料ガスまたは反応ガスがウエハ２００に供給される。
【００７０】
このように、ウエハ２００の円周をサイクル数で均等割し、その均等割した各ウエハ２００の位置で各サイクルを実行している。これにより、ウエハ２００に生成される膜について、均一性の良い膜を形成することが可能になる。しかし、これに限定されるわけではなく、所定角度ＲＡは、３６０°／Ｎ＋α、０＜α＜（３６０°／Ｎ）としてもよい。例えば、３６０°／Ｎで算出された角度ＲＡでは、ノズルＮＺから供給される原料ガス等を含むガスがボート２１７のボート支柱２２１の影響を受ける場合に、角度αずらすことにより、ウエハ２００へボート支柱２２１の影響を受けずにガスを供給することができる。また、所定角度ＲＡは、３６０°／Ｎではなく、３６０°×ｋ(適宜決められる数)／Ｎでもよい。例えば、Ｎ＝８０の場合、所定角度ＲＡは４．５°となり、ボート支柱２２１の影響が無視できなくなるが、ｋ＝１０としてＮ＝８と同様に所定角度ＲＡ４５°としてもよい。これにより、ウエハ２００へボート支柱２２１の影響を受けずにガスを供給することができる。このような所定角度を決定する工程については後述する。
【００７１】
図４では、実行されるサイクルの順番を表す番号（番号１―番号８）がウエハ２００の円周に順番に記載した。この構成は、コントローラ２８０の制御プログラムの構成が簡単化できる。しかしながら、これに限定されるわけではない。制御プログラムの構成が複雑となるかもしれないが、実行されるサイクルの順番を表す番号（番号１―番号８）は、ウエハ２００の円周に、ランダムとされてもよい。
【００７２】
成膜処理を行う際の処理条件としては、例えば、処理温度（ウエハ温度）：２５０〜７００℃、処理圧力（処理室圧力）：１〜４０００Ｐａ、ＨＣＤＳガス供給流量：１〜２０００ｓｃｃｍ、ＮＨ３ガス供給流量：１００〜１００００ｓｃｃｍ、Ｎ２ガス供給流量（ＨＣＤＳガス供給時）：１００〜１００００ｓｃｃｍ、が例示される。それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値に設定することで、成膜処理を適正に進行させることが可能となる。
【００７３】
（パージおよび大気圧復帰）
成膜処理が完了した後、バルブ３１４，３２４を閉じて原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１を真空排気し、残留した原料ガスを処理室２０１から排除する。そして、Ｎ2ガス等の不活性ガスがノズル４１０，４２０，４３０から処理室２０１に供給されつつ排気されることで処理室２０１内が不活性ガスでパージされる（ガスパージ）。その後、処理室２０１の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００７４】
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出される。処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取出される。
【００７５】
次に、図５を用いて半導体装置の製造工程を説明し、図６を用いて所定角度ＲＡを決定する工程を説明する。
【００７６】
図５は、本発明の実施形態に係る製造工程を説明する図である。半導体装置の製造工程は、ステップＳ１０として示される基板搬入工程ＷＩＳと、ステップＳ１１として示される基板処理工程ＷＰＳと、ステップＳ１２として示される基板搬出工程ＷＯＳと、を含む。
【００７７】
上述の様に、基板搬入工程ＷＩＳでは、複数枚のウエハ２００が積層された状態で保持する基板保持具２１７を、反応炉２０１内に搬入する。
【００７８】
基板処理工程ＷＰＳでは、反応炉２０１内に搬入された複数枚のウエハ２００に対して、図３で説明された様に、原料ガスを供給する工程（ＭＧＳＳ）と、第１パージ工程（１ＰＳ）と、反応ガスを供給する工程（ＲＧＳＳ）と、第２パージ工程（２ＰＳ）と、を１サイクルとし、この１サイクル毎に、ウエハ２００を所定角度（ＲＡ）回転させつつ、上記１サイクルを複数回実行することで、複数枚のウエハ２００上に膜を形成する。尚、ウエハ２００を回転させているときも第２パージ工程(２ＰＳ)と同様なパージを行っていてもよい。
【００７９】
