(57)【要約】  （ａ）処理室内の基板に対して第１供給部より原料を供給し、基板を挟んで第１供給部と対向する位置に設けられた排気口より排気する工程と、（ｂ）処理室内の基板に対して第２供給部より反応体を供給し、排気口より排気する工程と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、基板上に膜を形成する工程を有し、（ａ）では、処理室内の領域のうち、平面視において第１供給部と排気口とを結ぶ直線の垂直二等分線で仕切られる排気口側の領域に設けられた第３供給部より処理室内へ不活性ガスを供給する。
2020090161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）処理室内の基板に対して第１供給部より原料を供給し、前記基板を挟んで前記第１供給部と対向する位置に設けられた排気口より排気する工程と、
（ｂ）前記処理室内の前記基板に対して第２供給部より反応体を供給し、前記排気口より排気する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に膜を形成する工程を有し、
（ａ）では、前記処理室内の領域のうち、平面視において前記第１供給部と前記排気口とを結ぶ直線の垂直二等分線で仕切られる前記排気口側の領域に設けられた第３供給部より前記処理室内へ不活性ガスを供給する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）では、前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を制御することにより、前記基板上に形成される前記膜の面内膜厚分布を調整する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第３供給部は、前記第１供給部よりも前記排気口に近い位置に配置される請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第３供給部と前記排気口との距離は、前記第１供給部と前記排気口との距離よりも短い請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第３供給部は、前記第２供給部よりも前記排気口に近い位置に配置される請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第３供給部と前記排気口との距離は、前記第２供給部と前記排気口との距離よりも短い請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第３供給部は、前記第２供給部よりも前記第１供給部から遠い位置に設けられる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第３供給部と前記第１供給部との距離は、前記第２供給部と前記第１供給部との距離よりも長い請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２供給部は、前記基板を挟んで前記排気口と対向する位置に設けられる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２供給部は、前記第１供給部に隣接して設けられる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
（ａ）では、前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第１供給部より供給する原料の流量よりも大きくする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
（ａ）では、前記第１供給部より不活性ガスを供給し、前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第１供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
（ａ）では、前記第１供給部より不活性ガスを供給し、前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第１供給部より供給する原料および不活性ガスの合計流量よりも大きくする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
（ａ）では、前記第２供給部より不活性ガスを供給し、前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第２供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
（ｂ）では、前記第３供給部より不活性ガスを供給し、（ａ）において前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量を、（ｂ）において前記第３供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記膜を形成する工程を、前記基板を回転させた状態で行い、
（ａ）では、前記第３供給部より不活性ガスを前記基板の回転方向に沿って前記基板の前記排気口付近のエッジ側に向けて噴出させる請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
（ａ）では前記原料を前記第１供給部より前記基板の側方から前記基板に対して供給すると共に、不活性ガスを前記第３供給部より前記基板の側方から前記基板に対して供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記基板の表面にはトレンチやホール等の凹部を含むパターンが形成されている請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記反応体は第１反応体を含み、
前記サイクルは、（ｃ）前記処理室内の前記基板に対して前記第２供給部より前記第１反応体とは分子構造が異なる第２反応体を供給し、前記排気口より排気する工程を、（ａ）および（ｂ）のそれぞれと非同時に行うことを含む請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
基板に対する処理が行われる処理室と、
前記処理室内の基板に対して第１供給部より原料を供給する原料供給系と、
前記処理室内の基板に対して第２供給部より反応体を供給する反応体供給系と、
前記処理室内の基板を挟んで前記第１供給部と対向する位置に設けられた排気口より前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内の領域のうち、平面視において前記第１供給部と前記排気口とを結ぶ直線の垂直二等分線で仕切られる前記排気口側の領域に設けられた第３供給部より前記処理室内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
（ａ）前記処理室内の基板に対して前記第１供給部より前記原料を供給し、前記排気口より排気する処理と、（ｂ）前記処理室内の前記基板に対して前記第２供給部より前記反応体を供給し、前記排気口より排気する処理と、を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に膜を形成する処理を行わせ、（ａ）では、前記第３供給部より前記処理室内へ不活性ガスを供給するように、前記原料供給系、前記反応体供給系、前記不活性ガス供給系、および前記排気系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
【請求項２１】
（ａ）基板処理装置の処理室内の基板に対して第１供給部より原料を供給し、前記基板を挟んで前記第１供給部と対向する位置に設けられた排気口より排気する手順と、
（ｂ）前記処理室内の前記基板に対して第２供給部より反応体を供給し、前記排気口より排気する手順と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に膜を形成する手順と、
（ａ）において、前記処理室内の領域のうち、平面視において前記第１供給部と前記排気口とを結ぶ直線の垂直二等分線で仕切られる前記排気口側の領域に設けられた第３供給部より前記処理室内へ不活性ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、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。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、基板に対して原料および反応体を供給し、基板の上に膜を形成する処理が行われる場合がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０４６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、基板上に形成される膜の基板面内膜厚均一性を制御することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、
（ａ）処理室内の基板に対して第１供給部より原料を供給し、前記基板を挟んで前記第１供給部と対向する位置に設けられた排気口より排気する工程と、
（ｂ）前記処理室内の前記基板に対して第２供給部より反応体を供給し、前記排気口より排気する工程と、
