(57)【要約】      （修正有）【課題】成膜される膜の不均一を抑制できる技術の提供。【解決手段】成膜装置のシャワーヘッド部１８は、中央部の第１ガス室１９Ａと、第１ガス室１９Ａの周囲を囲むように設けられた第２ガス室１９Ｂとに区画されている。第１ガス室１９Ａには第１のガス噴出口が、第２ガス室１９Ｂには第２のガス噴出口が繋がっている。成膜原料ガス（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｇａｓ）は第１ガス室１９Ａから第１のガス噴出口を介して半導体ウエハＷの中央部に噴出され、調整ガス（Ｅｄｇｅ  Ｇａｓ）は第２ガス室１９Ｂから第２のガス噴出口を介して半導体ウエハＷの周辺部に噴出し、半導体ウエハＷに成膜を行うことで、エッジ部分やベリーエッジ部分について成膜される膜厚や膜質などの膜の不均一を抑制できる。【選択図】図４
2019176014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にプラズマを用いて成膜する成膜方法であって、
前記基板の中央部に第１のガス供給部から成膜原料ガスを供給すると共に、前記基板の周辺部に第２のガス供給部から調整ガスを供給して前記基板に成膜を行う工程、
を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記調整ガスは、希ガスであることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記成膜原料ガスは、ＴＥＯＳガスを含み、前記基板上にプラズマを用いてＳｉＯ膜を成膜し、
前記調整ガスは、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記基板の周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を低下させる場合、前記調整ガスとして、Ｈｅガスを供給し、前記周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を増加させる場合、前記調整ガスとして、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを供給し、前記周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を増加させる場合、前記調整ガスとして、Ａｒガスを供給し、前記周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を低下させる場合、前記調整ガスとして、Ｈｅガス、Ｏ２ガスの何れかを供給する、
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜原料ガスは、ＳｉＨ４ガスを含み、前記基板上にプラズマを用いてＳｉＮ膜を成膜し、
前記調整ガスは、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスの何れかを含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記基板の周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を低下させる場合、前記調整ガスとして、Ｈｅガス、ＮＨ３ガスの何れかを供給し、前記周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を増加させる場合、前記調整ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスの何れかを供給し、前記周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を増加させる場合、前記調整ガスとして、Ａｒガスを供給し、前記周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を低下させる場合、前記調整ガスとして、Ｈｅガス、ＮＨ３ガスの何れかを供給する、
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記第１のガス供給部は、前記基板の中央部の上部に対応して配置され、
前記第２のガス供給部は、前記第１のガス供給部の周囲に配置された、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記第１のガス供給部は、前記基板の上部に対応して配置され、
前記第２のガス供給部は、前記基板が載置される載置台の周囲に配置された、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物質の薄膜を形成する技術として、プラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）が知られている。例えは、半導体集積回路の製造では、半導体ウエハ等の基板に対して、成膜装置により、成膜が行われる。成膜装置は、所定の真空度とした処理容器内に基板を配置し、基板の上部から成膜原料ガスを供給してプラズマを生成し、基板に成膜を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、成膜される膜の不均一を抑制できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による成膜方法は、基板上にプラズマを用いて成膜する成膜方法であって、基板の中央部に第１のガス供給部から成膜原料ガスを供給すると共に、基板の周辺部に第２のガス供給部から調整ガスを供給して前記基板に成膜を行う工程、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、成膜される膜の不均一を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態に係る成膜装置の概略構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るシャワーヘッド部のガス噴射面側の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、従来の半導体ウエハに成膜された膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、第１実施形態に係るシャワーヘッド部と載置台の構成の一例を概略的に示した図である。
【図５Ａ】図５Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＳｉＯ膜を成膜する際に周辺部に供給するガスによる膜厚および膜質の変化特性の一例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。
【図１６】図１６は、ＳｉＮ膜を成膜する際に周辺部に供給するガスによる膜厚および膜質の変化特性の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、成膜方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第２実施形態に係る載置台の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示する成膜方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する成膜方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【０００９】
