(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で、前記反応容器内に原料ガスと、当該原料ガスと反応して反応生成物を生成する反応ガスと、を交互に供給して基板上に成膜する成膜装置において、
前記基板保持具における基板の配列方向に沿った第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうち、第１の基板保持領域、第２の基板保持領域に夫々限定的に前記原料ガスを供給する第１の原料ガス供給部、第２の原料ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちのいずれか一方に前記原料ガスが供給されているときに、他方に前記原料ガスが供給されることを防ぐためのパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記基板保持具において前記第１の基板保持領域と第２の基板保持領域との間に保持され、第１の基板保持領域と第２の基板保持領域とを区画する区画用基板と、
第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第１のサイクルと、第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第２のサイクルとが、夫々複数回行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備え、
前記第１のサイクルと、前記第２のサイクルと、が互いに異なる回数行われるように前記制御信号が出力されるか、
前記第１のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第１の期間と、前記第２のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第２の期間と、は互いに重なると共に、前記第２の期間は前記第１の期間よりも長く、前記第２の期間に含まれると共に前記第１の期間から外れた期間において、前記第１の基板保持領域に前記パージガスが供給されるように前記制御信号が出力されるか、
あるいは、前記第１の基板保持領域における基板に形成される膜及び前記第２の基板保持領域における基板に形成される膜についての膜種または膜質が互いに異なるように、前記第１の原料ガス供給部及び前記第２の原料ガス供給部から各々前記原料ガスが供給されることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第１のサイクルと、第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第２のサイクルと、が互いに異なる回数行われるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
一プロセスに必要な第１のサイクルの第１の繰り返し回数よりも一プロセスに必要な第２のサイクルの第２の繰り返し回数が多いとすると、
前記制御部は、第１のサイクルを第１の繰り返し回数だけ行うステップと、このステップの前または後に、第２のサイクルを第２の繰り返し回数だけ行うステップと、を実行するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
一プロセスに必要な第１のサイクルの第１の繰り返し回数よりも一プロセスに必要な第２のサイクルの第２の繰り返し回数が多いとすると、
前記制御部は、第１のサイクルと第２のサイクルとを、第１の繰り返し回数だけ同時に行うステップと、第２のサイクルを、第２の繰り返し回数から第１の繰り返し回数を差し引いた回数だけ行うステップと、を実行するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項５】
一プロセスに必要な第１のサイクルの第１の繰り返し回数よりも一プロセスに必要な第２のサイクルの第２の繰り返し回数が多いとすると、
前記制御部は、第１のサイクルを行い、この第１のサイクルの前または後に第２のサイクルを行う一連の工程からなるサイクルの組を複数回繰り返すステップを実行するように制御信号を出力し、
各サイクルの組に第１の繰り返し回数及び第２の繰り返し回数を分割して割り当て、各サイクルの組における回数は第１のサイクルよりも第２のサイクルの方が多いことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項６】
一プロセスに必要な第１のサイクルの第１の繰り返し回数よりも一プロセスに必要な第２のサイクルの第２の繰り返し回数が多いとすると、
前記制御部は、第１のサイクル及び第２のサイクルを行い、このサイクルの実行の前または後に第１のサイクルを行わずに第２のサイクルを行う一連の工程からなるサイクルの組を複数回繰り返すステップを実行するように制御信号を出力し、
各サイクルの組に第１の繰り返し回数及び第２の繰り返し回数を分割して割り当てることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第１のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第１の期間と、前記第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第２のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第２の期間と、は互いに重なると共に、前記第２の期間は前記第１の期間よりも長く、
前記制御部は、
前記第２の期間に含まれると共に前記第１の期間から外れた期間において、前記第１の基板保持領域に前記パージガスが供給されるように制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第１の原料ガス供給部及び第２の原料ガス供給部から供給される原料ガスの種類は互いに異なることを特徴とする請求項１、２または７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記第１の原料ガス供給部及び第２の原料ガス供給部のうちのいずれか一方からは主原料ガスと、当該主原料ガスと反応ガスとの反応生成物にドープする元素を含むドープ用ガスと、が供給され、他方からは主原料ガスが供給され、
前記パージガス供給部は、第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちのいずれか一方に前記ドープ用ガスが供給されているときに、他方に前記ドープ用ガスが供給されることを防ぐためにパージガスを供給することを特徴とする請求項８記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の原料ガス供給部、第２の原料ガス供給部及び反応ガス供給部が設けられる代りに、
前記第１の基板保持領域、第２の基板保持領域に夫々限定的に前記反応ガスを供給する第１の反応ガス供給部、第２の反応ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、が設けられ、
前記パージガス供給部は、前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちのいずれか一方に前記原料ガスが供給されているときに、他方にパージガスを供給する代わりに、前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちのいずれか一方に前記反応ガスが供給されているときに、他方にパージガスを供給し、
前記第１のサイクルと、前記第２のサイクルと、が互いに異なる回数行われるように前記制御信号が出力されるか、前記第１のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第１の期間と、前記第２のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第２の期間と、は互いに重なると共に、前記第２の期間は前記第１の期間よりも長く、前記第２の期間に含まれると共に前記第１の期間から外れた期間において、前記第１の基板保持領域に前記パージガスが供給されるように前記制御信号が出力されるか、あるいは、前記第１の基板保持領域における基板に形成される膜及び前記第２の基板保持領域における基板に形成される膜についての膜種または膜質が互いに異なるように、前記第１の原料ガス供給部及び前記第２の原料ガス供給部から各々前記原料ガスが供給される代わりに、
前記第１のサイクルと、前記第２のサイクルと、が互いに異なる回数行われるように前記制御信号が出力されるか、
あるいは、前記第１の基板保持領域における基板に形成される膜及び前記第２の基板保持領域における基板に形成される膜についての膜種または膜質が互いに異なるように、前記第１の反応ガス供給部及び前記第２の反応ガス供給部から各々前記反応ガスが供給されることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項１１】
縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で、前記反応容器内に原料ガスと、当該原料ガスと反応して反応生成物を生成する反応ガスと、を交互に供給して基板上に成膜する成膜装置において、
