(57)【要約】【課題】三次元構造のフラッシュメモリにおいても、良好な特性の半導体装置を形成可能とする。【解決手段】  絶縁膜と犠牲膜とを有する積層膜と、積層膜に形成されたチャネルホールと、チャネルホール内の表面に設けられた電荷トラップ膜と、電荷トラップ膜の表面に設けられた第１チャネル膜と、チャネルホールの底部に露出された共通ソースラインとを有する基板を搬入する工程と、チャネルホールの径の分布情報を受信する工程と、分布情報を基に径の分布を補正する様に、基板の中心側と外周側のそれぞれに第１の処理ガスと第２の処理ガスとを供給して、前記第１チャネル膜表面に第２チャネル膜を形成する工程と、を有する。【選択図】図１
2018113322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と犠牲膜とを有する積層膜と、前記積層膜に形成されたチャネルホールと、前記チャネルホール内の表面に設けられた電荷トラップ膜と、前記電荷トラップ膜の表面に設けられた第１チャネル膜と、前記チャネルホールの底部に露出された共通ソースラインとを有する基板を搬入する工程と、
前記チャネルホールの径の分布情報を受信する工程と、
前記分布情報を基に前記径の分布を補正する様に、前記基板の中心側と外周側のそれぞれに第１の処理ガスと第２の処理ガスとを供給して、前記第１チャネル膜表面に第２チャネル膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成する工程では、
前記第２チャネル膜の側壁の厚さと前記第１チャネル膜の側壁の厚さとの合計膜厚の面内分布が、所定範囲となるように行われる
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記積層膜にチャネルホールが形成された基板の当該チャネルホールの孔径の前記基板面内の分布データを取得する工程と、
当該孔径の分布データを基に、前記チャネルホールの孔径の分布を補正する様に前記チャネルホール内の表面に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜を形成した後に、前記電荷トラップ膜と前記第１チャネル膜とを形成する工程と、
を有する請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成する工程では、
第１のシリコン含有ガスと第２のシリコン含有ガスを用い、
前記基板の中心側に供給される前記第１のシリコン含有ガスと前記第２のシリコン含有ガスとの両方の量と、
前記基板の外周側に供給される前記第１のシリコン含有ガスと前記第２のシリコン含有ガスとの両方の量と、を異ならせる工程と、
を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
絶縁膜と犠牲膜とを有する積層膜と、前記積層膜にチャネルホールが形成された基板であって、
前記チャネルホール内の表面に、少なくとも電荷トラップ膜と第１チャネル膜が形成され、前記チャネルホールの底部に形成された前記電荷トラップ膜と前記第１チャネル膜がエッチングされた後に、前記チャネルホールの孔径の前記基板面内の分布のデータを取得させる手順と、
前記孔径の面内分布データを基に、前記チャネルホールの孔径の分布を補正する様に第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成させる手順と、
を基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項６】
前記第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成させる手順では、
前記第２チャネル膜の側壁の厚さと前記第１チャネル膜の側壁の厚さとの合計膜厚の面内分布が、所定範囲となるように行わせる
請求項５に記載のプログラム。
【請求項７】
前記積層膜にチャネルホールが形成された基板の当該チャネルホールの孔径の前記基板面内の分布データを取得させる手順と、
当該孔径の分布データを基に、前記チャネルホールの孔径の分布を補正する様に前記チャネルホール内の表面に保護膜を形成させる手順と、
前記保護膜を形成した後に、前記電荷トラップ膜と前記第１チャネル膜とを形成させる手順と、
を有する請求項５または６に記載のプログラム。
【請求項８】
前記第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成させる手順では、
第１のシリコン含有ガスと第２のシリコン含有ガスを用い、
前記基板の中心側に供給される前記第１のシリコン含有ガスと前記第２のシリコン含有ガスとの両方の量と、
前記基板の外周側に供給される前記第１のシリコン含有ガスと前記第２のシリコン含有ガスとの両方の量と、を異ならせる手順と、
を有する請求項５乃至８のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項９】
絶縁膜と犠牲膜とを有する積層膜と、前記積層膜に形成されたチャネルホールと、前記チャネルホール内の表面に設けられた電荷トラップ膜と、前記電荷トラップ膜の表面に設けられた第１チャネル膜と、前記チャネルホールの底部に露出された共通ソースラインとを有する基板が収容される処理室と、
前記チャネルホール内の表面に、少なくとも電荷トラップ膜と第１チャネル膜が形成され、前記チャネルホールの底部に形成された前記電荷トラップ膜と前記第１チャネル膜がエッチングされた後に、前記チャネルホールの孔径の前記基板面内の分布のデータを記録する記憶部と、
前記基板の中心側と外周側に第１の処理ガスを供給する第１ガス供給部と、
前記基板の中心側と外周側に第２の処理ガスを供給する第２ガス供給部と、
前記孔径の面内分布データを基に、前記チャネルホールの孔径の分布を補正する様に前記第１処理ガスと前記第２処理ガスとを供給して第２チャネル膜を前記第１チャネル膜上に形成する様に前記第１処理ガス供給部と前記第２処理ガス供給部とを制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【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、プログラムおよび基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は高集積化の傾向にある。それを実現する方法の一つとして、電極等を三次元的に配列する三次元構造が提案されている。このような半導体装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フラッシュメモリの三次元構造を形成する過程においては、絶縁膜と犠牲膜とを交互に積層する必要がある。ところが、絶縁膜と犠牲膜との熱膨張率の違い等の理由から、シリコンウエハにストレスがかかり、形成する過程において積層膜が破壊される恐れがある。このような現象が半導体装置の特性の低下につながる恐れがある。
【０００４】
そこで本発明は、三次元構造のフラッシュメモリにおいても、良好な特性の半導体装置を形成可能な技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５０４６６
