(57)【要約】課題：一枚の基板の面内における膜厚や、複数の基板間における膜厚を均一にする半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。解決手段：処理室内の基板載置台上に複数の基板を載置する工程と、基板載置台を回転させ、処理室内の第１および第２処理領域にそれぞれ第１および第２元素含有ガスの供給をする工程と、第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程と、第１処理領域で前記基板の上に第１元素含有層を形成し、第２処理領域で第１元素含有層を、第２元素を含む活性種等により改質する工程と、を有し、プラズマ励起を開始する工程では、複数の基板と活性種等の供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を開始する。
2016046976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミング、又はそのタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記処理室は第１の処理室であり、
前記基板を処理する第２の処理室内に前記第１の処理室から搬出された前記基板を載置する工程と、
前記第１の処理室において前記基板上に形成された第１の薄膜上に、第１の薄膜とは異なる第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の処理室から前記基板を搬出する工程と、を有し、
前記第１の処理室における第１の薄膜形成と前記第１の処理室における第２の薄膜形成を所定回数繰り返し行う、
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記プラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、
半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミング、又はそのタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、
請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミング、又はそのタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記所定の２枚の基板と、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記所定の２枚の基板は同一の基板である、
請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に回転自在に設けられ、回転方向に沿って複数の基板が載置される基板載置面を備えた基板載置台と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、
前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた、前記複数の基板を処理する第１処理領域および第２処理領域と、
前記第１処理領域に第１元素を含有する第１元素含有ガスを供給する第１元素含有ガス供給部と、
第２元素を含有する第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部に前記第２元素含有ガスを供給する第２元素含有ガス供給部と、
前記第２処理領域内に設けられ、前記プラズマ生成部で生成された前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域内に供給する活性種供給口と、
前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始又は停止の少なくとも一方を行うように前記プラズマ生成部を制御する制御部と、
を備える基板処理装置。
【請求項１８】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する手順と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する手順と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する手順と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する手順では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を開始するプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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、基板処理装置および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばフラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施されることがある。係る工程を実施する基板処理装置として、基板が載置されたサセプタを移動させ、プラズマ生成部により処理ガスのプラズマが生成された領域に基板を通過させることにより、基板上に薄膜を形成する基板処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
近年、配線寸法等が微細化する傾向にあるため、１枚の基板の面内における薄膜の膜厚や、複数の基板間における薄膜の膜厚を再現性良く均一にすることが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の基板処理装置では、プラズマ生成部によって処理ガスのプラズマを生成する具合に応じて、１枚の基板の面内における薄膜の膜厚や、複数の基板間における薄膜の膜厚を再現性良く均一にすることが困難である場合があった。このような場合、歩留まりが低下する原因となってしまう可能性がある。【０００６】
本発明は、一枚の基板の面内における薄膜の膜厚や、複数の基板間における薄膜の膜厚を均一にする半導体装置の製造方法、基板処理装置等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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスのプラズマを励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を開始する、
半導体装置の製造方法が提供される。【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスのプラズマを励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記プラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を停止する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を停止する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を停止する、
半導体装置の製造方法が提供される。【０００９】
さらに本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に回転自在に設けられ、回転方向に沿って複数の基板が載置される基板載置面を備えた基板載置台と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、
前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた、前記複数の基板を処理する第１処理領域および第２処理領域と、
前記第１処理領域に第１元素を含有する第１元素含有ガスを供給する第１元素含有ガス供給部と、
第２元素を含有する第２元素含有ガスのプラズマを励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部に前記第２元素含有ガスを供給する第２元素含有ガス供給部と、
前記第２処理領域内に設けられ、前記プラズマ生成部で生成された前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域内に供給する活性種供給口と、
前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を開始又は停止の少なくとも一方を行うように前記プラズマ生成部を制御する制御部と、
を備える基板処理装置が提供される。【００１０】
さらに本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する手順と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する手順と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスのプラズマを励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する手順と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する手順では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマの励起を開始するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法、基板処理装置等によれば、一枚の基板の面内における薄膜の膜厚や、複数の基板間における薄膜の膜厚を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の縦断面概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置が備えるプロセスチャンバの横断面概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置が備えるプロセスチャンバの縦断面概略図であり、図３に示すプロセスチャンバのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置が備えるプロセスチャンバの上面概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプロセスチャンバが備えるプラズマ生成室の天井部の水平方向の断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る改質工程のフロー図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る基板処理シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成開始時のプラズマ生成室とウエハの位置関係の一例を説明する図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成開始時のプラズマ生成室とウエハの位置関係の他の例を説明する図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成停止時のプラズマ生成室とウエハの位置関係の一例を説明する図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るプラズマ生成停止時のプラズマ生成室とウエハの位置関係の他の例を説明する図である。
【図１５】本発明に対する比較例に係るプラズマ生成開始時及び停止時のプラズマ生成室とウエハの位置関係を説明する図である。
【図１６】本発明に対する比較例における薄膜形成処理後のウエハの膜厚分布を示す図である。
【図１７】本発明の第１実施形態における薄膜形成処理後のウエハの膜厚分布を示す図である。
【図１８】（ａ）から（ｆ）は、ダブルパターニング法による基板処理工程におけるウエハの断面図である。
【図１９】本発明の第１実施形態の適用が有効な半導体装置の製造方法の一例に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、本発明に対する比較例の薄膜形成工程における基板上の薄膜形成状態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（１）基板処理装置の構成
まず、図１および図２を用い、本実施形態に係る基板処理装置１０について説明する。
図１は、本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置１０の横断面図である。図２は、本実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置１０の縦断面概略図である。
【００１５】
なお、本発明が適用される基板処理装置１０では、基板としてのウエハ２００を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：以下、ポッドという。）１００が使用されている。本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置１０の搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。
【００１６】
また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。図１に示されているＸ１の方向を右、Ｘ２の方向を左、Ｙ１の方向を前、Ｙ２の方向を後ろとする。
【００１７】
（真空側の構成）
図１および図２に示されているように、基板処理装置１０は、真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得る第１搬送室１０３を備えている。第１搬送室１０３の筐体１０１は平面視が例えば五角形であり、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。なお、以下で言う「平面視」とは、基板処理装置１０の鉛直上側から鉛直下側をみたときのことをいう。
【００１８】
第１搬送室１０３内には、負圧下で二枚のウエハ２００を同時に移載出来る第１ウエハ移載機１１２が設けられている。ここで、第１ウエハ移載機１１２は、一枚のウエハ２００を移載出来る物でも良い。第１ウエハ移載機１１２は、第１ウエハ移載機エレベータ１１５によって、第１搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００１９】
筐体１０１の五枚の側壁のうち前側に位置する側壁には、予備室（ロードロック室）１２２，１２３がそれぞれゲートバルブ１２６，１２７を介して連結されている。予備室１２２，１２３は、ウエハ２００を搬入する機能とウエハ２００を搬出する機能とを併用可能に構成され、それぞれ負圧に耐え得る構造で構成されている。
【００２０】
さらに、予備室１２２，１２３内には基板支持台１４０により２枚のウエハ２００を積み重ねるように置くことが可能である。予備室１２２，１２３には、ウエハ２００の間に配置される隔壁板（中間プレート）１４１が設置される。
【００２１】
第１搬送室１０３の筐体１０１の五枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する四枚の側壁には、基板に所望の処理を行う第１プロセスチャンバ２０２ａと、第２プロセスチャンバ２０２ｂ、第３プロセスチャンバ２０２ｃ、第４プロセスチャンバ２０２ｄがゲートバルブ１５０、１５１、１５２、１５３を介してそれぞれ隣接して連結されている。第１プロセスチャンバ２０２ａと、第２プロセスチャンバ２０２ｂ、第３プロセスチャンバ２０２ｃ、第４プロセスチャンバ２０２ｄについては、詳細を後述する。
【００２２】
（大気側の構成）
予備室１２２，１２３の前側には、真空下および大気圧下の状態でウエハ２００を搬送することができる第２搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第２搬送室１２１には、ウエハ２００を移載する第２ウエハ移載機１２４が設けられている。第２ウエハ移載機１２４は第２搬送室１２１内に設置された第２ウエハ移載機エレベータ１３１によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００２３】
第２搬送室１２１の左側にはノッチ合わせ装置１０６が設けられている。なお、ノッチ合わせ装置１０６は、オリエンテーションフラット合わせ装置であってもよい。また、第２搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設けられている。
【００２４】
第２搬送室１２１の筐体１２５の前側には、ウエハ２００を第２搬送室１２１に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１３４と、ポッドオープナ１０８と、が設けられている。基板搬入搬出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側には、ロードポート（ＩＯステージ）１０５が設けられている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップ１００ａを開閉すると共に基板搬入搬出口１３４を閉塞可能なクロージャ１４２と、クロージャ１４２を駆動する駆動機構１３６とを備えている。ロードポート１０５に載置されたポッド１００のキャップ１００ａを開閉することにより、ポッド１００に対するウエハ２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＯＨＴなど）によって、ロードポート１０５に対して、供給および排出されるようになっている。
【００２５】
（２）プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバの構成について、主に図３〜図５を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備えるプロセスチャンバの横断面概略図である。図４は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備えるプロセスチャンバの縦断面概略図であり、図３に示すプロセスチャンバのＡ−Ａ’線断面図である。なお、Ａ−Ａ’線は、Ａから反応容器２０３の中心を通ってＡ’に向かう線である。また、図５は、本実施形態に係る基板処理装置１０が備えるプロセスチャンバの上面概略図である。
【００２６】
ここで、本実施形態では、例えば、第１プロセスチャンバ２０２ａ、第２プロセスチャンバ２０２ｂ、第３プロセスチャンバ２０２ｃ、第４プロセスチャンバ２０２ｄはそれぞれ同様に構成されている。以下では、第１プロセスチャンバ２０２ａ、第２プロセスチャンバ２０２ｂ、第３プロセスチャンバ２０２ｃ、第４プロセスチャンバ２０２ｄを、総称して「プロセスチャンバ２０２」とする。