前記基板保持具における基板の配列方向に沿った第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうち、前記第１の基板保持領域に第１の流量で限定的に前記原料ガスを供給する第１の原料ガス供給部と、
前記第１の原料ガス供給部からの前記原料ガスの供給に並行して、前記第２の基板保持領域に前記第１の流量よりも大きい第２の流量で限定的に前記原料ガスを供給する第２の原料ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に前記原料ガスが供給されているときに、当該第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域の圧力分布を調整するための圧力調整用ガスを第１の基板保持領域に供給する圧力調整用ガス供給部と、
前記基板保持具において前記第１の基板保持領域と第２の基板保持領域との間に保持され、第１の基板保持領域と第２の基板保持領域とを区画する区画用基板と、
第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなるサイクルと、第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなるサイクルとが、夫々複数回行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
前記第１の基板保持領域は第１の基板が保持される領域であり、前記第２の基板保持領域は前記第１の基板よりも表面積が大きい第２の基板が保持される領域であることを特徴とする請求項７または１１記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で成膜を行う成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下「ウエハ」と言う）などの基板に対して成膜を行う手法には、ウエハの表面に成膜原料となるガス（原料ガス）を供給し、ウエハの表面に原料ガスの原子層や分子層を吸着させた後、この原料ガスを酸化、還元する反応ガスを供給して反応生成物を生成し、これらの処理を繰り返して反応生成物の層を堆積させるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）がある。このＡＬＤは、縦型の反応容器内に、複数のウエハを棚状に保持したウエハボートを格納した状態で各ガスを供給する成膜装置を用いて行われる場合がある。
【０００３】
半導体装置を製造するにあたり、多品種の半導体装置が少量ずつ生産される場合があり、その場合、比較的少ない枚数の同じロットのウエハが前記ウエハボートの保持領域（スロット）に保持されて前記ＡＬＤが行われる。当該ウエハボートにおいて、ウエハの枚数の変動によるウエハに形成される膜の状態の変動を防ぐために、ウエハが保持されない前記スロットについてはダミーウエハが保持される。
【０００４】
しかしこのような処理では、ダミーウエハの消費枚数が多くなってしまうという問題が有る。また、前記成膜装置では成膜処理を１回行おうとすると、成膜処理に要する時間の他に、ウエハボートを装置に対して搬入出する時間、ウエハボートのスロットに対してウエハ及びダミーウエハを搬入出する時間、成膜処理前に反応容器内を真空引きする時間、及び成膜処理前にウエハを加熱する時間などを要する。従って、ウエハボートに搭載されるウエハの枚数が少ないと、ある枚数のウエハを処理するために必要な成膜処理の回数が増えることになり、その回数分だけ上記の成膜処理に要する時間以外の時間（オーバーヘッドタイム）が必要になるので、結果として装置の生産性を低下させてしまう問題が有る。同種の成膜処理を行うウエハが多数、ウエハボートに搬送できるようになるまで待つことも考えられるが、その場合も処理を開始するタイミングが遅くなるため、装置の生産性の向上を図ることは難しい。
【０００５】
特許文献１には、ウエハボートを囲むように反応容器内に仕切り板を設けて当該反応容器内を区画した成膜装置について記載されており、区画された領域ごとに供給されるガスが互いに異なり、且つ当該領域ごとに並行して原料ガス、パージガス、反応ガス、パージガスがこの順で繰り返し供給されて処理が行われる。それによって、区画された各領域で個別に１ステップずつタイミングがずれてＡＬＤが行われ、各領域に単位時間あたりに供給されるガスの量を大きくすることができるとされる。しかしこのように処理を行っても、上記の装置の生産性の問題やダミーウエハの無駄が多くなる問題を解決できるものでは無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／０７４２７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で成膜を行う成膜装置において、装置の生産性の向上を図ることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の成膜装置は、縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で、前記反応容器内に原料ガスと、当該原料ガスと反応して反応生成物を生成する反応ガスと、を交互に供給して基板上に成膜する成膜装置において、
前記基板保持具における基板の配列方向に沿った第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうち、第１の基板保持領域、第２の基板保持領域に夫々限定的に前記原料ガスを供給する第１の原料ガス供給部、第２の原料ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に反応ガスを供給する反応ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちのいずれか一方に前記原料ガスが供給されているときに、他方に前記原料ガスが供給されることを防ぐためのパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記基板保持具において前記第１の基板保持領域と第２の基板保持領域との間に保持され、第１の基板保持領域と第２の基板保持領域とを区画する区画用基板と、
第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第１のサイクルと、第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなる第２のサイクルとが、夫々複数回行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備え、
前記第１のサイクルと、前記第２のサイクルと、が互いに異なる回数行われるように前記制御信号が出力されるか、
前記第１のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第１の期間と、前記第２のサイクルのうちの前記原料ガスの供給が行われる第２の期間と、は互いに重なると共に、前記第２の期間は前記第１の期間よりも長く、前記第２の期間に含まれると共に前記第１の期間から外れた期間において、前記第１の基板保持領域に前記パージガスが供給されるように前記制御信号が出力されるか、
あるいは、前記第１の基板保持領域における基板に形成される膜及び前記第２の基板保持領域における基板に形成される膜についての膜種または膜質が互いに異なるように、前記第１の原料ガス供給部及び前記第２の原料ガス供給部から各々前記原料ガスが供給されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の成膜装置は、縦型の反応容器内に、複数の基板を棚状に保持した基板保持具を配置した状態で、前記反応容器内に原料ガスと、当該原料ガスと反応して反応生成物を生成する反応ガスと、を交互に供給して基板上に成膜する成膜装置において、
前記基板保持具における基板の配列方向に沿った第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうち、前記第１の基板保持領域に第１の流量で限定的に前記原料ガスを供給する第１の原料ガス供給部と、
前記第１の原料ガス供給部からの原料ガスの供給に並行して、前記第２の基板保持領域に前記第１の流量よりも大きい第２の流量で限定的に前記原料ガスを供給する第２の原料ガス供給部と、
前記第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に原料ガスが供給されているときに当該第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域の圧力分布を調整するための圧力調整用ガスを第１の基板保持領域に供給する圧力調整用ガス供給部と、
前記基板保持具において前記第１の基板保持領域と第２の基板保持領域との間に保持され、第１の基板保持領域と第２の基板保持領域とを区画する区画用基板と、
