(57)【要約】【課題】良好な膜質を維持しつつ処理の低温化と生産性向上を満足する半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、基板に第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する。【選択図】図３
2013135126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、
前記基板に、前記第１の処理ガスを前記第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、
前記第２の処理ガスの供給を停止した状態で、前記基板に、前記第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、
前記基板に前記第１の処理ガスを前記第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、
を有し、前記第１の工程から前記第４の工程を所定回数繰り返すことにより前記基板に膜を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、
前記基板に、前記第１の処理ガスを前記第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、
前記第２の処理ガスの供給を停止した状態で、前記基板に、前記第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、
前記基板に前記第１の処理ガスを前記第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、
を有し、前記第１の工程から前記第４の工程を所定回数繰り返すことにより前記基板に膜を形成する基板処理方法。
【請求項３】
基板を収容する処理室と、
前記処理室に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、
前記処理室に第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、
前記処理室に、前記処理ガスを第１の流量で供給した後、前記第１の処理ガスを前記第１の流量で供給しつつ第２の処理ガスを供給し、さらに前記第２の処理ガスの供給を停止した状態で前記第１の処理ガスを第１の流量で供給し、さらに前記第１の処理ガスを前記第１の流量より大きい第２の流量で供給するよう前記第１の処理ガス供給系、前記第２の処理ガス供給系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、複数の原料を用いて基板を処理する基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造工程には基板上に所定の薄膜を形成する成膜工程がある。例えば、ガス状原料の気相での反応を利用して、原料ガス分子に含まれる元素を構成要素とする薄膜を被処理基板上へ堆積するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＣＶＤ法では、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類の原料ガス等を同時に被処理基板上に供給して成膜する。一般に、ＣＶＤ法では、温度に対して依存性を持ち、ステップカバレッジや初期成膜特性等、成膜速度が異なる性質を有する場合がある。また、複数種のガス状原料を用いて、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類の原料ガス等を交互に被処理基板上に供給して表面反応を利用して成膜する（特許文献１参照）。ＣＶＤ法に対して被処理基板の温度を低くして処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９７８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、膜質を良好に維持しつつ低い基板温度で成膜することが求められると同時に、生産性の向上も要求される。低温化により成膜時の化学反応に必要なエネルギーの不足を補うために、プラズマ等の励起源の工夫など熱以外の手法によるエネルギーの導入が検討されている。しかし、特殊な励起源の開発が必要である等課題が多い。
【０００５】
本発明の主な目的は、良好な膜質を維持しつつ処理の低温化と生産性向上を満足する半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、
基板に、第１の処理ガスを前記第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、
第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、
基板に第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、
を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する半導体装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、
基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、
第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、
基板に第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、
を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する基板処理方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
基板を収容する処理室と、
処理室に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、
処理室に第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、
処理室に、処理ガスを第１の流量で供給した後、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ第２の処理ガスを供給し、さらに第２の処理ガスの供給を停止した状態で第１の処理ガスを第１の流量で供給し、さらに第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給するよう第１の処理ガス供給系、第２の処理ガス供給系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、良好な膜質を維持しつつ処理の低温化と生産性向上を満足する基板処理