【００２７】
（処理室）
図３および図４に示されているように、処理炉としてのプロセスチャンバ２０２は、円筒状の気密容器である反応容器２０３を備えている。反応容器２０３内には、ウエハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。
【００２８】
反応容器２０３内の上側には、中心部から放射状に延びる４枚の仕切板２０５が設けられている。４枚の仕切板２０５は、処理室２０１内の天井部からサセプタ（基板載置台）２１７の直上までの空間を遮るように設けられている。これにより、４枚の仕切板２０５は、処理室２０１を、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂに仕切るように構成されている。なお、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂは、後述するサセプタ２１７の回転方向Ｒに沿って、この順番に配列するように構成されている。
【００２９】
また、後述するように、第１処理領域２０１ａ内には第１元素を含有する第１元素含有ガスが供給され、第２処理領域２０１ｂ内には第２元素を含む第２元素含有ガスが供給され、第１パージ領域２０４ａ内及び第２パージ領域２０４ｂ内には、不活性ガスが供給されるように構成されている。
【００３０】
ウエハ２００が、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂを通過する時間、すなわち、各領域でのウエハ２００の処理時間は、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂのそれぞれの面積に依存する。すなわち、各領域でのウエハ２００の処理時間は、仕切板２０５の配置に依存する。ここでは、例えば、４枚の仕切板２０５は、平面視で反応容器２０３の中心に対して対称に配置されている。また、例えば、それぞれの仕切板２０５は、互いに９０°の角度で配置されている。これにより、各領域でのウエハ２００の処理時間は、略等しい。
【００３１】
仕切板２０５の下端は、仕切板２０５がウエハ２００に干渉しない程度にサセプタ２１７に近付けて配置されている。これにより、仕切板２０５とサセプタ２１７との間を通過するガスは少ない。よって、各領域内で異なるガスが混ざり合うことが抑制される。
【００３２】
仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との間には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。この隙間を介し、第１パージ領域２０４ａ内及び第２パージ領域２０４ｂ内から第１処理領域２０１ａ内及び第２処理領域２０１ｂ内に向けて不活性ガスを噴出させるようにする。これにより、第１パージ領域２０４ａ内及び第２パージ領域２０４ｂ内への第１元素含有ガス及び第２元素含有ガス等の処理ガスの侵入を抑制することができ、第１パージ領域２０４ａ内及び第２パージ領域２０４ｂ内での処理ガスの反応を抑制することができるように構成されている。
【００３３】
（サセプタ）
仕切板２０５の下側、すなわち反応容器２０３内の底側中央には、反応容器２０３の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板載置台としてのサセプタ２１７が設けられている。サセプタ２１７は、ウエハ２００の金属汚染を低減することができるように、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。なお、サセプタ２１７は、反応容器２０３とは電気的に絶縁されている。
【００３４】
サセプタ２１７は、反応容器２０３内にて、複数枚（本実施形態では例えば５枚）のウエハ２００を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではなく、サセプタ２１７を上面から見たときに、複数枚のウエハ２００が互いに重ならないように並べられていればよい。また、サセプタ２１７は、複数枚のウエハ２００を回転方向に沿って並べて配置するように構成されている。
【００３５】
サセプタ２１７表面におけるウエハ２００の支持位置には、ウエハ載置部２１７ｂが設けられている。処理するウエハ２００の枚数と同数のウエハ載置部２１７ｂがサセプタ２１７の中心から同心円上の位置に互いに等間隔（例えば７２°の間隔）で配置されている。
【００３６】
それぞれのウエハ載置部２１７ｂは、例えばサセプタ２１７の上面から見て円形状であり、側面から見て凹形状である。ウエハ載置部２１７ｂの直径はウエハ２００の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。このウエハ載置部２１７ｂ内にウエハ２００を載置することにより、ウエハ２００の位置決めを容易に行うことができ、また、サセプタ２１７の回転に伴う遠心力によりウエハ２００がサセプタ２１７から飛び出してしまう等のウエハ２００の位置ズレが発生することを抑制できる。
【００３７】
サセプタ２１７には、サセプタ２１７を昇降させる昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７の各ウエハ載置部２１７ｂの位置には、貫通孔２１７ａが複数設けられている。上述の反応容器２０３の底面には、反応容器２０３内へのウエハ２００の搬入・搬出時に、ウエハ２００を突き上げて、ウエハ２００の裏面を支持するウエハ突き上げピン２６６が複数設けられている。貫通孔２１７ａ及びウエハ突き上げピン２６６は、ウエハ突き上げピン２６６が上昇させられた時、又は昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられた時に、ウエハ突き上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で貫通孔２１７ａを突き抜けるように、互いに配置されている。
【００３８】
昇降機構２６８には、サセプタ２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の図示しない回転軸は、サセプタ２１７に接続されており、回転機構２６７を作動させることでサセプタ２１７を回転させることができるように構成されている。また、サセプタ２１７が回転することで、五つのウエハ載置部２１７ｂが一括して回転されるように構成されている。
【００３９】
回転機構２６７には、後述するコントローラ３００が、カップリング部２６７ａを介して接続されている。カップリング部２６７ａは、例えば回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ２１７の回転が妨げられないようになっている。コントローラ３００は、サセプタ２１７を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構２６７への通電具合を制御するように構成されている。
【００４０】
上述したように、サセプタ２１７を回転させることにより、サセプタ２１７上に載置されたウエハ２００は、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ及び第２パージ領域２０４ｂをこの順番に通過することとなる。
【００４１】
（加熱部）
サセプタ２１７の内部には、加熱部としてのヒータ２１８が一体的に埋め込まれており、ウエハ２００を加熱できるように構成されている。ヒータ２１８に電力が供給されると、ウエハ２００表面が所定温度（例えば室温〜１０００℃程度）にまで加熱可能に構成されている。なお、ヒータ２１８は、サセプタ２１７に載置されたそれぞれのウエハ２００を個別に加熱するように、同一面上に複数（例えば５つ）設けてもよい。
【００４２】
サセプタ２１７には温度センサ２７４が設けられている。ヒータ２１８及び温度センサ２７４には、電力供給線２２２を介して、電力調整器２２４、ヒータ電源２２５、及び温度調整器２２３が電気的に接続されている。温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいて、ヒータ２１８への通電具合が制御されるように構成されている。
【００４３】
続いて、図４および図５を用いてプロセスチャンバ２０２のガス供給系について説明する。  
【００４４】
（第１元素含有ガス供給系）
反応容器２０３の天井部の中央部には、第１ガス導入部２８１が設けられている。第１ガス導入部２８１の上端には、第１ガス供給管２３１ａの下流端が接続されている。第１ガス導入部２８１の第１処理領域２０１ａ側の側壁には、第１処理領域２０１ａに開口する第１ガス噴出口２５１が設けられている。
【００４５】
第１ガス供給管２３１ａには、上流方向から順に、第１元素含有ガス供給源２３１ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３１ｄが設けられている。
【００４６】
第１ガス供給管２３１ａから、ＭＦＣ２３１ｃ、バルブ２３１ｄ、第１元素含有ガス導入部２８１および第１ガス噴出口２５１を介して、第１元素含有ガスが第１処理領域２０１ａ内に供給される。
【００４７】
また、第１ガス供給管２３１ａのバルブ２３１ｄよりも下流側には、不活性ガス供給管２３４ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２３４ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３４ｂ、ＭＦＣ２３４ｃ、及びバルブ２３４ｄが設けられている。不活性ガス供給管２３４ａからは、ＭＦＣ２３４ｃ、バルブ２３４ｄ、第１ガス供給管２３１ａ、第１ガス導入部２８１及び第１ガス噴出口２５１を介して、不活性ガスが第１処理領域２０１ａ内に供給される。第１処理領域２０１ａ内に供給される不活性ガスは、第１元素含有ガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００４８】
主に、第１ガス供給管２３１ａ、ＭＦＣ２３１ｃ、バルブ２３１ｄ、第１ガス導入部２８１及び第１ガス噴出口２５１により、第１元素含有ガス供給系（第１ガス供給系、もしくは第１元素含有ガス供給部と呼んでもよい。）が構成される。なお、第１元素含有ガス供給源２３１ｂを第１元素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００４９】
また、不活性ガス供給管２３４ａ、ＭＦＣ２３４ｃ、バルブ２３４ｄを第１元素含有ガス供給系に含めて考えても良い。
【００５０】
第１元素含有ガスは、原料ガス（プリカーサ）、すなわち、処理ガスの一つである。
【００５１】
ここで、第１元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第１元素含有ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えばＳｉＨ２（ＮＨ（Ｃ４Ｈ９））２（ビス  ターシャリ  ブチル  アミノ  シラン、略称：ＢＴＢＡＳ）ガスを用いることができる。なお、第１元素含有ガスは、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１元素含有ガスが常温常圧で液体の場合は、第１ガス供給源２３１ｂとマスフローコントローラ２３１ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは気体として説明する。
【００５２】
なお、シリコン含有ガスとしては、ＢＴＢＡＳの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン（Ｃ６Ｈ１９ＮＳｉ２、略称：ＨＭＤＳ）やトリシリルアミン（（ＳｉＨ３）３Ｎ、略称：ＴＳＡ）等を用いることができる。これらのガスは、シリコンソースとして働く。また、第１元素含有ガスは、後述する第２元素含有ガスより粘着度（粘度）の高い材料が用いられる。
【００５３】
（不活性ガス供給系）
反応容器２０３の天井部の中央部には、不活性ガス導入部２８２が設けられている。不活性ガス導入部２８２の第１パージ領域２０７ａ側および第２パージ領域２０７ｂ側における側壁には、それぞれ第１パージ領域２０７ａに開口する第１不活性ガス噴出口２５６、第２パージ領域２０７ｂに開口する第２不活性ガス噴出口２５７が設けられている。
【００５４】
不活性ガス導入部２８２の上端には、第２ガス供給管２３２ａの下流端が接続されている。第２ガス供給管２３２ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３２ｂ、ＭＦＣ２３２ｃ、及びバルブ２３２ｄが設けられている。第２ガス供給管２３２ａからは、ＭＦＣ２３２ｃ、バルブ２３２ｄ、不活性ガス導入部２８２、第１不活性ガス噴出口２５６及び第２不活性ガス噴出口２５７を介して、不活性ガスが第１パージ領域２０７ａ内及び第２パージ領域２０７ｂ内にそれぞれ供給される。第１パージ領域２０７ａ内及び第２パージ領域２０７ｂ内に供給される不活性ガスは、パージガスとして作用する。
【００５５】
主に、第２ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２３２ｃ、バルブ２３２ｄ、不活性ガス導入部２８２、不活性ガス噴出口２５６、不活性ガス噴出口２５７により、不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２３２ｂを不活性ガス供給系（不活性ガス供給部と呼んでもよい）に含めて考えてもよい。
【００５６】
ここで「不活性ガス」としては、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスや窒素（Ｎ２）ガスのうち少なくともいずれか一つを用いることができる。ここでは、不活性ガスは、Ｎ２ガスを用いている。
【００５７】
（第２元素含有ガス供給系）
反応容器２０３の天井部であって、第２処理領域２０１ｂの上方には、連通口２０３ａが設けられている。連通口２０３ａには後述するプラズマ生成室２９０が接続される（プラズマ生成室２９０の開口部を連通口２０３ａとしてみなしてもよい）。さらにプラズマ生成室２９０の上部には、天井２９２に設けられた第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂ及びバッファ室２９４ａが設けられている。バッファ室２９４ａの上部には第２元素含有ガス導入孔２９２ａが設けられており、第２元素含有ガスがバッファ室２９４ａ及び第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂを介してプラズマ生成室２９０内に供給される。
【００５８】
第２元素含有ガス導入孔２９２ａには、第３ガス供給管２３３ａの下流端が接続されている。第３ガス供給管２３３ａには、上流方向から順に、第２元素含有ガス供給源２３３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２３３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２３３ｄが設けられている。
【００５９】
第２元素含有ガス供給源２３３ｂから、ＭＦＣ２３３ｃ、バルブ２３３ｄ、プラズマ生成室２９０、連通口２０３ａを介して、第２元素含有ガスが第２処理領域２０１ｂ内に供給される。
【００６０】
また、第３ガス供給管２３３ａのバルブ２３３ｄよりも下流側には、不活性ガス供給管２３５ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２３５ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２３５ｂ、ＭＦＣ２３５ｃ、及びバルブ２３５ｄが設けられている。不活性ガス供給管２３５ａからは、ＭＦＣ２３５ｃ、バルブ２３５ｄ、第３ガス供給管２３３ａ、プラズマ生成室２９０、連通口２０３ａを介して、不活性ガスが第２処理領域２０６ｂ内に供給される。第２処理領域２０１ｂ内に供給される不活性ガスは、第１処理領域２０１ａ内に供給される不活性ガスと同様に、キャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
【００６１】
主に、第３ガス供給管２３３ａ、ＭＦＣ２３３ｃ、バルブ２３３ｄ、第２元素含有ガス導入孔２９２ａにより第２元素含有ガス供給系（第３ガス供給系、もしくは第２元素含有ガス供給部と呼んでもよい。）が構成される。なお、第２元素含有ガス供給源２３３ｂを第２元素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。
【００６２】
また、不活性ガス供給管２３５ａ、ＭＦＣ２３５ｃ、バルブ２３５ｄを第２元素含有ガス供給系に含めて考えても良い。
【００６３】
第２元素含有ガスは、処理ガスの一つであり、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。後述するようにプラズマ状態となって、ウエハ２００上に第１元素含有ガス（原料ガス）によって形成された第１層と反応するガスである。
【００６４】
ここで、第２元素含有ガスは、第１元素と異なる第２元素を含有する。第２元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第２元素含有ガスは、例えば酸素含有ガスであるとする。具体的には、酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ２）ガスが用いられる。なお、酸素含有ガスとしては、オゾン（Ｏ３）ガスや水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いてもよい。また、第２元素含有ガスは、第１元素含有ガスより粘着度（粘度）の低い材料が用いられる。
【００６５】
（排気系）
図４に示されているように、反応容器２０３の底部には、反応容器２０３内を排気する排気口２４０が設けられている。例えば排気口２４０は複数設けられ、第１処理領域２０６ａ、第１パージ領域２０７ａ、第２処理領域２０１ｂおよび第２パージ領域２０７ｂのそれぞれの底部に設けられている。
【００６６】
各々の排気口２４０には、排気管２４１の上流端が接続されている。例えば、各々の排気口２４０に接続された排気管２４１は、下流側で一つに合流されている。排気管２４１の合流部分よりも下流側には、圧力センサ２４８、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３、および開閉弁としてのバルブ２４５を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気や真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して処理室２０１内の圧力を調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管２４１、ＡＰＣバルブ２４３及びバルブ２４５により排気系が構成される。なお、排気系（排気部とも呼ぶ。）には、圧力センサ２４８および真空ポンプ２４６を含めても良い。
【００６７】
（プラズマ生成部）