第１の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなるサイクルと、第２の基板保持領域への原料ガスの供給と反応ガスの供給とからなるサイクルとが、夫々複数回行われるように制御信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の基板保持領域と第２の基板保持領域とが区画用基板により区画された上で、第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域のうちの一方に原料ガスが供給される間、他方にパージガスが供給される。また、本発明の他の発明によれば、第１の基板保持領域及び第２の基板保持領域に互いに異なる流量で原料ガスが供給されると共に、第２の基板保持領域にはこれら基板保持領域の圧力分布の調整用のガスが供給される。これらの構成によれば、第１の基板保持領域における基板、第２の基板保持領域における基板について夫々個別に処理を行うことができるため、膜厚、膜質、あるいは膜種が互いに異なる膜を成膜することができる。また、表面積が互いに異なる基板にも一括で成膜を行うことができる。従って、基板保持部に多くの基板を搭載して処理を行うことができるので、装置の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の成膜装置の縦断側面図である。
【図２】前記成膜装置の横断平面図である。
【図３】前記成膜装置のノズルとウエハボートに載置されるウエハとの関係を示す説明図である。
【図４】前記成膜装置に設けられるガス供給系の構成図である。
【図５】前記成膜装置による処理のステップを示すタイミングチャートである。
【図６】前記成膜装置による処理工程図である
【図７】前記成膜装置による処理工程図である
【図８】前記成膜装置による処理工程図である
【図９】前記成膜装置による処理工程図である
【図１０】前記成膜装置の他の構成例を示す概略図である。
【図１１】前記成膜装置の処理工程の例を示す表図である。
【図１２】前記成膜装置の処理工程の例を示す表図である。
【図１３】前記成膜装置の処理工程の例を示す表図である。
【図１４】前記成膜装置の処理工程の例を示す表図である。
【図１５】前記成膜装置の処理工程の例を示す表図である。
【図１６】前記成膜装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
【図１７】前記成膜装置のさらに他の構成例を示す概略図である。
【図１８】評価試験の結果を示すグラフ図である。
【図１９】前記成膜装置による他の処理のステップを示すタイミングチャートである。
【図２０】前記成膜装置によるさらに他の処理のステップを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る成膜装置１について、図１及び図２を参照して説明する。図１、図２は、夫々成膜装置１の縦断側面図、横断平面図である。図中１１は、例えば石英により縦型の円筒状に形成された反応容器であり、この反応容器１１内の上部側は、石英製の天井板１２により封止されている。また反応容器１１の下端側には、例えばステンレスにより円筒状に形成されたマニホールド２が連結されている。マニホールド２の下端は基板搬入出口２１として開口され、ボートエレベータ２２に設けられた石英製の蓋体２３により気密に閉じられるように構成されている。蓋体２３の中央部には回転軸２４が貫通して設けられ、その上端部には基板保持具であるウエハボート３が搭載されている。
【００１３】
ウエハボート３は、例えば３本の支柱３０を備えており、ウエハＷ及び区画用基板であるダミーウエハ１０の外縁部を支持して、当該ウエハＷ及びダミーウエハ１０を棚状に保持できる。前記ボートエレベータ２２は図示しない昇降機構により昇降自在に構成され、前記回転軸２４は駆動部をなすモータＭにより鉛直軸周りに回転自在に構成されている。図中２５は断熱ユニットである。こうしてウエハボート３は、当該ウエハボート３が反応容器１１内にロード（搬入）され、蓋体２３により反応容器１１の基板搬入出口２１が塞がれる処理位置と、反応容器１１の下方側の搬出位置との間で昇降自在に構成される。ウエハボート３については、後でさらに詳しく説明する。
【００１４】
反応容器１１の側壁の一部にはプラズマ発生部１３が設けられている。このプラズマ発生部１３は、反応容器１１の側壁に形成された上下に細長い開口部１４を覆うようにして、断面凹部状の例えば石英製の区画壁１５を反応容器１１の外壁に気密に接合することにより構成される。前記開口部１４は、ウエハボート３に保持されている全てのウエハＷ及びダミーウエハ１０をカバーできるように、上下方向に長く形成されている。また区画壁１５の両側壁の外側面には、その長さ方向（上下方向）に沿って互いに対向する一対のプラズマ電極１６が設けられている。このプラズマ電極１６には、プラズマ発生用の高周波電源１７が給電ライン１７１を介して接続されており、プラズマ電極１６に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっている。さらに区画壁１５の外側には、これを覆うように例えば石英よりなる絶縁保護カバー１８が取り付けられている。
【００１５】
反応容器１１の側壁の周方向の一部、この例では前記プラズマ発生部１３に対向する領域には、反応容器１１内の雰囲気を真空排気するために、上下に細長い開口部１９が形成されている。開口部１９は、ウエハボート３においてウエハＷ及びダミーウエハ１０が配列されている領域に臨み、ウエハＷ及びダミーウエハ１０の配列方向に沿って形成されている。
【００１６】
前記開口部１９には、これを覆うようにして例えば石英よりなる断面コ字状に形成された排気カバー部材３１が取り付けられている。排気カバー部材３１は、例えば反応容器１１の側壁に沿って上下に伸びるように構成されており、例えば当該排気カバー部材３１の下部側には、真空排気手段をなす真空ポンプ３２及び圧力調整バルブ３３を備えた排気管３４が接続されている。
【００１７】
前記マニホールド２の側壁には、原料ガスであるシラン系のガス例えばジクロロシラン（ＤＣＳ：ＳｉＨ２Ｃｌ２）を供給するための第１の原料ガス供給路４１及び第２の原料ガス供給路４２が挿入されている。これら第１の原料ガス供給路４１及び第２の原料ガス供給路４２の先端部には、夫々第１の原料ガスノズル４３（以下「第１のノズル４３」という）及び第２の原料ガスノズル４４（以下「第２のノズル４４」という）が設けられている。これら第１の原料ガス供給部である第１のノズル４３及び第２の原料ガス供給部である第２のノズル４４は、例えば断面が円形の石英管よりなり、図１に示すように、反応容器１１の内部におけるウエハボート３の側方において、ウエハボート３に保持されたウエハＷの配列方向に沿って延びるように垂直に設けられている。第１のノズル４３及び第２のノズル４４は、例えば図２に示すように、プラズマ発生部１３の開口部１４を挟んで配置されている。なお、図１では図示の便宜上、第１及び第２のノズル４３、４４を側方から見て並べて描いている。
【００１８】
続いて、図３も参照しながら第１のノズル４３、第２のノズル４４についてさらに説明すると、第１のノズル４３及び第２のノズル４４には、原料ガスを吐出するための複数のガス吐出孔がその長さ方向に沿って、所定の間隔を隔てて例えば６０個ずつ形成されている。第１のノズル４３のガス吐出孔を４３１、第２のノズル４４のガス吐出孔を４４１として示しており、ガス吐出孔４３１は、ガス吐出孔４４１よりも上方に位置している。これらガス吐出孔４３１、４４１からはパージガスも吐出され、第１のノズル４３及び第２のノズル４４はパージガス供給部としても構成されている。
【００１９】
ところで、上記のウエハボート３には上下方向に多数のスロット（保持領域）が互いに等間隔に設けられ、各スロットにウエハＷ及びダミーウエハ１０が水平に保持される。ウエハボート３の上部側、下部側には夫々ウエハＷが多数枚保持されており、上部側のウエハＷ群と下部側のウエハＷ群との間には、これらのウエハＷ群を区画するように例えば複数枚のダミーウエハ１０が保持されている。この実施形態ではウエハボート３において、上部側のウエハＷ群が保持された領域を保持領域Ｗ１、下部側のウエハＷ群が保持された領域を保持領域Ｗ２、ダミーウエハ１０が保持された領域を保持領域Ｗ０として示す。この成膜装置１は保持領域Ｗ１のウエハＷ、保持領域Ｗ２のウエハＷに共通の反応容器１１内で個別にＡＬＤを行い、互いに異なる膜厚のＳｉＮ（窒化シリコン）膜を形成できるように構成されている。
【００２０】
図３では、点線の矢印で反応容器１１内のガスの流れを模式的に示している。第１のノズル４３のガス吐出孔４３１は、保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２のうち、保持領域Ｗ１のみに向かうように水平に開口し、当該保持領域Ｗ１に限定的に原料ガスを吐出できるように水平に開口している。第２のノズル４４のガス吐出孔４４１は、保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２のうち、保持領域Ｗ２のみに向かうように開口し、当該保持領域Ｗ２に限定的に原料ガスを吐出できるように水平に開口している。ウエハボート３においてガス吐出孔４３１によりガスが供給される領域と、ガス吐出孔４４１によりガスが供給される領域との境界及び境界付近に位置する複数のスロットについては、ガス吐出孔４３１、４４１からのガスの拡散により、ウエハＷを載置した場合に当該ウエハＷに形成される膜厚の制御が困難であるため、上記のようにダミーウエハ１０を搭載し、ウエハＷが無駄になることを防いでいる。それによって、処理に要するコストを抑えることができる。
【００２１】