基板搬出工程ＷＯＳでは、処理済の複数枚のウエハ２００をボート２１７に支持した状態で、反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出する。
【００８０】
上記半導体装置の製造工程は、コントローラ２８０の制御プログラムに制御手順として組み込まれて、制御プログラムを実行するコントローラ２８０により制御される。
【００８１】
図６は、本発明の実施形態に係る所定角度を決定する工程または制御手順の構成例を説明する図である。サイクル毎に、ウエハ２００の回転させる所定角度ＲＡは、ウエハ２００を保持するボート２１７のウエハ保持部材２１２（以下、支柱ＨＰ：ｈｏｌｄｉｎｇ ｐｏｓｔ）の数（ＮＨＰ）や位置関係（ＰＨＰ）、原料ガスや反応ガスの供給口であるノズル４１０，４２０，４３０（以下、ノズルＮＺ）の位置（ＰＮＺ）と関係する。例えば、ウエハ２００を回転した後の状態において、ノズルＮＺか供給される原料ガスや反応ガスが、ボート２１７の支柱ＨＰに干渉する状態となる虞も考えられる。この状態は、成膜処理において、好ましくないと考えられる。そのため、図６に示される様な所定角度ＲＡを決定する工程ないし制御手順を含む制御プログラムを、コントローラ２８０により、制御させるのが好適である。
【００８２】
また、サイクルの実行後に、生成中の膜（ＳｉＮ膜）の膜厚を計測する工程を行うことも、好適である。この場合、サイクルの実行毎に、膜厚を計測し、計測された膜厚が所定の範囲内か否かを判断して、ウエハ２００を回転させるか否を判定する。計測された膜厚が所定の範囲内の場合、ウエハ２００を所定角度回転させて、次のサイクルを実行する。計測された膜厚が所定の範囲内ではなく、膜厚が薄いと判断された場合、ウエハ２００を回転させることなく、同じサイクルを再度実行する。これにより、膜の成長を促進ないし均等化することが可能である。
【００８３】
図６を参照し、所定角度ＲＡを決定する工程ないし手順を説明する。
【００８４】
所定角度ＲＡを決定する工程ないし手順が開始（ＳＴＡＲＴ）されると、以下のステップが実行される。
【００８５】
ステップＳ２０では、１サイクルの所定回数（Ｎ）の値ＸＸから、初期的な所定角度ＲＡを算出する。この時点では、所定角度ＲＡは、３６０゜／ＸＸである。
【００８６】
ステップＳ２１では、ボート２１７の支柱（ＨＰ）の数（ＮＨＰ）や位置関係（ＰＨＰ）、原料ガスや反応ガスの供給口であるノズルＮＺの位置（ＰＮＺ）、及び、所定角度ＲＡから、好ましくないウエハ２００の位置を算出する。ここで、現在のウエハ２００の位置が好ましくない位置かどうかを確認するようにしてもよい。これにより、プロセス(成膜処理)の開始位置が適切かどうかを確認することができる。
【００８７】
ステップＳ２２では、１回目のサイクル１ＣＹＣを実施するために、所定回数（Ｎ）を、１として、サイクル１ＣＹＣ(１回目のサイクル)の実行準備が行われる。この状態で、コントローラ２８０は、サイクルの実行を指示（ＩＣＹＣＰ）し、１回目のサイクル１ＣＹＣが実行される。
【００８８】
ステップＳ２３では、サイクル１ＣＹＣにおけるウエハ２００の現状の位置を所定角度ＲＡで回転させた時のウエハ２００の次の位置と、ステップＳ２１で求められた好ましくないウエハ２００の位置とを比較する。
【００８９】
ステップ２４では、ステップＳ２３の結果と所定角度ＲＡとの関係を判断（Ｊｕｄｇｅ）する。所定角度ＲＡでよい（ＯＫ）場合、ステップＳ２５へ遷移する。
【００９０】
ステップ２４において、所定角度ＲＡが不適（ＮＧ）である場合、ステップ２６へ移行する。
【００９１】
ステップＳ２６では、所定角度ＲＡが微調整(Ａｄｊｕｓｔ)され、調整後の所定角度ＲＡ‘へ変更される。この値は、好ましくないウエハ２００の位置を考慮して決められるが、例えば、所定角度ＲＡ‘は、所定角度ＲＡに、所定の角度βを、加算または減算して求めることが可能である。更に、所定角度ＲＡに、定数ｋを積算してもよい。
【００９２】
ステップＳ２５では、ステップ２４において初期的な所定角度ＲＡでよい（ＯＫ）場合、ウエハ２００が所定角度ＲＡ回転（Ｒｏｔａｔｅ）される。つまり、コントローラ２８０は、回転機構２６７を動作させてボート２１７及びウエハ２００を所定角度ＲＡ回転させる。一方、ステップＳ２６において、調整後の所定角度ＲＡ‘へ変更された場合、コントローラ２８０は、回転機構２６７を動作させてボート２１７及びウエハ２００を調整後の所定角度ＲＡ‘回転させる。