図４及び図５に示されているように、反応容器２０３の第２処理領域２０１ｂにおける天井部には、少なくとも反応容器２０３の半径方向においてウエハ２００の基板径よりも長い開口部を有する連通口２０３ａが設けられている。連通口２０３ａの上部には、プラズマ生成室２９０が接続されている。プラズマ生成室２９０は側壁２９１及び天井２９２を有する。
【００６８】
連通口２０３ａは小判型形状、もしくは楕円形状であり、その長辺の方向（長軸の方向）は反応容器２０３の半径方向である。つまり、連通口２０３ａの長辺の方向と、その直下を通過するウエハ２００の移動方向Ｒは互いに垂直である。また、プラズマ生成室２９０の側壁２９１は連通口２０３ａと同じ断面形状を有する筒状構造であり、外周にコイル２９３が巻かれている。側壁２９１は例えば石英で構成されている。連通口２０３ａは、ウエハ２００の外周が連通口２０３ａの内側を通過する位置に配置される。
【００６９】
プラズマ生成室２９０の上部（コイル２９３の上端より上部）には、導入されたガスをプラズマ生成室２９０内に均一に分散するためのガス分散構造２９４として、バッファ室２９４ａ及び第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂが設けられる。また、バッファ室２９４ａの上部には、第２元素含有ガス供給系に接続された第２元素含有ガス導入孔２９２ａが設けられている。第２元素含有ガス導入孔２９２ａからバッファ室２９４ａに導入された第２元素含有ガスは、天井２９２に設けられた第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂを介してプラズマ生成室２９０へ供給される。
【００７０】
また、本実施形態では、第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂは、プラズマ生成室２９０の天井２９２にはめ込まれた分散プレート２９４ｃの切欠き（溝）によって構成されている。図６は天井２９０の水平方向の断面図である。図６に示すように、天井２９２には拡散プレートをはめ込むためのくり抜き部が設けられており、そこに拡散プレート２９４ｃがはめ込まれている。拡散プレート２９４ｃには切欠き（溝）が複数（本実施形態では６個）設けられており、拡散プレート２９４ｃが天井２９２にはめ込まれることによって、天井２９２との間に第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂを構成するスリットを形成している。なお、拡散プレート２９４ｃの形状は、本実施形態では天井２９２やバッファ室２９４ａと同形状としているが、円形等の形状であってもよい。
【００７１】
コイル２９３には、波形調整回路２９６、ＲＦセンサ２９７、高周波電源２９８と周波数整合器２９９が接続される。コイル２９３は遮蔽板２９５に囲まれている。遮蔽板２９５は、コイル２９３から発生する電磁波等を遮断する。
【００７２】
高周波電源２９８はコイル２９３に高周波電力を供給するものである。ＲＦセンサ２９７は高周波電源２９８の出力側に設けられている。ＲＦセンサ２９７は、供給される高周波の進行波や反射波の情報をモニタするものである。周波数整合器２９９は、ＲＦセンサ２９７でモニタされた反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるよう、高周波電源２９８を制御する。
【００７３】
コイル２９３は、所定の波長の定在波を形成するため、一定波長モードで共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、コイル２９３と隣接する波形調整回路２９６（後に詳述）を合わせた電気的長さは、高周波電源２９８から供給される電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）に相当する長さに設定される。例えば、１３．５６ＭＨｚの場合1波長の長さは約２２メートル、２７．１２ＭＨｚの場合1波長の長さは、約１１メートル、５４．２４ＭＨｚの場合1波長の長さは約５．５メートルになる。
【００７４】
コイル２９３の両端は電気的に接地されるが、コイル２９３の少なくとも一端は、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整するため、可動タップを介して接地される。コイル２９３の他端は固定グランドに接続される。さらに、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際にコイル２９３のインピーダンスを微調整するため、コイル２９３の接地された両端の間には、可動タップによって給電部が構成される。
【００７５】
すなわち、コイル２９３は、電気的に接地されたグランド部を両端に備え且つ高周波電源２９８から電力供給される給電部を各グランド部の間に備えている。しかも、少なくとも一方のグランド部は、位置調整可能な可変式グランド部とされ、そして、給電部は、位置調整可能な可変式給電部とされる。コイル２９３が可変式グランド部及び可変式給電部を備えている場合には、後述するように、処理室２０１の共振周波数及び負荷インピーダンスを調整する際、より一層簡便に調整することができる。
プラズマの生成原理については後述する。
【００７６】
遮蔽板２９５は、コイル２９３の外側への電磁波の漏れを遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分をコイル２９３との間に形成するために設けられる。遮蔽板２９５は、一般的には、アルミニウム合金、銅又は銅合金などの導電性材料を使用して円筒状に形成される。遮蔽板２９５は、コイル２９３の外周から、例えば５から１５０ｍｍ程度隔てて配置される。
【００７７】
高周波電源２９８の出力側にはＲＦセンサ２９７が設置され、コイル２９３に向かう進行波、コイル２９３から反射する反射波等をモニタしている。ＲＦセンサ２９７によってモニタされた反射波電力は、周波数整合器２９９に入力される。周波数整合器２９９は、反射波が最小となるよう周波数を制御する。
【００７８】
主に、プラズマ生成室２９０、コイル２９３、波形調整回路２９６、ＲＦセンサ２９７、周波数整合器２９９により、本実施形態に係るプラズマ生成部２７０が構成されている。尚、プラズマ生成部２７０として高周波電源２９８を含めても良い。
【００７９】
ここで、本実施形態に係る装置のプラズマ生成原理および生成されるプラズマの性質について説明する。
【００８０】
コイル２９３は、所定の波長の定在波を形成するため、全波長モードで共振する様に巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、コイル２９３と周波数整合回路２９６を合わせた電気的長さは、高周波電源２９８から与えられる電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍，２倍，…）に設定される。
【００８１】
具体的には、印加する電力や発生させる磁界強度または適用する装置の外形などを勘案し、コイル２９３は、例えば、８００ｋＨｚから５０ＭＨｚ、０．５ＫＷから５ＫＷの高周波電力によって０．０１ガウスから１０ガウス程度の磁場を発生し得る様に、５０mm2から３００mm2 の有効断面積であって且つ２００mmから５００mmのコイル直径とされ、側壁２９１を形成する部屋の外周側に２から６０回程度巻回される。なお、コイル２９３を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅またはアルミニウムを蒸着した素材などが使用される。
【００８２】
また、コイル２９３の一端または両端は、当該共振コイルの電気的長さを設置の際に微調整し、共振特性を高周波電源２９８と略等しくするため、通常は可動タップを介して接地される。更に、位相及び逆位相電流がコイル２９３の電気的中点に関して対称に流れる様に、コイル２９３の一端（若しくは他端または両端）には波形調整回路２９６が挿入される。波形調整回路は、コイル２９３の端部を電気的に非接続状態とするか又は電気的に等価の状態に設定することにより開路に構成する。また、コイル２９３の端部は、チョーク直列抵抗によって非接地とし、固定基準電位に直流接続されてもよい。
【００８３】
遮蔽板２９５は、コイル２９３の外側の電界を遮蔽すると共に、共振回路を構成するのに必要な容量成分（Ｃ成分）をコイル２９３との間に形成するために設けられる。遮蔽板２９５は、一般的には、アルミニウム合金、銅または銅合金などの導電性材料を使用して円筒状に構成される。遮蔽板２９５は、コイル２９３の外周から５から１５０ｍｍ程度隔てて配置される。そして、通常、遮蔽板２９５はコイル２９３の両端と電位が等しくなる様に接地されるが、コイル２９３の共振数を正確に設定するため、遮蔽板２９５の一端または両端は、タップ位置を調整可能とする。あるいは、共振数を正確に設定するために、コイル２９３と遮蔽板２９５の間にトリミングキャパシタンスを挿入しても良い。
【００８４】
高周波電源２９８は、発振周波数および出力を規定するための高周波発振回路およびプリアンプを含む電源制御手段（コントロール回路）と、所定の出力に増幅するための増幅器（出力回路）とを備えている。電源制御手段は、操作パネルを通じて予め設定された周波数および電力に関する出力条件に基づいて増幅器を制御し、増幅器は、上記のコイル２９３に伝送線路を介して一定の高周波電力を供給する。
【００８５】
ところで、コイル２９３によって構成されるプラズマ発生回路はＲＬＣの並列共振回路で構成される。高周波電源２９８の波長とコイル２９３の電気的長さが同じ場合、コイル２９３の共振条件は、コイル２９３の容量成分や誘導成分によって作り出されるリアクタンス成分が相殺され、純抵抗になることである。しかしながら、上記プラズマ発生回路においては、プラズマを発生させた場合、コイル２９３の電圧部とプラズマとの間の容量結合、プラズマ生成室２９０内のプラズマの変動や、プラズマの励起状態により、実際の共振周波数が僅かながら変動する。
【００８６】
そこで、本実施形態においては、プラズマ発生時のコイル２９３における共振のずれを電源側で補償するため、周波数整合器２９９は、プラズマが発生した際のコイル２９３からの反射波電力を検出して出力を補完する機能を有する。斯かる構成により、本発明の共振装置では、コイル２９３において一層正確に定在波を形成でき、容量結合の極めて少ないプラズマを発生させ得る。
【００８７】
すなわち、上記の周波数整合器２９９は、プラズマが発生した際の前記のコイル２９３からの反射波電力を検出し、反射波電力が最小となる様に前記の所定周波を増加または減少させる。具体的には、周波数整合器２９９には、予め設定された発振周波数を補正する周波数制御回路が構成され、かつ、増幅器の出力側には、伝送線路における反射波電力を検出し、その電圧信号を周波数制御回路にフィードバックする周波数整合器２９９の一部としての反射波パワーメータが介装される。
【００８８】
周波数制御回路は、反射波パワーメータからの電圧信号が入力され且つ当該電圧信号を周波数信号にデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ、変換された反射波に相当する周波数信号の値と予め設定記憶された発振周波数の値とを加減算処理する演算処理回路、加減算処理して得られた周波数の値を電圧信号にアナログ変換するＤ／Ａコンバータ、および、Ｄ／Ａコンバータからの印加電圧に応じて発振する電圧制御発振器によって構成される。従って、周波数制御回路は、プラズマ点灯前はコイル２９３の無負荷共振周波数で発振し、プラズマ点灯後は反射電力が最小となる様に前記所定周波数を増加または減少させた周波数を発振し、結果的には、伝送線路における反射波がゼロとなる様に周波数信号を増幅器に与える。
【００８９】
本実施形態においては、プラズマ生成室２９０の内部を例えば０．０１から５０Ｔｏｒｒに減圧した後、前記の真空度を維持しつつプラズマ生成室２９０にプラズマ用ガス（本実施形態においては酸素ガス）を供給する。そして、高周波電源２９８からコイル２９３に例えば２７．１２ＭＨｚ、２ＫＷの高周波電力を供給すると、プラズマ生成室２９０の内部に誘導電界が生じ、その結果、供給されたガスがプラズマ生成室２９０においてプラズマ状態となる。
【００９０】
高周波電源２９８に付設された周波数整合器２９９は、発生したプラズマの容量結合や誘導結合の変動によるコイル２９３における共振点のずれを高周波電源２９８側で補償する。すなわち、周波数整合器２９９のＲＦセンサ２９７は、プラズマの容量結合や誘導結合の変動による反射波電力を検出し、反射波電力が最小となる様に、反射波電力の発生要因である共振周波数のずれに相当する分だけ前記の所定周波を増減させ、プラズマ条件下におけるコイル２９３の共振周波数の高周波を増幅器に出力させる。
【００９１】
換言すれば、本発明の共振装置においては、プラズマ発生時およびプラズマ生成条件の変動時のコイル２９３の共振点のずれに応じて、正確に共振する周波数の高周波を出力するため、コイル２９３で一層正確に定在波を形成できる。すなわち、コイル２９３においては、プラズマを含む当該共振器の実際の共振周波数の送電により、位相電圧と逆位相電圧が常に相殺される状態の定在波が形成され、コイルの電気的中点（電圧がゼロのノード）に最も高い位相電流が生起される。従って、上記の電気的中点において励起された誘導プラズマは、処理室壁や基板載置台との容量結合が殆どなく、プラズマ生成室２９０中には、電気的ポテンシャルの極めて低いプラズマを形成できる。
【００９２】
（制御部）
次に、図７を用い、本実施形態の制御部（制御手段）であるコントローラ３００について説明する。図７は、本実施形態で好適に用いられる基板処理装置１０のコントローラの概略構成図である。
【００９３】
図７に示されているように、制御部（制御手段）であるコントローラ３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０１ｂ、記憶装置３０１ｃ、Ｉ／Ｏポート３０１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ３０１ｂ、記憶装置３０１ｃ、Ｉ／Ｏポート３０１ｄは、内部バス３０１ｅを介して、ＣＰＵ３０１ａ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３００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３０２が接続されている。
【００９４】
記憶装置３０１ｃ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３０１ｃ内には、基板処理装置１０の動作を制御する制御プログラムや、後述する成膜処理等の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３００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。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、ＲＡＭ３０１ｂは、ＣＰＵ３０１ａ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。
【００９５】
Ｉ／Ｏポート３０１ｄは、上述のマスフローコントローラ２３１ｃ、２３２ｃ、２３３ｃ、２３４ｃ、２３５ｃ、バルブ２３１ｄ、２３２ｄ、２３３ｄ、２３４ｄ、２３５ｄ、圧力センサ２４８、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、温度センサ２４９、ＲＦセンサ２９７、周波数整合器２９９、高周波電源２９８、回転機構２６７、昇降機構２６８等に接続されている。なお、Ｉ／Ｏポート３０１ｄは、図示されていないヒータ２１８、電力調整器２２４、ヒータ電源２２５、及び温度調整器２２３にも接続されている。
【００９６】
ＣＰＵ３０１ａは、記憶装置３０１ｃ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３０２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置３０１ｃ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、ＣＰＵ３０１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、マスフローコントローラ２３１ｃ、２３２ｃ、２３３ｃ、２３４ｃ、２３５ｃによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２３１ｄ、２３２ｄ、２３３ｄ、２３４ｄ、２３５ｄの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作及び圧力センサ２４８に基づくＡＰＣバルブ２４３による圧力調整動作、温度センサ２７４に基づくヒータ２１８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によるサセプタ２１７の回転および回転速度調節動作、昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作、高周波電源２９８による電力供給および停止、周波数整合器２９９によるインピーダンス調整動作等を制御するように構成されている。
【００９７】
なお、コントローラ３００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よい。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）３０３を用意し、係る外部記憶装置３０３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３００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３０３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３０３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置３０１ｃや外部記憶装置３０３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３０１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置３０３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００９８】
（３）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る半導体製造工程の一工程として、上述したプロセスチャンバ２０２を備える基板処理装置１０を用いて製造される基板処理工程について説明する。
【００９９】
まず、図８及び図９を用い、基板処理工程の概略について説明する。図８は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図９は、本実施形態に係る改質工程のフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置１０のプロセスチャンバ２０２の構成各部の動作は、コントローラ３００により制御される。