図１、図２に戻って説明を続ける。マニホールド２の側壁には、反応ガスであるアンモニア（ＮＨ３）ガスを供給するための反応ガス供給路５１が挿入されており、この反応ガス供給路５１の先端部には、例えば石英管よりなり反応ガス供給部をなす反応ガスノズル５２が設けられている。反応ガスとは、原料ガスの分子と反応して反応生成物を生成するガスである。反応ガスノズル５２は、反応容器１１内を上方向へ延び、途中で屈曲してプラズマ発生部１３内に配置されている。このプラズマ発生部１３内において、反応ガスノズル５２には、その長さ方向に沿って間隔をおいてガス吐出孔５２１が開口している。ガス吐出孔５２１は、保持領域Ｗ１、Ｗ２の各ウエハＷに反応ガスを供給できるように、水平に開口している。
【００２２】
また図１に示すように、反応容器１１の外周を囲むようにして、加熱部である筒状体のヒータ３５が設けられている。このヒータ３５は、実際にはウエハＷの配列方向に沿って分割されており、分割された領域毎に個別に温度を制御できる。ただし、この実施形態では各領域を同じ温度に制御するため、前記ウエハＷの配列方向において一体であるように図示している。
【００２３】
続いて成膜装置１に設けられるガス供給系について、図４を参照しながら説明する。前記第１の原料ガス供給路４１は、その一端側が原料ガスであるＤＣＳ（ジクロロシラン）の供給源４に接続されると共に、反応容器１１側から順に、バルブＶ１１と、第１のタンク６１と、バルブＶ１２と、流量調整部ＭＦ１３と、を備えている。また第１の原料ガス供給路４１は、バルブＶ１１の下流側から分岐し、バルブＶ１４、流量調整部ＭＦ１５を上流側に向けてこの順に備えた第１のパージガス供給路７１を介して、パージガスである窒素（Ｎ２）ガスの供給源７に接続されている。前記バルブはガスの給断、流量調整部はガス供給量の調整を夫々行うものであり、以降のバルブ及び流量調整部についても同様である。
【００２４】
同様に前記第２の原料ガス供給路４２は、その一端側が第１の原料ガス供給路４１のバルブＶ１２と流量調整部ＭＦ１３との間に接続され、反応容器１１側から順にバルブＶ２１と、第２のタンク６２と、バルブＶ２２と、を備えている。また、第２の原料ガス供給路４２はバルブＶ２１の下流側から分岐し、バルブＶ２３、流量調整部ＭＦ２４を上流側に向けてこの順に備えた第２のパージガス供給路７２を介して、前記Ｎ２ガスの供給源７に接続されている。
【００２５】
前記第１のタンク６１、第２のタンク６２は、その下流側のバルブＶ１１、Ｖ２１を閉じ、上流側のバルブＶ１２、Ｖ２２を開いて当該第１のタンク６１、第２のタンク６１、６２に夫々ガスをＤＣＳ流入させ続けたときに、当該第１のタンク６１内、第２のタンク６２内に夫々当該ＤＣＳガスが貯留され、昇圧されるように構成されている。そのように第１のタンク６１、第２のタンク６２が昇圧した後、上流側のバルブＶ１２、Ｖ２２を閉じた状態で、下流側のバルブＶ１１、Ｖ２１を開くことで、第１のタンク６１内、第２のタンク６２内のＤＣＳガスが比較的高い流速、例えば３００ｃｃ／分程度で夫々反応容器１１内へ供給される。
【００２６】
前記反応ガス供給路５１の一端側は、ＮＨ３ガスの供給源５に接続されており、この反応ガス供給路５１には反応容器１１側から順に、バルブＶ３１、流量調整部ＭＦ３２が設けられている。また反応ガス供給路５１は、バルブＶ３１の下流側にて分岐し、バルブＶ３３、流量調整部ＭＦ３４を上流側に向けてこの順に備えたパージガス供給路７３を介して、窒素ガスの供給源７に接続されている。
【００２７】
また、成膜装置１は、図１に示すように制御部１００を備えている。制御部１００はコンピュータからなり、当該コンピュータに含まれる記憶部には成膜装置１の作用、即ち反応容器１１内にてウエハＷに成膜処理を行うときの制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【００２８】
図５のタイミングチャートは成膜装置１の処理の各ステップ毎に、各ノズルから反応容器１１内への各種のガスの供給及び供給停止の状態と、高周波電源１７のオンオフの状態と、を示している。このチャートと、各ステップにおけるガス供給系及び反応容器１１内の各ガスの流通について示す図６〜図９と、を参照しながら、成膜装置１の作用について説明する。図６〜図９についてはガスが流通する流路を、ガスが流通していない流路に比べて太く示している。ただし、図５のチャート及び図６〜図９について、ノズル４３、４４、５２からＮ２ガスが供給されていないものとして示されるステップについても、実際にはノズル内に反応容器１１内の雰囲気が進入することを防いだり、反応ガス及び原料ガスを適切な濃度に希釈するために、比較的低い流量でＮ２ガスが供給されている。そのため以降の説明でも、このＮ２ガスの給断を行うためのバルブについて閉じるものと記載していても完全には閉じておらず、実際にはＮ２ガスが流通できるように若干開いている。
【００２９】
未処理のウエハＷ及びダミーウエハ１０を図３で説明したようにウエハボート３に搭載し、然る後ウエハボート３を反応容器１１内に搬入（ロード）して、真空ポンプ３２により反応容器１１内を１３．３３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）程度の真空雰囲気に設定する。ヒータ３５により、保持領域Ｗ１、Ｗ２を構成する各ウエハＷが所定の温度例えば５００℃に加熱され、ウエハボート３が回転される。第１及び第２のタンク６１、６２内は設定圧力、例えば３３．３３ｋＰａ（２５０Ｔｏｒｒ）〜５３．３３ｋＰａ（４００Ｔｏｒｒ）になるようにＤＣＳガスが充填されている。
【００３０】
この状態でバルブＶ１４、Ｖ２３、Ｖ３３を開き、第１のノズル４３、第２のノズル４４、反応ガスノズル５２を介してＮ２ガスをパージガスとして反応容器１１内に供給し、当該反応容器１１内をパージする（図６、ステップＳ１）。次いでバルブＶ１４、Ｖ３３を閉じ、バルブＶ２３が開かれた状態で、つまり第２のノズル４４からウエハＷの保持領域Ｗ２に限定的にパージガスが供給されている状態で、バルブＶ１１を開いて第１のタンク６１内のＤＣＳガスを第１のノズル４３からウエハＷの保持領域Ｗ１に向けて供給する（図７、ステップＳ２）。
【００３１】
第１のノズル４３の吐出孔４３１は保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２のうち保持領域Ｗ１に対して限定的に開口していること、つまり、保持領域Ｗ２に対しては開口していないこと、保持領域Ｗ２にはパージガスが供給されていること、及び保持領域Ｗ１、Ｗ２間にはダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０が配置され、保持領域Ｗ１、Ｗ２が互いに離れていることから、このＤＣＳガスは保持領域Ｗ１に限定的に供給され、保持領域Ｗ２への供給が防がれる。そして、保持領域Ｗ１に供給されたＤＣＳガスは、当該保持領域Ｗ１の各ウエハＷの表面を一方側から他方側へ流れ、当該ウエハＷの表面にＤＣＳの分子が吸着される。余剰のＤＣＳガスは、排気管３４の排気によってウエハＷの他方側における排気カバー部材３１内を下方へ向かい、保持領域Ｗ２に供給されて排気カバー部材３１内に流入したパージガスと共に、当該排気管３４から除去される。
【００３２】
その後バルブＶ１１を閉じて、第１のノズル４３からのＤＣＳガスの供給を停止し、バルブＶ１４、Ｖ３３が開かれ、図６で説明したステップＳ１と同様に第１のノズル４３、第２のノズル４４、反応ガスノズル５２からパージガスが反応容器１１内に供給されて、反応容器１１内のＤＣＳガスがパージされる（ステップＳ３）。然る後、バルブＶ１４、Ｖ３３が閉じられると共にバルブＶ３１が開かれ、反応容器１１内に反応ガスであるＮＨ３ガスが供給される。このＮＨ３ガスの供給に並行して高周波電源１７がオンにされ、ＮＨ３ガスがプラズマ化し、当該ＮＨ３ガスの活性種が生じる。
【００３３】
この活性種が保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２に供給され、保持領域Ｗ１の各ウエハＷにおいては、その表面に吸着したＤＣＳの分子が当該活性種と反応し、ＤＣＳ中のシリコン原子が窒化されて、ＳｉＮ（窒化シリコン）の分子層を生じる（図８、ステップＳ４）。保持領域Ｗ２の表面にはＤＣＳの分子が吸着していないので、保持領域Ｗ２に供給された前記活性種はウエハＷの表面とは反応せずに当該ウエハＷ表面を通過する。保持領域Ｗ１に供給された余剰のＮＨ３の活性種、及び保持領域Ｗ２に供給されたＮＨ３の活性種は、排気カバー部材３１内に流入して、共に排気管３４から排気される。また、このように反応容器１１内へＮＨ３ガスの活性種が供給される間にバルブＶ１２が開かれ、第１のタンク６１に再度ＤＣＳガスが供給されて第１のタンク６１内が昇圧し、設定圧力になるとバルブＶ１２が閉じられる。図８において、このＤＣＳガスの第１のタンク６１への流れの表示は省略している。
【００３４】
然る後、バルブＶ３１が閉じられて反応容器１１内へのＮＨ３ガスの供給が停止すると共に、高周波電源１７がオフになり、プラズマの発生が停止する。その後、バルブＶ１４、Ｖ２３、Ｖ３３が開かれ、図６に示したステップＳ１、Ｓ３と同様に、第１のノズル４３、第２のノズル４４及び反応ガスノズル５２からパージガスが反応容器１１内に供給され、反応容器１１内に残留するＮＨ３ガス及びその活性種をパージする（ステップＳ５）。その後、バルブＶ１４、Ｖ２３、Ｖ３３が閉じられると共にバルブＶ１１、Ｖ２１が開かれ、第１のタンク６１及び第２のタンク６２内のＤＣＳガスが第１のノズル４３、第２のノズル４４から保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２に供給される（図９、ステップＳ６）。それによって、保持領域Ｗ２のウエハＷの表面にＤＣＳの分子が吸着されると共に、保持領域Ｗ１のウエハＷにおいて前記ステップＳ４で形成されたＳｉＮの分子層の表面にＤＣＳの分子が吸着される。