ところで、半導体ウエハ等の基板は、中央部分とエッジ部分で電気的な特性が異なる。このため、成膜装置では、基板の上部から成膜原料ガスを供給してプラズマを生成し、基板に成膜を行った場合、中央部分とエッジ部分とで膜厚などが不均一となる場合がある。特に、エッジ部分のうち、基板の最外殻となる、所謂、ベリーエッジ（Very  Edge）部分は、膜厚などに大きな不均一が発生しやすい。
【００１０】
そこで、成膜される膜の不均一を抑制することが期待されている。
【００１１】
（第１実施形態）
［成膜装置の構成］
第１実施形態に係る成膜装置１２の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る成膜装置の概略構成の一例を示す断面図である。成膜装置１２は、例えば、アルミニウム、或いは、アルミニウム合金により円筒体状に成形された処理容器１４を有している。処理容器１４は、接地されている。また、処理容器１４の側壁や天井壁には、冷却するための冷媒を流す冷却ジャケット１１０が設けられている。
【００１２】
処理容器１４は、内部の天井部にシャワーヘッド部１８が設けられ、シャワーヘッド部１８から必要な各種のガスを処理容器１４内の処理空間Ｓへ導入が可能とされている。
【００１３】
シャワーヘッド部１８は、例えば、ニッケルやハステロイ（商品名）、アルミニウム、或いはこれらの材料の組み合わせた材料など、導電体により全体が構成されており、平行平板電極の上部電極を兼ねている。シャワーヘッド部１８の外周側や上方側は、例えば、石英やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁物よりなる充填部材２０により全体が覆われている。シャワーヘッド部１８は、充填部材２０を介して処理容器１４側に絶縁状態で取り付け固定されている。
【００１４】
シャワーヘッド部１８は、内部が複数のガス室に区画されており、それぞれのガス室から処理空間Ｓへ個別にガスの導入が可能とされている。例えば、シャワーヘッド部１８は、中央部分の第１ガス室１９Ａと、第１ガス室１９Ａの周囲を囲むように設けられた第２ガス室１９Ｂとに区画されている。シャワーヘッド部１８は、下面のガス噴射面１８Ａに多数のガス噴出口１６を形成されている。シャワーヘッド部１８の中央部分のガス噴出口１６は、第１ガス室１９Ａへと貫通しており、第１ガス室１９Ａ内のガスを噴出する。シャワーヘッド部１８の周辺部分のガス噴出口１６は、第２ガス室１９Ｂへと貫通しており、第２ガス室１９Ｂ内のガスを噴出する。
【００１５】
図２は、第１実施形態に係るシャワーヘッド部のガス噴射面側の一例を示す平面図である。シャワーヘッド部１８のガス噴射面１８Ａは、半導体ウエハＷの形状に対応して、円盤状に形成されている。図２には、ガス噴射面１８Ａの第１ガス室１９Ａが設けられた領域の範囲２１Ａと、第２ガス室１９Ｂが設けられた領域の範囲２１Ｂとが示されている。範囲２１Ａは、半導体ウエハＷと同等のサイズとされている。範囲２１Ｂは、範囲２１Ａを囲むように設けられている。範囲２１Ａに設けられたガス噴出口１６Ａは、第１ガス室１９Ａへと貫通しており、第１ガス室１９Ａ内のガスを噴出する。範囲２１Ｂに設けられたガス噴出口１６Ｂは、第２ガス室１９Ｂへと貫通しており、第２ガス室１９Ｂ内のガスを噴出する。
【００１６】
図１に戻る。シャワーヘッド部１８は、上面に、第１ガス室１９Ａに連通する第１ガス導入孔２２Ａ、および、第２ガス室１９Ｂに連通する第２ガス導入孔２２Ｂが設けられている。第１ガス導入孔２２Ａ、および、第２ガス導入孔２２Ｂは、それぞれガス流路２３Ａ、２３Ｂを介して個別にガス供給機構２４に接続されている。
【００１７】
ガス供給機構２４は、成膜に用いる各種のガスのガス供給源にそれぞれ接続されたガス供給ラインを有している。各ガス供給ラインは、成膜のプロセスに対応して適宜分岐し、開閉バルブ、流量制御器が設けられている。ガス供給機構２４は、各ガス供給ラインに設けられた開閉バルブや流量制御器を制御することにより、各種のガスの流量の制御が可能とされている。
【００１８】
ガス供給機構２４は、ガス流路２３Ａ、２３Ｂを介して、第１ガス導入孔２２Ａおよび第２ガス室１９Ｂに、成膜に用いる各種のガスをそれぞれ供給する。例えば、ガス供給機構２４は、成膜の際に、ガス流路２３Ａを介して第１ガス室１９Ａに成膜原料ガスを供給すると共に、ガス流路２３Ｂを介して第２ガス室１９Ｂに調整ガスを供給する。第１ガス室１９Ａに供給された成膜原料ガスは、第１ガス室１９Ａと繋がっているガス噴出口１６Ａから噴出される。第２ガス室１９Ｂに供給された調整ガスは、第２ガス室１９Ｂと繋がっているガス噴出口１６Ｂから噴出される。
【００１９】
充填部材２０の下面２０Ａは、シャワーヘッド部１８の下面のガス噴射面１８Ａと同一水平レベルになされており、処理容器１４内へ導入された各種のガスが処理空間Ｓ内で乱流を生じたり、プラズマが処理空間Ｓ内で不均一に分布したりすることを防止するようになっている。
【００２０】
シャワーヘッド部１８と充填部材２０と処理容器１４の壁部の各接合部には、例えば、Ｏリング等よりなるシール部材３８がそれぞれ介在されており、処理容器１４内の気密性を維持するようになっている。
【００２１】
また、シャワーヘッド部１８には、マッチング回路４４を介して高周波電源４２が接続されている。高周波電源４２は、プラズマを生成する際、所定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電圧をシャワーヘッド部１８に印加する。プラズマの生成に用いる高周波電圧の周波数は、１３．５６ＭＨｚに限定されず、他の周波数、例えば、４５０ｋＨｚ等を用いてもよい。プラズマの生成に用いる高周波電圧の周波数としては、３００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの範囲内の周波数を用いることができる。成膜装置１２は、高周波電源４２を複数設け、シャワーヘッド部１８に異なる複数の周波数の高周波電圧を印加してプラズマを生成してもよい。
【００２２】
処理容器１４の側壁には、半導体ウエハＷを搬出入するための搬出入口４６が形成されている。搬出入口４６は、ゲートバルブ４８が設けられ、ゲートバルブ４８により開閉可能とされている。ゲートバルブ４８には、半導体ウエハＷを大気に晒すことなく搬送するために図示しないロードロック室やトランスファチャンバ等が接続される。
【００２３】
処理容器１４の底部の中央は、下方へ凹部状に成形されている。処理容器１４の凹部状の側面には、排気口５０が形成されている。排気口５０には、真空排気系５２が設けられ、処理容器１４内を真空排気が可能とされている。例えば、真空排気系５２は、排気口５０に接続される排気通路５４を有している。排気通路５４には、処理容器１４内の圧力を調整する圧力調整弁５６および真空ポンプ５８が順次介設されている。そして、処理容器１４内には、半導体ウエハＷを載置するため、底部より支柱６０を介して支持された載置台６２が設けられている。本実施形態では、半導体ウエハＷは、直径が３００ｍｍであるものとする。
【００２４】
載置台６２は、下部電極を兼ねている。載置台６２の上部周縁部には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように、リング状のフォーカスリング６４が設けられている。成膜装置１２は、下部電極である載置台６２と上部電極であるシャワーヘッド部１８との間の処理空間Ｓに上部電極へ高周波電圧を印加することにより、プラズマを発生させることが可能とされている。