を非同時に行うサイクルを所定回数行うことで、前記基板上に膜を形成する工程を有し、
（ａ）では、前記処理室内の領域のうち、平面視において前記第１供給部と前記排気口とを結ぶ直線の垂直二等分線で仕切られる前記排気口側の領域に設けられた第３供給部より前記処理室内へ不活性ガスを供給する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、基板上に形成される膜の基板面内膜厚均一性を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。
【図２】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ−Ａ線断面図で示す図である。
【図３】本開示の一態様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り、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。
【図４】本開示の一態様における成膜シーケンスを示す図である。
【図５】本開示の一態様で好適に用いられるノズルの概略構成図である。
【図６】本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の変形例の概略構成図である。
【図７】本開示の一態様における成膜シーケンスの変形例を示す図である。
【図８】（ａ）は、基板配列領域の上部に配置された基板上に形成された膜の基板面内平均膜厚および基板面内膜厚均一性をそれぞれ示す図であり、（ｂ）は、基板配列領域の中央部に配置された基板上に形成された膜の基板面内平均膜厚および基板面内膜厚均一性をそれぞれ示す図であり、（ｃ）は、基板配列領域の下部に配置された基板上に形成された膜の基板面内平均膜厚および基板面内膜厚均一性をそれぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜本開示の一態様＞
以下、本開示の一態様について、図１〜図５を用いて説明する。
【０００９】
（１）基板処理装置の構成
図１に示すように、処理炉２０２は加熱機構（温度調整部）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ２０７は、ガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。
【００１０】
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管２１０が配設されている。反応管２１０は、内部反応管としてのインナチューブ２０４と、インナチューブ２０４を同心円状に取り囲む外部反応管としてのアウタチューブ２０３と、を備えた２重管構成を有している。インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０３は、それぞれ、例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。
【００１１】
インナチューブ２０４の筒中空部には、基板としてのウエハ２００に対する処理が行われる処理室２０１が形成される。処理室２０１は、ウエハ２００を処理室２０１内の一端側（下方側）から他端側（上方側）へ向けて配列させた状態で収容可能に構成されている。処理室２０１内において複数枚のウエハ２００が配列される領域を、基板配列領域（ウエハ配列領域）とも称する。また、処理室２０１内においてウエハ２００が配列される方向を、基板配列方向（ウエハ配列方向）とも称する。
【００１２】
インナチューブ２０４およびアウタチューブ２０３は、それぞれ、マニホールド２０９によって下方から支持されている。マニホールド２０９は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９内壁の上端部には、ＳＵＳ等の金属材料により構成され、マニホールド２０９の径方向内側に向けて延出した環状のフランジ部２０９ａが設けられている。インナチューブ２０４の下端は、フランジ部２０９ａの上面に当接している。アウタチューブ２０３の下端は、マニホールド２０９の上端に当接している。アウタチューブ２０３とマニホールド２０９との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９の下端開口は、処理炉２０２の炉口として構成されており、後述するボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇した際に、蓋体としての円盤状のシールキャップ２１９によって気密に封止される。マニホールド２０９とシールキャップ２１９との間には、シール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。
【００１３】
インナチューブ２０４の天井部はフラット形状に形成されており、アウタチューブ２０３の天井部はドーム形状に形成されている。インナチューブ２０４の天井部をドーム形状とすると、処理室２０１内へ供給したガスが、複数枚のウエハ２００間に流れずに、インナチューブ２０４の天井部におけるドーム部分の内部空間に流れ込みやすくなる。インナチューブ２０４の天井部をフラット形状とすることで、処理室２０１内へ供給したガスを、複数枚のウエハ２００間へ効率よく流すことが可能となる。インナチューブ２０４の天井部と後述するボート２１７の天板とのクリアランス（空間）を小さくすることで、例えば、ウエハ２００の配列間隔（ピッチ）と同程度の大きさとすることで、ウエハ２００間へ効率よくガスを流すことが可能となる。
【００１４】
図２に示すように、インナチューブ２０４の側壁には、ノズル収容室２０４ａ，２０４ｂがそれぞれ形成されている。ノズル収容室２０４ａ，２０４ｂは、それぞれ、インナチューブ２０４の側壁からインナチューブ２０４の径方向外向きに突出し、垂直方向に沿って延在するチャンネル形状に形成されている。ノズル収容室２０４ａ，２０４ｂの内壁は、それぞれ、処理室２０１の内壁の一部を構成している。ノズル収容室２０４ａとノズル収容室２０４ｂとは、インナチューブ２０４の内壁に沿って、すなわち、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の外周に沿って、互いに所定距離離れた位置にそれぞれ配置されている。
【００１５】
ノズル収容室２０４ａ内には、第１供給部としてのノズル２４９ａ、および、第２供給部としてのノズル２４９ｂがそれぞれ収容されている。ノズル収容室２０４ｂ内には、第３供給部としてのノズル２４９ｃ、および、ノズル２４９ｄ，２４９ｅがそれぞれ収容されている。ノズル２４９ａ〜２４９ｅは、ノズル収容室２０４ａ，２０４ｂの下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列方向に沿って立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル２４９ａ〜２４９ｅは、ウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。ノズル２４９ｄ，２４９ｅを第３供給部に含めて考えてもよい。本明細書では、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｃ，２４９ｄ，２４９ｅを、それぞれ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｔ，Ｒｂとも称する。
【００１６】
図５に示すように、ノズル２４９ａ〜２４９ｅの側面には、ガス噴出口（ガス供給口）２５０ａ〜２５０ｅがそれぞれ設けられている。ノズル２４９ａ〜２４９ｅは、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成されている。
【００１７】
上述のウエハ配列領域は、複数のゾーンに分けて考えることができる。本態様では、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における一端部側（ここでは上部側）のゾーンを第１ゾーン（Ｔｏｐゾーン）とも称する。また、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における中央部側のゾーンを第２ゾーン（Ｃｅｎｔｅｒゾーン）とも称する。また、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における他端部側（ここでは下部側）のゾーンを第３ゾーン（Ｂｏｔｔｏｍゾーン）とも称する。
【００１８】
ノズル２４９ａ〜２４９ｃにおけるガス噴出口２５０ａ〜２５０ｃは、それぞれ、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における全域に対応するように、ノズル２４９ａ〜２４９ｃの上部から下部にわたって複数設けられている。ノズル２４９ａ〜２４９ｃ、すなわち、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、第１〜第３ゾーンの全てに向けてガスを供給するように構成されている。
【００１９】
ノズル２４９ｄにおけるガス噴出口２５０ｄは、ウエハ配列領域のうちウエハ配列方向における上部側の領域、すなわち、第１ゾーンに対応するように、ノズル２４９ｄの上部側にのみ複数設けられている。ノズル２４９ｄ、すなわち、Ｒｔは、第１ゾーンに向けてガスを供給するように構成されており、また、それ以外のゾーン、すなわち、第２、第３ゾーンに向けてのガスの供給を不実施とするように構成されている。