【０１００】
ここでは、第１元素含有ガスとしてシリコン含有ガスであるＢＴＢＡＳガスを用い、第２元素含有ガスとして酸素含有ガスである酸素（Ｏ２）ガスを用い、ウエハ２００上に薄膜としてシリコン酸化膜を形成する例について説明する。また、例えば、ウエハ２００上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ２００または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
【０１０１】
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２）
例えば、最大２５枚のウエハ２００が収納されたポッド１００が、工程内搬送装置によって搬送され、ロードポート１０５の上に載置される。ポッド１００のキャップ１００ａがポッドオープナ１０８によって取り外され、ポッド１００の基板出し入れ口が開放される。第２ウエハ移載機１２４は、ポッド１００からウエハ２００をピックアップして、ノッチ合わせ装置１０６上へ載置する。ノッチ合わせ装置１０６はウエハ２００の位置調整を行う。第２ウエハ移載機１２４は、ウエハ２００をノッチ合わせ装置１０６から大気圧の状態の予備室１２２内に搬入する。ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。
【０１０２】
プロセスチャンバ２０２ではサセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させることにより、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突き上げピン２６６を貫通させる。その結果、ウエハ突き上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、所定のゲートバルブを開き、第１ウエハ移載機１１２を用いて、処理室２０１内に所定枚数（例えば５枚）のウエハ２００（処理基板）を搬入する。そして、サセプタ２１７の図示しない回転軸を中心として、各ウエハ２００が重ならないように、サセプタ２１７の回転方向に沿って載置する。これにより、ウエハ２００は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突き上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。
【０１０３】
処理室２０１内にウエハ２００を搬入したら、第１ウエハ移載機１１２をプロセスチャンバ２０２の外へ退避させ、所定のゲートバルブを閉じて反応容器２０３内を密閉する。その後、サセプタ２１７を上昇させることにより、サセプタ２１７に設けられた各載置部２１７ｂ上にウエハ２００を載置する。
【０１０４】
なお、ウエハ２００を処理室２０１内に搬入する際には、排気系により処理室２０１内を排気しつつ、不活性ガス供給系から処理室２０１内に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ２４６を作動させＡＰＣバルブ２４３を開けることにより処理室２０１内を排気した状態で、少なくとも第１不活性ガス供給系のバルブ２３４ｄを開けることにより、処理室２０１内にＮ２ガスを供給することが好ましい。これにより、処理室２０１内へのパーティクルの侵入や、ウエハ２００上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、さらに第１元素含有ガス供給系及び第２元素含有ガス供給系から不活性ガスを供給してもよい。また、真空ポンプ２４６は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１０２）から後述する基板搬出工程（Ｓ１０６）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【０１０５】
ウエハ２００をサセプタ２１７の上に載置する際は、サセプタ２１７の内部に埋め込まれたヒータ２１８に電力を供給し、ウエハ２００の表面が所定の温度となるよう制御される。ウエハ２００の温度は、例えば室温以上７００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって２００℃以下である。この際、ヒータ２１８の温度は、温度センサ２７４により検出された温度情報に基づいてヒータ２１８への通電具合を制御することによって調整される。
【０１０６】
なお、シリコンで構成されるウエハ２００の加熱処理では、表面温度を７５０℃以上にまで加熱すると、ウエハ２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。ウエハ２００の温度を上述のように制限することにより、ウエハ２００の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
【０１０７】
また、後述するダブルパターニング法などのようにウエハ２００の上にホトレジストパターンが形成された状態で、ホトレジストパターンの上に薄膜を形成する場合では、ウエハ２００の温度が例えば２００℃以上の高温であるときにホトレジストパターンが熱変化してしまう可能性がある。本実施形態では、低温で基板処理工程を行うことが可能であるため、ホトレジスト膜の劣化を抑制することができる。
【０１０８】
（薄膜形成工程Ｓ１０４）
次に、薄膜形成工程Ｓ１０４を行う。薄膜形成工程Ｓ１０４の基本的な流れについて説明し、本実施形態の特徴部分については詳細を後述する。
【０１０９】
薄膜形成工程Ｓ１０４では、第１処理領域２０１ａ内に第１元素含有ガスであるＢＴＢＡＳガスを供給し、第２処理領域２０１ｂ内に第２元素含有ガスである酸素ガスを供給してウエハ２００上にシリコン酸化膜を形成する。
【０１１０】
なお、薄膜形成工程Ｓ１０４では、基板搬入・載置工程Ｓ１０２後、継続して、排気部により処理室２０１内が排気されるとともに、不活性ガス供給系から第１パージ領域２０４ａ内および第２パージ領域２０４ｂ内にパージガスとしてのＮ２ガスが供給されている。
【０１１１】
（サセプタ回転開始Ｓ２０２）
まず、ウエハ２００が各ウエハ載置部２１７ｂに載置されたら、回転機構２６７によってサセプタ２１７の回転を開始する。この際、サセプタ２１７の回転速度はコントローラ３００によって制御される。サセプタ２１７の回転速度は例えば１回転／分以上１００回転／分以下である。具体的には、回転速度は、例えば６０回転／分である。サセプタ２１７を回転させることにより、ウエハ２００は、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂの順に移動を開始する。
【０１１２】
（ガス供給開始Ｓ２０４）
ウエハ２００を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ２１７が所望とする回転速度に到達したら、バルブ２３２ｄを開けて第１処理領域２０１ａ内にＢＴＢＡＳガスの供給を開始し、更にバルブ２３３ｄを開けて第２処理領域２０１ｂ内に酸素ガスを供給する。
【０１１３】
このとき、ＢＴＢＡＳガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３１ｃを調整する。なお、ＢＴＢＡＳガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。本実施形態では、後述する第３工程Ｓ２１０までＢＴＢＡＳガスを一定流量で流し続ける。
【０１１４】
なお、ＢＴＢＡＳガスとともに、不活性ガス供給管２３４ａを介してキャリアガスとして不活性ガスであるＮ２ガスを流してもよい。
【０１１５】
また、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ２３３ｃを調整する。まず、第３ガス供給管２３３ａから第２元素含有ガス導入孔２９２ａを介してバッファ室２９４ａへ酸素ガスを導入する。バッファ室２９４ａでバッファされた酸素ガスは第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂを介してプラズマ生成室２９０に供給される。第２元素含有ガス噴出孔２９４ｂを介して供給された酸素ガスは側壁２９１方向に拡散され、側壁２９１に沿ってコイル２９３の近傍に供給される。なお、酸素ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。本実施形態では、後述するプラズマ生成停止Ｓ２１０まで酸素ガスを一定流量で流し続ける。
【０１１６】
また、ＡＰＣバルブ２４３の弁開度を適正に調整することにより、処理室２０１内の圧力を、所定の圧力とする。
【０１１７】
なお、このガス供給開始Ｓ２０４のときから、ウエハ２００の表面上に後述する所定の厚さを有するシリコン含有層が形成され始める。また、プラズマ生成室２９０におけるプラズマ生成開始までに酸素ガスの流量を安定させるため、遅くともＢＴＢＡＳガスがウエハ２００の表面上に吸着してシリコン含有層を形成し始めてからウエハ２００が１周するまでの間に、酸素ガスの供給を開始することが望ましい。
【０１１８】
（プラズマ生成開始Ｓ２０６）
次に、ＢＴＢＡＳガスおよび酸素ガスの流量が安定したら、プラズマ生成部２７０により、第２処理領域２０１ｂ上部において酸素ガスのプラズマ生成を開始する。言い換えれば、プラズマ生成部２７０のコイル２９３に高周波電力の供給を開始することによって、第２処理領域２０１ｂの上部空間であるプラズマ生成室２９０内において酸素ガスをプラズマ状態で励起する。
【０１１９】
具体的には、ＢＴＢＡＳガス及び酸素ガスの流量と処理室２０１内の圧力が安定したら、コイル２９３に対して高周波電源２９８によって高周波電力の印加を開始する。これにより、プラズマ生成室２９０内に磁場が形成され、プラズマ生成室２９０内のコイル２９３の電気的中点に相当する高さ位置に側壁２９１に沿って誘導プラズマが励起される。プラズマ状の酸素ガスは解離し、酸素元素（Ｏ）を含む活性種、イオン等の反応種（以降、活性種等と呼ぶ）が生成される。
【０１２０】
前述したように、位相電圧と逆位相電圧が常に相殺される状態の定在波が形成され、コイルの電気的中点（電圧がゼロのノード）に最も高い位相電流が生起される。従って、上記の電気的中点において励起された誘導プラズマは、処理室壁や基板載置台との容量結合が殆どなく、プラズマ生成室２９０内には、電気的ポテンシャルの極めて低いプラズマを形成できる。
【０１２１】
さらに、上述の様に、高周波電源２９８に付設された電源制御手段がプラズマの容量結合や誘導結合の変動によるコイル２９３における共振点のずれを補償し、一層正確に定在波を形成すため、容量結合が殆どなく、より確実に電気的ポテンシャルの極めて低いプラズマをプラズマ生成空間中に形成できる。
【０１２２】
電気的ポテンシャルが極めて低いプラズマが生成されることから、プラズマ生成室２９０の壁や、基板載置台上にシースが発生を防ぐことができる。したがって、プラズマ中のイオンは加速されない。
【０１２３】
なお、プラズマ生成開始Ｓ２０６のときから、後述するように、酸素ガスのプラズマ励起により生成された活性種等によってシリコン含有層が改質され始める。
【０１２４】
（改質工程Ｓ２０８）
次に、プラズマ生成開始Ｓ２０６の後に、プラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を継続し、ウエハ２００の上にシリコン元素および酸素元素を含有するシリコン酸化膜を形成していく改質工程Ｓ２０８を行う。
【０１２５】
改質工程Ｓ２０８では、複数のウエハ２００が、順次、第１処理領域２０１ａと第２処理領域２０１ｂを所定回数交互に通過するようにサセプタ２１７が継続して回転している。具体的には、ウエハ２００は、第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂの順に交互に通過する。これにより、ウエハ２００には、ＢＴＢＡＳガスの供給、不活性ガスの供給、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給、不活性ガスの供給を１サイクルとして、このサイクルが順に実施される。
【０１２６】
以下、図９を用い、改質工程Ｓ２０８の詳細を説明する。
【０１２７】
（第１処理領域通過Ｓ３０２）
ウエハ２００が第１処理領域２０１ａを通過するときに、ＢＴＢＡＳガスがウエハ２００に供給される。ウエハ２００表面の上には、ＢＴＢＡＳガスがウエハ２００の上に接触することによって「第１元素含有層」としてのシリコン含有層が形成される。
【０１２８】
シリコン含有層は、例えば、処理室２０１内の圧力、ＢＴＢＡＳガスの流量、サセプタ２１７の温度、第１処理領域２０１ａの通過にかかる時間（第１処理領域２０１ａでの処理時間）等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。
【０１２９】
（第１パージ領域通過Ｓ３０４）
次に、ウエハ２００は、第１処理領域２０１ａを通過した後に、サセプタ２１７の回転方向Ｒに移動して第１パージ領域２０４ａに移動する。ウエハ２００が第１パージ領域２０４ａを通過するときに、第１処理領域２０１ａにおいてウエハ２００に結合できなかったシリコン成分が、不活性ガスによってウエハ２００上から除去される。
【０１３０】
（第２処理領域通過Ｓ３０６）
次に、ウエハ２００は、第１パージ領域２０４ａを通過した後に、サセプタ２１７の回転方向Ｒに移動して第２処理領域２０１ｂに移動する。ここでウエハ２００は、小判型形状もしくは楕円形状をした側壁２９１の水平断面（連通口２０３ａと同一形状）の長辺方向と直交するように回転方向Ｒに移動しながらプラズマ生成室２９０の下方を通過する。
【０１３１】
プラズマ生成室２９０では前述のように側壁２９１に沿って誘導プラズマが形成されており、ウエハ２００がプラズマ生成室２９０の下方を通過するときに、シリコン含有層が、プラズマ生成室２９０内におけるプラズマ励起によって発生した酸素元素を含む活性種等により改質される。
【０１３２】
ここで、シリコン含有層が酸素ガスのプラズマ生成に伴って改質されることにより、ウエハ２００の上には、例えばシリコン元素および酸素元素を含有する層が形成される。以下、シリコン元素および酸素元素を含有する層を、単に「改質層」とする。
【０１３３】
改質層は、例えば、反応容器２０３内の圧力、酸素ガスの流量、サセプタ２１７の温度、プラズマ生成部２７０の電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、シリコン含有層に対する所定の酸素成分等の侵入深さで形成される。
【０１３４】
以下において、改質層の上に形成されたシリコン含有層がさらに改質されるとき、例えば、改質層の上にさらに改質層が積層して形成されるとして説明する。なお、改質層の上に形成されたシリコン含有層がさらに改質されるときは、下側に位置する改質層と上側に積層される改質層との界面が形成されない場合や、下側に位置する改質層に酸素成分等が上側に積層される改質層を超えて侵入する場合を含む。
【０１３５】
（第２パージ領域通過Ｓ３０８）
次に、ウエハ２００は第２処理領域２０１ｂを通過した後に、サセプタ２１７の回転方向Ｒに移動して第２パージ領域２０４ｂに移動する。ウエハ２００が第２パージ領域２０４ｂを通過するときに、第２処理領域２０１ｂにおいてウエハ２００に結合できなかった酸素成分が、不活性ガスによってウエハ２００上から除去される。
【０１３６】
（判定Ｓ３１０）
この間、コントローラ３００は、上記１サイクルを所定回数実施したか否かを判定する。具体的には、コントローラ３００は、サセプタ２１７の回転数をカウントする。回転数そのものをカウントするのではなく、成膜処理が開始されてから（より具体的には、例えばプラズマ生成が開始されてから）の時間を計測することにより上記１サイクルを所定回数実施したか否かを判定してもよい。
【０１３７】
所定回数実施していないとき（Ｓ３１０でＮｏの場合）、さらにサセプタ２１７の回転を継続させて、シリコン含有ガスの供給Ｓ３０２、不活性ガスの供給Ｓ３０４、酸素ガスのプラズマ励起を用いた改質Ｓ３０６、不活性ガスの供給Ｓ３０８、のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき（Ｓ３１０でＹｅｓの場合）、改質工程Ｓ２０８を終了する。
【０１３８】
このように、第１元素含有ガスの供給Ｓ３０２、不活性ガスの供給Ｓ３０４、プラズマ励起とされた第２元素含有ガスを用いた改質Ｓ３０６、不活性ガスの供給Ｓ３０８、の１サイクルとして、所定回数繰り返す。
【０１３９】
（プラズマ生成停止Ｓ２１０）
次に、改質工程２０８の後に、プラズマ生成部２７０の電力供給を停止し、プラズマ生成を停止する。プラズマ生成部２０１の電力供給を停止した後でも、第１処理領域２０１ａへの第１元素含有ガスの供給と、第２処理領域２０１ｂへの第２元素含有ガスの供給と、第１パージ領域２０４ａおよび第２パージ領域２０４ｂへの不活性ガスの供給と、サセプタ２１７の回転と、を所定の期間継続する。
【０１４０】
このとき、プラズマ生成部２０６の電力供給を停止した後も、プラズマ中の活性種等は失活せずに所定の期間継続してプラズマが残存する。プラズマ生成部２０６の電力供給を停止した後、プラズマが密の状態からプラズマが疎の状態となっていき、プラズマ中の活性種等は失活する。
【０１４１】
（ガス供給停止Ｓ２１２）
プラズマ生成停止Ｓ２１０の後、少なくともバルブ２３２ｄ及びバルブ２３３ｄを閉じ、第１元素含有ガス及び第２元素含有ガスの第１処理領域２０１ａ及び第２処理領域２０１ｂへの供給を停止する。
【０１４２】
（サセプタ回転停止Ｓ２１４）
ガス供給停止Ｓ２１２の後、サセプタ２１７の回転を停止する。以上により、薄膜形成工程Ｓ１０４が終了する。
【０１４３】
（基板搬出工程Ｓ１０６）
次に、サセプタ２１７を下降させ、サセプタ２１７の表面から突出させたウエハ突き上げピン２６６上にウエハ２００を支持させる。その後、所定のゲートバルブを開き、第１ウエハ移載機１１２を用いてウエハ２００を反応容器２０３の外へ搬出する。その後、基板処理工程を終了する場合は、不活性ガス供給系から処理室２０１内に不活性ガスを供給することを停止する。
【０１４４】
以上により、基板処理工程を終了する。なお、基板処理工程の終了後、クリーニングガス供給系から処理室２０１内にクリーニングガスを供給して、処理室２０１内をクリーニングしてもよい。
【０１４５】
（４）薄膜形成工程の詳細について
続いて、本実施形態に係る薄膜形成工程Ｓ１０４のうちプラズマ生成開始Ｓ２０６からプラズマ生成停止Ｓ２１０までについて、比較例と対比しながら詳細を説明する。
【０１４６】
（プラズマ生成開始Ｓ２０６における膜厚差発生について）
図２０を用い、比較例の薄膜形成工程について説明する。図２０（ａ）および（ｂ）は、比較例のプラズマ生成開始時におけるウエハ２００’上の薄膜形成状態を示す模式的断面図である。
【０１４７】
比較例では、ガス供給開始（Ｓ２０４に相当する工程）により、例えば、ウエハ２００’の上にはシリコン含有層８０３が形成されている。上述のように、シリコン含有層８０３は、シリコン含有ガス（ＢＴＢＡＳガス）が分解されたシリコン成分８０２が付着し、シリコン含有層８０３が構成されているとする。