【００２５】
載置台６２は、例えば、全体がセラミックス材である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）により構成されている。載置台６２は、例えば、モリブデンやタングステン線等の抵抗体よりなる加熱ヒータ６６が所定のパターン形状に配列して内部に埋め込まれている。加熱ヒータ６６には、ヒータ電源６８が配線７０を介して接続されている。成膜装置１２は、必要に応じて加熱ヒータ６６に電力を供給することで、半導体ウエハＷを所定の温度に温度制御が可能とされている。また、載置台６２の内部には、下部電極の機能を発揮させるために、例えば、モリブデン線等をメッシュ状（網状）に網み込んでなる電極本体７２が面内方向に略全域に亘って埋め込まれている。電極本体７２は、配線７４を介して接地されている。なお、電極本体７２にバイアス電圧として高周波電圧を印加してもよい。
【００２６】
載置台６２には、上下方向に貫通した３本のピン孔７６が形成されている。なお、図１中ではピン孔７６を２本のみ図示している。各ピン孔７６には、例えば、石英製の押し上げピン８０が遊嵌状態でそれぞれ挿通されている。押し上げピン８０は、円弧状の連結リング７８にそれぞれ下端が支持されている。連結リング７８は、出没ロッド８２の上端に支持されている。出没ロッド８２は、容器底部を貫通してアクチュエータ８４に下端が接続され、アクチュエータ８４によって上下方向に移動可能とされている。出没ロッド８２の容器底部に対する貫通部には、伸縮可能になされたベローズ８６が介設されており、処理容器１４内の気密性を維持しつつ出没ロッド８２を昇降させることが可能とされている。
【００２７】
上記のように構成された成膜装置１２は、制御部１０６によって、その動作が統括的に制御される。制御部１０６は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムや、成膜のプロセス条件に基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。例えば、制御部１０６は、各ガスの供給の開始、停止、各ガスの流量制御、半導体ウエハＷを載置する載置台６２の昇降温などの温度制御、処理容器１４内の圧力制御、プラズマ発生用の高周波電力の供給および供給の停止等を制御する。なお、制御に必要なコンピュータに読み取り可能なプログラムは、記憶媒体１０８に記憶されていてもよい。記憶媒体１０８は、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ或いはＤＶＤ等よりなる。また、制御部１０６は、成膜装置１２の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部１０６が外部に設けられている場合、制御部１０６は、有線又は無線等の通信手段によって、成膜装置１２を制御することができる。
【００２８】
次に、成膜装置１２を用いて行われる成膜の流れを簡単に説明する。成膜装置１２は、処理容器１４の側壁に設けたゲートバルブ４８を開状態とする。成膜装置１２には、図示しないロードロック室等から搬出入口４６を介して、図示しないロボットアームにより、未処理の半導体ウエハＷが処理容器１４内へ搬入される。成膜装置１２は、押し上げピン８０を上昇させてロボットアームから半導体ウエハＷを受け取る。ロボットアームの退出後、成膜装置１２は、押し上げピン８０を降下させることによって、載置台６２上に半導体ウエハＷを載置する。
【００２９】
次に、成膜装置１２は、ゲートバルブ４８を閉状態として処理容器１４内を密閉状態とし、加熱ヒータ６６への投入電力を増して予熱状態になされている載置台６２の温度をプロセス温度である第１の温度まで昇温して維持する。成膜装置１２は、ガス供給機構２４から成膜原料ガス含む処理ガスをシャワーヘッド部１８へ供給して、シャワーヘッド部１８から成膜原料ガス含む処理ガスを処理容器１４内の処理空間Ｓへ導入する。また、成膜装置１２は、真空排気系５２により排気口５０から処理容器１４内を真空引きして処理容器１４内を所定のプロセス圧力に維持する。
【００３０】
そして、成膜装置１２は、高周波電源４２を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド部１８と下部電極である載置台６２との間に、所定周波数の高周波電圧を印加する。これにより、処理空間Ｓにプラズマが生成され、プラズマによって半導体ウエハＷの表面に成膜が行われる。
【００３１】
ところで、上述のように、半導体ウエハＷは、中央部分とエッジ部分で電気的な特性が異なる。このため、成膜装置１２では、シャワーヘッド部１８から成膜原料ガスを供給してプラズマを生成し、半導体ウエハＷに対して同じ条件で一様に成膜を行った場合、中央部分とエッジ部分とで膜厚などが不均一となる場合がある。
【００３２】
図３は、従来の半導体ウエハに成膜された膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図３には、半導体ウエハＷ上にＳｉＯ膜を成膜した場合の半導体ウエハＷの中心から距離に応じた膜厚のプロファイルが示されている。半導体ウエハＷの直径が３００ｍｍであるため、図３には、半径０〜１５０ｍｍの各位置での膜厚の変化が示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図３に示すように、半径０〜１２５ｍｍ付近の中央部分では、中心と比較して膜厚がなだらかに低下する。また、半径１２５〜１４０ｍｍ付近のエッジ部分では、膜厚がさらに低下した後、増加する。さらに、半径１４０〜１５０ｍｍ付近のベリーエッジ部分では、膜厚が急激に増加する。半導体ウエハＷのエッジ部分やベリーエッジ部分は、電気的に不連続なため、電界強度分布などプラズマ状態が異なり、膜厚制御が難しい。このため、エッジ部分やベリーエッジ部分は膜厚の変動が大きくなりやすい。
【００３３】
そこで、本出願人は、半導体ウエハＷの中央部に成膜原料ガスを供給すると共に、半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスを供給して半導体ウエハＷに成膜を行うことで、エッジ部分やベリーエッジ部分について成膜される膜厚や膜質などの膜の不均一を抑制できる技術を見出した。
【００３４】
図４は、第１実施形態に係るシャワーヘッド部と載置台の構成の一例を概略的に示した図である。成膜を行う際、載置台６２には、半導体ウエハＷが載置される。また、載置台６２には、半導体ウエハＷの周囲にフォーカスリング６４が配置される。本実施形態に係るシャワーヘッド部１８は、中央部の第１ガス室１９Ａと、第１ガス室１９Ａの周囲を囲むように設けられた第２ガス室１９Ｂとに区画されている。第１ガス室１９Ａには、ガス噴出口１６Ａが繋がっている。第２ガス室１９Ｂには、ガス噴出口１６Ｂが繋がっている。第１ガス室１９Ａ内のガスは、ガス噴出口１６Ａを介して半導体ウエハＷの中央部に噴出される。第２ガス室１９Ｂ内のガスは、ガス噴出口１６Ｂを介して半導体ウエハＷの周辺部に噴出される。第１実施形態では、第１ガス室１９Ａおよびガス噴出口１６Ａが、第１のガス供給部に対応し、第２ガス室１９Ｂおよびガス噴出口１６Ｂが、第２のガス供給部に対応する。
【００３５】