【００２０】
ノズル２４９ｅにおけるガス噴出口２５０ｅは、ウエハ配列領域のうちウエハ配列方向における下部側の領域、すなわち、第３ゾーンに対応するように、ノズル２４９ｅの下部側にのみ複数設けられている。ノズル２４９ｅ、すなわち、Ｒｂは、第３ゾーンに向けてガスを供給するように構成されており、また、それ以外のゾーン、すなわち、第１、第２ゾーンに向けてのガスの供給を不実施とするように構成されている。
【００２１】
ガス噴出口２５０ａ〜２５０ｅは、それぞれが処理室２０１の中心を向くように開口しており、ウエハ２００の中心に向けてガスを噴出することが可能なように構成されている。ガス噴出口２５０ａ〜２５０ｅは、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
【００２２】
図２に示すように、ノズル２４９ａ〜２４９ｅには、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ａ〜２３２ｅには、ガス流の上流側から順に、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）２４１ａ〜２４１ｅおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ〜２４３ｅがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、ガス供給管２３２ｇが接続されている。ガス供給管２３２ｇには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｇおよびバルブ２４３ｇが設けられている。ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、ガス供給管２３２ｆ，２３２ｈが接続されている。ガス供給管２３２ｆ，２３２ｈには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｆ，２４１ｈおよびバルブ２４３ｆ，２４３ｈがそれぞれ設けられている。ガス供給管２３２ａ〜２３２ｈは、例えばＳＵＳ等の金属材料により構成される。
【００２３】
ガス供給管２３２ａからは、原料（原料ガス）として、形成しようとする膜を構成する主元素としてのシリコン（Ｓｉ）およびハロゲン元素を含むハロシラン系ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。
【００２４】
原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。ハロシラン系ガスとは、ハロゲン基を有するシラン系ガスのことである。ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。ハロシラン系ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロシラン系ガスを用いることができる。クロロシラン系ガスは、Ｓｉソースとして作用する。クロロシラン系ガスとしては、例えば、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガスを用いることができる。
【００２５】
ガス供給管２３２ｂからは、原料とは化学構造（分子構造）が異なる反応体（反応ガス）として、酸化剤（酸化ガス）として作用する酸素（Ｏ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｏ含有ガスは、Ｏソースとして作用する。Ｏ含有ガスとしては、例えば、酸素（Ｏ２）ガスを用いることができる。
【００２６】
ガス供給管２３２ｆからは、原料およびＯ含有ガスとは化学構造（分子構造）が異なる反応体（反応ガス）として、窒化剤（窒化ガス）として作用する窒素（Ｎ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｆ、バルブ２４３ｆ、ガス供給管２３２ｂ、ノズル２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。Ｎ含有ガスは、Ｎソースとして作用する。Ｎ含有ガスとしては、例えば、窒化水素系ガスであるアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。
【００２７】
ガス供給管２３２ｃ〜２３２ｅからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ〜２４１ｅ、バルブ２４３ｃ〜２４３ｅ、ノズル２４９ｃ〜２４９ｅを介して処理室２０１内へ供給される。また、ガス供給管２３２ｇ，２３２ｈからは、不活性ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２４３ｇ，２４３ｈ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ，２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。ノズル２４９ｃ〜２４９ｅより処理室２０１内へ供給されるＮ２ガスは、主に、ウエハ２００上に形成される膜のウエハ面内膜厚分布（以下、単に面内膜厚分布とも称する）を調整する制御ガスとして作用する。また、ノズル２４９ａ，２４９ｂより処理室２０１内へ供給されるＮ２ガスは、主に、パージガス、キャリアガス、希釈ガスとして作用する。不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガスを用いることができる。
【００２８】
主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、原料供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、反応体供給系としての酸化剤供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｆ、ＭＦＣ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより、反応体供給系としての窒化剤供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ〜２３２ｅ，２３２ｇ，２３２ｈ、ＭＦＣ２４１ｃ〜２４１ｅ，２４１ｇ，２４１ｈ、バルブ２４３ｃ〜２４３ｅ，２４３ｇ，２４３ｈにより、不活性ガス供給系が構成される。
【００２９】
原料を供給するノズル２４９ａを原料供給部とも称する。ノズル２４９ｂより酸化剤を供給する際、ノズル２４９ｂを酸化剤供給部とも称する。ノズル２４９ｂより窒化剤を供給する際、ノズル２４９ｂを窒化剤供給部とも称する。ノズル２４９ｂを反応体供給部とも称する。不活性ガスを供給するノズル２４９ｃ〜２４９ｅを総称して不活性ガス供給部とも称する。不活性ガス供給部は、原料供給部や酸化剤供給部や窒化剤供給部とは異なる供給部である。ノズル２４９ａ，２４９ｂより不活性ガスを供給する際、ノズル２４９ａ，２４９ｂを不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。
【００３０】
上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ２４３ａ〜２４３ｈやＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈ等が集積されてなる集積型供給システム２４８として構成されていてもよい。集積型供給システム２４８は、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｈのそれぞれに対して接続され、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｈ内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ２４３ａ〜２４３ｈの開閉動作やＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈによる流量調整動作等が、後述するコントローラ１２１によって制御されるように構成されている。集積型供給システム２４８は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管２３２ａ〜２３２ｈ等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム２４８のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。
【００３１】
インナチューブ２０４の側面には、例えばスリット状の貫通口として構成された排気口（排気スリット）２０４ｃが、垂直方向に細長く開設されている。排気口２０４ｃは、正面視において例えば矩形であり、インナチューブ２０４の側壁の下部から上部にわたって、ウエハ配列領域のウエハ配列方向における全域に対応するように、設けられている。処理室２０１内と、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０３との間の円環状の空間である排気空間２０５とは、排気口２０４ｃを介して連通している。
【００３２】
平面視において、ノズル収容室２０４ａと排気口２０４ｃとは、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心を挟んで対向している。また、ノズル２４９ａのガス噴出口２５０ａと排気口２０４ｃとは、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心を挟んで対向している。