【０１４８】
次に、図２０（ａ）に示されているように、プラズマ生成部２７０’により、酸素ガスのプラズマ生成を開始する。この際、プラズマ生成室２９０’の下方には、プラズマ生成開始時に酸素元素の活性種等が供給される活性種領域８０１が生成される。活性種領域８０１では酸素元素の活性種等が他の領域に比べて高い密度で存在する。
【０１４９】
ここで、プラズマ生成部２７０’によってプラズマが着火されるときに、プラズマ生成室２９０’の直下をウエハ２００’が通過している途中である場合がある。以下、プラズマ生成部２７０’によってプラズマが着火されるときに、複数のウエハ２００’のうちプラズマ生成室２９０’の直下を初めて通過するウエハを「第１ウエハＷ１’」とする。
【０１５０】
プラズマが着火されるとき、第１ウエハＷ１’の面内において、プラズマ生成室２９０’の直下をすでに通過していた側はプラズマ励起により生じた活性種領域８０１に晒されない。一方、ウエハ２００’がサセプタの回転方向Ｒ’に移動することにともなって、プラズマが着火されるときにプラズマ生成室２９０’の直下を通過し終わっていない側（言い換えれば、プラズマ生成室２９０’の直下から見て回転方向上流であって、プラズマが生成されるときにプラズマ生成室２９０’の直下を通過し終わっていない側）はプラズマ励起により生じた活性種領域８０１に晒されていく。このため、第１ウエハＷ１’の全体が第２処理領域２０１ｂを通過した後には、第１ウエハＷ１’の面内に活性種領域８０１に晒されなかった領域（非活性種曝露領域２００ａ’）と活性種領域８０１に晒された領域（活性種曝露領域２００ｂ’）とが生じる。一方、第１ウエハＷ１’以降にプラズマ生成室２９０’の直下を通過するウエハ２００’は全面がプラズマ励起により生じた活性種等に晒されていく。
【０１５１】
非活性種曝露領域２００ａ’は、シリコン含有層８０３の表面が露出したままである。一方で、活性種曝露領域２００ｂ’では、シリコン含有層８０３が、酸素ガスのプラズマ励起により生成された酸素を含む活性種等により改質される。活性種曝露領域２００ｂ’では、シリコン含有層８０３が改質されることによって、改質層８０５が形成される。
【０１５２】
このとき、第１ウエハＷ１’の面内において、非活性種曝露領域２００ａ’と活性種曝露領域２００ｂ’との間に、段差ｄａが生じうる。段差ｄａは、サセプタ２１７が一回転した際に形成される膜の厚さであり、例えば約１．８Å（０．１８ｎｍ）程度である。また、サセプタ２１７上に載置された第１ウエハＷ１’と、第１ウエハＷ１’以外のウエハ２００との間に、段差ｄａに相当する層厚差が生じうる。
【０１５３】
その後、第１処理領域および第２処理領域にウエハ２００’が所定回数交互に通過することにより、ウエハ２００’の上にシリコン酸化膜が形成される。このとき、第１ウエハＷ１’に形成された薄膜には、最初に形成された段差ｄａに相当する膜厚差が残存する。
【０１５４】
このように、プラズマの生成が開始されたときに第１ウエハＷ１’の面内に非活性種曝露領域２００ａ’が生じたことに起因して、非活性種曝露領域２００ａ’と活性種曝露領域２００ｂ’との間に、第１ウエハＷ１’の面内において膜厚差が生じうる。また、第１ウエハＷ１’と第１ウエハＷ１’以外のウエハ２００’との間に膜厚差が生じうる。
【０１５５】
しかし、近年では、例えば２０ｎｍ以下の配線寸法が求められている。このため、上記のような僅かな膜厚差であっても、配線のパターン幅等の差が生じてしまう可能性がある。また、１００Å以下程度の膜厚で成膜を行うことが求められる場合、上記のような膜厚差であっても、膜厚に対する膜厚差は相対的に大きくなるため、膜厚の均一性が損なわれるという問題もある。
【０１５６】
そこで、本実施形態では、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動する複数のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の直下の位置が所定の位置関係になるタイミングでプラズマ生成部２７０によるプラズマを着火する（つまりプラズマ生成部２７０のコイル２９３に対する高周波電力の印加を開始する）。具体的には、例えば、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を開始する。詳細は後述する。
【０１５７】
これにより、上述の比較例における第１ウエハＷ１’において非活性種曝露領域２００ａ’と活性種曝露領域２００ｂ’が生じない。従って、段差ｄａに相当する層厚差が生じるという比較例における問題を解消し、膜厚の均一性を改善することができる。
【０１５８】
以下、図１０を用い、本実施形態の薄膜形成工程Ｓ１０４の詳細について説明する。図１０は、本実施形態に係る基板処理シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図である。
【０１５９】
まず、ガス供給開始Ｓ２０４により、第１元素含有ガスであるＢＴＢＡＳガスと第２元素含有ガスである酸素ガスの供給が開始される。例えば、ウエハ２００の上にＢＴＢＡＳ分子等が接触することによってシリコン含有層の形成が開始される。なお、本実施形態では不活性ガスを先行して供給している。
【０１６０】
次に、プラズマ生成開始Ｓ２０６において、プラズマ生成部２７０のコイル２９３に高周波電力が印加されることにより、酸素ガスのプラズマ生成を開始する（図１０プラズマ生成部Ｏｎ）。この際、第２処理領域２０１ｂ内のプラズマ生成室２９０の下方には、酸素元素の活性種等が存在する活性種領域８０１が生成される。
【０１６１】
ここで、本実施形態では、上述の通り、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を開始する。図１１は、本実施形態における、プラズマ生成開始時のプラズマ生成室２９０（若しくは連通口２０３ａ）と、移動するウエハ２００の位置関係を説明する図である。プラズマ生成室２９０の下方には酸素元素の活性種等が存在する活性種領域８０１が生成されている。
図１１に示すように、本実施形態では、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を開始する。より具体的には、小判型形状若しくは楕円形状をしたプラズマ生成室２９０の長辺方向に沿った中心軸を、隣り合ったウエハ２００‐１とウエハ２００‐２の中間点が通過するタイミングでプラズマの生成を開始する。
本実施例では、プラズマ生成開始の時点において活性種領域８０１に晒されるウエハ２００−１と２００−２の領域の面積を最小にできるため、２つのウエハ面内において上述の比較例のような膜厚差の発生を低減することができる。
【０１６２】
また、プラズマ生成を開始するタイミングの他の実施形態の例としては、プラズマ生成開始Ｓ２０６におけるプラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を開始するタイミングを、移動するウエハ２００がプラズマ生成室２９０の直下を通過し終わったタイミングとする。図１２は、この他の実施形態における、プラズマ生成開始時のプラズマ生成室２９０（若しくは連通口２０３ａ）と移動するウエハ２００の位置関係を説明する図である。
図１２に示すように、この他の実施形態では、移動する複数のウエハ２００のうち所定のウエハ２００‐１がプラズマ生成室２９０の下方を通過し終わったタイミングでプラズマ生成を開始する。そして続くウエハ２００‐２がプラズマ生成室２９０下方の活性種領域８０１に晒されることにより、シリコン含有膜の改質が行われていく。
【０１６３】
また、実際には、プラズマの生成を開始後、酸素の活性種等が生成されて第２処理領域２０１ｂ内に供給されるまでには時間差がある。従って、上述の２つのタイミング例におけるタイミングよりも所定時間だけ早いタイミングでプラズマの生成を開始してもよい。
【０１６４】
なお、コントローラ３００がプラズマ生成を開始するタイミングを決定する具体的な方法としては、例えば、回転機構２６７にサセプタ２１７の角度を検出する角度センサを設け、角度センサで検出されるサセプタ２１７の角度を基に、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動するウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の位置が上述のような所定の位置関係になる角度が検出されたタイミングでプラズマ生成を開始するように制御を行う。角度センサはサセプタ２１７が停止している所定の状態を角度０°として検出し、回転と共に角度０°〜３６０°を検出し、１回転した状態を再び角度０°として検出するものである。
また、他の方法として、コントローラ３００は、サセプタ回転開始Ｓ２０２からの経過時間をカウントし、所定のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の位置が上述のような所定の位置関係になるような所定の時間を経過するとプラズマ生成を開始するようにしてもよい。プラズマ生成を開始するまでの所定の時間は、例えば予め実験により取得しておくことができる。
【０１６５】
また、本実施形態におけるプラズマ生成部２７０のように、プラズマ生成室２９０やその連通口２０３ａが特に小判型形状もしくは楕円形状であって、その長辺方向（長軸方向）が反応容器２０３の半径方向と一致するように配置されている場合、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）において、プラズマ生成室２９０の下方の活性種領域８０１の幅が短くなるため、プラズマ生成の開始タイミングを実施例のように制御することによって、プラズマ生成開始時にウエハ２００に掛かる領域をより少なくすることができる。従って、プラズマ生成開始時に起因する膜厚差を低減するのに好適である。
つまり、本実施形態のように、プラズマ生成室２９０やその連通口２０３ａの形状は、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）におけるプラズマ生成室２９０又は連通口２０３ａの幅が短くなるように（より具体的には、反応容器２０３の半径方向におけるプラズマ生成室２９０又は連通口２０３ａの幅よりも短くなるように）構成されるのが望ましい。
また、本実施形態におけるプラズマ生成部２７０は誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：  Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式によりプラズマを生成するものであるが、これに限られず、例えば平行に配置された一対の棒状若しくは平板状の電極によってプラズマを励起する容量結合プラズマ（ＣＣＰ：  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式によりプラズマを生成するものであってもよい。この場合、第２処理領域２０１ｂ内に設けられたプラズマ電極の近傍に、プラズマ励起により生成された活性種等を含むプラズマのシースが形成される。棒状若しくは平板状のプラズマ電極は反応容器２０３の半径方向に沿って配置されるのが望ましい。
より一般的には、プラズマ生成部により生成されるプラズマや活性種等が存在する領域の幅が、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）において短くなるように（より具体的には、反応容器２０３の半径方向における幅よりも短くなるように）構成されるのが望ましい。
【０１６６】
（プラズマ生成停止Ｓ２１０における膜厚差発生について）
次に、プラズマ生成停止Ｓ２１０において、プラズマ生成部２７０の電力供給を停止して、プラズマ中の活性種等が失活するときに、プラズマ生成室２９０の直下を最後に通過するウエハ２００について、比較例と対比しながら詳細を説明する。プラズマ生成停止Ｓ２１０では、以下のようにしてプラズマ生成開始Ｓ２０６と逆の現象が生じうる。
【０１６７】
比較例では、プラズマ生成停止時において、ウエハが第２処理領域を通過するタイミングを調整することなく、プラズマが完全に消滅するタイミングがバラつく場合を考える。この場合、プラズマ生成部への高周波電力の供給を停止してプラズマ密度が大きく減衰する瞬間に、プラズマ生成部の直下をウエハが通過している途中であることがある。以下、プラズマ生成部による誘導プラズマが消滅し、それによって生じた活性種等が失活するときに、複数のウエハのうちプラズマ生成室の直下を最後に通過するウエハを「最終ウエハ」とする。
【０１６８】
プラズマにより生じた活性種等が失活するとき、最終ウエハの面内において、プラズマ生成室の直下をすでに通過していた側は活性種等が密の状態で晒された後である。一方、ウエハがサセプタの回転方向Ｒに移動することにともなって、活性種等が失活するときにプラズマ生成室の直下を通過する前だった領域は活性種等に晒されなくなる。このため、最終ウエハの全体が第２処理領域を通過した後には、最終ウエハの面内には活性種等に晒された領域（活性種曝露領域）と、活性種等に晒されなかった領域（非活性種曝露領域）と、が生じる。一方、最終ウエハよりも後にプラズマ生成部の直下を通過していくウエハは活性種等に晒されない。
【０１６９】
活性種等が失活するときに、最終ウエハの面内に非活性種曝露領域が生じたことに起因して、非活性種曝露領域と活性種曝露領域との間に、プラズマ生成開始Ｓ２０６の時と同様に、最終ウエハの面内における膜厚差（段差ｄａ）が生じうる。また、最終ウエハと最終ウエハ以外のウエハとの間にも膜厚差が生じうる。このように、プラズマ生成停止Ｓ２１０の時においても、プラズマ生成開始Ｓ２０６の時と逆の現象が生じうる。
【０１７０】
そこで、本実施形態では、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動する複数のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の直下の位置が所定の位置関係になるタイミングでプラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を停止する（つまりプラズマ生成部２７０のコイル２９３に対する高周波電力の印加を停止する）。具体的には、例えば、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を停止する。
【０１７１】
これにより、上述の比較例における最終ウエハにおいて非活性種曝露領域と活性種曝露領域が生じない。従って、ウエハの面内において層厚差が生じるという比較例における問題を解消し、ウエハ面内及び複数ウエハ間の膜厚の均一性を改善することができる。
【０１７２】
プラズマ生成停止Ｓ２１０における本実施形態の工程を詳述する。
【０１７３】
プラズマ生成停止Ｓ２１０において、プラズマ生成部２７０のコイル２９３に印加されていた高周波電力が停止されることにより、酸素ガスのプラズマ生成が停止される（図１０プラズマ生成部Ｏｆｆ）。この際、第２処理領域２０１ｂ内のプラズマ生成室２９０の下方に存在していた酸素元素の活性種等が失活する。
【０１７４】
ここで、本実施形態では、上述の通り、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を停止する。図１３は、本実施形態における、プラズマ生成停止時のプラズマ生成室２９０（若しくは連通口２０３ａ）と、移動するウエハ２００の位置関係を説明する図である。プラズマ生成室２９０の下方では酸素元素の活性種等が失活し実質的に存在しない状態となっている。図１３に示すように、本実施形態では、小判型形状若しくは楕円形状をしたプラズマ生成室２９０の長辺方向に沿った中心軸を、隣り合ったウエハ２００‐１とウエハ２００‐２の中間点が通過するタイミングでプラズマの生成を停止する。
本実施形態では、プラズマ生成停止の時点において活性種等の失活が発生する領域に掛かるウエハ２００−１と２００−２の領域の面積を最小にできるため、２つのウエハ面内において上述の比較例のような膜厚差の発生を低減することができる。
【０１７５】
また、プラズマ生成を停止するタイミングの他の実施形態の例としては、例えば、図１４に示すように、プラズマ生成停止Ｓ２１０におけるプラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を停止するタイミングを、移動するウエハ２００がプラズマ生成室２９０の直下を通過し始める前のタイミングとする。図１４は、この他の実施形態における、プラズマ生成停止時のプラズマ生成室２９０（若しくは連通口２０３ａ）と、移動するウエハ２００の位置関係を説明する図である。図１４に示すように、この他の実施形態では、移動する複数のウエハ２００のうち所定のウエハ２００‐２がプラズマ生成室２９０の下方を通過し始める前のタイミングでプラズマ生成を停止する。そしてウエハ２００‐２およびそれ以降のウエハは活性種等に晒されなくなり、シリコン含有膜の改質は行われなくなる。
【０１７６】
また、実際には、プラズマの生成を停止後、酸素の活性種等が失活して第２処理領域２０１ｂ内に実質的に存在しなくなるまでには時間差がある。従って、上述の２つのタイミング例におけるタイミングよりも所定時間だけ早いタイミングでプラズマの生成を停止してもよい。
【０１７７】
なお、コントローラ３００がプラズマ生成を開始するタイミングを決定する具体的な方法は、プラズマ生成開始時と同様である。例えば、回転機構２６７にサセプタ２１７の角度を検出する角度センサを設け、角度センサで検出されるサセプタ２１７の角度を基に、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動するウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の位置が上述のような所定の位置関係になる角度が検出されたタイミングでプラズマ生成を停止するように制御を行う。
また、他の方法として、コントローラ３００は、サセプタ回転開始Ｓ２０２からの経過時間をカウントし、所定のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の位置が上述のような所定の位置関係になるような所定の時間を経過するとプラズマ生成を停止するようにしてもよい。プラズマ生成を停止するまでの所定の時間は、例えば予め実験により取得しておくことができる。
【０１７８】
また、本実施形態におけるプラズマ生成部２７０のように、プラズマ生成室２９０やその連通口２０３ａが特に小判型形状もしくは楕円形状であって、その長辺方向（長軸方向）が反応容器２０３の半径方向と一致するように配置されている場合、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）において、プラズマ生成室２９０の下方の領域の幅が短くなるため、プラズマ生成の停止タイミングを実施例のように制御することによって、プラズマ生成停止時にウエハ２００に掛かる領域をより少なくすることができる。従って、プラズマ生成停止時に起因する膜厚差を低減するのに好適である。