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、絶縁膜と犠牲膜とを有する積層膜と、積層膜に形成されたチャネルホールと、チャネルホール内の表面に設けられた電荷トラップ膜と、電荷トラップ膜の表面に設けられた第１チャネル膜と、チャネルホールの底部に露出された共通ソースラインとを有する基板を搬入する工程と、チャネルホールの径の分布情報を受信する工程と、分布情報を基に径の分布を補正する様に、基板の中心側と外周側のそれぞれに第１の処理ガスと第２の処理ガスとを供給して、前記第１チャネル膜表面に第２チャネル膜を形成する工程と、を有する技術を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る技術によれば、三次元構造のフラッシュメモリにおいても、良好な特性の半導体装置を形成可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施形態に係る半導体装置の製造フローを説明する説明図である。
【図２】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【図３】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【図４】第一の実施形態に係る半導体装置の製造フローを説明する説明図である。
【図５】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【図６】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【図７】第一の実施形態に係るチャネルホールの孔径の分布例である。
【図８】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【図９】第一の実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図１０】第一の実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図１１】第一の実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図１２】第一の実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図１３】第一の実施形態に係る半導体装置の製造フローを説明する説明図である。
【図１４】第一の実施形態に係るウエハの処理状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一の実施形態）
以下に本発明の第一の実施形態について説明する。
【００１０】
図1を用いて、半導体装置の製造工程の一工程を説明する。この工程では、電極を三次元的に構成した三次元構造の半導体装置を形成する。この半導体装置は、図１４（Ｈ）に記載のように、ウエハ１００上に絶縁膜１０２と導電膜１１２とを交互に積層する積層構造である。以下に具体的なフローを説明する。
【００１１】
[Ｓ１０２]
積層絶縁膜形成工程Ｓ１０２について、図２を用いて説明する。図２は、基板としての半導体ウエハ（ウエハ）１００に形成する積層絶縁膜１０２，１０３を説明した図である。ウエハ１００は、共通ソースライン（ＣＳＬ、Ｃｏｍｍｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｌｉｎｅ）１０１が形成されている。絶縁膜１０２は第一絶縁膜とも呼ぶ。
【００１２】
ここではウエハ１００上に絶縁膜１０２と犠牲膜１０３とを積層する。絶縁膜１０２はシリコン酸化（ＳｉＯ）膜で構成される。ＳｉＯ膜は、ウエハ１００を所定温度に加熱すると共に、シリコン成分を主成分とするシリコン含有ガスと酸素成分を主成分とする酸素含有ガスとをウエハ１００上に供給し形成する。
【００１３】
犠牲膜１０３は、後述する犠牲膜除去工程Ｓ１１２にて除去されるものであり、絶縁膜１０２に対してエッチングの選択性を有するものである。エッチングの選択性を有するとは、エッチング液に晒された際、犠牲膜はエッチングされ、絶縁膜はエッチングされない性質を示す。犠牲膜１０３は、例えばシリコン窒化（ＳｉＮ）膜で構成される。ＳｉＮ膜は、ウエハ１００を所定温度に加熱すると共に、シリコン成分を主成分とするシリコン含有ガスと窒素成分を主成分とする窒素含有ガスとをウエハ１００上に供給し形成する。
【００１４】
絶縁膜１０２（ｍ）と犠牲膜１０３（ｎ）を所定回数、交互に形成することで、図２に記載の積層絶縁膜１０２，１０３が形成される。本実施形態においては、絶縁膜１０２を８層（絶縁膜１０２（１）・・・絶縁膜（ｍ）・・・絶縁膜１０２（８））、犠牲膜１０３を８層（犠牲膜１０３（１）・・・犠牲膜（ｎ）・・・犠牲膜１０３（８））を交互に形成する。なお、絶縁膜１０２（ｍ）は、下方から順に、絶縁膜１０２（１）、絶縁膜１０２（２）、絶縁膜１０２（３）、・・・絶縁膜１０２（８）が構成される。なお、犠牲膜１０３（ｎ）は、下方から順に、犠牲膜１０３（１）、犠牲膜１０３（２）、・・・、犠牲膜１０３（８）が構成される。なお、ここでは、絶縁膜１０２と犠牲膜１０３とをそれぞれ、８層ずつ形成したが、これに限らず、１６，３２，４８，６４，７２・・・と増やしても良い。
【００１５】
[Ｓ１０４]
次に、第二絶縁膜形成工程Ｓ１０４を説明する。ここでは、図２に記載の第２絶縁膜（単に絶縁膜とも言う）１０５を形成する。第２絶縁膜１０５は絶縁膜１０２と同様の方法で形成するものであり、犠牲膜１０３上に形成する。
【００１６】
[Ｓ１０６]
次に、ホール形成工程Ｓ１０６を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、図２と同様側面から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の構成を上方から見た図である。なお、図３（ｂ）におけるα−α’における断面図が図３（ａ）に相当する。
【００１７】
ここでは、絶縁膜１０２、１０５と犠牲膜１０３の積層構造に対して、ドライエッチングを行い、チャネルホール１０６を形成する。図３（ａ）に記載のように、チャネルホール１０６はＣＳＬ１０１を露出させるように形成される。チャネルホール１０６は図３（ｂ）に記載のように絶縁膜１０５の面内に複数設けられる。
【００１８】
[Ｓ１１０]
ホール充填工程Ｓ１１０を、図４、図５、図６、図８を用いて説明する。なお。図５，図６，図８は説明の都合上、図３と縮尺を変更している。ここでは、ホール形成工程Ｓ１０６で形成したチャネルホール１０６の内側を電荷トラップ膜１０８等で充填する工程である。ホール充填工程Ｓ１１０では、保護膜形成工程Ｓ２０１、積層膜形成工程Ｓ２０２、第１チャネル形成工程Ｓ２０３、エッチング工程Ｓ２０４、ホール孔径測定工程Ｓ２０５、洗浄工程Ｓ２０６、第２チャネル形成工程Ｓ２０７、充填絶縁膜形成工程Ｓ２０８が順に行われる。なお、図５，図６，図８のそれぞれに示す、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は、これらの工程が行われた後のウエハ１００の状態を示す図である。
【００１９】
（保護膜形成工程Ｓ２０１）
保護膜形成工程Ｓ２０１では、図５（Ａ）に示す様に、チャネルホール１０６の内壁表面に、保護膜１０７が形成される。保護膜１０７は、後の工程の犠牲膜１０３を除去する際に電荷トラップ膜１０８にダメージを与えることを抑制する。なお、保護膜１０７は、例えば、ＳｉＯまたはメタル酸化膜で構成される。
【００２０】
（積層膜形成工程Ｓ２０２）
積層膜形成工程Ｓ２０２では、図５（Ｂ）に示す様に、保護膜１０７が形成されたチャネルホール１０６の内壁表面に、電荷トラップ膜[（ゲート電極間絶縁膜-電荷トラップ膜-トンネル絶縁膜）の積層膜]１０８が形成される。なお、電荷トラップ膜１０８は、ＳｉＯ−ＳｉＮ−ＳｉＯの積層膜で構成される。ここでは、シリコン系の膜を例示したが、これに限らず、電荷のチャージ量を増やすために、遷移金属系の膜を用いても良い。