【００３３】
図２に示すように、本明細書では、ノズル収容室２０４ａ内に収容されたノズル２４９ａのガス噴出口２５０ａと、排気口２０４ｃと、を結ぶ線分を、直線Ｌ１と称する。直線Ｌ１は、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心の位置で二等分される。直線Ｌ１、および、直線Ｌ１の垂直二等分線である直線Ｄは、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心の位置で互いに直交する関係となる。
【００３４】
ノズル収容室２０４ｂは、処理室２０１内の領域のうち、平面視において上述の直線Ｄで仕切られる排気口２０４ｃ側の領域に設けられている。すなわち、ノズル２４９ｃ〜２４９ｅは、いずれも、処理室２０１内の領域のうち、平面視において上述の直線Ｄで仕切られる排気口２０４ｃ側の領域に設けられている。ノズル２４９ｃ〜２４９ｅは、いずれも、ノズル２４９ａよりも排気口２０４ｃに近い位置に配置されている。ノズル２４９ｃ〜２４９ｅと排気口２０４ｃとのそれぞれの距離は、いずれも、ノズル２４９ａと排気口２０４ｃとの距離よりも短くなっている。
【００３５】
なお、本態様においてノズル２４９ｂは、ノズル２４９ａに隣接して、すなわち、処理室２０１内に収容されたウエハ２００を挟んで排気口２０４ｃと実質的に対向する位置に設けられている。そのため、ノズル２４９ｃ〜２４９ｅは、いずれも、ノズル２４９ｂよりも排気口２０４ｃに近い位置に配置されている。ノズル２４９ｃ〜２４９ｅと排気口２０４ｃとのそれぞれの距離は、いずれも、ノズル２４９ｂと排気口２０４ｃとの距離よりも短くなっている。また、ノズル２４９ｃ〜２４９ｅは、いずれも、ノズル２４９ｂよりもノズル２４９ａから遠い位置に設けられている。ノズル２４９ｃ〜２４９ｅとノズル２４９ａとのそれぞれの距離は、いずれも、ノズル２４９ｂとノズル２４９ａとの距離よりも長くなっている。
【００３６】
図２に示すように、本明細書では、処理室２０１内に収容されたウエハ２００の中心と、ノズル収容室２０４ｂ内に収容されたノズル２４９ｃの中心と、を通る直線を、直線Ｌ２と称する。上述の直線Ｌ１と直線Ｌ２とが作る中心角θ（ノズル２４９ａ，２４９ｃの各中心を両端とする弧に対する中心角）は、例えば１００〜１７０°の範囲内の角度となっている。
【００３７】
図１に示すように、アウタチューブ２０３の下部には、排気空間２０５を介して処理室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、排気空間２０５内、すなわち、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２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４４は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で、圧力センサ２４５により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により、排気系が構成される。排気口２０４ｃ、排気空間２０５、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。
【００３８】
マニホールド２０９の下端開口は、Ｏリング２２０ｂを介してシールキャップ２１９により気密に封止される。シールキャップ２１９は、ＳＵＳ等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の下方には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、反応管２１０の外部に垂直に設置さ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るように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７により支持されたウエハ２００を処理室２０１内外に搬入および搬出（搬送）する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
【００３９】
基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５〜２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料により構成される断熱板２１８が多段に支持されている。
【００４０】
アウタチューブ２０３とインナチューブ２０４との間には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。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への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ２６３は、アウタチューブ２０３の内壁に沿って設けられている。
【００４１】
図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａ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１２１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１２２が接続されている。
【００４２】
記憶装置１２１ｃ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１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理における各手順をコントローラ１２１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、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。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。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、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、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａ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。
【００４３】
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈ、バルブ２４３ａ〜２４３ｈ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
【００４４】
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃ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１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ２４１ａ〜２４１ｈによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ〜２４３ｈの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
【００４５】
コントローラ１２１は、外部記憶装置１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置１２３は、例えば、ＨＤＤ等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ等を含む。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３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ている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。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１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
【００４６】
（２）基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板としてのウエハ２００上に膜を形成する基板処理シーケンス例、すなわち、成膜シーケンス例について、図４を用いて説明する。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１２１により制御される。
【００４７】
図４に示す成膜シーケンスでは、
処理室２０１内のウエハ２００に対して第１供給部としてのノズル２４９ａより原料としてＨＣＤＳガスを供給し、ウエハ２００を挟んでノズル２４９ａと対向する位置に設けられた排気口２０４ｃより排気するステップＡと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して第２供給部としてのノズル２４９ｂより反応体として酸化剤であるＯ２ガスを供給し、排気口２０４ｃより排気するステップＢと、