【００９３】
ステップＳ２７では、所定回数（Ｎ）の値がＸＸに到達したか否かが判断される。所定回数（Ｎ）の値がＸＸに到達した場合（ＯＫ）、所定角度ＲＡを決定する工程が終了（ＥＮＤ）する。一方、所定回数（Ｎ）の値がＸＸに到達していない場合した場合（ＮＯ）、ステップＳ２８へ遷移する。
【００９４】
ステップＳ２８では、所定回数（Ｎ）が１加算され（Ｎ＝＞Ｎ＋１：２）、ステップＳ２９へ遷移する。
【００９５】
ステップＳ２９では、生成中の膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が計測され、計測された膜厚が所定の膜厚（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）の範囲か否か判断（Ｊｕｄｇｅ）される。判断の結果、膜厚が所定の膜厚の範囲内の場合（ＯＫ）、この状態で、コントローラ２８０は、２回目のサイクル２ＣＹＣの実行を指示（ＩＣＹＣＰ）し、２回目のサイクル２ＣＹＣが実行される。
【００９６】
一方、ステップＳ２９において、判断の結果、生成中の膜の膜厚が所定の膜厚の範囲以下の場合（ＮＧ）、すなわち、膜厚が薄いと判断された場合、この状態で、コントローラ２８０は、２回目のサイクル２ＣＹＣの実行を指示（ＩＣＹＣＰ）し、２回目のサイクル２ＣＹＣが実行される。また、ステップＳ２３−Ｓ２５を経由せずに、ステップＳ２７へ遷移する。
【００９７】
以降、ステップＳ２３−Ｓ２９が順次実行され、ステップ２７において所定回数（Ｎ）の値がＸＸに到達した場合（ＯＫ）、所定角度ＲＡを決定する工程が終了（ＥＮＤ）する。
【００９８】
以上、図１に示す基板処理装置１０１を一実施例として具体的に説明したが、この実施形態には限定されない。つまり、基板処理装置１０１の構成に限定されるものではなく、ウエハ２００を保持する保持部材を動作(例えば、回転)させる機構を設けていればよく、例えば、サセプタに載置された一枚または複数のウエハ２００を処理ガスで処理する枚葉装置または多枚葉装置であってもよい。この場合、枚葉装置または多枚葉装置においては上述の所定角度決定工程において、装置構成上、ボート支柱２２１の影響を考慮する必要が無いため、寧ろ好ましい。
【００９９】
以上、本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を得ることができる。
【０１００】
（１）１サイクル毎に、ウエハ２００を所定角度回転させつつ１サイクルを複数回実行するので、処理ガスは、ウエハ２００の回転の影響を受けることなく、ウエハ２００の中心に到達しやすくなる。あるいは、ウエハ２００の中心付近の副生成物の排出がされやすくなる。これにより、ウエハ２００の中心とウエハ２００の外周部とで膜厚差の発生が低減可能となり、ウエハ２００上において、均一性の良い膜を成膜することが可能になる。
【０１０１】
（２）図５に示されるように、ウエハ２００の円周をサイクル数で均等割し、その均等割した各ウエハ２００の位置で、各サイクルを実行する。これにより、ウエハ２００の円周方向に等間隔で原料ガスや反応ガスを供給する回数を均一にすることができるので、生成される膜の膜厚が均一化され、均一性の良い膜を成膜することが可能になる。
【０１０２】
（３）図６に示されるように、ウエハ２００の回転させる所定角度ＲＡは、ウエハ２００を保持するボート２１７の支柱の数や位置関係、原料ガスや反応ガスの供給口であるノズルＮＺの位置により、調整する。これにより、ノズルＮＺか供給される原料ガスや反応ガスが、ボート２１７の支柱ＨＰに干渉する状態が防止できる。これにより、生成される膜の膜厚が均一化され、均一性の良い膜を成膜することが可能になる。
【０１０３】
（４）図６に示されるように、サイクルの実行後に、生成中の膜（ＳｉＮ膜）の膜厚を計測する工程が実施される。計測された膜厚が所定の範囲内ではなく、膜厚が薄いと判断された場合、ウエハ２００を回転させることなく、次のサイクルを実行する。これにより、膜の成長を促進ないし均等化することが可能である。
【０１０４】