【００２１】
（第１チャネル形成工程Ｓ２０３）
第１チャネル形成工程Ｓ２０３では、図６（Ｃ）に示す様に、電荷トラップ膜１０８と保護膜１０７が形成されたチャネルホール１０６の内壁表面に、第１チャネル膜１０９ａが形成される。なお、第１チャネル膜１０９ａは、ポリシリコン膜で構成される。
【００２２】
（エッチング工程Ｓ２０４）
エッチング工程Ｓ２０４では、図６（Ｄ）に示す様に、第１チャネル膜１０９ａ、電荷トラップ膜１０８、保護膜１０７が形成されたチャネルホール１０６の側部をエッチングし、チャネルホール１０６の底部のＣＳＬを露出させる。
【００２３】
これらの工程を施すことによって、チャネルホール１０６の外周側から順に保護膜１０７、電荷トラップ膜[（ゲート電極間絶縁膜-電荷トラップ膜-トンネル絶縁膜）の積層膜]１０８、第１チャネル膜１０９ａが形成される。各膜は筒状又は円柱状に構成される。
【００２４】
ところで、発明者等は、この様な工程で形成された半導体デバイスは、ウエハ１００の場所によって、特性が異なる課題が有ることを見出した。この課題について詳細に調べたところ、エッチング工程Ｓ２０４の後のウエハ１００で、孔径Ｒ（図６（Ｄ）記載）がウエハ１００の面上で分布が生じていることを発見した。例えば、図７に示すような孔径の分布を示すことが有る。具体的には、分布Ａと分布Ｂがある。分布Ａでは、ウエハ１００の中心側の孔径が外周側の孔径よりも大きくなっている。分布Ｂでは、ウエハ１００の中心側の孔径が外周側の孔径よりも小さくなっている。この様な孔径の分布を有す場合、ウエハ１００上に形成される第１チャネル膜１０９ａと第２チャネル膜１０９ｂとを有するチャネル膜１０９の膜厚が、ウエハ１００の面上で異なってしまう。チャネル膜１０９の膜厚は抵抗値と比例関係にあり、抵抗が異なることによって、半導体デバイスの特性が不均一となってしまう課題が有る。特に、チャネル膜１０９の側壁の厚さＴが変化すると、チャネル抵抗のバラつきが生じる。その結果、チャネル電流がバラつくことになるため、厚さＴは、導電膜１１２の各層に対応する電荷トラップ膜１０８への書き込み電荷量の大小に影響する。故に、チャネル膜１０９の膜厚Ｔをウエハ１００の面内で揃える必要が有る。発明者等は、この様なチャネル膜１０９の不均一性を改善させる方法として以下のホール孔径測定工程Ｓ２０５，洗浄工程Ｓ２０６、第２チャネル形成工程Ｓ２０７を見出した。
【００２５】
以下に、エッチング工程Ｓ２０４の後で、チャネル膜１０９の膜厚を補正する工程と装置について図４，図９，図１０，図１１，図１２を用いて説明する。図４は、チャネル膜１０９の抵抗の不均一性を改正させる工程のフローチャートである。図９，図１０，図１１，図１２は、第２チャネル膜１０９ｂの膜厚分布を補正可能な基板処理装置の構成を示す図である。
【００２６】
まず、ホール孔測定工程Ｓ２０５が行われる。洗浄工程Ｓ２０６は省略しても良い。
【００２７】
（ホール孔径測定工程Ｓ２０５）
まず、エッチング工程Ｓ２０４の後、孔径の面内分布が有るウエハ１００について、ホール孔径測定工程Ｓ２０５が行われる。
まず、ホール孔測定工程Ｓ２０５を行い、チャネルホール１０６の孔径の分布を測定する。チャネルホール１０６の孔径の測定は、例えば、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）装置（不図示）やＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ（ＢＳＥ）を利用した計測装置（不図示）を用いて測定される。測定された孔径のデータは、上位装置２７０や、図９，図１２に示すコントローラ２８０の受信部２８３に送信される。
【００２８】
（洗浄工程Ｓ２０６）
なお、エッチング工程Ｓ２０４やホール孔径測定工程Ｓ２０５の終了後にウエハ１００に対して、洗浄工程Ｓ２０６を行わせても良い。洗浄工程Ｓ２０６を行わせることによって、デバイスの不良発生を抑制させることができる。ここでは、説明を省略する。
【００２９】
次に、第２チャネル形成工程Ｓ２０７を行う基板処理装置９００について、図９，図１０，図１１，図１２を用いて説明する。
【００３０】
（基板処理装置） 
基板処理装置９００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ１００を処理する処理室２０１、搬送室２０３が形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。上部処理容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも上方の空間を構成する部屋を処理室２０１と呼び、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも下方の空間を移載室２０３と呼ぶ。
【００３１】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ１００は基板搬入出口２０６を介して図示しない真空搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。
【００３２】
処理室２０１内には、ウエハ１００を支持する基板載置部２１０が設けられている。基板載置部２１０は、ウエハ１００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２とを有する。更には、加熱部としてのヒータ２１３を設ける。加熱部を設けることにより、ウエハ１００を加熱させ、ウエハ１００上に形成される膜の品質を向上させることができる。
【００３３】
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置されるウエハ１００を昇降させることが可能に構成される。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００３４】
基板載置台２１２は、ウエハ１００の搬送時には、載置面２１１が基板搬入出口２０６の位置（ウエハ搬送位置）となるように下降し、ウエハ１００の処理時には、ウエハ１００が処理室２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。
【００３５】
ヒータ２１３は、ウエハ１００の中心である中心面と、外周面をそれぞれ個別に加熱制御可能な構成である。例えば、基板載置面２１１の中心に設けられ、上方から見て周状のセンターゾーンヒータ２１３ａと、同じく周状であり、センターゾーンヒータ２１３ａの外周に設けられたアウトゾーンヒータ２１３ｂを有する。センターゾーンヒータ２１３ａはウエハの中心面を加熱し、アウトゾーンヒータ２１３ｂはウエハの外周面を加熱する。
【００３６】
センターゾーンヒータ２１３ａ、アウトゾーンヒータ２１３ｂは、それぞれヒータ電力供給線を介してヒータ温度制御部２１５に接続される。ヒータ温度制御部２１５は各ヒータへの電力供給を制御することで、ウエハ１００の中心面、外周面の温度を制御する。
【００３７】
基板載置台２１３には、ウエハ１００の温度を測定する温度測定器２１６ａと温度測定器２１６ｂが設けられる。温度測定器２１６ａはセンターゾーンヒータ２１３ａ近傍の温度を測定するよう、基板載置台２１２の中心部に設けられる。温度測定器２１６ｂはアウトゾーンヒータ２１３ｂ近傍の温度を測定するよう、基板載置台２１２の外周面に設けられる。温度測定器２１６ａ、温度測定器２１６ｂは電気的に温度情報受信部２１６ｃに接続される。各温度測定器が発生する電圧や電流は、温度情報受信部２１６ｃで温度情報として測定される。温度情報は、温度情報受信部２１６ｃから後述するコントローラ２８０に送信される。コントローラ２８０は受信した温度情報や上位装置２７０から受信する情報に基づきヒータ温度を制御する。なお、温度測定器２１６ａ、温度測定器２１６ｂ、温度情報受信部２１６ｃをまとめて温度検出部２１６とする。