処理室２０１内のウエハ２００に対して第２供給部としてのノズル２４９ｂより反応体として窒化剤であるＮＨ３ガスを供給し、排気口２０４ｃより排気するステップＣと、
を非同時に行うサイクルを所定回数（ｎ回、ｎは１以上の整数）行うことで、ウエハ２００上に、膜として、Ｓｉ、ＯおよびＮを含む膜、すなわち、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）を形成する。
【００４８】
なお、上述のステップＡでは、
処理室２０１内の領域のうち、平面視においてノズル２４９ａと排気口２０４ｃとを結ぶ直線（線分）Ｌ１の垂直二等分線Ｄで仕切られる排気口２０４ｃ側の領域に設けられた第３供給部としてのノズル２４９ｃより処理室２０１内へ不活性ガスとしてＮ２ガスを供給することで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を調整する。
【００４９】
本明細書では、図４に示す成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。図４では、ステップＡ〜Ｃの実施期間を、便宜上、それぞれＡ〜Ｃと表している。これらの点は、後述する変形例や他の態様においても同様である。
【００５０】
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｏ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＮ
【００５１】
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
【００５２】
（ウエハチャージおよびボートロード）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）される。その後、図１に示すように、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内へ搬入（ボートロード）される。この状態で、処理室２０１内において複数枚のウエハ２００が配列された状態となり、また、シールキャップ２１９は、Ｏリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５３】
（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって真空排気（減圧排気）される。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情報に基づきＡＰＣバルブ２４４がフィードバック制御される。また、処理室２０１内のウエハ２００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内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構２６７によるウエハ２００の回転を開始する。ウエハ２００の回転方向は、図２に示すように、平面視において左回りの方向、すなわち、ウエハ２００の回転方向を基準として見たときにノズル２４９ｃの位置が排気口２０４ｃの位置よりもウエハ２００の回転方向の上流側に配置されるような方向とする。処理室２０１内の排気、ウエハ２００の加熱および回転は、いずれも、少なくともウエハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
【００５４】
（成膜ステップ）
その後、次のステップＡ〜Ｃを順次実行する。
【００５５】
［ステップＡ］
このステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給する（ＨＣＤＳガス供給ステップ）。
【００５６】
具体的には、バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へＨＣＤＳガスを流す。ＨＣＤＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａの側面に設けられた複数のガス噴出口２５０ａのそれぞれより処理室２０１内へ供給され、排気口２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１より排気される。このとき、ウエハ２００に対してウエハ２００の側方からＨＣＤＳガスが供給される。
【００５７】
このとき、バルブ２４３ｃを開き、ノズル２４９ｃより処理室２０１内へＮ２ガスを供給する。Ｎ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ノズル２４９ｃの側面に設けられた複数のガス噴出口２５０ｃのそれぞれより処理室２０１内へ供給され、排気口２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１より排気される。このとき、ウエハ２００に対してウエハ２００の側方からＮ２ガスが供給される。このようにすることで、また、このときのＮ２ガスの流量を調整することで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。これらの制御の具体的内容、および、その作用効果については後述する。
【００５８】
このとき、バルブ２４３ｇ，２４３ｈ，２４３ｄ，２４３ｅを開き、ノズル２４９ａ，２４９ｂ，２４９ｄ，２４９ｅより処理室２０１内へＮ２ガスを供給するようにしてもよい。
【００５９】
本ステップにおける処理条件としては、
ＨＣＤＳガス供給流量：０．０１〜２ｓｌｍ、好ましくは０．１〜１ｓｌｍ
Ｎ２ガス供給流量（Ｒ３）：０．１〜２０ｓｌｍ
Ｎ２ガス供給流量（Ｒ１，Ｒ２，Ｒｔ，Ｒｂ毎）：０〜１０ｓｌｍ
各ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
処理温度：２５０〜８００℃、好ましくは４００〜７００℃
処理圧力：１〜２６６６Ｐａ、好ましくは６７〜１３３３Ｐａ
が例示される。
【００６０】
本明細書における「２５０〜８００℃」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれることを意味する。よって、例えば、「２５０〜８００℃」とは「２５０℃以上８００℃以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。
【００６１】
上述の条件下でウエハ２００に対してＨＣＤＳガスを供給することにより、ウエハ２００の最表面上に、第１層として、Ｃｌを含むＳｉ含有層が形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、ウエハ２００の最表面に、ＨＣＤＳが物理吸着したり、ＨＣＤＳの一部が分解した物質（以下、ＳｉｘＣｌｙ）が化学吸着したり、ＨＣＤＳが熱分解することでＳｉが堆積したりすること等により形成される。Ｃｌを含むＳｉ含有層は、ＨＣＤＳやＳｉｘＣｌｙの吸着層（物理吸着層や化学吸着層）であってもよく、Ｃｌを含むＳｉ層（Ｓｉの堆積層）であってもよい。本明細書では、Ｃｌを含むＳｉ含有層を、単に、Ｓｉ含有層とも称する。
【００６２】
第１層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内へのＨＣＤＳガスの供給を停止する。そして、処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する（パージステップ）。このとき、バルブ２４３ｃ〜２４３ｅ，２４３ｇ，２４３ｈを開き、ノズル２４９ａ〜２４９ｅより処理室２０１内へＮ２ガスを供給するようにしてもよい。図４では、ノズル２４９ａ，２４９ｂよりＮ２ガスを供給する例を示している。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。
【００６３】
原料（原料ガス）としては、ＨＣＤＳガスの他、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ３Ｃｌ８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等のクロロシラン系ガスを用いることができる。
【００６４】
不活性ガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いることができる。この点は、後述する各ステップにおいても同様である。
【００６５】
［ステップＢ］
ステップＡが終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、ウエハ２００上に形成された第１層に対してＯ２ガスを供給する（Ｏ２ガス供給ステップ）。
【００６６】
具体的には、バルブ２４３ｂを開き、ガス供給管２３２ｂ内へＯ２ガスを流す。Ｏ２ガスは、ＭＦＣ２４１ｂにより流量調整され、ノズル２４９ｂの側面に設けられた複数のガス噴出口２５０ｂのそれぞれより処理室２０１内へ供給され、排気口２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１より排気される。このとき、ウエハ２００に対してウエハ２００の側方からＯ２ガスが供給される。このとき、ノズル２４９ａ〜２４９ｅより処理室２０１内へＮ２ガスを供給するようにしてもよい。
【００６７】
本ステップにおける処理条件としては、
Ｏ２ガス供給流量：０．１〜１０ｓｌｍ