【００３５】
その後、バルブＶ１１、Ｖ２１を閉じてＤＣＳガスの供給を停止し、バルブＶ１４、Ｖ２３、Ｖ３３を開き、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５と同様に第１のノズル４３、第２のノズル４４、反応ガスノズル５２を介してパージガスが反応容器１１内に供給され、反応容器１１内に残留するＤＣＳガスがパージされる（ステップＳ７）。続いて、バルブＶ１１、Ｖ２１、Ｖ３３が閉じられると共にバルブＶ３１が開かれ、図８で説明したステップＳ４と同様に反応容器１１内にＮＨ３ガスが供給されると共に高周波電源１７がオンにされる。それによって、ＮＨ３ガスがプラズマ化されて活性種が発生し、この活性種が保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２に供給され、保持領域Ｗ１及び保持領域Ｗ２の各ウエハＷの表面に吸着したＤＣＳの分子と反応する。保持領域Ｗ２のウエハＷにおいてはＳｉＮの分子層が形成され、保持領域Ｗ１のウエハＷにおいてはステップＳ４で形成されたＳｉＮの分子層上にさらにＳｉＮの分子層が形成される（ステップＳ８）。
【００３６】
然る後、高周波電源１７がオフになると共に、バルブＶ３１が閉じられてＮＨ３ガスの供給が停止する。これ以降は、上記のステップＳ１〜Ｓ８が繰り返し行われる。ステップＳ１〜Ｓ８が１回行われる度に、保持領域Ｗ１には２層ずつ、保持領域Ｗ２には１層ずつ、夫々ＳｉＮの分子層が積層されてＳｉＮ膜が形成される。このように１回のステップＳ１〜Ｓ８によって、積層される分子層の数が異なるので保持領域Ｗ１と、保持領域Ｗ２とで互いに異なる膜厚のＳｉＮ膜が形成される。所定の回数、ステップＳ１〜Ｓ８を行った後、上記のステップＳ１と同様に反応容器１１内に第１のノズル４３、第２のノズル４４及び反応ガスノズル５２から窒素ガスを供給し、反応容器１１内を大気圧に復帰させる。次いでウエハボート３を搬出（アンロード）し、当該ウエハボート３のスロットからウエハＷ及びダミーウエハ１０を搬出する。
【００３７】
上記の成膜装置１によれば、ウエハボート３のウエハＷの保持領域Ｗ１、Ｗ２間にダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０を設ける。そして、保持領域Ｗ１に第１のノズル４３からＤＣＳガスを限定的に供給する間、保持領域Ｗ２に第２のノズル４４からパージガスを供給し、ＤＣＳガスが保持領域Ｗ２へ供給されることを防ぐステップと、保持領域Ｗ１、Ｗ２に共にＤＣＳガスを供給するステップとを行う。それによって、保持領域Ｗ１、Ｗ２に互いに異なる数のＳｉＮの分子層を積層して、互いに異なる膜厚を有するＳｉＮ膜を形成することができる。従って、ウエハボート３に保持領域Ｗ１のウエハＷ及び保持領域Ｗ２のウエハＷのいずれか一方のみを保持し、個別に処理を行う場合に比べて、背景技術の項目で説明したオーバーヘッドタイムが繰り返し必要になることを防ぎ、成膜装置１の生産効率を向上させることができるし、必要なダミーウエハ１０の枚数も低減させることができ、成膜処理に要するコストを抑えることができる。なお、本実施形態及び後述の各実施形態において、前記保持領域Ｗ０のダミーウエハ１０の枚数は、複数枚であることに限られず、１枚であってもよい。
【００３８】
続いて図１０を参照し、成膜装置１の変形例である成膜装置８について成膜装置１との差異点を中心に説明する。この成膜装置８に搬入されるウエハボート３には、上方から下方に向けてウエハＷの保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が順に設定されており、保持領域Ｗ１〜Ｗ３には各々ウエハＷが複数枚保持されている。そして、保持領域Ｗ１、Ｗ２間、及び保持領域Ｗ２、Ｗ３間には夫々ダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０が設けられている。そして、第１のノズル４３、第２のノズル４４の他に、原料ガスであるＤＣＳガスを反応容器１１内に供給するための第３のノズル４５が設けられている。図中、４５１は第３のノズル４５の吐出孔、４６は第３のノズル４５の上流に接続されるガス流路である。ガス供給系は、第１〜第３のノズル４３〜４５に、夫々個別にＤＣＳガスを供給できるように構成される。第１のノズル４３、第２のノズル４４は、既述の実施形態と同様に保持領域Ｗ１、Ｗ２に限定的に原料ガスを供給する。第３のノズル４５については、その吐出孔４５１が、保持領域Ｗ１〜Ｗ３のうち保持領域Ｗ３に限定的にＤＣＳガスを供給できるように開口している。
【００３９】
図１１〜図１５の各表は、この成膜装置８による処理例を列挙したものである。各表において、シーケンスは処理が行われる順番を示し、１、２、３・・・の順に処理が進む。そして、表では保持領域毎に各シーケンスにて行われる処理を示しており、同じシーケンスにおいて、各保持領域に記載される処理が互いに並行して行われる。また、表にはシーケンスごとに、ＤＣＳガス及びＮＨ３ガスの供給を含む成膜サイクルが行われる保持領域について、当該成膜サイクルが繰り返し行われる回数を示している。より具体的にはこの成膜サイクルとは、ＤＣＳガスの供給、パージガスの供給、プラズマ化したＮＨ３ガスの供給、パージガスの供給の順に行われる、成膜装置１のステップＳ２〜Ｓ５に相当する一連の処理である。１回の成膜サイクルで例えば１Åの厚さのＳｉＮの分子層が形成できるように成膜装置８が構成されているものとする。
【００４０】
そして、この成膜サイクルにおけるＤＣＳガスの供給は、既述のように保持領域毎に限定的に行われる。前記成膜サイクルが行われない保持領域については、他の保持領域でＤＣＳガスの供給が行われている間にパージガスが限定的に供給され、他の保持領域からＤＣＳガスが供給されることが防がれる。そのようにパージガスが供給される保持領域については、表中にＮ２パージと表示しており、以降の説明でも単にＮ２パージを行う保持領域として記載する場合がある。また、成膜サイクルが実施されている保持領域にパージガス、反応ガスが供給されている間は、成膜装置１と同じく、他の保持領域にもパージガス、反応ガスが夫々供給される。
【００４１】
図１１にて処理Ａ１として示す表について説明する。この処理Ａ１では、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷに例えば夫々１０Å（１ｎｍ）、２０Å（２ｎｍ）、３０Å（３ｎｍ）のＳｉＮ膜を成膜する。シーケンス１として、保持領域Ｗ１に上記の成膜サイクルを１０回繰り返し行い、上記のように保持領域Ｗ１に原料ガスが供給されている間、保持領域Ｗ２、Ｗ３はＮ２パージを行う。シーケンス２として保持領域Ｗ２に成膜サイクルを２０回繰り返し行い、保持領域Ｗ１、Ｗ３はＮ２パージを行う。シーケンス３として、保持領域Ｗ３に成膜サイクルを３０回繰り返し行い、保持領域Ｗ１、Ｗ２はＮ２パージを行う。つまり、この処理Ａ１では、一の保持領域において成膜サイクルを所定の繰り返し回数だけ行うステップを実施した後、他の保持領域で成膜サイクルを所定の繰り返し回数だけ行うステップが行われるように、成膜装置８の動作が制御される。
【００４２】
次いで図１１の処理Ａ２について、処理Ａ１との差異点を中心に説明すると、シーケンス１では保持領域Ｗ１〜Ｗ３について、成膜サイクルが１０回繰り返し行われる。シーケンス２では保持領域Ｗ２、Ｗ３のみに成膜サイクルが１０回行われ、シーケンス３では保持領域Ｗ３のみに成膜サイクルが１０回行われる。つまり処理Ａ１ではＤＣＳガスの供給が保持領域ごとに異なるタイミングで行われるが、処理Ａ２では、各保持領域について同時にＤＣＳガスの供給が行われる期間が設定されている。更に説明すると、この処理Ａ２では、一の保持領域、他の保持領域について同時に所定の繰り返し回数Ｎ１だけ成膜サイクルを行うステップを実施した後、他の保持領域について成膜サイクルを行うべき所定の回数Ｎから前記繰り返し回数Ｎ１を差し引いた回数（Ｎ−Ｎ１）回だけ、成膜サイクルを繰り返し行うステップが実施されるように、成膜装置８の動作が制御される。
【００４３】
続いて図１１の処理Ａ３について説明すると、シーケンス１については処理Ａ２と同様に行われる。そしてシーケンス２では、保持領域Ｗ２のみに成膜サイクルが１０回行われ、シーケンス３では保持領域Ｗ３のみに成膜サイクルが２０回行われる。図１１の処理Ａ４では、シーケンス１において保持領域Ｗ１のみに成膜サイクルが１０回繰り返し行われ、シーケンス２において保持領域Ｗ２、Ｗ３のみに成膜サイクルが２０回行われ、シーケンス３において保持領域Ｗ３のみに成膜サイクルが１０回行われる。
【００４４】
ところで、どの保持領域から成膜サイクルを開始してもよい。図１２の処理Ａ５は、処理Ａ１のシーケンスと逆の順番で各保持領域に処理が行われる。即ち、シーケンス１で保持領域Ｗ３に成膜サイクルが３０回、シーケンス２で保持領域Ｗ２に成膜サイクルが２０回、シーケンス３で保持領域Ｗ１に成膜サイクルが１０回、夫々繰り返し行われる。同様に、図１２の処理Ａ６は、処理Ａ２のシーケンスと逆の順番で各保持領域に処理が行われる。
【００４５】