【００３８】
（排気系）
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁上面には、処理室２０１の雰囲気を排気する排気口２２１が設けられている。排気口２２１には排気管２２４が接続されており、排気管２２４には、処理室２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２２、真空ポンプ２２３が順に直列に接続されている。主に、排気口２２１、排気管２２４、圧力調整器２２２により、第１の排気部（排気ライン）が構成される。なお、真空ポンプ２２３を第１の排気部に含めるように構成しても良い。
【００３９】
（バッファ室）
処理室２０１の上方には、バッファ室２３２が設けられている。バッファ室２３２は、側壁２３２ａ、天井２３２ｂにより構成されている。バッファ室２３２は、シャワーヘッド２３４を内包する。バッファ室２３２の内壁２３２ａとシャワーヘッド２３４との間には、ガス供給経路２３５が構成される。即ち、ガス供給経路２３５はシャワーヘッド２３４の外壁２３４ｂを囲むように設けられる。
【００４０】
シャワーヘッド２３４と処理室２０１を区画する壁には、分散板２３４ａが設けられる。分散板２３４ａは例えば円盤状に構成される。処理室２０１側から見ると、図１２のようにガス供給経路２３５はシャワーヘッド側壁２３４ｂと側壁２３２ａの間であって、分散板２３４の水平方向周囲に設けられた構造となる。
【００４１】
バッファ室２３２の天井２３２ｂには、ガス導入管２３６が貫通されている。更に、ガス導入管２３８が接続されている。ガス導入管２３６はシャワーヘッド２３４に接続される。ガス導入管２３６、ガス導入管２３８は後述するガス供給部に接続される。
【００４２】
ガス導入管２３６から導入されたガスはシャワーヘッド２３４を介して処理室２０１に供給される。ガス導入管２３８から導入されたガスはガス供給経路２３５を介して処理室２０１に供給される。
【００４３】
シャワーヘッド２３４から供給されたガスはウエハ１００の中心に供給される。ガス供給経路２３５から供給されたガスはウエハ１００のエッジに供給される。ウエハの外周面（エッジ）とは、前述のウエハ中心に対して、その外周をいう。
【００４４】
（第１ガス供給部）
続いて、図１１を用いて第１ガス供給部を説明する。図１１のＡ１は図９のＡ１に接続され、図１１のＡ２は図９のＡ２に接続される。即ち、ガス供給管２４１ａはガス導入管２３６に接続され、ガス供給管２４２ａはガス導入管２３８に接続される。
【００４５】
ガス供給管２４１ａには、上流から合流管２４０ｂ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４１ｂ、バルブ２４１ｃが設けられる。ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４１ｃによって、ガス供給管２４１ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２４０ｂの上流には第一の処理ガスのガス源２４０ａが設けられる。
【００４６】
第一の処理ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。第一の処理ガスは、第一元素を含む。
ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一処理ガスは、例えば第１のシリコン含有ガスである。第１のシリコン含有ガスとしては、例えば、ハロシランガスを用いることができる。ハロシランとは、ハロゲン基を有するシランのことである。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ここで、ハロシランガスは、具体的には、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガスがある。また、アミノシランガスを用いることができる。ここで、アミノシラン（ＡＳ）ガスは、具体的には、以下が有る。ブチルアミノシラン（ＢＡＳ）ガス、ビスターシャリブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）ガス、ジメチルアミノシラン（ＤＭＡＳ）ガス、ビスジメチルアミノシラン（ＢＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（３ＤＭＡＳ）ガス、ジエチルアミノシラン（ＤＥＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（ＢＤＥＡＳ）ガス、ジプロピルアミノシラン（ＤＰＡＳ）ガス、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）ガス等がある。なお、第一処理ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一処理ガスの原料が常温常圧で液体の場合は、ガス供給源２４０ａとＭＦＣ２４１ｂとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは原料は気体として説明する。
【００４７】
好ましくは、バルブ２４１ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第一の不活性ガス供給管２４３ａが接続される。不活性ガス供給管２４３ａには、上流から不活性ガス源２４３ｂ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２４１ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄを制御することで、ガス導入管２３６、シャワーヘッド２３４を介して供給する処理ガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。
【００４８】
ガス導入管２３８と接続されるガス供給管２４２ａには、上流から合流管２４０ｂ、ＭＦＣ２４２ｂ、バルブ２４２ｃが設けられる。ＭＦＣ２４２ｂ、バルブ２４２ｃによって、ガス供給管２４２ａを通過するガスの流量が制御される。合流管２４０ｂの上流には第一の処理ガスのガス源２４０ａが設けられる。
【００４９】
好ましくは、バルブ２４２ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第二の不活性ガス供給管２４４ａが接続される。不活性ガス供給管２４４ａには、上流から不活性ガス源２４４ｂ、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管２４２ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄを制御することで、ガス導入管２３８、ガス供給経路２３５を流れるガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。
【００５０】