Ｎ２ガス供給流量（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｔ，Ｒｂ毎）：０〜１０ｓｌｍ
各ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
処理圧力：１〜４０００Ｐａ、好ましくは１〜３０００Ｐａ
が例示される。他の処理条件は、ステップＡにおける処理条件と同様とする。
【００６８】
上述の条件下でウエハ２００に対してＯ２ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成された第１層の少なくとも一部が酸化（改質）される。第１層が改質されることで、ウエハ２００上に、第２層として、ＳｉおよびＯを含む層、すなわち、ＳｉＯ層が形成される。第２層を形成する際、第１層に含まれていたＣｌ等の不純物は、Ｏ２ガスによる第１層の改質反応の過程において、少なくともＣｌを含むガス状物質を構成し、処理室２０１内から排出される。これにより、第２層は、第１層に比べてＣｌ等の不純物が少ない層となる。
【００６９】
第２層が形成された後、バルブ２４３ｂを閉じ、処理室２０１内へのＯ２ガスの供給を停止する。そして、ステップＡのパージステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する（パージステップ）。
【００７０】
酸化剤（酸化ガス）としては、Ｏ２ガスの他、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガス、一酸化窒素（ＮＯ）ガス、二酸化窒素（ＮＯ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏガス）、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）ガス等のＯ含有ガスを用いることができる。
【００７１】
［ステップＣ］
ステップＢが終了した後、処理室２０１内のウエハ２００、すなわち、ウエハ２００上に形成された第２層に対してＮＨ３ガスを供給する（ＮＨ３ガス供給ステップ）。
【００７２】
具体的には、バルブ２４３ｆを開き、ガス供給管２３２ｆ内へＮＨ３ガスを流す。ＮＨ３ガスは、ＭＦＣ２４１ｆにより流量調整され、ガス供給管２３２ｂを介してノズル２４９ｂ内へ流れ、ノズル２４９ｂの側面に設けられた複数のガス噴出口２５０ｂのそれぞれより処理室２０１内へ供給され、排気口２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１より排気される。このとき、ウエハ２００に対してウエハ２００の側方からＮＨ３ガスが供給される。このとき、ノズル２４９ａ〜２４９ｅより処理室２０１内へＮ２ガスを供給するようにしてもよい。
【００７３】
本ステップにおける処理条件としては、
ＮＨ３ガス供給流量：０．１〜１０ｓｌｍ
Ｎ２ガス供給流量（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｔ，Ｒｂ毎）：０〜１０ｓｌｍ
各ガス供給時間：１〜１２０秒、好ましくは１〜６０秒
処理圧力：１〜４０００Ｐａ、好ましくは１〜３０００Ｐａ
が例示される。他の処理条件は、ステップＡにおける処理条件と同様とする。
【００７４】
上述の条件下でウエハ２００に対してＮＨ３ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成された第２層の少なくとも一部が窒化（改質）される。第２層が改質されることで、ウエハ２００上に、第３層として、Ｓｉ、Ｏ、およびＮを含む層、すなわち、ＳｉＯＮ層が形成される。第３層を形成する際、第２層に含まれていたＣｌ等の不純物は、ＮＨ３ガスによる第２層の改質反応の過程において、少なくともＣｌを含むガス状物質を構成し、処理室２０１内から排出される。これにより、第３層は、第２層に比べてＣｌ等の不純物が少ない層となる。
【００７５】
第３層が形成された後、バルブ２４３ｆを閉じ、処理室２０１内へのＮＨ３ガスの供給を停止する。そして、ステップＡのパージステップと同様の処理手順により、処理室２０１内に残留するガス等を処理室２０１内から排除する（パージステップ）。
【００７６】
窒化剤（窒化ガス）としては、ＮＨ３ガスの他、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等のＮ含有ガスを用いることができる。
【００７７】
［所定回数実施］
ステップＡ〜Ｃを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを１回以上（ｎ回）行うことにより、ウエハ２００上に、所望膜厚、所望組成のＳｉＯＮ膜を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成される第３層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、第３層を積層することで形成されるＳｉＯＮ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
【００７８】
（アフターパージ〜大気圧復帰）
成膜ステップが終了した後、ノズル２４９ａ〜２４９ｅよりＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気口２０４ｃ、排気空間２０５を介して排気管２３１より排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室２０１内がパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００７９】
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降され、マニホールド２０９の下端が開口される。そして、処理済のウエハ２００が、ボート２１７に支持された状態で、マニホールド２０９の下端から反応管２１０の外部に搬出（ボートアンロード）される。処理済のウエハ２００は、反応管２１０の外部に搬出された後、ボート２１７より取出される（ウエハディスチャージ）。
【００８０】
（３）Ｎ２ガスの供給制御と作用効果
以下、ステップＡで行うＮ２ガスの供給制御の具体的内容、および、その作用効果について説明する。
【００８１】
（ａ）本態様のようにウエハ２００に対するＨＣＤＳガスの供給をウエハ２００の側方から行う場合、ウエハ２００上での第１層の形成は、ウエハ２００の外周部において先行して開始され、ウエハ２００の中央部においては開始が遅れる傾向がある。その結果、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布は、ウエハ２００の表面の中央部で最も薄く、外周部に近づくにつれて徐々に厚くなる分布（中央凹分布）となる傾向がある。
【００８２】
このような傾向に対し、本態様では、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃよりＮ２ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を広範囲に調整することが可能となる。例えば、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を、中央凹分布から、ウエハ２００の表面の中央部と外周部とで厚さが同等となる分布（フラット分布）に近づけたり、ウエハ２００の表面の中央部で最も厚く、外周部に近づくにつれて徐々に薄くなる分布（中央凸分布）に近づけたりすることが可能となる。
【００８３】
これは、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてウエハ２００に対してＮ２ガスを供給するノズル２４９ｃを、処理室２０１内の領域のうち、平面視においてノズル２４９ａと排気口２０４ｃとを結ぶ直線Ｌ１の垂直二等分線Ｄで仕切られる排気口２０４ｃ側の領域に配置しているためである。すなわち、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ウエハ２００に対するＮ２ガスの供給を、排気口２０４ｃに近い位置に配置されたノズル２４９ｃを用いて行っているためである。本態様によれば、ガス噴出口２５０ｃより噴出されるＮ２ガスのウエハ２００の中央部への到達を適正に抑制することが可能となる。また、ガス噴出口２５０ｃより噴出されるＮ２ガスを、ウエハ２００の外周部へ効率的に供給することが可能となる。これらの結果、ウエハ２００の中央部におけるＨＣＤＳガスの分圧（濃度）の低下を抑制しつつ、ウエハ２００の外周部におけるＨＣＤＳガスの分圧（濃度）を局所的（選択的）に低下させることが可能となる。これにより、ウエハ２００の中央部における第１層の形成を妨げることなく、ウエハ２００の外周部における第１層の形成を適正に抑制させることが可能となる。結果として、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を、上述のように広範囲に調整することが可能となる。
【００８４】
（ｂ）ノズル２４９ｃを、ノズル２４９ａよりも排気口２０４ｃに近い位置に配置することにより、すなわち、ノズル２４９ｃと排気口２０４ｃとの距離を、ノズル２４９ａと排気口２０４ｃとの距離よりも短くすることにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の調整を、より確実に行うことが可能となる。
【００８５】