ところで膜厚を大きくする保持領域は、ウエハボート３の上側に設定しても下側に設定してもよい。図１２の処理Ａ７、Ａ８は処理Ａ１〜Ａ６と異なり、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷに例えば夫々３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのＳｉＮ膜を形成する。処理Ａ７においては、シーケンス１で保持領域Ｗ３に成膜サイクルが１０回、シーケンス２で保持領域Ｗ２に成膜サイクルが２０回、シーケンス３で保持領域Ｗ１に成膜サイクルが３０回行われる。処理Ａ８においては、シーケンス１で保持領域Ｗ１〜Ｗ３に成膜サイクルが１０回、シーケンス２で保持領域Ｗ１、Ｗ２に成膜サイクルが１０回、シーケンス３で保持領域Ｗ１〜Ｗ３に成膜サイクルが１０回行われる。
【００４６】
図１３、図１４に示す処理Ａ９〜Ａ１４では、処理Ａ１〜Ａ６と同じく保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷに１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍのＳｉＮ膜を形成する。処理Ａ９については、上記の各処理と異なりシーケンス１〜３が繰り返し行われる。つまりシーケンス３終了後に、シーケンス１〜３が再度行われる。シーケンス１では保持領域Ｗ１に成膜サイクルが１回、シーケンス２では保持領域Ｗ２に成膜サイクルが２回、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが３回行われ、このシーケンス１〜３のサイクルが１０回繰り返し行われる。つまり、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３には成膜サイクルが夫々計１０回、計２０回、計３０回行われる。つまりこの処理Ａ９では、一の保持領域で行われるように設定された成膜サイクルと、一の保持領域の成膜サイクル実施後に他の保持領域で行われるように設定された成膜サイクルと、からなるサイクルの組が、複数回繰り返し行われるように設定されている。
【００４７】
次に処理Ａ１０について説明すると、シーケンス１では保持領域Ｗ１〜Ｗ３に成膜サイクルが１回、シーケンス２では保持領域Ｗ２、Ｗ３に成膜サイクルが１回、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが１回行われ、このシーケンス１〜３のサイクルが１０回繰り返し行われる。このように処理Ａ１０では、一の保持領域及び他の保持領域で行われるように設定された成膜サイクルと、この成膜サイクル実施後に一の保持領域で成膜サイクルを行わず他の保持領域でのみ行うように設定された成膜サイクルと、からなるサイクルの組が、複数回繰り返し行われるように設定されている。
【００４８】
続いて処理Ａ１１について説明すると、シーケンス１では保持領域Ｗ１〜Ｗ３に成膜サイクルが１回、シーケンス２では保持領域Ｗ２に成膜サイクルが１回、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが２回行われ、このシーケンス１〜３のサイクルが１０回繰り返し行われる。また、処理Ａ１２について説明すると、シーケンス１では保持領域Ｗ１に成膜サイクルが１回、シーケンス２では保持領域Ｗ２、Ｗ３に成膜サイクルが２回、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが１回行われ、シーケンス１〜３のサイクルが１０回繰り返し行われる。
【００４９】
図１４の処理Ａ１３は、処理Ａ９のシーケンス１〜３を逆の順番で行うものであり、処理Ａ１４は処理Ａ１０のシーケンス１〜３を逆の順番で行うものである。図１４の処理Ａ１５、Ａ１６については処理Ａ７、Ａ８と同じく、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷに夫々３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのＳｉＮ膜を形成する。処理Ａ１５は、シーケンス１での保持領域Ｗ３の成膜サイクルが１回、シーケンス３での保持領域Ｗ１の成膜サイクルを３回であることを除いて、処理Ａ１３と同様の処理である。処理Ａ１６は、シーケンス１にて保持領域Ｗ１に成膜サイクルを１回、シーケンス２にて保持領域Ｗ１、Ｗ２に成膜サイクルを１回、シーケンス３にて保持領域Ｗ１〜Ｗ３に成膜サイクルを１回行い、シーケンス１〜３のサイクルを１０回行う。
【００５０】
図１５の処理Ａ１７、Ａ１８は、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷに例えば夫々５ｎｍ、１３ｎｍ、３０ｎｍの膜厚のＳｉＮ膜を夫々形成する。この処理Ａ１７、Ａ１８では、シーケンス１〜５が設定され、シーケンス１〜３のサイクルが５回繰り返し行われた後、シーケンス４、５が順に行われる。処理Ａ１７において、シーケンス１では保持領域Ｗ１に成膜サイクルが１回、シーケンス２では保持領域Ｗ２に成膜サイクルが２回、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが５回、シーケンス４では保持領域Ｗ２に成膜サイクルが３回、シーケンス５では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが５回行われる。
【００５１】
処理Ａ１８について説明すると、シーケンス１では保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に成膜サイクルが１回行われ、シーケンス２では保持領域Ｗ２、Ｗ３に成膜サイクルが１回行われ、シーケンス３では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが３回行われる。シーケンス４では保持領域Ｗ２、Ｗ３に成膜サイクルが３回行われ、シーケンス５では保持領域Ｗ３に成膜サイクルが２回夫々設定されている。このようにシーケンスを繰り返すサイクルと、１つのシーケンスにおける成膜サイクルの回数と、を適宜設定することで、各保持領域のウエハＷに形成される膜厚を適宜調整することができる。
【００５２】
上記の各処理や後述の各処理を行うにあたり、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の各ウエハＷの温度が、同じ温度になるようにヒータ３５の出力を制御してもよい。また、保持領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が互いに異なる温度になるようにヒータ３５の出力を制御してもよい。また、ダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０は、保持領域Ｗ１〜Ｗ３と同じ温度になるようにしてもよいし、保持領域Ｗ１〜Ｗ３と保持領域Ｗ０とが互いに異なる温度になるように制御してもよい。そのように、ウエハＷ及びダミーウエハ１０の保持領域ごとに、温度を独立して制御することができる。
【００５３】
続いて、図１６に示す成膜装置８１について成膜装置１との差異点を中心に説明する。この成膜装置８１においては、保持領域Ｗ１、Ｗ２に個別にＮＨ３ガスを供給できるように構成されている。具体的に、反応ガスノズル５２、５３が設けられ、各反応ガスノズル５２、５３には保持領域Ｗ１、Ｗ２に夫々限定的にガスを供給できるように吐出孔５２１、５３１が形成されている。ガス供給系の図示は省略しているが、反応ガスノズル５２、５３に個別にＮＨ３ガス、Ｎ２ガスを夫々供給できるように構成されている。そして、このガス供給系は、反応ガスノズル５２、５３から各々供給されるＮＨ３ガスについて、反応ガスノズル５２から供給されるＮＨ３ガスの方がＮＨ３の濃度が高くなるように構成される。また、プラズマを形成するための電極１６は上下に２分割され、各電極１６に高周波電源１７が接続されている。これによって、反応ガスノズル５２、５３から供給されるＮＨ３ガスを個別にプラズマ化することができる。
【００５４】
この成膜装置８１では、例えば第１のノズル４３、第２のノズル４４からＤＣＳガスが並行して保持領域Ｗ１、Ｗ２に供給される。然る後、反応ガスノズル５２からＮＨ３ガスが供給され、このＮＨ３ガスが上方側の電極１６によりプラズマ化されて、活性種が保持領域Ｗ１に限定的に供給される。それによって、保持領域Ｗ１のウエハＷ表面にＳｉＮの分子層が形成される。この反応ガスノズル５２からのＮＨ３ガスの供給中は、反応ガスノズル５３から保持領域Ｗ２に限定的にパージガスが供給され、保持領域Ｗ２のウエハＷ表面のＤＣＳと前記活性種との反応が防がれる。その後、反応ガスノズル５３からＮＨ３ガスが供給され、このＮＨ３ガスが下方側の電極１６によりプラズマ化されて、活性種が保持領域Ｗ２に限定的に供給される。それによって、保持領域Ｗ２のウエハＷ表面にＳｉＮの分子層が形成される。この反応ガスノズル５３からのＮＨ３ガスの供給中は、保持領域Ｗ１に反応ガスノズル５２からパージガスを供給してもよい。ただし、保持領域Ｗ１では既にウエハＷ表面のＤＣＳが反応済みであり、この保持領域Ｗ２に供給される活性種に反応できるＤＣＳが無くなっているので、そのようにパージガスを供給しなくてもよい。
【００５５】
このようなＤＣＳガスの供給、保持領域Ｗ１へのＮＨ３ガスの活性種の供給、保持領域Ｗ２へのＮＨ３ガスの活性種の供給からなる成膜サイクルが、複数回繰り返し行われる。上記のように保持領域Ｗ１、Ｗ２へ供給されるＮＨ３ガスの濃度が異なるため、このように成膜サイクルを繰り返し行うことで、保持領域Ｗ１、Ｗ２に互いに異なる膜質のＳｉＮ膜を成膜することができる。具体的には例えば、所定の薬液に対するウエットエッチングレートが互いに異なるＳｉＮ膜を形成することができる。この例では排気管３４により形成される排気口から離れた保持領域Ｗ１側に、濃度の高いＮＨ３ガスを供給するようにしている。これは前記排気口から見て上流側、即ちより離れた保持領域の方がガスが排気される速度が遅く、供給されるＮＨ３ガスの濃度の低下を抑えることができるためである。