ガス供給管２４１ａ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４１ｃ、ガス供給管２４２ａ、ＭＦＣ２４２ｂ、バルブ２４２ｃ、合流管２４０ｂをまとめて第一ガス供給部と呼ぶ。なお、ガス源２４０ａ、ガス導入管２３６、ガス導入管２３８をガス供給部に含めても良い。
【００５１】
第一の不活性ガス供給管２４３ａ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、第二の不活性ガス供給管２４４ａ、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄをまとめて第一不活性ガス供給部と呼ぶ。なお、不活性ガス源２４３ｂ、不活性ガス源２４４ｂを第一不活性ガス供給部に含めても良い。更には、第一ガス供給部に第一不活性ガス供給部を含めても良い。
【００５２】
以上のように、第一ガス供給部にＭＦＣ、バルブを設けているので、個別にガスの量を制御することができる。また、第一の不活性ガス供給部にＭＦＣ、バルブを設けているので、個別にガスの濃度を制御することができる。
【００５３】
（第２ガス供給部）
続いて、図１１を用いて第２ガス供給部を説明する。図１１のＢ１は図９のＢ１に接続され、図１１のＢ２は図９のＢ２に接続される。即ち、ガス供給管３４１ａはガス導入管２３６に接続され、ガス供給管３４２ａはガス導入管２３８に接続される。
【００５４】
ガス供給管３４１ａには、上流から合流管３４０ｂ、ＭＦＣ３４１ｂ、バルブ３４１ｃが設けられる。ＭＦＣ３４１ｂ、バルブ３４１ｃによって、ガス供給管３４１ａを通過するガスの流量が制御される。合流管３４０ｂの上流には第一の処理ガスのガス源３４０ａが設けられる。
【００５５】
第二の処理ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。第二の処理ガスは、第二元素を含む。
ここで、第二元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第二処理ガスは、例えば第２のシリコン含有ガスである。第２のシリコン含有ガスはシラン系ガスである。例えば、ジシランガス（（Ｓｉ２Ｈ６）：ＤＳ）ガスを用いる。なお、第２ガスは、シリコンと水素の化合物であれば良く、Ｓｉ２Ｈ６に限るものでは無い。例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス、テトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）ガス、ペンタシラン（Ｓｉ５Ｈ１２）ガス、ヘキサシラン（Ｓｉ６Ｈ１４）ガス等がある。
なお、第二処理ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第二処理ガスの原料が常温常圧で液体の場合は、ガス供給源３４０ａとＭＦＣ３４１ｂとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは原料は気体として説明する。
【００５６】
好ましくは、バルブ３４１ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第三の不活性ガス供給管３４３ａが接続される。不活性ガス供給管３４３ａには、上流から不活性ガス源３４３ｂ、ＭＦＣ３４３ｃ、バルブ３４３ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管３４１ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。ＭＦＣ３４３ｃ、バルブ３４３ｄを制御することで、ガス導入管２３６、シャワーヘッド２３４を介して供給する処理ガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。
【００５７】
ガス導入管２３８と接続されるガス供給管３４２ａには、上流から合流管３４０ｂ、ＭＦＣ３４２ｂ、バルブ３４２ｃが設けられる。ＭＦＣ３４２ｂ、バルブ３４２ｃによって、ガス供給管３４２ａを通過するガスの流量が制御される。合流管３４０ｂの上流には第二の処理ガスのガス源３４０ａが設けられる。
【００５８】
好ましくは、バルブ３４２ｃの下流側に、不活性ガスを供給するための第四の不活性ガス供給管３４４ａが接続される。不活性ガス供給管３４４ａには、上流から不活性ガス源３４４ｂ、ＭＦＣ３４４ｃ、バルブ３４４ｄが設けられる。不活性ガスは例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが用いられる。不活性ガスは、ガス供給管３４２ａを流れるガスに添加され、希釈ガスとして使用される。ＭＦＣ３４４ｃ、バルブ３４４ｄを制御することで、ガス導入管２３８、ガス供給経路２３５を流れるガスの濃度や流量を、より最適にチューニングすることができる。
【００５９】
ガス供給管３４１ａ、ＭＦＣ３４１ｂ、バルブ３４１ｃ、ガス供給管３４２ａ、ＭＦＣ３４２ｂ、バルブ３４２ｃ、合流管３４０ｂをまとめて第二ガス供給部と呼ぶ。なお、ガス源３４０ａ、ガス導入管２３６、ガス導入管２３８をガス供給部に含めても良い。
【００６０】
第三の不活性ガス供給管３４３ａ、ＭＦＣ３４３ｃ、バルブ３４３ｄ、第四の不活性ガス供給管３４４ａ、ＭＦＣ３４４ｃ、バルブ３４４ｄをまとめて第二不活性ガス供給部と呼ぶ。なお、不活性ガス源３４３ｂ、不活性ガス源３４４ｂを第二不活性ガス供給部に含めても良い。更には、第二ガス供給部に第二不活性ガス供給部を含めても良い。
【００６１】
以上のように、第二ガス供給部にＭＦＣ、バルブを設けているので、個別にガスの量を制御することができる。また、第二の不活性ガス供給部にＭＦＣ、バルブを設けているので、個別にガスの濃度を制御することができる。
【００６２】
（制御部） 
基板処理装置９００は、基板処理装置９００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
【００６３】
コントローラ２８０の概略を図１２に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ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。ＣＰＵ２８０ａは送受信指示部２８０ｆを有し、送受信指示部２８０ｆが各構成間の情報の送受信を指示する。コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等で構成された入出力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２８３が設けられる。受信部２８３は、上位装置２７０から他の装置の情報を受信することが可能である。
【００６４】
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グラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。なお、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出来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、このプログラムレシピ，プロセスレシピ，制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、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、プログラム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。