（５）本実施形態によれば、ウエハ２００の回転の影響を受けることなく、ウエハ２００の中心とウエハ２００の外周部で膜厚差の発生が低減可能となり、ウエハ２００上において、均一性の良い膜を成膜することが可能になる。従って、近年のパターンの微細化、多層化の進歩によるパターンウエハの表面積の増大に伴う課題の一つである、ガスがウエハ中心まで届きにくくなり、ウエハ中心部が減膜する現象（ＬＥ効果）を抑制することが可能である。
【０１０５】
（６）本実施形態によれば、特に、大口径(４００ｍｍ以上)のパターンウエハでは、ガスがウエハ中心まで届きにくくなり、ウエハ中心部が減膜する現象（ＬＥ効果）を抑制する効果が期待できる。なお、パターンウエハとは、「ウエハ」の一種でウエア２００表面に微細パターンが形成されており、例えば、表面積が通常のウエハ２００の数倍以上となっているウエハのことを言う。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１０７】
例えば、上述の実施形態では、１サイクル(原料ガス供給工程、第１パージ工程、反応ガス供給工程、第２パージ工程)中に、回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転を行わないように(ウエハ２００は静止)しているが、原料ガス供給工程、第１パージ工程、反応ガス供給工程では、ウエハ２００を静止させ、第２パージ工程の開始から次の原料ガス供給工程前の間に、回転機構２６７によるボート２１７及びウエハ２００の回転を行わせるようにしてもよい。つまり、第２パージ工程とウエハ回転工程を並行して実行するようにしてもよい。この場合、上述の実施形態との違いは、コントローラ２８０から回転機構２６７への動作開始指示を１サイクル終了（または第２パージ工程終了(例えば、所定時間経過)）時に行うか、反応ガス供給工程終了（または第２パージ開始）時に行う様にするかの違いである。
【０１０８】
この場合、原料ガスを供給する工程と、少なくとも該原料ガスを排出する第１パージ工程と、反応ガスを供給する工程と、少なくとも該反応ガスを排出する第２パージ工程と、を有する処理工程を実行して基板を処理する技術であって、原料ガスを供給する工程、第１パージ工程、反応ガスを供給する工程をそれぞれ実行中に、ウエハ２００を静止させる(回転機構２６７によりウエハ２００を回転させない)と共に、第２パージ工程の開始から次の原料ガスを供給する工程の間に、ウエハ２００を所定角度回転させる技術が提供される。例えば、コントローラ２８０は、原料ガス供給工程が終了すると、原料ガス供給工程終了イベント(または第２パージ工程開始イベント)を出力すると共に、回転機構２６７を動作させてウエハ２００を回転させる。この形態によれば、１サイクル後にウエハ回転工程を設けるよりも、第２パージ工程中に(第２パージ工程の開始と共に)ウエハ２００を回転させるため、第２パージ工程の終了(例えば、所定時間経過)を待つ必要が無いため、スループット向上が期待できる。
【０１０９】
また、この実施形態によれば、装置構成は関係なく、上述の基板処理装置１０１だけでなく、枚葉装置または多枚葉装置であってもよい。また、コントローラも上述したコントローラ２８０を変更する必要はなく、上述の実施形態と異なる点は、回転機構２６７を動作させるタイミングだけであるため、この実施形態でも上述した（１）から（６）までの効果のうち少なくとも一つ以上の効果を奏するのは言うまでもない。
【０１１０】
例えば、上述の実施形態では、原料ガスとしてＨＣＤＳガスを用いる例について説明した。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、原料ガスとしては、ＨＣＤＳガスの他、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等の無機系ハロシラン原料ガスや、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等のハロゲン基非含有のアミノ系（アミン系）シラン原料ガスを用いることができる。また、原料ガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８、略称：ＴＳ）ガス等のハロゲン基非含有の無機系シラン原料ガスを用いることができる。
【０１１１】