装置および半導体装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の好ましい第１の実施形態で好適に用いられる処理炉の一例とそれに付随する部材を説明するための概略構成図であって、処理炉部分を概略縦断面で示す図である。
【図２】図２は、図１に示す処理炉のＡ−Ａ線概略横断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい第１の実施形態のシリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の好ましい第１の実施形態のシリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の好ましい第２の実施形態のシリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の好ましい第２の実施形態のシリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の好ましい実施の形態の背景について説明する。
【００１２】
例えば、ステップカバレッジ（段差被覆性）の要求が厳しくない場合は、基板温度６５０℃〜８００℃で、ＤＣＳ（ジクロロシラン、ＳｉＨ２Ｃｌ２）とＮＨ３（アンモニア）とを同時に供給して基板上にシリコン窒化膜を形成するＣＶＤ法がよく用いられた。一般的にステップカバレッジの要求が厳しくない場合は、成膜速度がより速くなる方法で生産性を重視して利用される。また、ステップカバレッジの向上や成膜温度の低温化が要求されるシリコン窒化膜の成膜では、基板温度４５０℃〜６５０℃で、ＤＣＳと、熱や熱以外の方法で活性化させたＮＨ３とを個別に供給することで基板表面での反応をより詳細に制御する方法も検討されている。
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
次に図１、図２を参照して、本発明の各好ましい実施形態で好適に用いられる基板処理装置に使用される処理炉２０２について説明する。この基板処理装置は、半導体装置の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されているものである。
【００１５】
図１および図２を参照すれば、処理炉２０２にはウエハ２００を加熱するための加熱装置（加熱手段）であるヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は上方が閉塞された円筒形状の断熱部材と複数本のヒータ素線とを備えており、断熱部材に対しヒータ素線が設けられたユニット構成を有している。ヒータ２０７の内側には、ウエハ２００を処理するための石英製の反応管２０３がヒータ２０７と同心円状に設けられている。
【００１６】
反応管２０３の下方には、反応管２０３の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は反応管２０３の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。反応管２０３の下部開口端部に設けられた環状のフランジとシールキャップ２１９の上面との間には気密部材（以下Ｏリング）２２０が配置され、両者の間は気密にシールされている。少なくとも、反応管２０３およびシールキャップ２１９により処理室２０１が形成されている。
【００１７】
シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構成され断熱部として機能すると共にボートを支持する支持体となっている。ボート２１７は、ボート支持台２１８上に立設されている。ボート２１７は例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料で構成されている。ボート２１７はボート支持台２１８に固定された底板（図示せず）とその上方に配置された天板（図示せず）とを有しており、底板と天板との間に複数本の支柱２１２が架設された構成を有している。ボート２１７には複数枚のウエハ２００が保持されている。複数枚のウエハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢を保持しかつ互いに中心を揃えた状態で反応管２０３の管軸方向に多段に積載されボート２１７の支柱２１２に支持されている。
【００１８】
シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側にはボートを回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６５はシールキャップを貫通してボート支持台２１８に接続されており、回転機構２６７によって、ボート支持台２１８を介してボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させる。
【００１９】
シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降され、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
【００２０】
以上の処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウエハ２００がボート２１７に対し多段に積層された状態において、ボート２１７がボート支持台２１８で支持されながら処理室２０１に挿入され、ヒータ２０７が処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱するようになっている。
【００２１】
図１および図２を参照すれば、原料ガスを供給するための２本のガス供給管３１０、３２０が接続されている。
【００２２】
処理室２０１内には、ノズル４１０、４２０が設けられている。ノズル４１０、４２０は、反応管２０３の下部を貫通して設けられている。ノズル４１０にはガス供給管３１０が接続され、ノズル４２０にはガス供給管３２０が接続されている。
【００２３】
ガス供給管３１０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ３１２、開閉弁であるバルブ３１４、ガス溜り３１５、および開閉弁であるバルブ３１３が設けられている。
【００２４】
ガス供給管３１０の下流側の端部は、ノズル４１０の端部に接続されている。ノズル４１０は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間で、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿ってウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル４１０はＬ字型のロングのノズルとして構成されている。ノズル４１０の側面には原料ガスを供給する多数のガス供給孔４１１が設けられている。ガス供給孔４１１は反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４１１は、下部から上部にわたって同一または、大きさに傾斜をつけた開口面積を有し、同じピッチで設けられている。