より一般的には、プラズマ生成部により生成されるプラズマや活性種等が存在する領域の幅が、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）において短くなるように（より具体的には、反応容器２０３の半径方向における幅よりも短くなるように）構成されるのが望ましい。
【０１７９】
なお、本実施形態では、プラズマ生成開始Ｓ２０６とプラズマ生成停止Ｓ２１０のいずれの工程においても、同一の隣り合う２枚のウエハ（ウエハ２００−１とウエハ２００−２）の間にプラズマ生成室２９０の直下が来るタイミングでプラズマ生成開始及び停止が行われる。これは、処理室２０３内のウエハ２００全てに対して、同じ回数だけ第２処理領域２０１ｂ内における改質処理が施されるようにするためである。しかしながら必ずしもこれに限られず、プラズマ生成開始Ｓ２０６とプラズマ生成停止Ｓ２１０のそれぞれの工程において、異なる隣り合うウエハの組合せが選択されてもよい。
【０１８０】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態に係る効果について、比較例との実験結果の比較に基づき説明する。
【０１８１】
図１５は比較例における、プラズマ生成開始時とプラズマ生成停止時のそれぞれのタイミングにおけるウエハ２００とプラズマ生成室２９０（又はその直下の領域）との位置関係を示す図である。ウエハ２００−１’はプラズマ生成開始時にプラズマ生成室２９０の直下を通過しているウエハである。（便宜上、図１５ではプラズマ生成開始時のプラズマ生成室をプラズマ生成室２９０−１と表記している。）また、ウエハ２００−２’はプラズマ生成停止時にプラズマ生成室２９０の直下を通過しているウエハである。（便宜上、図１５ではプラズマ生成停止時のプラズマ生成室をプラズマ生成室２９０−２と表記している。）
【０１８２】
図１６は比較例における薄膜形成処理後のウエハの膜厚分布を示す図である。図１６において示されているように、比較例においては、プラズマ生成開始時にプラズマ生成室２９０−１の直下を通過するウエハ２００−１’では、プラズマ生成室２９０−１の直下の位置を境界にして、面内に大きな膜厚差が生じていることが分かる。より具体的には、プラズマ生成室２９０−１の直下から見て回転方向Ｒの下流側の膜厚が薄くなり、上流側の膜厚が厚くなっていることが分かる。
同様に、比較例においては、プラズマ生成停止時にプラズマ生成室２９０−２の直下を通過するウエハ２００−２’では、プラズマ生成室２９０−２の直下の位置を境界にして、面内に大きな膜厚差が生じていることが分かる。より具体的には、プラズマ生成室２９０−２の直下から見て回転方向Ｒの下流側の膜厚が厚くなり、上流側の膜厚が薄くなっていることが分かる。
【０１８３】
一方、図１７は本実施形態における薄膜形成処理後のウエハの膜厚分布を示す図である。本実施形態では、図１１に示すように、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を開始する。図１７において示されているように、本実施形態においては、ウエハ２００−１において、比較例の結果と比較して面内の膜厚差の発生が抑制されていることが分かる。より具体的には、比較例のようにプラズマ生成室の直下の位置を境界とした膜厚差が発生していないことが分かる。また、ウエハ２００−１と隣り合う上流側のウエハ２００−２においても、大きな面内膜厚差は発生していないことが分かる。
同様に、本実施形態では、図１３に示すように、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を停止する。図１７において示されているように、本実施形態においては、ウエハ２００−２において、比較例の結果と比較して面内の膜厚差の発生が抑制されていることが分かる。より具体的には、比較例のようにプラズマ生成室の直下の位置を境界とした膜厚差が発生していないことが分かる。また、ウエハ２００−２と隣り合う下流側のウエハ２００−１においても、大きな面内膜厚差は発生していないことが分かる。
【０１８４】
また、図１６及び図１７に示すように、比較例においては、ウエハ２００−１’及びウエハ２００−２’のそれぞれにおける面内膜厚差（最大値と最小値の差：Ｒａｎｇｅ）が１．６Å及び１．８Åであるのに対し、本実施形態においては、ウエハ２００−１及びウエハ２００−２のそれぞれにおける面内膜厚差が９．４Åと９．３Åとなっており、共に大きく改善している。
更に、図示していない他のウエハも含めた処理対象のウエハ（全５枚）のそれぞれの面内膜厚平均値（Ａｖｅｒａｇｅ）は、比較例においては９．５〜１０．８Åの範囲でバラつきが生じているのに対し、本実施形態においては９．３〜９．４Åの範囲となった。つまり、ウエハ間で比較した場合の膜厚差についても改善していることが分かった。
【０１８５】
なお、上述の比較例と本実施形態の実験におけるプロセス条件は以下の通りである。
・処理室圧力：１２０Ｐａ
・ウエハ温度：２００℃
・ガス流量：４０ｓｃｃｍ（ＢＴＢＡＳガス）、３０００ｓｃｃｍ（酸素ガス）
・サセプタ回転速度：１５ｒｐｍ
【０１８６】
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。
（ａ）本実施形態によれば、プラズマ生成開始Ｓ２０６では、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動する複数のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の直下の位置が所定の位置関係になるタイミングでプラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を開始する。
これにより、プラズマ生成開始Ｓ２０６の時点においてプラズマ生成室２９０の直下に生成される活性種領域８０１の位置とウエハ２００の位置の関係を制御するので、プラズマ生成開始の前後で、同一ウエハの面内で活性種等に晒される領域と活性種等に晒されない領域の境界が生じないようにすることができる。つまり、同一ウエハの面内で活性種等により改質される領域と改質されない領域の間に生じる膜厚差（段差）がなくすことができ、併せてサセプタ２１７上に載置された複数のウエハ２００間における膜厚を均一にすることができる。
【０１８７】
（ｂ）本実施形態によれば、プラズマ生成開始Ｓ２０６では、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を開始する。本実施形態によれば、プラズマ生成開始の時点において、隣り合う２枚のウエハ面内で活性種領域８０１に晒される領域の面積を最小にできるため、２つのウエハそれぞれの面内において膜厚差の発生を低減することができる。
【０１８８】
（ｃ）本実施形態によれば、プラズマ生成停止Ｓ２１０では、ウエハ載置部２１７ｂ上に載置されて移動する複数のウエハ２００の位置とプラズマ生成室２９０の直下の位置が所定の位置関係になるタイミングでプラズマ生成部２７０によるプラズマ生成を停止する。
これにより、プラズマ生成停止Ｓ２１０の時点においてプラズマ生成室２９０の直下で活性種等が失活する領域の位置とウエハ２００の位置の関係を制御するので、プラズマ生成停止の前後で、同一ウエハの面内で活性種等に晒される領域と活性種等に晒されない領域の境界が生じないようにすることができる。つまり、同一ウエハの面内で活性種等により改質される領域と改質されない領域の間に生じる膜厚差（段差）がなくすことができ、併せてサセプタ２１７上に載置された複数のウエハ２００間における膜厚を均一にすることができる。
【０１８９】
（ｄ）本実施形態によれば、プラズマ生成停止Ｓ２１０では、隣り合うようにウエハ載置部２１７ｂ上に載置された２枚のウエハ２００の中間点がプラズマ生成室２９０の直下を通過するタイミングでプラズマ生成を停止する。本実施形態によれば、プラズマ生成停止の時点において、隣り合う２枚のウエハ面内で活性種等の失活が発生する領域に掛かる面積を最小にできるため、２つのウエハそれぞれの面内において膜厚差の発生を低減することができる。
【０１９０】
（ｅ）本実施形態によれば、プラズマ生成開始Ｓ２０６とプラズマ生成停止Ｓ２１０のいずれの工程においても、同一の隣り合う２枚のウエハ（ウエハ２００−１とウエハ２００−２）の間にプラズマ生成室２９０の直下が来るタイミングでプラズマ生成開始及び停止を行う。本実施形態によれば、サセプタ２１７上に載置された複数のウエハ２００の全てに対して、同じ回数だけ第２処理領域２０１ｂ内における改質処理が施されるようにすることができる。従って、サセプタ２１７上に載置された複数のウエハ２００間における膜厚を均一にすることができる。
【０１９１】
（ｆ）本実施形態によれば、プラズマ生成室２９０やその連通口２０３ａが特に小判型形状もしくは楕円形状であって、その長辺方向（長軸方向）が反応容器２０３の半径方向と一致するように配置される。本実施形態によれば、ウエハ２００が移動する方向（サセプタ２１７の回転方向Ｒ）において、プラズマ生成室２９０の下方の領域の幅が短くなるため、プラズマ生成の開始又は停止のタイミングを本実施形態のように制御することによって、プラズマ生成開始時又は停止時にウエハ２００に掛かる領域をより少なくすることができる。従って、プラズマ生成開始又は停止に起因する膜厚差を低減するのに好適である。
【０１９２】
（６）本実施形態の適用が有効な半導体装置の製造方法の一例
次に、半導体装置（半導体デバイス）の製造方法の一例として、大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ＬＳＩ）の製造工程の一工程について説明する。
【０１９３】
ここで、図１８を用い、ウエハ２００上に狭いピッチのホトレジストパターンを形成する方法、いわゆる「ダブルパターニング法」について説明する。図１８（ａ）から（ｆ）は、ダブルパターニング法による基板処理工程におけるウエハ４００の断面図である。本実施形態は、ダブルパターニング法を用いる基板処理工程に特に有効である。
【０１９４】
（第１ホトレジストパターン形成工程）
例えば、ウエハ４００の上には、微細加工の対象であるシリコン酸化膜６００が形成されている。シリコン酸化膜６００の上には、ハードマスク層６０１が形成されている。
【０１９５】
まず、図１８（ａ）に示されているように、ハードマスク層６０１上に、第１ホトレジスト膜６０２ａを塗布する。次に、ウエハ４００をベーキングする。
【０１９６】
次に、図１８（ｂ）に示されているように、ＡｒＦエキシマ光源（１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマ光源（２４８ｎｍ）等の光源により、マスクパターン等を用いて選択的露光および現像等を行う。これにより、第１ホトレジストパターン６０３ａを形成する。
【０１９７】
（保護膜形成工程）
図１８（ｃ）に示されているように、基板処理装置１０を用い、第１ホトレジストパターン６０３ａ上及びハードマスク層６０１上に、保護膜としてのシリコン酸化膜６０４を形成する。なお、シリコン酸化膜６０４は、犠牲酸化膜とも呼ばれる。これにより、後述する第２ホトレジスト膜６０２ｂを形成するときに、第１ホトレジストパターン６０３ａを保護して、第１ホトレジストパターン６０３ａの変形を抑制することができる。
【０１９８】
このとき、有機物である第１ホトレジストパターン６０３ａ上にシリコン酸化膜６０４を形成するため、第１ホトレジストパターン６０３ａが熱変成しないように低温での基板処理が求められる。本実施形態では例えば２００℃以下の低温で基板処理を行うことが可能である。したがって、本実施形態の基板処理装置１０を用いた方法は特に有効である。
【０１９９】
（第２ホトレジストパターン形成工程）
次に、図１８（ｄ）に示されているように、シリコン酸化膜６０４上に、第２ホトレジスト膜６０２ｂを塗布する。次に、ウエハ４００をベーキングする。
【０２００】
次に、図１８（ｅ）に示されているように、ＡｒＦエキシマ光源（１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマ光源（２４８ｎｍ）等の光源により、マスクパターン等を用いて選択的露光および現像等を行う。これにより、シリコン酸化膜６０４上のうち、第１ホトレジストパターン６０３ａが形成された位置とは異なる位置に、第２ホトレジストパターン６０３ｂを形成する。例えば、隣接する二つの第１ホトレジストパターン６０３ａの中央に、第２ホ
トレジストパターン６０３ｂを形成する。
【０２０１】
次に、図１８（ｆ）に示されているように、第１ホトレジストパターン６０３ａおよびハードマスク層６０１を覆うシリコン酸化膜６０４をエッチングにより除去する。
【０２０２】
このように、保護膜を用いて複数回のホトレジストパターンのパターニングを行うことにより（ダブルパターニング法）、一回のパターニングで得られるホトレジストパターンよりも微細な第１ホトレジストパターン６０３ａおよび第２ホトレジストパターン６０３ｂが得られる。
【０２０３】
次に、第１ホトレジストパターン６０３ａおよび第２ホトレジストパターン６０３ｂをマスクとして、ハードマスク層６０１をエッチングして、ハードマスクパターンを形成する。次に、ハードマスク層６０１をマスクとして、微細加工の対象であるシリコン酸化膜６００をエッチングする。なお、このとき、第１ホトレジストパターン６０３ａおよび第２ホトレジストパターン６０３ｂを除去しておいてもよいし、残しておいてもよい。以上により、例えば、シリコン酸化膜６００に溝を形成する。さらに、シリコン酸化膜６００の溝に、配線パターンの埋め込み等が行われる。
【０２０４】
（本実施形態との関係）
ここで、例えば、シリコン酸化膜６００に形成された溝の幅や、各溝間の幅が略設計通りとなっていることが求められる。このとき、保護膜であるシリコン酸化膜６０４の膜厚分布が重要となる。
【０２０５】
例えば、一枚のウエハ４００の面内においてシリコン酸化膜６０４の膜厚の差が生じている場合またはウエハ４００間においてシリコン酸化膜６０４の膜厚の差が生じている場合に以下のような弊害が生じる可能性がある。例えば、所定のエッチング条件でシリコン酸化膜６０４をエッチングした際に、シリコン酸化膜６０４の膜厚が薄い部分がオーバーエッチングされてしまう可能性がある。これにより、シリコン酸化膜６０４の膜厚が薄い部分の近傍における第１ホトレジストパターン６０３ａおよび第２ホトレジストパターン６０３ｂや、第２ホトレジストパターン６０３ｂ直下のシリコン酸化膜６０４に、パターン幅の減少が生じてしまう可能性がある。このように線幅が減少した第１ホトレジストパターン６０３ａ、第２ホトレジストパターン６０３ｂ、および第２ホトレジストパターン６０３ｂ直下のシリコン酸化膜６０４により、ハードマスク層６０１およびシリコン酸化膜６００をエッチングすると、シリコン酸化膜６０４の膜厚が薄い部分近傍におけるシリコン酸化膜６００の溝幅が、シリコン酸化膜６０４の膜厚が厚い部分近傍におけるシリコン酸化膜６００の溝幅と異なってしまう可能性がある。したがって、保護膜であるシリコン酸化膜６０４を形成するに際し、シリコン酸化膜６０４の膜厚を均一にすることが望まれる。
【０２０６】
近年の微細化加工では、２０ｎｍ以下の配線寸法が求められている。したがって、保護膜であるシリコン酸化膜６０４の膜厚の差が数ｎｍ程度であっても、最終的に形成される配線幅に対して大きな比率を有するパターン幅の差が生じてしまう可能性がある。
【０２０７】
本実施形態によれば、プラズマ生成開始Ｓ２０６又はプラズマ生成停止Ｓ２１０の少なくともいずれかに起因して発生する同一ウエハ面内の膜厚差を低減できるので、ウエハ面内の一部のシリコン酸化膜６０４の膜厚だけが他の部分のシリコン酸化膜６０４の膜厚よりも薄くなるということを抑制することができる。また、本実施形態によれば、サセプタ２１７上の全てのウエハ２００が同じ回数だけ改質処理されるように、プラズマ生成開始Ｓ２０６及びプラズマ生成停止Ｓ２１０のタイミングが制御されるので、一部のウエハ２００上のシリコン酸化膜６０４の膜厚だけが他のウエハ２００上のシリコン酸化膜６０４の膜厚よりも薄くなるということを抑制することができる。
【０２０８】
すなわち、同一ウエハ２００の面内、およびサセプタ２１７上のウエハ２００の間において、例えば同一のエッチング条件でシリコン酸化膜６０４をエッチングする際にパターン幅の差が生じることを抑制することができる。
【０２０９】
本実施形態は、このように膜厚の均一性が重要となるプロセスに対して特に好適である。
【０２１０】
（７）本実施形態の適用が有効な半導体装置の製造方法の他の一例
続いて、本実施形態の適用が有効な半導体装置（半導体デバイス）の製造方法の他の一例として、異なる膜種の成膜工程を交互に繰り返して基板上に積層膜を形成する方法について説明する。
【０２１１】
≪第１の積層膜形成方法の例≫
第１の例では、プロセスチャンバ２０２のうち、第１プロセスチャンバ２０２ａと第２プロセスチャンバ２０２ｂを交互に用いて積層膜を形成する。ここで、第１プロセスチャンバ２０２ａでは本実施形態による成膜方法にてシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）の成膜を行い、第２プロセスチャンバ２０２ｂでは本実施形態による成膜方法にてチタン酸化膜（ＴｉＯ膜）の成膜を行う。但し、本実施形態を適用した成膜方法を用いる場合であれば、これらの膜種の組合せには限定されない。また、いずれか一方の膜種の成膜において本実施形態の成膜方法を適用するものであってもよい。
【０２１２】
図１９は、積層膜を形成するための本例に係る基板処理工程を示すフロー図である。
（基板搬入・載置工程Ｓ１０２’）
最初に第１プロセスチャンバ２０２ａにウエハ２００を載置する。本工程は、図８の基板搬入・載置工程Ｓ１０２と同様である。
【０２１３】
（第１の薄膜形成工程Ｓ１０４−１）
続いて、第１プロセスチャンバ２０２ａに載置したウエハ２００上にシリコン酸化膜を成膜する工程を行う。本工程は、図８の薄膜形成工程Ｓ１０４と同様である。
【０２１４】
（第１の基板移載工程Ｓ１０８）
続いて、第１プロセスチャンバ２０２ａから、シリコン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ搬出し、さらに第２プロセスチャンバ２０２ｂに搬入、載置する。ウエハ２００の搬出工程は、図８の搬出工程Ｓ１０６と同様である。また、第２プロセスチャンバ２０２ｂへの搬入工程は、図８の基板搬入・載置工程Ｓ１０２と同様である。
【０２１５】
（第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２）
続いて、第２プロセスチャンバ２０２ｂに載置したウエハ２００上にチタン酸化膜を成膜する工程を行う。
【０２１６】
第１の薄膜形成工程Ｓ１０４−１では、図８に示す薄膜形成工程Ｓ１０４によりシリコン酸化膜の成膜を行ったが、第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２では、同様の工程にてチタン酸化膜の成膜を行う。ここで、第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２では、チタン酸化膜を成膜するため、ＢＴＢＡＳガスの代わりにチタン含有ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを用いる。また、酸素含有ガスとしては同じく酸素（Ｏ２）ガスを用いる。用いるガスの種類以外の具体的な成膜工程については、シリコン酸化膜の成膜を行う薄膜形成工程Ｓ１０４と同様であるため説明を省略する。なお、チタン酸化膜を成膜する際のプロセス条件は、例えば以下の通りである。