【００５６】
反応ガスノズル５２、５３から供給されるガスの濃度を互いに異なるようにする代わりに、１回の成膜サイクルにおけるガスを供給する時間あるいはガスの流量を互いに異なるようにすることで、互いに異なる膜質のＳｉＮ膜を形成してもよい。また、上記の例では、ＤＣＳガスは保持領域Ｗ１、Ｗ２の両方に供給できればよいので、成膜装置１の反応ガスノズル５２のように、保持領域Ｗ１〜Ｗ２に亘って吐出孔が形成された１本のノズルを用いて供給してもよい。
【００５７】
図１７には成膜装置８２の構成を示している。この成膜装置８２における成膜装置１との差異点としては、ガスノズル８３が追加されていることである。このガスノズル８３の吐出孔８３１は、保持領域Ｗ２に限定的にドープ用ガスとしてエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガスを供給できるように形成されている。この成膜装置８２では、例えば保持領域Ｗ１、Ｗ２に共にＤＣＳガスを供給する。次いで、保持領域Ｗ２に限定的にＣ２Ｈ４ガスを供給することに並行して、第１のノズル４３から保持領域Ｗ１に限定的にパージガスを供給する。これによって、保持領域Ｗ２のみにＣ２Ｈ４の分子が吸着し、保持領域Ｗ１には当該分子が吸着されることが防がれる。然る後、プラズマ化したＮＨ３ガスを保持領域Ｗ１、Ｗ２に供給する。保持領域Ｗ１ではＳｉＮの分子層が形成される。保持領域Ｗ２ではウエハＷに吸着されたＤＣＳの分子と、Ｃ２Ｈ４の分子と、前記プラズマ化したＮＨ３ガスとが反応して、ＳｉＣＮの分子層が形成される。つまりＳｉＮに炭素がドープされた層が形成される。このような一連のガスの供給工程を繰り返し行うことで、保持領域Ｗ１のウエハＷにはＳｉＮ膜、保持領域Ｗ２のウエハＷにはＳｉＣＮ膜が夫々形成される。つまり、保持領域Ｗ１、Ｗ２で互いに異なる膜種の膜を形成することができる。
【００５８】
この成膜装置８２においては、保持領域Ｗ１、Ｗ２のうち排気管３４により構成される排気口から見て、下流側の保持領域Ｗ２にＣ２Ｈ４ガスを供給するようにしている。これによって反応容器１１に供給されたＣ２Ｈ４ガスは、保持領域Ｗ１への拡散が抑えられて排気される。従って、保持領域Ｗ１において、ＳｉＣＮ膜の形成がより確実に抑えられる。このように前記排気口に近い保持領域に、成膜に必要なガスの種類が多い膜を形成することが有効である。
【００５９】
また、この成膜装置８２において、保持領域Ｗ１に限定的にＣ２Ｈ４の供給を行うノズルを設けてもよい。そして、上記のように保持領域Ｗ２に限定的にＣ２Ｈ４ガスを供給することに並行して、第１のノズル４３から保持領域Ｗ１に限定的にパージガスを供給する。その後、プラズマ化したＮＨ３ガスを保持領域Ｗ１、Ｗ２に供給する前に、保持領域Ｗ１に限定的にＣ２Ｈ４ガスを供給することに並行して、第１のノズル４３から保持領域Ｗ２に限定的にパージガスを供給する。保持領域Ｗ１、Ｗ２に夫々供給されるＣ２Ｈ４ガス中のＣ２Ｈ４の濃度は互いに異なるようにする。それによって、保持領域Ｗ１のウエハＷ、保持領域Ｗ２のウエハＷについて互いに炭素原子のドープ量が異なるＳｉＣＮ膜を形成するようにしてもよい。また、各実施形態において使用できるガスは、この例に限られない。例えばシリコン系の原料ガスと酸素ガスのプラズマとを用いて酸化シリコン膜を成膜するようにしてもよい。
【００６０】
（評価試験）
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。評価試験１として上記の成膜装置１を用いて成膜処理を行った。ただし、この評価試験１では、ウエハボート３にダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０を設定せず、ウエハボート３の中段のスロットにもウエハＷを配置した。つまり、上記の成膜装置１の説明でダミーウエハ１０の保持領域Ｗ０とされた領域の上側は保持領域Ｗ１に含まれ、下側は保持領域Ｗ２に含まれる。ウエハＷとしては、表面が剥き出しのシリコンウエハを用いた。また、成膜処理は概ね上記のステップＳ１〜Ｓ８に沿って行ったが、ステップＳ２に相当するステップにおいては、保持領域Ｗ１にＤＣＳガスを、保持領域Ｗ２にパージガスを夫々供給する代わりに、保持領域Ｗ１にパージガスを、保持領域Ｗ２にＤＣＳガスを夫々供給し、保持領域Ｗ１のウエハＷの膜厚よりも保持領域Ｗ２のウエハＷの膜厚が大きくなるようにしている。この評価試験１及び後述の評価試験２、３において、保持領域Ｗ１、Ｗ２のウエハＷに形成する目標膜厚は、夫々３０Å（３ｎｍ）、５０Å（５ｎｍ）である。成膜処理後に各スロットのウエハＷの膜厚を測定した。
【００６１】
評価試験２として、評価試験１と同様にウエハＷをウエハボート３に搭載して成膜処理を行った。この成膜処理について図１１などで説明したシーケンスを用いて説明すると、シーケンス１〜３からなるサイクルを繰り返し複数回実行しており、シーケンス１、２では保持領域Ｗ１のみに成膜サイクルを１回行い、シーケンス３では保持領域Ｗ２のみに成膜サイクルを１回行っている。この評価試験２で用いた成膜装置１は、評価試験１で用いた成膜装置１と異なり、第１のタンク６１及び第２のタンク６２を設けていない。つまり、反応容器１１へ供給されるＤＣＳガスの流速は比較的小さい。このような差違を除いて、評価試験２は評価試験１と同様に行われた。
【００６２】
評価試験３として、評価試験１と略同様に処理を行った。即ち、既述のステップＳ１〜Ｓ８に従って処理を行った。ただし、保持領域Ｗ１よりも保持領域Ｗ２のウエハＷの膜厚を大きくするために、ステップＳ２に相当するステップでは保持領域Ｗ１にパージガス、保持領域Ｗ２にＤＣＳガスが供給されるように処理を行った。また、当該ステップでは、第２のタンク６２を介さずにＤＣＳガスを反応容器１１内に供給した。なお、ステップＳ６に相当するステップでは上記の実施形態で説明したとおり、第１のタンク６１、第２のタンク６２を介して、原料ガスを第１のノズル４３、第２のノズル４４から反応容器１１内に供給した。このような差違を除き、評価試験３は評価試験１と同様に試験を行った。
【００６３】
図１８のグラフは、評価試験１〜３の試験結果を示している。グラフの横軸は、ウエハＷの番号であり、番号が小さいほどウエハボート３において上端側のスロットに配置されて処理を受けたことを示す。グラフの縦軸は、膜厚（単位：Å）を示す。グラフに表示されるように、評価試験１〜３の番号１〜４０のウエハＷの膜厚は概ね目標膜厚である３０Åとなっている。そして、評価試験１〜３の番号７５〜１１０のウエハＷの膜厚は、概ね目標膜厚である５０Åとなっている。つまり、ウエハボート３の上部側、下部側で夫々ウエハＷに形成される膜厚を個別に制御できることが示された。この評価試験１〜３の結果から本発明者は、本発明に至る知見を得た。
【００６４】
続いて、上記の成膜装置１を用いた他の処理例について、図５と同様に各種のガスの給断の状態と、高周波電源１７のオンオフの状態と、を示したタイミングチャートである図１９を参照しながら、図５で説明した処理との差異点を中心に説明する。この図１９に示す処理（説明の便宜上、処理Ｂ１とする）においては、図１、図３で説明したようにウエハボート３の保持領域Ｗ１、Ｗ０、Ｗ２にはウエハＷ群、ダミーウエハ１０、ウエハＷ群が夫々搭載される。ただし、説明の便宜上、保持領域Ｗ１、Ｗ２に保持されるウエハを夫々Ｃ１、Ｃ２とすると、ウエハＣ２の表面にはウエハＣ１の表面に比べて、パターンが微細且つ密に形成されていることで、ウエハＣ２の表面積はウエハＣ１の表面積よりも大きい。
【００６５】
以下、処理Ｂ１の手順を説明する。先ず、既述のようにウエハＣ１、Ｃ２及びダミーウエハ１０が搭載されたウエハボート３が反応容器１１内に搬入されると、第１のガスノズル４３、第２のガスノズル４４、反応ガスノズル５２からＮ２ガス（パージガス）が供給されて、当該反応容器１１内がパージされる（ステップＴ１）。次いで、これらの各ガスノズル４３、４４、５２からのパージガスの供給が停止した後、第１のガスノズル４３、第２のガスノズル４４からＤＣＳガスが保持領域Ｗ１、Ｗ２に夫々供給され、ウエハＣ１、Ｃ２の表面にＤＣＳの分子が吸着される（ステップＴ２）。この処理Ｂ１では、ガスノズル４３、４４から互いに同じ流量でＤＣＳガスが供給される。
【００６６】
そして、第１のガスノズル４３から保持領域Ｗ１へのＤＣＳガスの供給が停止した後、当該第１のガスノズル４３からＮ２ガス（パージガス）が供給される。その一方で、第２のガスノズル４４から保持領域Ｗ２へは、引き続きＤＣＳガスが供給される。つまり、ウエハＣ２に限定的にＤＣＳが供給され、当該ウエハＣ２においては引き続きＤＣＳ分子が吸着される（ステップＴ３）。然る後、第２のガスノズル４４からのＤＣＳガスの供給が停止し、当該第２のガスノズル４４及び反応ガスノズル５２からＮ２ガスが供給される。第１のガスノズル４３からも引き続きＮ２ガスが供給され、反応容器１１内のＤＣＳガスがパージされる（ステップＴ４）。
【００６７】