（ｃ）ノズル２４９ｃを、ノズル２４９ｂよりも排気口２０４ｃに近い位置に配置することにより、すなわち、ノズル２４９ｃと排気口２０４ｃとの距離を、ノズル２４９ｂと排気口２０４ｃとの距離よりも短くすることにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の調整を、より確実に行うことが可能となる。
【００８６】
（ｄ）ノズル２４９ｃを、ノズル２４９ｂよりもノズル２４９ａから遠い位置に設けることにより、すなわち、ノズル２４９ｃとノズル２４９ａとの距離を、ノズル２４９ｂとノズル２４９ａとの距離よりも長くすることにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の調整を、より確実に行うことが可能となる。
【００８７】
（ｅ）ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を制御することにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の調整を、より確実に行うことが可能となる。
【００８８】
例えば、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、ノズル２４９ａより供給するＨＣＤＳガスの流量よりも大きくする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、強める方向に制御することが可能となる。
【００８９】
また例えば、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、ノズル２４９ａより供給するＨＣＤＳガスの流量と同等以下の流量とする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、弱める方向に制御することが可能となる。
【００９０】
また例えば、Ｏ２ガス供給ステップやＮＨ３ガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃよりＮ２ガスを供給する場合、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、Ｏ２ガス供給ステップやＮＨ３ガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量よりも大きくする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、強める方向に制御することが可能となる。
【００９１】
また例えば、Ｏ２ガス供給ステップやＮＨ３ガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃよりＮ２ガスを供給する場合、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、Ｏ２ガス供給ステップやＮＨ３ガス供給ステップにおいてノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量と同等以下の流量とする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、弱める方向に制御することが可能となる。
【００９２】
また例えば、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてノズル２４９ａよりＮ２ガスを供給する場合、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、ノズル２４９ａより供給するＮ２ガスの流量よりも大きくする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、強める方向に制御することが可能となる。
【００９３】
また例えば、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてノズル２４９ａよりＮ２ガスを供給する場合、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、ノズル２４９ａより供給するＨＣＤＳガスおよびＮ２ガスの合計流量よりも大きくする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、強める方向に制御することが可能となる。
【００９４】
また例えば、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいてノズル２４９ｂよりＮ２ガスを供給する場合、ノズル２４９ｃより供給するＮ２ガスの流量を、ノズル２４９ｂより供給するＮ２ガスの流量よりも大きくする。このようにすることで、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、強める方向に制御することが可能となる。
【００９５】
（ｆ）上述したように、ウエハ２００に対するＨＣＤＳガスの供給をウエハ２００の側方から行う場合、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布は中央凹分布となる傾向がある。この現象は、ウエハ２００の表面にトレンチやホールなどの凹部を含むパターンが形成されている場合に特に顕著となる。そのため、上述の効果を生じさせる本態様は、表面に凹部を含むパターンが形成されているウエハ２００上に膜を形成する場合に特に有効である。
【００９６】
（ｇ）ウエハ２００の回転方向を基準として見たときに、図２に示すように、ノズル２４９ｃを、排気口２０４ｃの位置よりもウエハ２００の回転方向の上流側に配置することにより、ウエハ２００の中央部におけるＨＣＤＳガスの分圧（濃度）の低下を抑制しつつ、ウエハ２００の外周部におけるＨＣＤＳガスの分圧（濃度）を局所的（選択的）に低下させることが、制御性よく行えるようになる。結果として、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を、上述のように広範囲に調整することが容易となる。
【００９７】
（ｈ）上述の効果は、ＨＣＤＳガス以外の上述の原料を用いる場合や、Ｏ２ガス以外の上述の酸化剤を用いる場合や、ＮＨ３ガス以外の上述の窒化剤を用いる場合や、Ｎ２ガス以外の上述の不活性ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。
【００９８】
（４）変形例
本開示における成膜ステップは、上述の態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。これらの変形例は任意に組み合わせることができる。特に説明がない限り、各変形例の各ステップにおける処理手順、処理条件は、上述の基板処理シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【００９９】
（変形例１）
ＨＣＤＳガス供給ステップでは、バルブ２４３ｃに加えてバルブ２４３ｄ，２４３ｅのうち少なくともいずれかのバルブを開き、ノズル２４９ｃに加えてノズル２４９ｄ，２４９ｅのうち少なくともいずれかのノズルより処理室２０１内へＮ２ガスを供給するようにしてもよい。ノズル２４９ｄ，２４９ｅから噴出されたＮ２ガスは、ウエハ２００に対してウエハ２００の側方から供給される。ノズル２４９ｄ，２４９ｅより供給するＮ２ガスの流量は、例えば、０．１〜２０ｓｌｍの範囲内の流量とすることができる。
【０１００】
本変形例においても、図４に示す上述の基板処理シーケンスと同様の効果が得られる。また本変形例によれば、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を、ウエハ間で微調整することが可能となる。
【０１０１】
例えば、図７や以下に示す成膜シーケンスのように、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃに加えてノズル２４９ｄからもＮ２ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果（面内膜厚分布を中央凹分布からフラット分布に近づけたり、中央凸分布に近づけたりする効果）を、第１ゾーン（ウエハ配列領域のうちウエハ配列方向における上部側の領域）において選択的に強めることが可能となる。
【０１０２】
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３，Ｒｔ：Ｎ２→Ｒ２：Ｏ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＮ
【０１０３】
また例えば、以下に示す成膜シーケンスのように、ＨＣＤＳガス供給ステップにおいて、ノズル２４９ｃに加えてノズル２４９ｅからもＮ２ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の効果を、第３ゾーン（ウエハ配列領域のうちウエハ配列方向における下部側の領域）において選択的に強めることが可能となる。
【０１０４】
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３，Ｒｂ：Ｎ２→Ｒ２：Ｏ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＮ
【０１０５】
（変形例２）