【００２５】
ガス供給管３１０の途中に、ガス供給管３１０から供給されるガスを溜めるガス溜り３１５が設けられている。このガス溜り３１５は、例えば通常の配管よりもガス容量の大きなガスタンク又は螺旋配管などで構成する。ガス溜り３１５の上流側のバルブ３１４および下流側のバルブ３１３を開閉することにより、ガス供給管３１０から供給されるガスをガス溜り３１５に溜めたり、ガス溜り３１５に溜めたガスを処理室２０１に供給できるようになっている。
【００２６】
さらに、ガス供給管３１０には、バルブ３１４およびマスフローコントローラ３１２との間に、後述の排気管２３２に接続されたベントライン６１０およびバルブ６１２が設けられている。
【００２７】
主に、ガス供給管３１０、マスフローコントローラ３１２、バルブ３１４、ガス溜り３１５、バルブ３１３、ノズル４１０、ベントライン６１０、バルブ６１２によりガス供給系３０１が構成されている。
【００２８】
また、ガス供給管３１０にはキャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガス供給管５１０が、バルブ３１３の下流側で接続されている。キャリアガス供給管５１０にはマスフローコントローラ５１２およびバルブ５１３が設けられている。主に、キャリアガス供給管５１０、マスフローコントローラ５１２、バルブ５１３によりキャリアガス供給系（不活性ガス供給系）５０１が構成されている。
【００２９】
ガス供給管３１０では、バルブ３１３を閉じ、バルブ３１４を開けた状態で、気体原料ガスがマスフローコントローラ３１２で流量調整されてガス溜り３１５に供給され、ガス溜り３１５に溜められる。所定の量がガス溜り３１５に溜められると、バルブ３１４を閉じる。
【００３０】
原料ガスをガス溜り３１５に供給していない間は、バルブ３１４を閉じ、バルブ６１２を開けて、バルブ６１２を介して原料ガスをベントライン６１０に流しておく。
【００３１】
そして、原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ３１４、５１３を閉じた状態で、バルブ３１３を開けて、原料ガスをバルブ３１３の下流のガス供給管３１０を介して、処理室２０１に一気に供給する。
【００３２】
ガス供給管３２０には、上流側から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ３２２および開閉弁であるバルブ３２３が設けられている。
【００３３】
ガス供給管３２０の下流側の端部は、ノズル４２０の端部に接続されている。ノズル４２０は、ガス分散空間(放電室、放電空間)であるバッファ室４２３内に設けられている。バッファ室４２３内には、さらに後述する電極保護管４５１、４５２が設けられている。ノズル４２０、電極保護管４５１、電極保護管４５２がバッファ室４２３内にこの順序で配置されている。
【００３４】
バッファ室４２３は、反応管２０３の内壁とバッファ室壁４２４とにより形成されている。バッファ室壁４２４は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、反応管２０３内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。バッファ室壁４２４のウエハ２００と隣接する壁にはガスを供給するガス供給孔４２５が設けられている。ガス供給孔４２５は、電極保護管４５１と電極保護管４５２との間に設けられている。ガス供給孔４２５は反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４２５は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、さらに同じピッチで設けられている。
【００３５】
ノズル４２０は、バッファ室４２３の一端側に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。ノズル４２０は、Ｌ字型のロングのノズルとして構成されている。ノズル４２０の側面にはガスを供給するガス供給孔４２１が設けられている。ガス供給孔４２１はバッファ室４２３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４２１は、バッファ室４２３のガス供給孔４２５と同様に、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられている。複数のガス供給孔４２１のそれぞれの開口面積は、バッファ室４２３内とノズル４２０内の差圧が小さい場合には、上流側（下部）から下流側（上部）まで、同一の開口面積で同一のピッチとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって、順次開口面積を大きくするか、ピッチを小さくするとよい。
【００３６】
本実施の形態においては、ノズル４２０のガス供給孔４２１のそれぞれの開口面積や開口ピッチを、上流側から下流側にかけて上述のように調節することで、まず、ガス供給孔４２１のそれぞれから、流速の差はあるもの、流量がほぼ同量であるガスを噴出させる。そしてガス供給孔４２１のそれぞれから噴出するガスを、一旦、バッファ室４２３内に導入し、バッファ室４２３内においてガスの流速差の均一化を行っている。
【００３７】
すなわち、ノズル４２０のガス供給孔４２１のそれぞれよりバッファ室４２３内に噴出したガスはバッファ室４２３内で各ガスの粒子速度が緩和された後、バッファ室４２３のガス供給孔４２５より処理室２０１内に噴出する。これにより、ノズル４２０のガス供給孔４２１のそれぞれよりバッファ室４２３内に噴出したガスは、バッファ室４２３のガス供給孔４２５のそれぞれより処理室２０１内に噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとなる。
【００３８】
さらに、ガス供給管３２０には、バルブ３２３およびマスフローコントローラ３２２との間に、後述の排気管２３２に接続されたベントライン６２０およびバルブ６２２が設けられている。
【００３９】
主に、ガス供給管３２０、マスフローコントローラ３２２、バルブ３２３、ノズル４２０、バッファ室４２３、ベントライン６２０、バルブ６２２によりガス供給系３０２が構成されている。
【００４０】
また、ガス供給管３２０にはキャリアガス（不活性ガス）を供給するためのキャリアガス供給管５２０が、バルブ３２３の下流側で接続されている。キャリアガス供給管５２０にはマスフローコントローラ５２２およびバルブ５２３が設けられている。主に、キャリアガス供給管５２０、マスフローコントローラ５２２、バルブ５２３によりキャリアガス供給系（不活性ガス供給系）５０２が構成されている。