第１ガス室１９Ａと第２ガス室１９Ｂとの境界は、半導体ウエハＷ上に成膜した際に膜厚の変動が大きくなる位置より外側であればよく、半導体ウエハＷの端部から外側であってもよい。第１ガス室１９Ａと第２ガス室１９Ｂとの境界は、半導体ウエハＷの端部の位置を基準として、所定範囲内とすることがより好ましい。所定範囲は、例えば、半導体ウエハＷの半径の２０％以内とする。半導体ウエハＷの半径が１５０ｍｍの場合、所定範囲は、例えば、３０ｍｍ以内とする。本実施形態では、第１ガス室１９Ａと第２ガス室１９Ｂとの境界を、半導体ウエハＷの端部の位置としている。最も外側のガス噴出口１６Ａは、半導体ウエハＷの中心から１４９．５ｍｍの位置にある。最も内側のガス噴出口１６Ｂは、半導体ウエハＷの中心から１５６ｍｍの位置にある。
【００３６】
例えば、成膜装置１２は、ガス供給機構２４からガス流路２３Ａを介して第１ガス室１９Ａに成膜原料ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４からガス流路２３Ｂを介して第２ガス室１９Ｂに調整ガスを供給する。例えば、ＳｉＯの成膜を行う場合、成膜装置１２は、ガス供給機構２４からガス流路２３Ａを介して第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４からガス流路２３Ｂを介して第２ガス室１９Ｂに、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを含む調整ガスを供給する。また、例えば、ＳｉＮの成膜を行う場合、成膜装置１２は、ガス供給機構２４からガス流路２３Ａを介して第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４からガス流路２３Ｂを介して第２ガス室１９Ｂに、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスの何れかを含む調整ガスを供給する。
【００３７】
ここで、成膜される膜厚や膜質の変化の一例を説明する。最初に、半導体ウエハＷにＳｉＯを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＨｅガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＨｅガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＯの成膜を行った。
【００３８】
図５Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図５Ａには、第２ガス室１９ＢへのＨｅガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図５Ａに示すように、Ｈｅガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が低下する。
【００３９】
図５Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図５Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図５Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＨｅガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図５Ｂに示すように、Ｈｅガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が低下する。
【００４０】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＯを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＡｒガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＡｒガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＯの成膜を行った。
【００４１】
図６Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図６Ａには、第２ガス室１９ＢへのＡｒガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図６Ａに示すように、Ａｒガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が増加する。
【００４２】
図６Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図６Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図６Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＡｒガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図６Ｂに示すように、Ａｒガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が増加する。
【００４３】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＯを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＯ２ガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＯ２ガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＯの成膜を行った。
【００４４】
図７Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図７Ａには、第２ガス室１９ＢへのＯ２ガスの供給量を、１０ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図７Ａに示すように、Ｏ２ガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が増加する。
【００４５】
図７Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図７Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図７Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＯ２ガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図７Ｂに示すように、Ｏ２ガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が低下する。
【００４６】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＯを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＴＥＯＳガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＴＥＯＳガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＯの成膜を行った。
【００４７】