【００６５】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、ゲートバルブ、昇降機構、ヒータ、圧力調整器、真空ポンプ等に接続されている。また、各ＭＦＣ、バルブ等にも接続されていても良い。
【００６６】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃからの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２８１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。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブの開閉動作、昇降機構の昇降動作、ヒータへの電力供給動作、圧力調整器の圧力調整動作、真空ポンプのオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。
【００６７】
なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（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などの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２８２を用意し、係る外部記憶装置２８２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２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る。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、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２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。
【００６８】
なお、本実施形態の受信部では、上位装置２７０から他の装置の情報を受信することについて記載したが、それに限るものではない。例えば、他の装置から、直接情報を受信するようにしてもよい。具体的には、孔径を測定した装置から直接受信するように構成する。また、入出力装置２８１で他の装置の情報を入力し、それに基づき制御しても良い。また、他の装置の情報を外部記憶装置に記憶し、その外部記憶装置から他の装置の情報を受信しても良い。
【００６９】
続いて、基板処理装置９００を用いたチャネル膜１０９の補正方法の工程について図４，図１３を用いて説明する。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。
【００７０】
（第２チャネル形成工程Ｓ２０７）
第２チャネル形成工程Ｓ２０７では、図８、図１３を用いて説明する。
【００７１】
（基板搬入工程Ｓ４０１） 
ホール孔径測定工程Ｓ２０５でチャネルホール１０６の孔径Ｒの分布が測定されたら、孔径の面内分布を有するウエハ１００を基板処理装置９００に搬入させる。
【００７２】
（減圧・昇温工程Ｓ４０２） 
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。この際、温度センサ２１６が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板載置部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておき、ウエハ１００又は基板載置部２１０の温度変化が無くなってから所定時間置く。
【００７３】
ウエハ１００が基板載置部２１０に載置され、処理室２０１内の雰囲気が安定した後、ＭＦＣ２４１ｂ、ＭＦＣ２４２ｂを稼働させると共に、バルブ２４１ｃ、バルブ２４２ｃの開度を調整する。このとき、ＭＦＣ２４３ｃ、ＭＦＣ２４４ｃを稼働させると共に、バルブ２４３ｄ、バルブ２４４ｄの開度を調整しても良い。
【００７４】
（ガス供給工程Ｓ４０１） 
ガス供給工程では、第１ガス供給工程Ｓ４０３、第１パージ工程Ｓ４０４、第２ガス供給工程Ｓ４０５、第２パージ工程Ｓ４０６が所定回数行われる。
【００７５】
ガスを供給する際は、受信部２８３で受信した孔径の分布データに応じてガス供給部のＭＦＣやバルブを制御し、ウエハ１００の中央面に供給する処理ガスの量（もしくは濃度）と外周面に供給する処理ガスの量（もしくは濃度）をそれぞれ制御する。より良くは、上位装置２７０から受信した測定データに応じて、センターゾーンヒータ２１３ａとアウターゾーンヒータ２１３ｂを制御して、ウエハ１００の面内の温度分布を制御する。
【００７６】
（第１ガス供給工程Ｓ４０３）
第１ガス供給工程Ｓ４０３では、第１ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（処理ガス）としてのハロシランガスを供給する。具体的には、第１ガス供給源１１３から供給されたハロシランガスをＭＦＣ１１５で流量調整した後、基板処理装置１００に供給する。流量調整されたハロシランガスは、バッファ室２３２を通り、シャワーヘッド２３４のガス供給孔２３４ａから、減圧状態の第１処理室２０１ａ内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し第１処理室２０１ａ内の圧力を所定の圧力範囲（第１圧力）となるように制御する。このとき、ウエハ１００に対してハロシランガスが供給されることとなる。ハロシランガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）で第１処理室２０１ａ内に供給する。このようにして、ウエハ１００にハロシランガスを供給する。ハロシランガスが供給されることにより、ウエハ１００上に、シリコン含有層が形成される。
【００７７】
ここで、ＣＳＬが露出した面は、単結晶である場合、以下の現象を生じる。電気陰性度の大きなハロゲンが、単結晶の表面に形成された自然酸化膜中のＳｉ−Ｏ結合を切断させることができる。これにより、単結晶の表面におけるＳｉの結合手はフリーとなる。すなわち、単結晶Ｓｉの表面において、Ｓｉの共有結合のダングリングボンド（未結合手）を生じさせることができる。これにより、ホモエピタキシャル成長が進行しやすい環境を生成することができる。
【００７８】
（第１パージ工程Ｓ４０４）
ウエハ１００上にシリコン含有層が形成された後、ガス供給管２４１ａのバルブ２４１ｃを閉じ、ハロシランガスの供給を停止する。第１ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する第１ガスや、バッファ室２３２の中に存在する処理ガスを第１の排気部から排気されることにより第１パージ工程Ｓ２０４が行われる。
【００７９】
また、第１パージ工程Ｓ２０４では、単にガスを排気（真空引き）してガスを排出すること以外に、不活性ガス供給源２４３ｂより不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出処理を行うように構成しても良い。この場合、バルブ２４３ｄを開け、ＭＦＣ２４３ｃで不活性ガスの流量調整を行う。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。
【００８０】
所定の時間経過後、バルブ２４３ｄを閉じて、不活性ガスの供給を停止する。なお、バルブ２４３ｄを開けたまま不活性ガスの供給を継続しても良い。
【００８１】