・処理室圧力：１２０Ｐａ
・ウエハ温度：２００℃
・ガス流量：４０ｓｃｃｍ（ＴｉＣｌ４ガス）、２０００ｓｃｃｍ（酸素ガス）
・サセプタ回転速度：１５ｒｐｍ
【０２１７】
ここで、第１の薄膜形成工程Ｓ１０４−１と第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２を行うことを１サイクルとする。
【０２１８】
（判定Ｓ３２０）
コントローラ３００は、上記１サイクルが所定回数実施されたか否かを判定する。ここでコントローラ３００は、所定回数実施されていないと判定した場合、続く第２の基板移載工程Ｓ１１０を行い、シリコン酸化膜とチタン酸化膜の成膜を引き続き行う。一方、所定回数実施されたと判定した場合、続く基板搬出工程Ｓ１０６’を行い、積層膜の成膜を行う工程を終了する。
【０２１９】
（第２の基板移載工程Ｓ１１０）
上述の通り、コントローラ３００が、上記１サイクルが所定回数実施されていないと判定した場合、第２プロセスチャンバ２０２ｂから、チタン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ搬出し、さらに第１プロセスチャンバ２０２ａに搬入、載置する。ウエハ２００の搬出工程は、図８の搬出工程Ｓ１０６と同様である。また、第１プロセスチャンバ２０２ａへの搬入工程は、図８の基板搬入・載置工程Ｓ１０２と同様である。
【０２２０】
（基板搬出工程Ｓ１０６’）
また、上述の通り、コントローラ３００が、上記１サイクルが所定回数実施されたと判定した場合、第２プロセスチャンバ２０２ｂから、チタン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ搬出し、積層膜の成膜を行う工程を終了する。
【０２２１】
このように、第１プロセスチャンバ２０２ａと第２プロセスチャンバ２０２ｂそれぞれにおいて、第１の薄膜形成工程Ｓ１０４−１と第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２を所定回数繰り返すことにより、ウエハ２００上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜の積層膜を形成する。所定回数は所望の積層膜の膜厚や積層数等によるが、例えば３回以上などが考えられる。
【０２２２】
≪第２の積層膜形成方法の例≫
また、第２の例では、プロセスチャンバ２０２のうち、第１プロセスチャンバ２０２ａのみを用いて積層膜を形成する。積層される膜種は第１の例と同じくシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）及びチタン酸化膜（ＴｉＯ膜）である。具体的な構成は例えば以下の通りである。
【０２２３】
（基板搬入・載置工程）
最初に第１プロセスチャンバ２０２ａにウエハ２００を載置する。本工程は、図８の基板搬入・載置工程Ｓ１０２と同様である。
【０２２４】
（第１の薄膜形成工程）
続いて、第１プロセスチャンバ２０２ａに載置したウエハ２００上にシリコン酸化膜を成膜する工程を行う。本工程は、図８の薄膜形成工程Ｓ１０４と同様である。
【０２２５】
（第１の基板一時搬出工程）
続いて、第１プロセスチャンバ２０２ａから、シリコン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ一時的に搬出する。
【０２２６】
（第１のパージ工程）
続いて、不活性ガス供給管２３４ａから不活性ガスを供給し、第１ガス供給管２３１ａの内部に残留したＢＴＢＡＳガスをパージする。
【０２２７】
（第１のプリコート工程）
続いて、第１のプリコート工程では、主にサセプタ２１７の表面をチタン酸化膜でプリコートする。プリコートの具体的な工程は、ウエハ２００がサセプタ載置部２１７ｂ上に載置されていないこと以外、上述の第１の例における第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２と同様である。すなわち、第１ガス供給管２３１ａからＴｉＣｌ４ガスを第１処理領域２０１ａに供給し、サセプタ２１７表面にチタン含有膜を形成する。サセプタ２１７表面に形成されたチタン含有膜は、サセプタ２１７が回転することにより第２処理領域２０１ｂを通過する。その際に、チタン含有膜は酸素元素の活性種等により酸化され、サセプタ２１７表面にチタン酸化膜が形成される。
なお、第２の例では、第１処理領域２０１ａにＴｉＣｌ４ガスを供給するため、第１プロセスチャンバ２０２ａは、第１ガス供給管２３１ａに接続されたガス供給管、バルブ、ＭＦＣ及びＴｉＣｌ４ガス供給源を別に備えている。
【０２２８】
（第１の基板搬入工程）
続いて、第１の基板一時搬出工程で第１搬送室１０３へ搬出されていたウエハ２００を、第１プロセスチャンバ２０２ａに載置する。
【０２２９】
（第２の薄膜形成工程）
続いて、第１プロセスチャンバ２０２ａに載置したウエハ２００上にチタン酸化膜を成膜する工程を行う。本工程は、上述の第１の例における第２の薄膜形成工程Ｓ１０４−２と同様の工程により、チタン酸化膜を成膜する。
【０２３０】
ここで、第１の薄膜形成工程と第２の薄膜形成工程を行うことを１サイクルとする。
【０２３１】
（判定Ｓ３２０）
コントローラ３００は、上記１サイクルが所定回数実施されたか否かを判定する。ここでコントローラ３００は、所定回数実施されていないと判定した場合、続く第２の基板一時搬出工程を行い、シリコン酸化膜とチタン酸化膜の成膜を引き続き行う。一方、所定回数実施されたと判定した場合、続く基板搬出工程を行い、積層膜の成膜を行う工程を終了する。
【０２３２】
（第２の基板一時搬出工程）
上述の通り、コントローラ３００が、上記１サイクルが所定回数実施されていないと判定した場合、第１プロセスチャンバ２０２ａから、チタン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ一時的に搬出する。
【０２３３】
（第２のパージ工程）
続いて、不活性ガス供給管２３４ａから不活性ガスを供給し、第１ガス供給管２３１ａの内部に残留したＴｉＣｌ４ガスをパージする。
【０２３４】
（クリーニング工程）
続いて、クリーニングガス供給系から処理室２０１内にクリーニングガス（例えばＮＦ３ガス）を供給して、主にサセプタ２１７表面に付着した膜をクリーニングする。クリーニングガス供給系は、例えば、不活性ガス導入部２８２に接続され、クリーニングガス供給源からクリーニングガスを第１パージ領域２０４ａ及び第２パージ領域２０４ｂに供給するように構成されている。なお、クリーニング工程においてサセプタ２１７は回転しており、第１パージ領域２０４ａ及び第２パージ領域２０４ｂを通過することによってサセプタ２１７全体がクリーニングされる。
【０２３５】
（第２のプリコート工程）
続いて、第２のプリコート工程では、主にサセプタ２１７の表面をシリコン酸化膜でプリコートする。プリコートの具体的な工程は、ウエハ２００がサセプタ載置部２１７ｂ上に載置されていないこと以外、上述の第１の例における第１の薄膜形成工程Ｓ１０４−１（すなわち図８の薄膜形成工程Ｓ１０４）と同様である。すなわち、第１ガス供給管２３１ａからＢＴＢＡＳガスを第１処理領域２０１ａに供給し、サセプタ２１７表面にシリコン含有膜を形成する。サセプタ２１７表面に形成されたシリコン含有膜は、サセプタ２１７が回転することにより第２処理領域２０１ｂを通過する。その際に、シリコン含有膜は酸素元素の活性種等により酸化され、サセプタ２１７表面にシリコン酸化膜が形成される。
【０２３６】
（基板搬出工程）
上述の通り、コントローラ３００が、上記１サイクルが所定回数実施されたと判定した場合、第１プロセスチャンバ２０２ａから、チタン酸化膜が成膜されたウエハ２００を、第１ウエハ移載機１１２を用いて第１搬送室１０３へ搬出し、積層膜の成膜を行う工程を終了する。
【０２３７】
このように、第１プロセスチャンバ２０２ａにおいて、第１の薄膜形成工程と第２の薄膜形成工程を所定回数繰り返すことにより、ウエハ２００上にシリコン酸化膜とチタン酸化膜の積層膜を形成する。所定回数は所望の積層膜の膜厚や積層数等によるが、例えば３回以上などが考えられる。
【０２３８】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、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。
【０２３９】
上述の実施形態では、反応容器２０３が４つの領域に分かれている場合について説明したが、それに限るものではない。対応する基板や形成する膜の種類によって、処理領域の数および配置を決定しても良い。
【０２４０】
なお、上述の実施形態では、各仕切板２０５の間の角度がそれぞれ９０°である場合について説明したが、それに限るものではない。ウエハ２００への各種ガスの供給時間（ウエハ２００の処理時間）等を考慮して、例えば第２処理領域２０１ｂを形成する２枚の仕切板２０５の間の角度を大きくして、ウエハ２００が第２処理領域２０１ｂを通過するのにかかる時間（処理時間）を長くする等、適宜変更してもよい。
【０２４１】
また、上述の実施形態では、各処理領域を仕切板２０５で仕切った場合について説明したが、それに限るものではない。処理室２０１が処理領域２０１ａ、２０１ｂのそれぞれに供給される処理ガスを混合させないように構成されていればよい。
【０２４２】
また、上述の実施形態では、仕切板２０５の端部と反応容器２０３の側壁との間に隙間が設けられており、処理室２０１内の圧力がそれぞれの領域において等しい場合について説明したが、それに限るものではない。第１処理領域２０１ａ、第１パージ領域２０４ａ、第２処理領域２０１ｂ、第２パージ領域２０４ｂが気密に区分されていてもよい。すなわち、それぞれの領域内の圧力が互いに異なっていてもよい。
【０２４３】
また、上述の実施形態では、一つのプロセスチャンバ２０２で５枚のウエハ２００を処理する場合について説明したが、それに限るものではない。一つのプロセスチャンバ２０２で、１枚のウエハ２００を処理してもよく、５枚を超える枚数のウエハ２００を処理してもよい。
【０２４４】
また、上述の実施形態では、予備室１２２または予備室１２３がウエハ２００を搬入する機能とウエハ２００を搬出する機能とを併用可能に構成されている場合について説明したが、それに限るものではない。予備室１２２および予備室１２３のいずれか一方を搬出用とし、他方を搬入用としてもよい。予備室１２２または予備室１２３を搬入用と搬出用を専用とすることによって、クロスコンタミネーションを低減することができ、併用とすることによって基板の搬送効率を向上させることができる。
【０２４５】
また、上述の実施形態では、同時に基板処理を行うのは１つのプロセスチャンバ２０２のみの場合についていて説明したが、それに限るものではない。各プロセスチャンバでの処理を並行して行ってもよい。
【０２４６】
また、上述の実施形態では、４つのプロセスチャンバ２０２がそれぞれ同様に構成されている場合について説明したが、それに限るものではない。各プロセスチャンバを異なる構成とし、各プロセスチャンバにおいてそれぞれ別の処理を行っても良い。
【０２４７】
また、上述の実施形態では、第１元素含有ガスとしてシリコン含有ガスを用い、第２元素含有ガスとして酸素含有ガスを用い、ウエハ２００上にシリコン酸化膜を形成する場合について説明したが、それに限るものではない。第１元素含有ガスとして、例えばハフニウム（Ｈｆ）含有ガス、ジルコニウム（Ｚｒ）含有ガス、チタン（Ｔｉ）含有ガス、タンタル（Ｔａ）含有ガスを用い、酸化ハフニウム膜（ＨｆＯ膜）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ膜）、酸化チタン膜（ＴｉＯ膜）、酸化タンタル膜（ＴａＯ膜）等のＨｉｇｈ−ｋ膜等をウエハ２００上に形成してもよい。また、第１元素含有ガスとして、例えばルテニウム（Ｒｕ）含有ガスやタングステン（Ｗ）含有ガスを用い、酸化ルテニウム膜（ＲｕＯ膜）や酸化タングステン膜（ＷＯ膜）をウエハ２００上に形成してもよい。
【０２４８】
また、上述の実施形態では、第２元素含有ガスとして、酸素含有ガスを用いる場合について説明したが、それに限るものではない。第２元素含有ガスとして、窒素含有ガスを用いてもよい。この場合、窒素含有ガスは、窒素（Ｎ２）ガス、またはアンモニア（ＮＨ３）ガス等を用いてもよい。
【０２４９】
また、上述の実施形態では、第２処理領域２０１ｂの上部に設けたプラズマ生成室２９０内に第２元素含有ガスを供給して、連通口３０２ａを介してプラズマ励起で発生した活性種等を第２処理領域２０１ｂ内に供給する場合について説明したが、それに限るものではない。反応容器の外でプラズマを生成するリモートプラズマ方法や、エネルギーレベルの高いオゾンを用いても良い。
【０２５０】
また、上述の実施形態では、不活性ガス導入部２５３を、第１パージ領域２０４ａと第２パージ領域２０４ｂとで共用とした場合について説明したが、不活性ガス導入部は個別に設けてもよい。
【０２５１】
また、上記実施例においては、反応容器２０３の中央から処理室２０１内にそれぞれのガスを供給する場合について説明したが、それに限るものではない。例えば、第１元素含有ガスを供給するノズルが第１処理領域に設けられ、不活性ガスを供給するノズルがそれぞれ第１パージ領域および第２パージ領域に設けられていてもよい。
【０２５２】
また、上述の本実施形態では、昇降機構２６８を用い、サセプタ２１７を昇降させることで、ウエハ２００を処理位置や搬送位置に移動させる場合について説明したが、それに限るものではない。ウエハ突き上げピン２６６が昇降することでウエハ２００を処理位置や搬送位置に移動させてもよい。
【０２５３】
＜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。
【０２５４】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
半導体装置の製造方法が提供される。
【０２５５】
（付記２）
本発明の他の態様によれば、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が、前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
付記１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２５６】
（付記３）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
付記１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２５７】
（付記４）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち所定のいずれか１枚が前記活性種供給口の近傍を通過し終わったタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、付記１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２５８】
（付記５）
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
付記１乃至４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２５９】
（付記６）
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
付記５記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６０】
（付記７）
前記処理室は第１の処理室であり、
前記基板を処理する第２の処理室内に前記第１の処理室から搬出された前記基板を載置する工程と、
前記第１の処理室において前記基板上に形成された第１の薄膜上に、第１の薄膜とは異なる第２の薄膜を形成する工程と、
前記第２の処理室から前記基板を搬出する工程と、を有し、
前記第１の処理室における第１の薄膜形成と前記第１の処理室における第２の薄膜形成を所定回数繰り返し行う、
付記１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６１】
（付記８）
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する第１の処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記第１の処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記基板を前記第１の処理室内から搬出する工程と、
基板を処理する第２の処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記第２の処理室内に設けられた第３処理領域および第４処理領域に、それぞれ第３元素を含有する第３元素含有ガスおよび第４元素を含有する第４元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第４処理領域に供給される前記第４元素含有ガスをプラズマ励起して前記第４元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第４処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第４処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第４元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第３処理領域と前記第４処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第３処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第３元素を含有する第３元素含有層を形成し、前記基板が前記第４処理領域を通過するときに前記第３元素含有層を、前記第４元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第３元素および前記第４元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記基板を前記第１の処理室内から搬出する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程及び前記第４元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６２】
（付記９）
前記第２元素と前記第４元素は同一の元素である、付記８記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６３】