【００４１】
ガス供給管３２０では、気体原料ガスがマスフローコントローラ３２２で流量調整されて供給される。
【００４２】
原料ガスを処理室２０１に供給していない間は、バルブ３２３を閉じ、バルブ６２２を開けて、バルブ６２２を介して原料ガスをベントライン６２０に流しておく。
【００４３】
そして、原料ガスを処理室２０１に供給する際には、バルブ６２２を閉じ、バルブ３２３を開けて、原料ガスをバルブ３２３の下流のガス供給管３２０に供給する。一方、キャリアガスがマスフローコントローラ５２２で流量調整されてバルブ５２３を介してキャリアガス供給管５２０から供給され、原料ガスはバルブ３２３の下流側でこのキャリアガスと合流し、ノズル４２０、バッファ室４２３を介して処理室２０１に供給される。
【００４４】
バッファ室４２３内には、細長い構造を有する棒状電極４７１および棒状電極４７２が、反応管２０３の下部より上部にわたりウエハ２００の積層方向に沿って配設されている。棒状電極４７１および棒状電極４７２は、それぞれ、ノズル４２０と平行に設けられている。棒状電極４７１および棒状電極４７２は、それぞれ、上部より下部にわたって電極を保護する保護管である電極保護管４５１、４５２により覆われることで保護されている。棒状電極４７１は、整合器２７１を介して高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源２７０に接続され、棒状電極４７２は基準電位であるアース２７２に接続されている。この結果、棒状電極４７１および棒状電極４７２間のプラズマ生成領域にプラズマが生成される。主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により第１のプラズマ発生構造４２９が構成される。主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０によりプラズマ発生器（プラズマ発生部）としての第１のプラズマ源が構成される。第１のプラズマ源は、ガスをプラズマで活性化させる活性化機構として機能する。バッファ室４２３はプラズマ発生室として機能する。
【００４５】
電極保護管４５１、電極保護管４５２は、ボート支持台２１８の下部付近の高さの位置で、反応管２０３に設けた貫通孔（図示せず）をそれぞれ介して、バッファ室４２３内に挿入されている。
【００４６】
電極保護管４５１および電極保護管４５２は、棒状電極４７１および棒状電極４７２をそれぞれバッファ室４２３の雰囲気と隔離した状態でバッファ室４２３内に挿入でき構造となっている。電極保護管４５１、４５２の内部が外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管４５１、４５２にそれぞれ挿入された棒状電極４７１、４７２はヒータ２０７による熱で酸化されてしまう。そこで、電極保護管４５１、４５２の内部には窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて棒状電極４７１、４７２の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構（図示せず）が設けられている。
【００４７】
なお、本実施の形態により発生したプラズマをリモートプラズマと呼ぶ。リモートプラズマとは電極間で生成したプラズマをガスの流れ等により被処理物表面に輸送してプラズマ処理を行うものである。本実施の形態では、バッファ室４２３内に２本の棒状電極４７１および４７２が収容されているため、ウエハ２００にダメージを与えるイオンがバッファ室４２３の外の処理室２０１内に漏れにくい構造となっている。また、２本の棒状電極４７１および４７２を取り囲むように（つまり、２本の棒状電極４７１および４７２がそれぞれ収容される電極保護管４５１および４５２を取り囲むように）電場が発生し、プラズマが生成される。プラズマに含まれる活性種は、バッファ室４２３のガス供給孔４２５を介してウエハ２００の外周からウエハ２００の中心方向に供給される。また、本実施形態のようにウエハ２００を複数枚、主面を水平面に平行にしてスタック状に積み上げる縦型のバッチ装置であれば、反応管２０３の内壁面、つまり処理すべきウエハ２００に近い位置にバッファ室４２３が配置されている結果、発生した活性種が失活せずにウエハ２００の表面に到達しやすいという効果がある。
【００４８】
図１、２を参照すれば、反応管の下部に排気口２３０が設けられている。排気口２３０は排気管２３１に接続されている。ノズル４１０のガス供給孔４１１と排気口２３０は、ウエハ２００を挟んで対向する位置（１８０度反対側）に設けられている。このようにすれば、ガス供給孔４１１より供給される原料ガスが、ウエハ２００の主面上を排気管２３１の方向に向かって横切るように流れ、ウエハ２００の全面により均一に原料ガスが供給されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。
【００４９】
本実施の形態では、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、整合器２７１、高周波電源２７０により構成されるプラズマ源を備えている。
【００５０】
また、主に、棒状電極４７１、棒状電極４７２、電極保護管４５１、電極保護管４５２、バッファ室４２３およびガス供給孔４２５により構成されるプラズマ発生構造４２９は、ウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線に対して線対称に設けられているので、両プラズマ発生構造からウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。
【００５１】
さらに、排気口２３０もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けられているので、ウエハ２００の全面により均一にプラズマが供給されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。また、さらに、ノズル４１０のガス供給孔４１１もこのウエハ２００の中心（反応管２０３の中心）を通る線上に設けられているので、ウエハ２００の全面により均一に原料ガスが供給されやすくなり、ウエハ２００上により均一な膜を形成することができる。
【００５２】
再び、図１、２を参照すれば、反応管の下部の排気口２３０には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３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。真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３２は廃ガス処理装置（図示せず）等に接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節してコンダクタンスを調整して処理室２０１内の圧力調整をできるようになっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、圧力センサ２４５により排気系が構成される。