このときのヒータ２１３の温度は、ウエハ１００への第１ガス供給時と同様の温度となるように設定する。不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。パージガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。
【００８２】
（第２ガス供給工程Ｓ４０５）
第１パージ工程Ｓ２０４の後、第２ガス供給部から、第１処理室２０１ａ内に第２ガス（処理ガス）としての、ＤＳガスを供給する。具体的には、バルブ１２６を開け、ガス導入口２４１、バッファ室２３２、複数の孔２３４ａを介して、第１処理室２０１ａ内にＤＳガスを供給する。
【００８３】
このとき、ＤＳガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１２５を調整する。なお、ＤＳガスの供給流量は、例えば、１ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。
【００８４】
ＤＳガスがウエハ１００上に形成されているシリコン含有層に供給されると、シリコン含有層が改質され、所定の厚さのＳｉ層が形成される。Ｓｉ層は、例えば、第１処理室２０１ａ内の圧力、ＤＳガスの流量、ウエハ１００の温度、等に応じて、所定の厚さ、所定の分布で形成される。
【００８５】
例えば、ＤＳガス中の水素（Ｈ）が、シリコン含有層に含まれるハロゲン元素や、酸素元素、アミン（ＮＨ）成分等を除去することで、Ｓｉ単体の膜を形成させることができる。なお、ここで、ハロゲン元素、酸素元素、アミン成分は、第１の処理ガスに含まれる成分や、ウエハ１００に付着した酸素，自然酸化膜，洗浄工程時に付着した物質の少なくとも一つから生じる。
【００８６】
所定の時間経過後、バルブ１２６を閉じ、ＤＳガスの供給を停止する。
【００８７】
このときのヒータ２１３の温度は、ウエハ１００への第１ガス供給時と同様の温度となるように設定される。
【００８８】
（第２パージ工程Ｓ４０６）
第１パージ工程Ｓ２０４と同様の動作によって、第２パージ工程Ｓ４０６が行われる。例えば、処理室２０１中に存在するＤＳガスや、バッファ室２３２の中に存在するＤＳガスは、ＤＳガスの供給を停止することで、第１の排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ４０６が行われる。また、バッファ室２３２と処理室２０１にパージガスを供給することによって、パージしても良い。
【００８９】
（判定工程Ｓ４０７）
第２パージ工程Ｓ４０６の終了後、コントローラ２８０は、上記の成膜工程Ｓ４０１（Ｓ４０３〜Ｓ４０６）が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する。即ち、ウエハ１００上に所望の厚さの第２チャネル膜１０９ｂが形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ４０３〜Ｓ４０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、ウエハ１００上に所定膜厚の第２チャネル膜１０９ｂを成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、図８（Ｅ）に示す様にウエハ１００上（ＣＳＬが露出したチャネルホール１０６の内壁）に所定膜厚の第２チャネル膜１０９ｂが形成される。
【００９０】
判定工程Ｓ４０７で、ガス供給工程Ｓ４０１が所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、ガス供給工程Ｓ４０１のサイクルを繰り返し、所定回数実施されたとき（Ｙｅｓ判定のとき）は、ガス供給工程Ｓ４０１を終了し、第２処理工程Ｓ３０２を実行させる。
【００９１】
（搬送圧力調整工程Ｓ４０８）
判定工程Ｓ４０７の後、搬送圧力調整工程Ｓ４０８では、処理室２０１内や移載室２０３が所定の圧力（真空度）とする。なお、この搬送圧力調整工程Ｓ４０８の間や前後で、ウエハ１００の温度が所定の温度まで冷却するようにリフタピン２０７で保持するように構成しても良い。
【００９２】
（基板搬出工程Ｓ４０９）
搬送圧力調整工程Ｓ４０８で処理室２０１内が所定圧力になった後、ゲートバルブ２０５を開き、移載室２０３から図示しない真空搬送室にウエハ１００を搬出する。
【００９３】
続いて、本装置を用いた第２チャネル膜１０９ｂの膜厚分布を制御する方法を説明する。前述のように、第２チャネル膜１０９ｂが成膜されるチャネルホール１０６の孔径は、ウエハ１００の中央側と外周側とで異なる。ホール孔径測定工程Ｓ２０５では、第１チャネル膜１０９ａが形成され、エッチングされた後のチャネルホール１０６の孔径の分布を測定する。測定結果は、上位装置２７０を通して、ＲＡＭ２８０ｂに格納される。格納されたデータは記憶装置２８０ｃ内のレシピと比較・演算され、第２チャネル膜１０９ｂを形成するレシピが算出される。算出されたレシピに基づいて装置制御が成され、第２チャネル膜１０９ｂの膜厚分布が調整（チューニング）される。
【００９４】
次に、ＲＡＭ２８０ｂに格納されたデータが分布Ｂである場合を説明する。
【００９５】
分布Ｂは、チャネルホール１０６の孔径が、中央側は小さく、外周側は大きいことを示す。分布Ｂの場合、本工程では、ウエハ１００外周側に形成する第２チャネル膜１０９ｂの膜厚を小さくし、ウエハ１００中央側に形成する第２チャネル膜１０９ｂの膜厚を外周側よりも大きくなるよう制御する。具体的には、ガスを供給する際、ウエハ１００の外周側に供給するシリコン含有ガスの量を、ウエハ１００中央側よりも少なくするよう制御する。このようにすることで、本半導体装置における第２チャネル膜１０９ｂの膜厚をウエハ１００の面内で所定の範囲内とすることができる。言い換えれば、チャネル膜１０９の膜厚を中央側と外周側とで揃えることができる。
【００９６】
このときガス供給部では、ＭＦＣ２４１ｂ，３４１ｂを制御すると共に、バルブ２４１ｃ，３４１ｃの開度を制御し、シャワーヘッド２３４から処理室２０１に供給するシリコン含有ガスの量を制御する。更に、ＭＦＣ２４２ｂ，３４２ｂを制御すると共に、バルブ２４２ｃ，３４２ｃの開度を制御し、ガス供給経路２３５から処理室２０１にシリコン含有ガスを供給する。なお、第一ガス供給部のＭＦＣとバルブと、第２ガス供給部のＭＦＣとバルブとそれぞれを異なる設定に構成しても良い。
【００９７】
ウエハ１００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、ガス供給経路２３５から供給されるガスの暴露量がシャワーヘッド２３４から供給されるガスの暴露量よりも少なくなるよう制御される。ここでいう暴露量とは、処理ガスの主成分の暴露量をいう。本実施形態においては、処理ガスがシリコン含有ガスであり、主成分はシリコンである。
【００９８】
シャワーヘッド２３４を介して供給されたシリコン含有ガスは、ウエハ１００の中央側に供給される。供給されたガスは、ウエハ１００の中央側に第２チャネル膜１０９ｂを形成する。
【００９９】
ガス供給経路２３５を介して供給されたシリコン含有ガスはウエハ１００の外周側に供給される。供給されたガスは、ウエハ１００の外周側に第２チャネル膜１０９ｂを形成する。
【０１００】
前述のように、ウエハ１００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量は、中央側が外周側よりも多くなるので、中央側の第２チャネル膜１０９ｂの膜厚を外周側の第２チャネル膜１０９ｂの膜厚よりも大きくすることが可能となる。
【０１０１】