（付記１０）
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記プラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程と、
を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、
半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６４】
（付記１１）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が、前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、
付記１０記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６５】
（付記１２）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、付記１０記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６６】
（付記１３）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記複数の基板のうち所定のいずれか１枚が前記活性種供給口の近傍を通過し始める直前のタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、付記１０記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６７】
（付記１４）
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
付記１０乃至１３いずれか一つに記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２６８】
（付記１５）
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
付記１４記載の半導体装置の製造方法が提供されるが提供される。
【０２６９】
（付記１６）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、
付記１０乃至１３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２７０】
（付記１７）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記複数の基板と前記活性種供給口との位置関係は、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記複数の基板と前記活性種供給口との位置関係と同一である、
付記１０記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２７１】
（付記１８）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が、前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングにおいてプラズマ励起を開始し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記所定の２枚の基板と、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記所定の２枚の基板は同一の基板である、
付記１１記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２７２】
（付記１９）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記所定の２枚の基板と、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記所定の２枚の基板は同一の基板である、
付記１２記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２７３】
（付記２０）
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち所定のいずれか１枚が前記活性種供給口の近傍を通過し終わったタイミングにおいてプラズマ励起を開始し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記所定の１枚の基板は、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記所定の１枚の基板と隣り合う基板であって前記基板載置台の回転方向の下流側の基板である、
付記１３記載の半導体装置の製造方法が提供される。
【０２７４】
（付記２２）
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に回転自在に設けられ、回転方向に沿って複数の基板が載置される基板載置面を備えた基板載置台と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、
前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた、前記複数の基板を処理する第１処理領域および第２処理領域と、
前記第１処理領域に第１元素を含有する第１元素含有ガスを供給する第１元素含有ガス供給部と、
第２元素を含有する第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部に前記第２元素含有ガスを供給する第２元素含有ガス供給部と、
前記第２処理領域内に設けられ、前記プラズマ生成部で生成された前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域内に供給する活性種供給口と、
前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始又は停止の少なくとも一方を行うように前記プラズマ生成部を制御する制御部と、
を備える基板処理装置が提供されるが提供される。
【０２７５】
（付記２３）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が、前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングにおいてプラズマの励起を開始するように前記プラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２７６】
（付記２４）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して、所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始するように前記プラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２７７】
（付記２５）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち所定のいずれか１枚が前記活性種供給口の近傍を通過し終わったタイミングにおいてプラズマ励起を開始するように前記プラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２７８】
（付記２６）
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、
付記２２乃至２５のいずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
【０２７９】
（付記２７）
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、
付記２６記載の基板処理装置が提供される。
【０２８０】
（付記２８）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち所定のいずれか１枚が前記活性種供給口の近傍を通過し始める直前のタイミングにおいてプラズマ励起を停止するようにプラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２８１】
（付記２９）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が、前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングにおいてプラズマ励起を停止するようにプラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２８２】
（付記３０）
前記制御部は、
前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を停止するようにプラズマ生成部を制御する、
付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２８３】
（付記３１）
前記制御部は、前記回転機構を制御して前記基板載置台の回転を開始させ、前記第１元素含有ガス供給部および前記第２元素含有ガス供給部を制御して前記第１元素含有ガスおよび前記第２元素含有ガスの供給を開始させた後、前記プラズマ生成部によるプラズマ励起を開始する、付記２２記載の基板処理装置が提供される。
【０２８４】
（付記３２）
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する手順と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する手順と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する手順と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する手順では、前記基板載置台の回転方向に沿って移動する前記複数の基板と前記活性種供給口とが所定の位置関係になるタイミングにおいてプラズマ励起を開始するコンピュータプログラム、又は当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【産業上の利用可能性】
【０２８５】
本発明に係る半導体装置の製造方法、基板処理装置等によれば、一枚の基板の面内における薄膜の膜厚や、複数の基板間における薄膜の膜厚を均一にすることができる。
【符号の説明】
【０２８６】
１０      基板処理装置
２００    ウエハ（基板）
２０１ａ  第１処理領域
２０１ｂ  第２処理領域
２０３    反応容器
２０６    プラズマ生成部
２１７    サセプタ
２６８    回転機構
３００    コントローラ（制御部）
【図１】
2016046976.tif 000003
【図２】
2016046976.tif 000004
【図３】
2016046976.tif 000005
【図４】
2016046976.tif 000006
【図５】
2016046976.tif 000007
【図６】
2016046976.tif 000008
【図７】
2016046976.tif 000009
【図８】
2016046976.tif 000010
【図９】
2016046976.tif 000011
【図１０】
2016046976.tif 000012
【図１１】
2016046976.tif 000013
【図１２】
2016046976.tif 000014
【図１３】
2016046976.tif 000015
【図１４】
2016046976.tif 000016
【図１５】
2016046976.tif 000017
【図１６】
2016046976.tif 000018
【図１７】
2016046976.tif 000019
【図１８】
2016046976.tif 000020
【図１９】
2016046976.tif 000021
【図２０】
2016046976.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月7日(2017.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して、プラズマ励起を開始してから前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかが生成されて前記第２処理領域内に供給されるまでに必要な所定時間だけ早いタイミングにおいてプラズマ励起を開始する、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する工程と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する工程と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する工程と、
前記プラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程と、を有し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して、プラズマ励起を停止してから前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかが失活して前記第２処理領域内に実質的に存在しなくなるまでに必要な所定時間だけ早いタイミングにおいてプラズマ励起を停止する、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記プラズマ生成部は、
前記第２元素含有ガスが供給されるプラズマ生成室と、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ、高周波電力の印加を受けて前記プラズマ生成室内に供給された前記第２元素含有ガスをプラズマ励起するコイルと、を有し、
前記活性種供給口は、前記第２処理領域内を通過する前記複数の基板に対向するように前記第２処理領域の上部に設けられる、請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記活性種供給口は前記プラズマ生成室の開口部により構成され、
前記プラズマ生成室の開口部は、前記複数の基板が移動する平面方向において小判型形状若しくは楕円形状であり、その長辺方向が前記複数の基板の移動方向と直交する方向を向くように設けられる、請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する工程では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミング、又はそのタイミングに対して所定時間だけ早いタイミング若しくは所定時間だけ遅れたタイミングにおいてプラズマ励起を開始し、
前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する工程における前記所定の２枚の基板と、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を停止する工程における前記所定の２枚の基板は同一の基板である、請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に回転自在に設けられ、回転方向に沿って複数の基板が載置される基板載置面を備えた基板載置台と、
前記基板載置台を回転させる回転機構と、
前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた、前記複数の基板を処理する第１処理領域および第２処理領域と、
前記第１処理領域に第１元素を含有する第１元素含有ガスを供給する第１元素含有ガス供給部と、
第２元素を含有する第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマ生成部に前記第２元素含有ガスを供給する第２元素含有ガス供給部と、
前記第２処理領域内に設けられ、前記プラズマ生成部で生成された前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域内に供給する活性種供給口と、
前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して、プラズマ励起を開始してから前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかが生成されて前記第２処理領域内に供給されるまでに必要な所定時間だけ早いタイミングにおいてプラズマ励起を開始するように前記プラズマ生成部を制御するよう構成された制御部と、
を備える基板処理装置。
【請求項９】
基板を処理する処理室内に回転自在に設けられた基板載置台上に、前記基板載置台の回転方向に沿って複数の基板を載置する手順と、
前記基板載置台を回転させ、前記基板載置台の回転方向に沿って前記処理室内に設けられた第１処理領域および第２処理領域に、それぞれ第１元素を含有する第１元素含有ガスおよび第２元素を含有する第２元素含有ガスの供給を開始する手順と、
前記第２処理領域に供給される前記第２元素含有ガスをプラズマ励起して前記第２元素を含む活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを生成し、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかを前記第２処理領域に設けられた活性種供給口を介して前記第２処理領域内に供給するプラズマ生成部において、前記第２元素含有ガスのプラズマ励起を開始する手順と、
前記基板載置台の回転によって前記複数の基板を順次前記第１処理領域と前記第２処理領域とを所定回数交互に通過させ、前記基板が前記第１処理領域を通過するときに前記基板の上に前記第１元素を含有する第１元素含有層を形成し、前記基板が前記第２処理領域を通過するときに前記第１元素含有層を、前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかにより改質することにより、前記基板の上に前記第１元素および前記第２元素を含有する薄膜を形成する手順と、をコンピュータにより基板処理装置に実行させ、
前記第２元素含有ガスのプラズマの励起を開始する手順では、前記複数の基板のうち隣り合う所定のいずれか２枚の基板の中間位置が前記活性種供給口の中心位置を通過するタイミングに対して、プラズマ励起を開始してから前記活性種若しくは反応種の少なくともいずれかが生成されて前記第２処理領域内に供給されるまでに必要な所定時間だけ早いタイミングにおいてプラズマの励起を開始させるプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
【国際調査報告】
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