【００５３】
反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への供給電力を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、Ｌ字型に構成されており、マニホールド２０９を貫通して導入され、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
【００５４】
反応管２０３内の中央部にはボート２１７が設けられている。ボート２１７は、ボートエレベータ１１５により反応管２０３に対し昇降（出入り）することができるようになっている。ボート２１７が反応管２０３内に導入されると、反応管２０３の下端部がＯリング２２０を介してシールキャップ２１９で気密にシールされる。ボート２１７はボート支持台２１８に支持されている。処理の均一性を向上するために、ボート回転機構２６７を駆動し、ボート支持台２１８に支持されたボート２１７を回転させる。
【００５５】
マスフローコントローラ３１２、３２２、５１２、５２２、バルブ３１３、３１４、３２３、５１３、５２３、６１２、６２２、ＡＰＣバルブ２４３、加熱用電源２５０、温度センサ２６３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、高周波電源２７０等の各部材はコントローラ２８０に接続されている。コントローラ２８０は、マスフローコントローラ３１２、３２２、５１２、５２２の流量制御、バルブ３１３、３１４、３２３、５１３、５２３、６１２、６２２の開閉動作制御、ＡＰＣバルブ２４３の開閉制御および圧力センサ２４５からの圧力情報に基づく開度調整動作を介した圧力制御、温度センサ２６３からの温度情報に基づく加熱用電源２５０からヒータ２０７への電力供給量調整動作を介した温度制御、高周波電源２７０から供給される高周波電力の制御、真空ポンプ２４６の起動・停止制御、ボート回転機構２６７の回転速度調節制御、ボートエレベータ１１５の昇降動作制御等をそれぞれ行うようになっている。
【００５６】
次に、上述の基板処理装置を用いて大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ
Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等を製造する半導体装置（デバイス）の製造工程の一例について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【００５７】
（第１の実施の形態）
基板処理装置を使用して、基板上にシリコン窒化膜を形成する例について説明する。
【００５８】
ここでは第１の元素をシリコン（Ｓｉ）、第２の元素を窒素（Ｎ）とし、第１の元素を含む原料としてシリコン含有原料であるＤＣＳを、第２の元素を含む反応ガスとして窒素含有ガスであるＮＨ３を用い、ウエハ２００上にシリコン窒化膜を形成する例について図３、図４を参照して説明する。図３は、シリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。図４は、シリコン窒化膜の製造プロセスを説明するためのタイミングチャートである。
【００５９】
まず、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内を、３５０℃〜６５０℃の温度であって例えば５５０℃となるような温度に保持しておく。
【００６０】
その後、複数枚（１００枚）のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。
【００６１】
その後、真空ポンプ２４６を起動する。また、炉口シャッタ（図示せず）を開ける。複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。その後、ボート２１７をボート駆動機構２６７により回転させ、ウエハ２００を回転させる。
【００６２】
その後、ＡＰＣバルブ２４３を開いて真空ポンプ２４６により処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空引きし、ウエハ２００の温度が５５０℃に達して温度等が安定したら、処理室２０１内の温度を５５０℃に保持した状態で次のステップを順次実行する。
【００６３】
この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４４の開度がフィードバック制御される（圧力調整）。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づき加熱用電源２５０からヒータ２０７への電力供給具合がフィードバック制御される（温度調整）。  
【００６４】
次にＮＨ３とＤＣＳガスとを処理室２０1内に供給することによりシリコン窒化膜を成膜するシリコン窒化膜形成工程を行う。シリコン窒化膜形成工程では次の４つのステップ（ステップ１１〜ステップ１４）を順次繰り返して実行する。
【００６５】
（ステップ１１）
ステップ１１では、ＮＨ３をガス供給系３０２のガス供給管３２０よりノズル４２０のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に第１の流量で供給する。このとき、棒状電極４７１および棒状電極４７２間に高周波電源２７０から整合器２７１を介して高周波電力を印加することで、バッファ室４２３内に供給されたＮＨ３ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４２５から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。
【００６６】
ＮＨ３はマスフローコントローラ３２２で流量調整されてガス供給管３２０よりバッファ室４２３内に供給される。ＮＨ３は、バッファ室４２３に供給する前は、バルブ３２３を閉じ、バルブ６２２を開けて、バルブ６２２を介してベントライン６２０に流しておく。そして、ＮＨ３をバッファ室４２３に供給する際には、バルブ６２２を閉じ、バルブ３２３を開けて、ＮＨ３をバルブ３２３の下流のガス供給管３２０に供給すると共に、バルブ５２３を開けて、キャリアガス（Ｎ２）をキャリアガス供給管５２０から供給する。キャリアガス（Ｎ２）の流量はマスフローコントローラ５２２で調整する。ＮＨ３はキャリアガス（Ｎ２）とバルブ３２３の下流側で合流し混合され、ノズル４２０を介してバッファ室４２３に供給される。
【００６７】
ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を１３３Ｐａ未満であって例えば４０〜１００Ｐａ、好ましくは約６７Ｐａとする。マスフローコントローラ３２２で制御するＮＨ３ガスの供給流量は、第１の流量であって例えば０．０１〜１ｓｌｍとする。ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間、すなわちガス供給時間は、例えば２〜１０秒とする。なお、高周波電源２７０から棒状電極４７１および棒状電極４７２間に印加する高周波電力は、例えば５０Ｗとなるよう設定する。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内を、５５０℃に保持しておく。
【００６８】
なお、ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときに、もし、排気管２３１に設けたＡＰＣバルブ２４３を閉めて真空排気を止めた状態とすると、ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性化された活性種がウエハ２００に到達する前に失活してしまい、その結果ウエハ２００の表面と反応が起きなくなるという問題があるので、ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより活性種として流す場合には、ＡＰＣバルブ２４３を開けて、反応炉２０を排気している。
【００６９】
同時に、ガス供給管３１０の途中につながっているキャリアガス供給管５１０から、バルブ５１３を開けてＮ２（不活性ガス）を流すと、ＤＣＳ側のノズル４１０やガス供給管３１０にＮＨ３が回り込むことを防ぐことができる。なお、ＮＨ３が回り込むのを防止するためなので、マスフローコントローラ５１２で制御するＮ２（不活性ガス）の流量は少なくてよい。
【００７０】
なお、このＮＨ３をプラズマ励起することにより活性種として供給しているとき、バルブ３１３を閉じ、バルブ３１４を開けた状態で、ＤＣＳをマスフローコントローラ３１２で流量調整してガス溜り３１５に供給し、ガス溜り３１５に溜める。所定の量がガス溜り３１５に溜められると、バルブ３１４を閉じ、ガス溜り３１５にＤＣＳを閉じ込める。ガス溜り３１５内には、圧力が処理室２０１内の圧力の１０倍以上であって例えば１３０００Ｐａ以上になるようにＤＣＳを溜める。また、ガス溜り３１５と処理室２０１との間のコンダクタンスが１．５×１０-3ｍ3／ｓ以上になるように装置を構成する。また、処理室２０１の容積とこれに対する必要なガス溜り３１５の容積との比として考えると、処理室２０１の容積が１００ｌの場合においては、ガス溜り３１５の容積は１００〜３００ｃｃであることが好ましく、容積比としてはガス溜り３１５の容積は処理室２０１の容積の１／１０００〜３／１０００倍とすることが好ましい。
【００７１】
（ステップ１２）
引き続きＮＨ３ガスをガス供給系３０２のガス供給管３２０よりノズル４２０のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に供給し、ＮＨ３をガス供給系３０３のガス供給管３３０よりノズル４３０のガス供給孔４３１を介してバッファ室４３３内に、第１の供給量で供給しつつ、ガス供給系３０１のガス供給管３１０、ノズル４１０よりＤＣＳを処理室２０１内に供給する。引き続き、棒状電極４７１および棒状電極４７２間に高周波電源２７０から整合器２７１を介して高周波電力を印加することで、バッファ室４２３内に供給されたＮＨ３ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４２５から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。
【００７２】
まずＡＰＣバルブ２４３を閉じて、処理室２０１の排気を止める。その後、ガス溜り３１５の下流側のバルブ３１３を開く。これによりガス溜り３１５に溜められたＤＣＳが処理室２０１内に一気に供給される。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３が閉じられているので、処理室２０１内の圧力は急激に上昇して２０００Ｐａ未満であって例えば約４００〜５００Ｐａまで昇圧される。ＤＣＳを供給するための時間は２〜１０秒設定し、その後上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を２〜１０秒に設定し、合計４〜２０秒とした。また、ヒータ２０７に電力を供給する加熱用電源２５０を制御して処理室２０１内を５５０℃に保持しておく。
【００７３】
このとき、処理室２０１内に流しているＤＣＳの一部はウエハ２００の表面でＮＨ３と表面反応し、シリコン窒化膜が形成される。
【００７４】
また、堆積する膜の厚さは、ガスの圧力、流量および暴露時間に依存する。制御部により適宜ガスの圧力、流量および暴露時間を調整することで、堆積する膜が希望の厚さとなるよう制御することが可能である。
【００７５】
（ステップ１３）
ステップ１３では、引き続きＮＨ３ガスを第１の供給量でガス供給系３０２のガス供給管３２０よりノズル４２０のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に供給し、ＮＨ３をガス供給系３０３のガス供給管３３０よりノズル４３０のガス供給孔４３１を介してバッファ室４３３内に供給した状態で、ガス供給管３１０のバルブ３１３を閉めて処理室２０１へのＤＣＳの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を１３３Ｐａ未満であって例えば４０〜１００Ｐａ、好ましくは約６７Ｐａとする。マスフローコントローラ３２２で制御するＮＨ３ガスの供給流量は、引き続き第１の流量であって例えば０．０１〜１ｓｌｍとする。ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間、すなわちガス供給時間は、例えば２〜１０秒とする。
【００７６】
同時に、ガス供給管３１０の途中につながっているキャリアガス供給管５１０から、バルブ５１３を開けてＮ２（不活性ガス）を流すと、ＤＣＳ側のノズル４１０やガス供給管３１０にＮＨ３が回り込むことを防ぐことができる。なお、ＮＨ３が回り込むのを防止するためなので、マスフローコントローラ５１２で制御するＮ２（不活性ガス）の流量は少なくてよい。
【００７７】
ＤＣＳの供給を停止して、ＮＨ３ガスを第１の供給量で処理室２０１内へ供給することにより、残留するＤＣＳを処理室２０１内から除去しつつ、ウエハ２００と表面反応したＤＣＳと反応し、シリコン窒化膜の形成を促進することができる。
【００７８】
また、このとき同時に、ガス溜り３１５の上流側のバルブ３１４を開け、下流側のバルブ３１３を閉めて、ＤＣＳをガス溜り３１５に溜める。ガス溜り３１５に所定圧、所定量のＤＣＳが溜まったら上流側のバルブ３１４も閉めて、ガス溜り３１５にＤＣＳを閉じ込めておく。
【００７９】
（ステップ１４）