また、例えば、上述の実施形態では、反応ガスとしてＮＨ３ガスを用いる例について説明した。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、反応ガスとしては、ＮＨ３ガスの他、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の窒化水素系ガスや、これらの化合物を含むガス等を用いることができる。また、反応ガスとしては、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガス、ジエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）２ＮＨ、略称：ＤＥＡ）ガス、モノエチルアミン（Ｃ２Ｈ５ＮＨ２、略称：ＭＥＡ）ガス等のエチルアミン系ガスや、トリメチルアミン（（ＣＨ３）３Ｎ、略称：ＴＭＡ）ガス、ジメチルアミン（（ＣＨ３）２ＮＨ、略称：ＤＭＡ）ガス、モノメチルアミン（ＣＨ３ＮＨ２、略称：ＭＭＡ）ガス等のメチルアミン系ガス等を用いることができる。また、反応ガスとしては、トリメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２Ｎ２（ＣＨ３）Ｈ、略称：ＴＭＨ）ガス等の有機ヒドラジン系ガス等を用いることができる。
【０１１２】
また、例えば、上述の実施形態では、原料ガスとしてＨＣＤＳガスを用い、反応ガスとしてＮＨ３ガスのような窒素（Ｎ）含有ガス（窒化ガス）を用い、ＳｉＮ膜を形成する例について説明した。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、これらの他、もしくは、これらに加え、酸素（Ｏ２）ガス等の酸素（Ｏ）含有ガス（酸化ガス）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）ガス等の炭素（Ｃ）含有ガス、三塩化硼素（ＢＣｌ３）ガス等の硼素（Ｂ）含有ガス等を用い、例えば、以下に示す成膜シーケンスにより、ＳｉＯ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＳｉＢＣＮ膜等を形成することができる。なお、各ガスを流す順番は適宜変更することができる。
【０１１３】
また、上述の実施形態では、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関して説明されたが、本発明は半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に限定されるものではなく、例えば、液晶表示（ＬＣＤ）装置のようなガラス基板を処理する製造装置及びその製造方法にも適用可能である。
【０１１４】
また、上述の実施形態では、ウエハ２００上に膜を堆積させる例について説明した。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、ウエハ２００やウエハ２００上に形成された膜等に対して、酸化処理、拡散処理、アニール処理、エッチング処理等の処理を行う場合にも、適用可能である。
【０１１５】
この出願は、２０１７年９月２５日に出願された日本出願特願２０１７−１８３１８３を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
所定のサイクルを繰返し実行して、所定の支持部材に載置された基板を処理する処理装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０１：基板処理装置２００：ウエハ（基板）２８０：コントローラＭＧＳＳ：原料ガス供給工程１ＰＳ：第1パージ工程ＲＧＳＳ：反応ガス供給工程２ＰＳ：第２パージ工程ＷＲＳ＿１、・・、ＷＲＳ＿７：ウエハ回転工程
【図１】
2019058601.tif 000003
【図２】
2019058601.tif 000004
【図３】
2019058601.tif 000005
【図４】
2019058601.tif 000006
【図５】
2019058601.tif 000007
【図６】
2019058601.tif 000008
【国際調査報告】
2019058601.tif 000009
2019058601.tif 000010
2019058601.tif 000011
2019058601.tif 000012