この様にして、チャネル膜１０９の膜厚が補正される。
【０１０２】
また、別の方法として、ガス供給管２４１ａ，３４１ａとガス供給管２４２ａ，３４２ａのシリコン含有ガスの供給量を同じとし、替わりにガス供給管２４１ａ，３４１ａとガス供給管２４２ａ，３４２ａそれぞれのシリコン含有ガスの濃度を制御しても良い。シリコン含有ガスの濃度を制御する際は、第一不活性ガス供給部，第二不活性ガス供給部を制御することで、ガス供給管２４１ａ，３４１ａ、ガス供給管２４２ａ，３４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を制御する。分布Ｂの場合、ガス供給管２４１ａ，３４１ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を高くすると共に、ガス供給管２４２ａ，３４２ａを通過するシリコン含有ガスの濃度を、ガス供給管２４１ａ，３４１ａを通過するガスの濃度よりも低くする。
【０１０３】
このようにすることで、ウエハ１００の処理面における単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量に関し、ガス供給経路２３５から供給されるガス量がシャワーヘッド２３４から供給されるガス量よりも少なくなるよう、より緻密に制御できる。このように制御することで、より確実にウエハ２００の中央側の第２チャネル膜１０９ｂの膜厚を外周側の第２チャネル膜１０９ｂよりも大きくすることが可能となる。
【０１０４】
より良くは、ガス供給管２４１ａ，３４１ａとガス供給管２４２ａ，３４２ａのシリコン含有ガスの供給量を異ならせると共に、濃度を異ならせても良い。このような制御をすることで、単位面積当たりのシリコン含有ガスの暴露量をより大きい差分で供給することができる。即ち、ウエハ２００の中央側の第２チャネル膜１０９ｂと外周側の第２チャネル膜１０９ｂとでより大きい幅差とすることができる。
【０１０５】
更により良くは、上記のように処理ガスを制御することと並行して、センターゾーンヒータ２１３ａとアウトゾーンヒータ２１３ｂを制御しても良い。形成される第２チャネル膜１０９ｂの幅は温度に比例するので、分布Ｂの場合、アウターゾーンヒータ２１３ｂの温度をセンターゾーンヒータ２１３ａよりも低くする。温度条件が膜生成効率に大きく寄与するガスを用いて第２チャネル膜１０９ｂを形成する場合に有効である。
【０１０６】
このように、処理ガス供給量（濃度）と温度を並行して制御すると、より緻密な膜厚制御が可能となる。
【０１０７】
ＲＡＭ２８０ｂに格納されたデータが分布Ａの場合には、分布Ｂのデータを受信した時と逆の制御を行えば良い。即ち、ウエハ１００の中央側に形成される第２チャネル膜１０９ｂの膜厚が、外周側に形成される第２チャネル膜１０９ｂの膜厚よりも小さくなるように処理すれば良い。
【０１０８】
[Ｓ１１２]
続いて、図１４（Ｇ）を用いて犠牲膜除去工程Ｓ１１２を説明する。犠牲膜除去工程Ｓ１１２では、犠牲膜１０３をウエットエッチングで除去する。除去した結果、犠牲膜１０３が形成されていた位置に空隙１１１（ｌ）が形成される。ここでは、下方から順に、空隙１１１（１）、空隙１１１（２）、・・・空隙１１１（ｌ）・・・、空隙１１１（８）が形成される。
【０１０９】
[Ｓ１１４]
続いて図１４（Ｈ）を用いて導電膜形成工程Ｓ１１４を説明する。導電膜形成工程Ｓ１１４では、電極となる導電膜１１２を空隙１１１に形成する。導電膜は例えばタングステン等で構成される。ここでは、導電膜１１２（ｏ）は、下方から順に、導電膜１１２（１）、導電膜１１２（２）、・・・導電膜１１２（ｏ）・・・、導電膜１１２（８）が構成される。
【０１１０】
ところで、発明者等は、更に鋭意研究した結果、ホール形成工程Ｓ１０６の後のウエハでチャネルホール１０６の孔径に同様の分布が生じる課題を見出した。このような孔径のばらつきは、例えば、チャネルホール１０６を形成するドライエッチング時に発生する。ドライエッチング時にウエハ１００が反っていることにより、ウエハ１００の面内に供給されるエッチャントの量や、ウエハ１００上から排出される副生成物の排出量に影響を与えることが有る。なお、ウエハ１００の反りは、絶縁膜１０２と犠牲膜１０３それぞれが有する応力によって発生する。このため、絶縁膜１０２と犠牲膜１０３の積層数が多くなるほど、ウエハ１００の反りが大きくなる。
【０１１１】
発明者等は、この様なウエハ１００の面内に孔径の分布が生じた場合に、ウエハ１００上に形成されるデバイス特性に影響を与えるため、孔径を補正する工程が必要となることを見出した。孔径が異なる場合、例えば、筒状に構成される電荷トラップ膜の表面積が変化し、電荷の蓄積量を変化させてしまう課題がある。例えば、孔径が小さい場合、電荷トラップ膜の面積が小さくなり、チャージ量が少なくなる。また、孔径が大きい場合、電荷トラップ膜の面積が大きくなり、チャージ量が多くなる。
【０１１２】
また、図６（Ｄ）に示す様に、チャネルホール１０６と他のチャネルホール１０６との間の距離Ｄが変わってしまう場合が有る。この距離Ｄが変化した場合、素子にかかるストレスにバラつきを生じさせるという課題が生じる。
【０１１３】
この様な、孔径の分布を補正する方法としては、ホール形成工程Ｓ１０６の後に、ホール測定工程Ｓ３０１を行い、ホール測定工程Ｓ３０１で取得した孔径の面内分布データを保護膜１０７の形成装置に送信し、保護膜１０７の膜厚の面内分布を調整する様に構成すれば良い。なお、保護膜１０７の形成装置の構成は、上述の図９，図１０，図１１，図１２と同様であって良い。上述の装置で保護膜１０７を形成する際には、第１ガス供給部と第２ガス供給部のそれぞれに供給するガスを適宜変更すれば良い。また、保護膜１０７の膜厚の面内分布を補正する成膜工程のフローは、図１３に示すフローと同様である。
【０１１４】
保護膜１０７を、例えばアルミニウム酸化（ＡｌＯ）膜で構成する場合、第１ガスとして、アルミニウム含有ガスを用い、第２ガスとして酸素含有ガスを用いる。ここで、アルミニウム含有ガスは、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスがある。また、酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ２）ガス、水（Ｈ２Ｏ）等がある。
【０１１５】
また保護膜１０７を例えば、ハフニウム酸化（ＨｆＯ）膜で構成する場合は、第１ガスとして、ハフニウム含有ガスを用い、第２ガスとして酸素含有ガスを用いる。ここで、ハフニウム含有ガスは、例えば、トリエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨ）がある。酸素含有ガスは、上述と同様である。
【０１１６】
また、上述の補正された保護膜形成工程Ｓ２０１を行った後に、上述のホール孔径測定工程Ｓ２０５と、第２チャネル膜形成工程Ｓ２０７を行わせても良い。この様に、補正工程を複数回行うことによって、ウエハ１００に形成されるデバイス特性の面内分布を低減することができ、デバイス特性の均一性を向上させることができる。
【０１１７】
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。
【符号の説明】
【０１１８】
１００      ウエハ（基板） 
１０２      絶縁膜 
１０３      犠牲膜 
９００      基板処理装置 
【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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