所定時間経過後、ＮＨ３ガスの供給流量を第１の流量より多い第２の流量であって、例えば２〜１０ｓｌｍ、好ましくは５ｓｌｍへ変更するようマスフローコントローラ３２２を制御する。第２の流量でＮＨ３ガスをガス供給系３０２のガス供給管３２０よりノズル４２０のガス供給孔４２１を介してバッファ室４２３内に供給し、ＮＨ３をガス供給系３０３のガス供給管３３０よりノズル４３０のガス供給孔４３１を介してバッファ室４３３内に供給する。引き続き、棒状電極４７１および棒状電極４７２間に高周波電源２７０から整合器２７１を介して高周波電力を印加することで、バッファ室４２３内に供給されたＮＨ３ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔４２５から処理室２０１内に供給されつつガス排気管２３１から排気される。ＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ２００を晒す時間、すなわちガス供給時間は、例えば１０〜１２０秒とする。ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内の圧力を、例えば３０〜５００Ｐａとする。
【００８０】
処理室２０１内に流しているガスはＮＨ３ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種（ＮＨ３プラズマ）であり、処理室２０１内にはＤＣＳガスは流していない。したがって、ＮＨ３ガスは気相反応を起こすことはなく、活性種となった、もしくは活性化されたＮＨ３ガスは、ウエハ２００上に存在するＤＣＳと反応してシリコン窒化膜を形成する。
【００８１】
上記ステップ１１〜１２を１サイクルとし、少なくとも１回以上行なうことによりウエハ２００上に所定膜厚のシリコン窒化膜を成膜する。
【００８２】
所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する成膜処理がなされると、Ｎ２等の不活性ガスを処理室２０１内へ供給しつつ排気することで処理室２０１内を不活性ガスでパージする（ガスパージ）。なお、ガスパージは、残留ガスを除去したのち、ＡＰＣバルブ２４３を閉じ、バルブ５１３、５２３を開いて行うＮ２等の不活性ガスの処理室２０１内への供給と、その後、バルブ５１３、５２３を閉じてＮ２等の不活性ガスの処理室２０１内への供給を停止すると共に、ＡＰＣバルブ２４３を開いて行う処理室２０１内の真空引きとを繰り返して行うことが好ましい。
【００８３】
その後、ボート回転機構２６７を止め、ボート２１７の回転を止める。その後、バルブ５１３、５２３を開いて処理室２０１内の雰囲気をＮ２等の不活性ガスで置換し（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力を常圧に復帰する（大気圧復帰）。その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降して、反応管２０３の下端を開口するとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持された状態で反応管２０３の下端から処理室２０１の外部に搬出（ボートアンロード）する。その後、反応管２０３の下端を炉口シャッタ１４７で閉じる。その後、真空ポンプ２４６を止める。その後、処理済ウエハ２００はボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。これにより１回の成膜処理（バッチ処理）が終了する。
【００８４】
本実施形態では、ステップ１２でＤＣＳを処理室２０１内に供給する時は、ＡＰＣバルブ２４３を閉じて、処理室２０１の排気を止めると記載したが、ＡＰＣバルブ２４３を完全に閉じず、処理室２０１の排気が実質的に止まる程度に開けてもよい。
【００８５】
（第２の実施形態）
次に、図５、図６を参照して、第２の実施形態を説明する。
第１の実施形態では、１サイクル中にＮＨ３を第１の流量、第２の流量の２つの供給流量で供給したが、本実施形態では、１サイクル中にＮＨ３を第４の流量、第５の流量、第６の流量の３つの供給流量で供給する点が第１の実施形態のシリコン窒化膜形成工程と異なるが、他の点は同じである。使用する処理炉２０２も同じである。以下に、本実施形態におけるシリコン窒化膜形成工程のステップ２１〜２４について第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００８６】
（ステップ２１）
ステップ２１では、ＮＨ３を第４の流量でバッファ室４２３内に供給する。ＮＨ３の供給流量以外は第１の実施形態と同じである。第４の流量は、例えば１〜５ｓｌｍとする。
（ステップ２２）
ステップ２２では、ＮＨ３を第４の流量より小さい第５の流量でバッファ室４２３内に供給しつつＤＣＳを処理室２０１内に供給する。ＮＨ３の供給流量以外は第１の実施形態と同じである。第５の流量は、例えば０．０１〜１ｓｌｍとする。
（ステップ２３）
ステップ２３では、ＤＣＳの供給を停止した状態で引き続きＮＨ３を第５の流量でバッファ室４２３内に供給する。ＮＨ３の供給流量以外は第１の実施形態と同じである。
（ステップ２４）
ステップ２４では、ＮＨ３を第５の流量より大きい第６の流量でバッファ室４２３内に供給する。ＮＨ３の供給流量以外は第１の実施形態と同じである。第６の流量は、例えば２〜１０ｓｌｍとする。
【００８７】
ステップ２２ではＤＣＳとの気相反応を抑制するためにＮＨ３の分圧を上げず、ステップ２１で流量を変化（増加）させることで、処理室内のＤＣＳ由来のＣｌやＤＣＳの除去を促進することができる。
【００８８】
なお、第１の実施形態において、ＮＨ３を第１の流量から第２の流量へと変化させる時や第２の流量から第１の流量へと変化させる時は、それぞれ連続的に徐々に変化させていってもよい。また、第２の実施形態において、ＮＨ３を第４の流量から第５の流量へと変化させる時、第５の流量から第６の流量へと変化させる時、第６の流量から第４の流量へと変化させる時は、それぞれ連続的に徐々に変化させていってもよい。
【００８９】
上記各実施形態のように、ＮＨ３をその供給流量を変化させつつも連続的に活性種として処理室２０１へ供給し、ＤＣＳを断続的にパルス状に処理室２０１へ供給することにより、良好な膜質を維持しつつ処理の低温化が達成され、気相反応がもたらす成膜速度の向上による生産性向上の恩恵を受けつつステップカバレッジの向上を達成することが可能となる。
【００９０】
上記各実施形態では、全てのステップでＮＨ３をプラズマ励起することにより活性化して流したが、たとえばステップ１１、ステップ１３、ステップ２１、ステップ２３等ではＮＨ３をプラズマ励起せずに用いてもよい。
【００９１】
上記各実施形態では、シリコン含有原料としてＤＣＳを用いる例について説明しているが、これに限らず、たとえばシリコン含有原料としてＴＣＳ（トリクロロシラン、ＳｉＨＣｌ３）、ＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン、Ｓｉ２Ｃｌ６）等を用いてもよい。その際、処理温度は各原料における最適値を選択する。