図８Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図８Ａには、第２ガス室１９ＢへのＴＥＯＳガスの供給量を、０ｇ／ｍｉｎ、０．２ｇ／ｍｉｎ、０．４ｇ／ｍｉｎとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、０ｇ／ｍｉｎでは、キャリアガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ含めた場合と、Ａｒガスを含めない場合で成膜を行った。また、０．２ｇ／ｍｉｎ、０．４ｇ／ｍｉｎでは、キャリアガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ含めた場合で成膜を行った。膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図８Ａに示すように、ＴＥＯＳガスの供給量が多くなっても膜厚の変化は乏しい。
【００４８】
図８Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図８Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図８Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＴＥＯＳガスの供給量を、０ｇ／ｍｉｎ、０．２ｇ／ｍｉｎ、０．４ｇ／ｍｉｎとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、０ｇ／ｍｉｎでは、キャリアガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ含めた場合と、Ａｒガスを含めない場合で成膜を行った。また、０．２ｇ／ｍｉｎ、０．４ｇ／ｍｉｎでは、キャリアガスとしてＡｒガスを１５０ｓｃｃｍ含めた場合で成膜を行った。屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図８Ｂに示すように、ＴＥＯＳガスの供給量が多くなっても膜質の変化は乏しい。
【００４９】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＯを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部に、中央部と同様の成膜原料ガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９Ｂに、中央部と同様のＴＥＯＳ／Ｏ２／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＯの成膜を行った。
【００５０】
図９Ａは、成膜されたＳｉＯ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図９Ａには、第２ガス室１９Ｂへの成膜原料ガスの供給量を、中央部の０％、９％、１８％として成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図９Ａに示すように、周辺部からの成膜原料ガスの供給量が多くなっても膜厚の変化は乏しい。
【００５１】
図９Ｂは、成膜されたＳｉＯ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図９Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図９Ｂには、第２ガス室１９Ｂへの成膜原料ガスの供給量を、中央部の０％、９％、１８％として成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図９Ｂに示すように、周辺部からの成膜原料ガスの供給量が多くなっても膜質の変化は乏しい。
【００５２】
このように、ＳｉＯ膜の成膜の場合、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを半導体ウエハＷの周辺部に供給することで膜厚や屈折率を変化させることができる。図１０は、ＳｉＯ膜を成膜する際に周辺部に供給するガスによる膜厚および屈折率（ＲＩ）の変化特性の一例を示す図である。また、図１０では、膜厚、屈折率が増加または低下する度合いの大きさを矢印の数で示している。図１０に示すように、Ｈｅガスは、膜厚を減少させ、屈折率を減少させる。Ａｒガスは、膜厚を増加させ、屈折率を増加させる。Ｏ２ガスは、膜厚を増加させ、屈折率を低下させる。Ｈｅガスによって膜厚や屈折率が減少する理由は、Ｈｅガスにより原料ガスが希釈されるためと推測される。Ａｒガスによって膜厚や屈折率が増加する理由は、Ａｒガスによりプラズマの密度が上がるためと推測される。
【００５３】
よって、成膜装置１２は、ＳｉＯ膜の成膜の場合、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを半導体ウエハＷの周辺部に適切な量供給することで、成膜される膜の膜厚や屈折率の不均一を抑制することができる。例えば、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を低下させる場合、Ｈｅガスを供給し、周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を増加させる場合、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを供給する。また、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を増加させる場合、Ａｒガスを供給し、周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を低下させる場合、Ｈｅガス、Ｏ２ガスの何れかを供給する。また、成膜装置１２は、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを組み合わせて半導体ウエハＷの周辺部に適切な量供給することで、屈折率、膜厚の一方の変化を小さく抑え、他方を大きく変更することもできる。例えば、成膜装置１２は、屈折率を変化させずに、膜厚のみを変化させることもできる。
【００５４】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＮを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＨｅガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＨｅガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＮの成膜を行った。
【００５５】
図１１Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図１１Ａには、第２ガス室１９ＢへのＨｅガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１１Ａに示すように、Ｈｅガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が低下する。
【００５６】
図１１Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図１１Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図１１Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＨｅガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１１Ｂに示すように、Ｈｅガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が低下する。