然る後、各ガスノズル４３、４４、５２からのＮ２ガスの供給が停止し、続いて反応ガスノズル５２からＮＨ３ガスが供給されると共に高周波電源１７がオンになり、プラズマが形成され、ＮＨ３ガスの活性種が生じる。当該活性種が、ウエハＣ１、Ｃ２に供給されて、吸着されたＤＣＳを窒化し、ウエハＣ１、Ｃ２の表面にＳｉＮの分子層が形成される（ステップＴ５）。然る後、ＮＨ３ガスの供給が停止すると共に、高周波電源１７がオフになり、プラズマの形成が停止される。これ以降は、上記のステップＴ１〜Ｔ５が繰り返し所定の回数行われ、ウエハＣ１、Ｃ２にＳｉＮの分子層が積層されて、ＳｉＮ膜が形成される。
【００６８】
このように処理Ｂ１では、保持領域Ｗ１、Ｗ２に供給されるＤＣＳガスの流量は互いに同じであり、保持領域Ｗ２のウエハＣ２には、保持領域Ｗ１のウエハＣ１に比べて長い時間ＤＣＳガスが供給されるように装置１が動作する。従って、表面積が大きいウエハＣ２に対して、側方から供給されるＤＣＳガスの供給量が不足することを防ぐことができる。即ち、ウエハＣ２の周縁部に比べて中心部に吸着されるＤＣＳの分子の量が少なくなってしまうことを防ぐことができ、その結果として、ウエハＣ１、Ｃ２に対して、膜厚の面内均一性の低下が抑えられるように成膜することができる。この処理Ｂ１において、ウエハＣ１、Ｃ２に形成されるＳｉＮ膜の膜厚は互いに同じになるようにしてもよいし、互いに異なるようにしてもよい。
【００６９】
なお、ウエハＣ２の中心部におけるＤＣＳガスの吸着量がそのように小さくなることを防ぐために、保持領域Ｗ１、Ｗ２に亘って吐出孔が形成された１本のガスノズルを設け、比較的大量のＤＣＳガスを当該ガスノズルに供給し、保持領域Ｗ１、Ｗ２に互いに同じ流量のガスを同じ時間、供給することも考えられる。つまり、保持領域Ｗ１、Ｗ２に一律に大量のＤＣＳガスを供給するようにすることが考えられる。しかし、既述のようにＡＬＤを行う場合、原料ガスであるＤＣＳガスはウエハＷの表面に吸着するが、実際の処理ではその吸着量は飽和せず、ウエハＷへのガスの供給量に応じて変動する。即ちＡＬＤを行う場合においてもＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）を行う場合と同様に、原料ガスの供給量に応じた膜厚で成膜されるため、上記のように保持領域Ｗ１、Ｗ２に一律に大量のＤＣＳガスを供給すると、ウエハＣ１に形成されるＳｉＮ膜の膜厚が過大になってしまうおそれがある。従って、ウエハＣ２の面内における膜厚の均一性を高くすると共に、ウエハＣ１、Ｃ２に適正な膜厚のＳｉＮ膜を形成するために、上記の処理Ｂ１が有効である。また、この処理Ｂ１で成膜を行う場合も、図５の処理例と同様に、ウエハＣ１、Ｃ２を個別に処理する場合に比べて成膜装置１の生産効率を向上させることができ、さらに必要なダミーウエハ１０の枚数を低減させることができる利点がある。
【００７０】
続いて、成膜装置１を用いたさらに他の処理例について、図２０のタイミングチャートを参照しながら、図１９の処理Ｂ１との差異点を中心に説明する。この図２０に示す処理（処理Ｂ２とする）では、図１９の処理Ｂ１と同様にウエハボート３にウエハＣ１、Ｃ２及びダミーウエハ１０が配置される。なお、図２０では各ガスノズルからのガスの給断のタイミング及び高周波電源１７のオンオフのタイミングの他に、ＤＣＳガスを貯留する第１のタンク６１及び第２のタンク６２へのガスの給断のタイミングも示している。
【００７１】
以下、処理Ｂ２の手順を説明する。先ず、各ウエハが搭載されたウエハボート３が反応容器１１に搬入され、第１のタンク６１及び第２のタンク６２にＤＣＳガスへの供給が開始される。第１のタンク６１へのＤＣＳガスの供給が停止した後も第２のタンク６２へのＤＣＳガスの供給が続けられ、第２のタンク６２へは第１のタンク６１よりも多くの量のＤＣＳガスが貯留される。それによって、第２のタンク６２内の圧力は第１のタンク６１内の圧力よりも高くなる。
【００７２】
然る後、第１のガスノズル４３、第２のガスノズル４４、反応ガスノズル５２からＮ２ガスが供給され、当該反応容器１１内がパージされる（ステップＵ１）。その後、各ガスノズル４３、４４、５２からのパージガスの供給が停止し、第１のタンク６１、第２のタンク６２からＤＣＳガスが、第１のガスノズル４３、第２のガスノズル４４へ供給される。その一方で、Ｎ２ガス供給源７と各ガスノズル４３、４４との間に介設されるバルブＶ１４、Ｖ２３について（図４参照）、Ｖ１４の開度がＶ２３の開度よりも大きくなり、第１のガスノズル４３へは第２のガスノズル４４に比べて多くの量のＮ２ガスが供給される。このように各ガスノズル４３、４４に供給されたＤＣＳガスとＮ２ガスとが、保持領域Ｗ１、Ｗ２に供給される（ステップＵ２）。
【００７３】
既述のようにタンク６２の圧力がタンク６１の圧力より高くなるように各タンク６１、６２にＤＣＳガスが貯留されているため、第２のガスノズル４４から供給されるＤＣＳガスの流量は、第１のガスノズル４３から供給されるＤＣＳガスの流量に比べて大きい。そのように比較的大きい流量のＤＣＳガスが比較的表面積の大きいウエハＣ２に供給されることで、当該ＤＣＳガスはウエハＣ２の周縁部のみならず中心部にも十分に行き渡り、ウエハＣ２の面内にＤＣＳの分子が均一性高く吸着する。
【００７４】
また、圧力調整用のガスとして、第１のガスノズル４３へは第２のガスノズル４４に比べて大きい流量のＮ２ガスがガス供給源７から供給されているため、ガスノズル４３から吐出されるガスの総流量と、ガスノズル４４から吐出されるガスの総流量との差は抑えられており、その結果として保持領域Ｗ１の圧力と保持領域Ｗ２の圧力とが例えば互いに等しくなる。このように保持領域Ｗ１、Ｗ２の圧力分布が調整されることで、反応容器１１内でガスの流れが乱れ、第２のガスノズル４４から供給されるＤＣＳガスが保持領域Ｗ１に供給されてしまうことを防ぐことができる。例えば、（第１のガスノズル４３から保持領域Ｗ１に吐出されるガスの総流量）／（第２のガスノズル４４から保持領域Ｗ２に吐出されるガスの総流量）＝０．８５〜１．１５とされる。
【００７５】
然る後、ガスノズル４３、４４からのＤＣＳガスの供給が停止し、ガスノズル４３、４４、５２からＮ２ガスが供給されて、反応容器１１内のＤＣＳガスがパージされる（ステップＵ３）。然る後、各ガスノズル４３、４４、５２からのＮ２ガスの供給が停止し、反応ガスノズル５２からＮＨ３ガスが供給されると共に高周波電源１７がオンになり、プラズマが形成される。そして、生じたＮＨ３ガスの活性種により、ウエハＣ１、Ｃ２の表面のＤＣＳが窒化され、ＳｉＮの分子層が形成される（ステップＵ４）。また、このように窒化処理が行われることに並行して、第１のタンク６１及び第２のタンク６２にＤＣＳガスが供給されて貯留される。
【００７６】
その後、第１のタンク６１へのＤＣＳガスの供給が停止する一方で、第２のタンク６２へはＤＣＳガスの供給が続けられ（ステップＵ５）、然る後、第２のタンク６２へのＤＣＳガスの供給も停止し、第２のタンク６２へは第１のタンク６１よりも多くの量のＤＣＳガスが貯留され、第２のタンク６２内の圧力は第１のタンク６１内の圧力よりも高くなる（ステップＵ６）。然る後、反応ガスノズル５２からのＮＨ３ガスの供給が停止すると共に、高周波電源１７がオフになり、プラズマの形成が停止する。これ以降は、上記のステップＵ１〜Ｕ６が繰り返し所定の回数行われ、ウエハＣ１、Ｃ２にＳｉＮの分子層が積層されて、ＳｉＮ膜が形成される。この図２０の処理Ｂ２においても、処理Ｂ１で説明した効果を得ることができる。なお、上記の例では第１のガスノズル４３が圧力調整用ガス供給部として構成されているが、第１のガスノズル４３とは別個にＮ２ガスを保持領域Ｗ１に供給するガスノズルを圧力調整用ガス供給部として設けてもよい。
【００７７】
上記の処理Ｂ１、Ｂ２を行うにあたり、保持領域Ｗ１、Ｗ２に表面積が互いに等しいウエハＷを搭載してもよく、その場合には保持領域Ｗ１、Ｗ２間で、互いに異なる膜厚のＳｉＮ膜をウエハＷに形成することができる。また、図５に示す処理で保持領域Ｗ１、Ｗ２に夫々ウエハＣ２、Ｃ１を搭載した場合も、ステップＳ１〜Ｓ８を実行する間に保持領域Ｗ１には保持領域Ｗ２よりも多くのＤＣＳガスが供給されるため、処理Ｂ１、Ｂ２を行う場合と同様に、ウエハＣ１、Ｃ２に夫々面内均一性高く成膜を行うことができる。ただし、図５の処理よりも処理Ｂ１、Ｂ２は反応容器１１内のパージを行う回数を少なくすることができるため、より好ましい。
【００７８】
また、既述の各成膜装置の構成及び各成膜処理の手法については、互いに組み合わせることができる。例えば、図１６で説明したように保持領域Ｗ１、Ｗ２に個別にＮＨ３の活性種を供給することができる成膜装置８１で図１９、図２０の処理Ｂ１、Ｂ２を行うようにし、ウエハＣ１、Ｃ２に互いに異なる膜質のＳｉＮ膜を形成してもよいし、図１７で説明したエチレンガスを保持領域Ｗ２に限定的に供給できる成膜装置８２で処理Ｂ１、Ｂ２を行うようにして、ウエハＣ１、Ｃ２に互いに異なる膜種の膜を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
Ｗ                ウエハ
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ０        保持領域
１            成膜装置
１０          ダミーウエハ
１１          反応容器
３            ウエハボート
４３          第１のガスノズル
４４          第２のガスノズル
６１          第１のタンク
６２          第２のタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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