【００９２】
上記各実施形態では、ウエハ２００上にシリコン窒化膜を形成する例について説明しているが、これに限らず、たとえばシリコン酸化膜、チタン窒化膜等にも適用可能である。また、２元系の膜種のみならず、チタンシリコン窒化膜、チタンアルミニウム窒化膜等の３元系の膜種にも適用可能である。
【００９３】
上記の各実施形態では、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式の高周波電源を使用したが、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式の高周波電源を使用しても、同様の効果が得られる。
【００９４】
（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。
【００９５】
（付記１）
本発明の好ましい一態様によれば、処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、基板に第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する半導体装置の製造方法が提供される。
【００９６】
（付記２）
本発明の好ましい他の態様によれば、処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、基板に、第１の処理ガスを第１の流量より小さい第２の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第２の流量で供給する第３の工程と、基板に第１の処理ガスを第２の流量より大きい第３の流量で供給する第４の工程と、を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する半導体装置の製造方法が提供される。
【００９７】
（付記３）
付記１または２の半導体装置の製造方法であって、第１の処理ガスは窒素含有原料であり、第２の処理ガスはシリコン含有原料であり、基板にシリコン窒化膜が形成される。
【００９８】
（付記４）
処理容器内で成膜温度に加熱された被処理基板にＳｉ含有原料および窒素含有原料を供給してＣＶＤ法によりＳｉＮからなる膜を形成する第１ステップと、Ｓｉ含有原料の供給を停止して窒素含有原料を供給する第２ステップとからなるサイクルを所定回数繰り返し、被処理基板上に所定厚さのＳｉＮ膜を成膜する方法であって、
第１ステップに供給する窒素含有原料の供給流量は、第２ステップに供給する窒素含有原料の供給流量より小さい半導体装置の製造方法が提供される。
【００９９】
（付記５）
本発明の好ましい他の態様によれば、処理室に収容された基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第１の工程と、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ、第２の処理ガスを供給する第２の工程と、第２の処理ガスの供給を停止した状態で、基板に、第１の処理ガスを第１の流量で供給する第３の工程と、基板に第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給する第４の工程と、を有し、第１の工程から第４の工程を所定回数繰り返すことにより基板に膜を形成する基板処理方法が提供される。
【０１００】
（付記６）
本発明の好ましい他の態様によれば、基板を収容する処理室と、記処理室に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、処理室に第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、処理室に、処理ガスを第１の流量で供給した後、第１の処理ガスを第１の流量で供給しつつ第２の処理ガスを供給し、さらに第２の処理ガスの供給を停止した状態で第１の処理ガスを第１の流量で供給し、さらに第１の処理ガスを第１の流量より大きい第２の流量で供給するよう第１の処理ガス供給系、第２の処理ガス供給系を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１０１】
（付記７）
本発明の好ましい他の態様によれば、シラン系の原料（シリコン含有原料、シリコンプリカーサ）と窒化ガス（窒素含有原料）とを反応室へ供給する手段と、原料ガスの反応により基板に所望の処理をする反応室と、排気装置とを備え、反応室内で被処理基板に窒化珪素膜（ＳｉＮ）膜を形成する工程で、シリコンプリカーサと窒化ガスを同時に供給するステップと、窒化ガスを供給するステップを順々に繰り返し、所望の膜厚のＳｉＮ膜形成を行う半導体装置の製造方法、およびその製造装置が提供される。
【０１０２】
（付記８）
本発明の好ましい他の態様によれば、シラン系の原料（シリコン含有原料、シリコンプリカーサ）と窒化ガスとを反応室へ供給する手段と、原料ガスの反応により基板に所望の処理をする反応室と、排気装置とを備え、反応室内で被処理基板に窒化珪素膜（ＳｉＮ）膜を形成する工程で、シリコンプリカーサと窒化ガスを同時に供給するステップと、第１の流量で窒化ガスを供給するステップと、第２の流量で窒化ガスを供給するステップと、第３の流量で窒化ガスを供給するステップとを順々に繰り返し、所望の膜厚のＳｉＮ膜形成を行う半導体装置の製造方法、およびその製造装置が提供される。
【０１０３】
（付記９）
付記８の半導体装置の製造方法、およびその製造装置であって、窒化ガスの第１の流量と第３の流量が第２の流量より小さいことを特徴とするＳｉＮ膜形成を行う半導体装置の製造方法、およびその製造装置が提供される。
【０１０４】
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
２００  ウエハ
２０１  処理室
２０２  処理炉
２０３  反応管
２１７  ボート
２３０  排気口
２３１  排気管
２３２  排気管
２４３  ＡＰＣバルブ
２４６  真空ポンプ
３０１、３０２  ガス供給系
３１０、３２０  ガス供給管
３１２、３２２、５１２、５２２  マスフローコントローラ
３１３、３１４、３２３、５１３、５２３、６１２、６２２  バルブ
３１５  ガス溜り
４１０、４２０  ノズル
４２３  バッファ室
４７１、４７２  棒状電極
５０１、５０２  キャリアガス供給系（不活性ガス供給系）
５１０、５２０  キャリアガス供給管
【図１】
2013135126.tif 000003
【図２】
2013135126.tif 000004
【図３】
2013135126.tif 000005
【図４】
2013135126.tif 000006
【図５】
2013135126.tif 000007
【図６】
2013135126.tif 000008