【００５７】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＮを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＡｒガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＡｒガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＮの成膜を行った。
【００５８】
図１２Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図１２Ａには、第２ガス室１９ＢへのＡｒガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１２Ａに示すように、Ａｒガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が増加する。
【００５９】
図１２Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図１２Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図１２Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＡｒガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍ、９５０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１２Ｂに示すように、Ａｒガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が増加する。
【００６０】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＮを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＮ２ガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＮ２ガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＮの成膜を行った。
【００６１】
図１３Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図１３Ａには、第２ガス室１９ＢへのＮ２ガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１３Ａに示すように、Ｎ２ガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の膜厚が増加する。
【００６２】
図１３Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図１３Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図１３Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＮ２ガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍ、５００ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１３Ｂに示すように、Ｎ２ガスの供給量が多くなるほどエッジ部分の屈折率が低下する。
【００６３】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＮを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部にＳｉＨ４ガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９ＢにＳｉＨ４ガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＮの成膜を行った。
【００６４】
図１４Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図１４Ａには、第２ガス室１９ＢへのＳｉＨ４ガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１４Ａに示すように、ＳｉＨ４ガスの供給量が多くなるとエッジ部分の膜厚が若干増加する。
【００６５】
図１４Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図１４Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図１４Ｂには、第２ガス室１９ＢへのＳｉＨ４ガスの供給量を、０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍとして成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１４Ｂに示すように、ＳｉＨ４ガスの供給量が多くなっても屈折率の変化は乏しい。
【００６６】
次に、半導体ウエハＷにＳｉＮを成膜する際に、半導体ウエハＷの周辺部に、中央部と同様の成膜原料ガスを供給した場合の膜の変化を説明する。例えば、成膜装置１２により、ガス供給機構２４から第１ガス室１９Ａに、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４から第２ガス室１９Ｂに、中央部と同様のＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給して半導体ウエハＷにＳｉＮの成膜を行った。
【００６７】
図１５Ａは、成膜されたＳｉＮ膜の膜厚の変化の一例を示すグラフである。図１５Ａには、第２ガス室１９Ｂへの成膜原料ガスの供給量を、中央部の０％、９％、１８％として成膜を行った場合の膜厚の変化がそれぞれ示されている。なお、膜厚は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１５Ａに示すように、周辺部からの成膜原料ガスの供給量が多くなっても膜厚の変化は乏しい。
【００６８】
図１５Ｂは、成膜されたＳｉＮ膜の膜質の変化の一例を示すグラフである。図１５Ｂでは、膜質として屈折率の変化を示している。図１５Ｂには、第２ガス室１９Ｂへの成膜原料ガスの供給量を、中央部の０％、９％、１８％として成膜を行った場合の屈折率（ＲＩ）の変化がそれぞれ示されている。なお、屈折率は、半導体ウエハＷの所定の位置（例えば、中心）の値を基準として正規化した値で示している。図１５Ｂに示すように、周辺部からの成膜原料ガスの供給量が多くなっても屈折率の変化は乏しい。
【００６９】
なお、上記のＳｉＮ膜の成膜では、半導体ウエハＷの中央部にＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを成膜原料ガスとして供給すると共に、半導体ウエハＷの周辺部にＡｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガスをそれぞれ供給する場合を例示した。しかし、周辺部に供給するガスは、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガスに限定されず、ＮＨ３ガスを供給してもよい。中央部に供給する成膜原料ガスとしてＳｉＨ４／ＮＨ３／Ａｒ／Ｈｅの各ガスを供給する場合、中央部からのＮＨ３ガスの流量が多いため、周辺部にＮＨ３ガスを供給しても膜厚、屈折率の変化は小さいが、成膜原料ガスの条件が変われば、周辺部にＮＨ３ガスを供給することで膜厚、屈折率を制御できることが推測される。ＳｉＮ膜の成膜の際に、周辺部にＮＨ３ガスを供給すると、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＮ膜の膜厚が低下し、周辺部のＳｉＮ膜の屈折率が低下する。
【００７０】
このように、ＳｉＮ膜の成膜の場合、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスを半導体ウエハＷの周辺部に供給することで膜厚や屈折率を変化させることができる。図１６は、ＳｉＮ膜を成膜する際に周辺部に供給するガスによる膜厚および屈折率の変化特性の一例を示す図である。また、図１６では、膜厚、屈折率が増加または低下する度合いの大きさを矢印の数で示している。図１６に示すように、Ｈｅガスは、膜厚を減少させ、屈折率を減少させる。Ａｒガスは、膜厚を増加させ、屈折率を増加させる。Ｎ２ガスは、膜厚を増加させる。Ｈｅガスによって膜厚や屈折率が減少する理由は、Ｈｅガスにより原料ガスが希釈されるためと推測される。Ａｒガスによって膜厚や屈折率が増加する理由は、Ａｒガスによりプラズマの密度が上がるためと推測される。
【００７１】
よって、成膜装置１２は、ＳｉＮ膜の成膜の場合、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスを半導体ウエハＷの周辺部に適切な量供給することで、成膜される膜の膜厚や屈折率の不均一を抑制することができる。例えば、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を低下させる場合、Ｈｅガス、ＮＨ３ガスの何れかを供給し、周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を増加させる場合、Ａｒガス、Ｎ２ガスの何れかを供給する。また、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を増加させる場合、Ａｒガスを供給し、周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を低下させる場合、Ｈｅガス、ＮＨ３ガスの何れかを供給する。また、成膜装置１２は、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスを組み合わせて半導体ウエハＷの周辺部に適切な量供給することで、屈折率、膜厚の一方の変化を小さく抑え、他方を大きく変更することもできる。例えば、成膜装置１２は、屈折率を変化させずに、膜厚のみを変化させることもできる。
【００７２】
管理者は、事前に、成膜の条件に応じて、成膜される膜の不均一が抑制される調整ガスの条件を実験的に求める。例えば、管理者は、成膜装置１２を用いて、半導体ウエハＷの中央部に成膜原料ガスを供給すると共に、半導体ウエハＷの周辺部に、様々な種類、供給量で調整ガスを供給して半導体ウエハＷに成膜を行い、成膜される膜の不均一が所望の範囲となる調整ガスの条件を実験的に求める。そして、管理者は、求めた条件を含むプロセス条件を成膜装置１２の制御部１０６に記憶させ、記憶させたプロセス条件で成膜を制御部１０６に実行させる。これにより、成膜装置１２は、成膜される膜の不均一を所望の範囲に抑えて、半導体ウエハＷに膜を成膜できる。
【００７３】
あるいは、管理者は、事前に、成膜の際に、半導体ウエハＷの周辺部に供給する調整ガスの供給量に応じた膜厚や屈折率の変化を実験的に求める。例えば、管理者は、成膜装置１２を用いて、半導体ウエハＷの中央部に成膜原料ガスを供給すると共に、半導体ウエハＷの周辺部に、様々な種類、供給量で調整ガスを供給して半導体ウエハＷに成膜を行い、膜厚や屈折率の変化を実験的に求める。そして、管理者は、供給した調整ガスの種類、供給量に対応させて膜厚や屈折率の変化のデータを成膜装置１２の制御部１０６に記憶させる。制御部１０６は、成膜を実施する場合、記憶したデータから、成膜される膜の不均一が小さくなる調整ガスの種類、供給量の条件を求める。例えば、制御部１０６は、半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスを供給しない場合の膜厚の変化から、膜厚を所望の範囲に変更可能な調整ガスの種類、供給量の条件を求める。制御部１０６は、求めた条件を含むプロセス条件で成膜を制御部１０６に実行させる。これにより、成膜装置１２は、成膜される膜の不均一を所望の範囲に抑えて、半導体ウエハＷに膜を成膜できる。
【００７４】
［成膜方法の流れ］
次に、第１実施形態に係る成膜装置１２が実施する成膜の流れについて説明する。図１７は、成膜方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７５】
制御部１０６は、成膜のプロセス条件に従い、ガス供給機構２４を制御して、ガス供給機構２４からガス流路２３Ａを介して第１ガス室１９Ａに成膜原料ガスを供給すると共に、ガス供給機構２４からガス流路２３Ｂを介して第２ガス室１９Ｂに調整ガスを供給する（ステップＳ１０）。これにより、半導体ウエハＷの中央部には成膜原料ガスが供給され、半導体ウエハＷの周辺部には調整ガスが供給される。
【００７６】
制御部１０６は、真空排気系５２を制御して、真空排気系５２により排気口５０から処理容器１４内を真空引きして処理容器１４内を所定のプロセス圧力に維持する（ステップＳ１１）。
【００７７】
制御部１０６は、高周波電源４２を駆動させて、上部電極であるシャワーヘッド部１８と下部電極である載置台６２との間に、所定周波数の高周波電圧を印加する（ステップＳ１２）。
【００７８】
このように、本実施形態に係る成膜装置１２は、半導体ウエハＷの中央部に成膜原料ガスを供給すると共に、半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスを供給して半導体ウエハＷに成膜を行う。これにより、成膜装置１２は、成膜される膜の不均一を抑制できる。
【００７９】
また、本実施形態に係る成膜装置１２は、調整ガスとして、希ガスを供給する。成膜装置１２は、希ガスを半導体ウエハＷの周辺部に供給することで、成膜される膜の膜厚や屈折率を変更できる。
【００８０】
また、本実施形態に係る成膜装置１２は、成膜原料ガスに、ＴＥＯＳガスを含み、半導体ウエハＷ上にプラズマを用いてＳｉＯ膜を成膜し、調整ガスとして、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを含む。これにより、成膜装置１２は、成膜されるＳｉＯ膜の膜厚や屈折率を制御できる。
【００８１】
また、本実施形態に係る成膜装置１２は、成膜原料ガスに、ＳｉＨ４ガスを含み、半導体ウエハＷ上にプラズマを用いてＳｉＮ膜を成膜し、調整ガスとして、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスの何れかを含む。これにより、成膜装置１２は、成膜されるＳｉＮ膜の膜厚や屈折率を制御できる。
【００８２】
また、本実施形態に係る成膜装置１２は、成膜原料ガスを供給する第１のガス供給部を、半導体ウエハＷの中央部の上部に対応して配置し、調整ガスを供給する第２のガス供給部を、第１のガス供給部の周囲に配置した。これにより、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスを安定して供給できる。
【００８３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態に係る成膜装置１２は、シャワーヘッド部１８内を第１ガス室１９Ａおよび第２ガス室１９Ｂに区画し、第２ガス室１９Ｂを用いて半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスが供給する場合を説明した。第２実施形態に係る成膜装置１２は、載置台６２の周囲から半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスが供給する場合を説明する。
【００８４】
図１８は、第２実施形態に係る載置台の構成の一例を示す図である。載置台６２は、円筒形状とされ、上面の中央付近に半導体ウエハＷが載置される。また、載置台６２は、半導体ウエハＷの周囲に、リング状のフォーカスリング６４が載置される。
【００８５】
また、載置台６２は、周囲に調整ガスを供給する機構が配置されている。例えば、載置台６２は、内部の周方向の端部付近に、上面まで貫通したガス流路１２０が形成されている。ガス流路１２０は、下部に不図示のガス供給ラインが接続されており、ガス供給ラインを介してガス供給機構２４に接続されている。ガス流路１２０には、ガス供給機構２４から調整ガスが供給される。ガス流路１２０およびフォーカスリング６４は、カバー１２１で覆われている。カバー１２１とフォーカスリング６４との間には、隙間１２２が形成される。ガス流路１２０に供給された調整ガスは、隙間１２２を流れて半導体ウエハＷの周辺部に供給される。第２実施形態では、シャワーヘッド部１８が、第１のガス供給部に対応し、載置台６２のガス流路１２０が、第２のガス供給部に対応する。
【００８６】
ここで、第１実施形態のようにシャワーヘッド部１８を構成する場合、シャワーヘッド部１８の製造にかかるコストが大きくなる。一方、第２実施形態のようにシャワーヘッド部１８を構成する場合、第１実施形態のようにシャワーヘッド部１８を構成する場合と比較して、安価に製造できる。
【００８７】
このように、本実施形態に係る成膜装置１２は、成膜原料ガスを供給する第１のガス供給部を、半導体ウエハＷの上部に対応して配置し、調整ガスを供給する第２のガス供給部を、半導体ウエハＷが載置される載置台６２の周囲に配置した。これにより、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部に調整ガスを安定して供給できる。また、成膜装置１２は、安価に製造できる。
【００８８】
また、上述した実施形態では、ＳｉＯの成膜を行う場合、半導体ウエハＷの周辺部に、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れかを含む調整ガスを供給するものとしたが、Ｈｅガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスの何れか１つのみを調整ガスとして供給してもよい。例えば、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を低下させる場合、Ｈｅガスのみを調整ガスとして供給し、周辺部のＳｉＯ膜の膜厚を増加させる場合、ＡｒガスまたはＯ２ガスのみを、調整ガスとして供給してもよい。また、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を増加させる場合、Ａｒガスのみを調整ガスとして供給し、周辺部のＳｉＯ膜の屈折率を低下させる場合、ＨｅガスまたはＯ２ガスのみを、調整ガスとして供給してもよい。
【００８９】
また、上述した実施形態では、ＳｉＮ膜の成膜を行う場合、半導体ウエハＷの周辺部に、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスの何れかを含む調整ガスを供給するものとしたが、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＮＨ３ガスの何れか１つのみを調整ガスとして供給してもよい。例えば、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を低下させる場合、ＨｅガスまたはＮＨ３ガスのみを調整ガスとして供給し、周辺部のＳｉＮ膜の膜厚を増加させる場合、ＡｒガスまたはＮ２ガスのみを、調整ガスとして供給してもよい。また、成膜装置１２は、半導体ウエハＷの周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を増加させる場合、Ａｒガスのみを調整ガスとして供給し、周辺部のＳｉＮ膜の屈折率を低下させる場合、ＨｅガスまたはＮＨ３ガスのみを、調整ガスとして供給してもよい。
【００９０】
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全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。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣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。
【符号の説明】
【００９１】
１２  成膜装置
１４  処理容器
１６、１６Ａ、１６Ｂ  ガス噴出口
１８  シャワーヘッド部
１９Ａ  第１ガス室
１９Ｂ  第２ガス室
２４  ガス供給機構
３０  処理容器
３１  載置台
１０６  制御部
１０８  記憶媒体
１２０  ガス流路
１２１  カバー
１２２  隙間
Ｗ  半導体ウエハ
【図１】
2019176014.tif 000003
【図２】
2019176014.tif 000004
【図３】
2019176014.tif 000005
【図４】
2019176014.tif 000006
【図５Ａ】
2019176014.tif 000007
【図５Ｂ】
2019176014.tif 000008
【図６Ａ】
2019176014.tif 000009
【図６Ｂ】
2019176014.tif 000010
【図７Ａ】
2019176014.tif 000011
【図７Ｂ】
2019176014.tif 000012
【図８Ａ】
2019176014.tif 000013
【図８Ｂ】
2019176014.tif 000014
【図９Ａ】
2019176014.tif 000015
【図９Ｂ】
2019176014.tif 000016
【図１０】
2019176014.tif 000017
【図１１Ａ】
2019176014.tif 000018
【図１１Ｂ】
2019176014.tif 000019
【図１２Ａ】
2019176014.tif 000020
【図１２Ｂ】
2019176014.tif 000021
【図１３Ａ】
2019176014.tif 000022
【図１３Ｂ】
2019176014.tif 000023
【図１４Ａ】
2019176014.tif 000024
【図１４Ｂ】
2019176014.tif 000025
【図１５Ａ】
2019176014.tif 000026
【図１５Ｂ】
2019176014.tif 000027
【図１６】
2019176014.tif 000028
【図１７】
2019176014.tif 000029
【図１８】
2019176014.tif 000030