成膜ステップを、上述のようにウエハ２００を回転させた状態で行い、ＨＣＤＳガス供給ステップでは、図６に示すように、ノズル２４９ｃよりＮ２ガスをウエハ２００の回転方向に沿ってウエハ２００の排気口２０４ｃ付近のエッジ側に向かって噴出させるようにしてもよい。すなわち、ノズル２４９ｃのガス噴出口２５０ｃを、ウエハ２００の回転方向に沿ってウエハ２００の排気口２０４ｃ付近のエッジ側に向かって外向きに開口させてもよい。この場合、図６に示すように、平面視において、ノズル２４９ｃのガス噴出口２５０ｃの開口方向（ガス噴出方向）と、ウエハ２００のエッジと、がなす角度は鋭角となる。
【０１０６】
本変形例においても、図４に示す上述の基板処理シーケンスと同様の効果が得られる。また本変形例によれば、ガス噴出口２５０ｃより噴出されるＮ２ガスのウエハ２００の中央部への到達をより適正に抑制することが可能となる。また、ガス噴出口２５０ｃより噴出されるＮ２ガスを、ウエハ２００の外周部へより効率的に供給することも可能となる。これらの結果、ウエハ２００上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布に関する上述の調整を、より確実に行うことが可能となる。
【０１０７】
＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の態様を具体的に説明した。但し、本開示は上述の態様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。
【０１０８】
例えば、反応体として、ＮＨ３ガス等のＮ含有ガス、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）ガス等の炭素（Ｃ）含有ガス、トリエチルアミン（（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ、略称：ＴＥＡ）ガス等のＮおよびＣを含むガス、トリクロロボラン（ＢＣｌ３）ガス等の硼素（Ｂ）含有ガス等を用い、以下に示す成膜シーケンスにより、基板上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、ＳｉＯＮ膜、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）等を形成するようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。これらの反応体を供給する際の処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様において反応体を供給する際のそれらと同様とすることができる。これらの場合においても、上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
【０１０９】
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｏ２＋Ｈ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＴＥＡ）×ｎ  ⇒  ＳｉＣＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３→Ｒ２：Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＴＥＡ→Ｒ２：Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＣ（Ｎ）
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｃ３Ｈ６→Ｒ２：ＮＨ３→Ｒ２：Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＣＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｃ３Ｈ６→Ｒ２：Ｏ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＯＣＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＢＣｌ３→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＢＮ
（Ｒ１：ＨＣＤＳ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｃ３Ｈ６→Ｒ２：ＢＣｌ３→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＳｉＢＣＮ
【０１１０】
また例えば、基板に対して原料と反応体とを同時に供給し、基板上に、上述の各種膜を形成するようにしてもよい。また例えば、基板に対して原料を単体で供給し、基板上に、シリコン膜（Ｓｉ膜）を形成するようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。これらの原料や反応体を供給する際の処理手順、処理条件は、上述の態様において原料や反応体を供給する際のそれらと同様とすることができる。これらの場合においても、上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
【０１１１】
また例えば、原料として、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ４）ガスやトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、略称：ＴＭＡ）ガス等を用い、以下に示す成膜シーケンスにより、基板上に、チタン酸化膜（ＴｉＯ膜）、チタン窒化膜（ＴｉＮ膜）、チタン酸窒化膜（ＴｉＯＮ膜）、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯ膜）、アルミニウム窒化膜（ＡｌＮ膜）、アルミニウム酸窒化膜（ＡｌＯＮ膜）等を形成するようにしてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。これらの原料や反応体を供給する際の処理手順、処理条件は、上述の態様において原料や反応体を供給する際のそれらと同様とすることができる。これらの場合においても、上述の態様における効果と同様の効果が得られる。
【０１１２】
（Ｒ１：ＴｉＣｌ４＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＴｉＯ
（Ｒ１：ＴｉＣｌ４＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＴｉＮ
（Ｒ１：ＴｉＣｌ４＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｏ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＴｉＯＮ
（Ｒ１：ＴｉＣｌ４＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３→Ｒ２：Ｏ２）×ｎ  ⇒  ＴｉＯＮ
（Ｒ１：ＴＭＡ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＡｌＯ
（Ｒ１：ＴＭＡ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＡｌＮ
（Ｒ１：ＴＭＡ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：Ｈ２Ｏ→Ｒ２：ＮＨ３）×ｎ  ⇒  ＡｌＯＮ
（Ｒ１：ＴＭＡ＋Ｒ３：Ｎ２→Ｒ２：ＮＨ３→Ｒ２：Ｈ２Ｏ）×ｎ  ⇒  ＡｌＯＮ
【０１１３】
基板処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置１２３を介して記憶装置１２１ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。
【０１１４】
上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置１２２を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。
【０１１５】
上述の態様では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、例えば、一度に１枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の態様では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本開示は上述の態様に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜を行うことができ、上述の態様や変形例と同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、これらの各種の態様は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
【実施例】
【０１１７】
図１、図２、図５に示す基板処理装置を用い、図４に示す成膜シーケンスのように、ウエハに対してＨＣＤＳガス、Ｏ２ガス、ＮＨ３ガスをこの順に非同時に供給するサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ上にＳｉＯＮ膜を形成した。その際、ＳｉＯＮ膜の形成を、処理条件を変えて複数回行うことで、３つのＳｉＯＮ膜のサンプル（サンプル１〜３）を作製した。各サンプルの作製時のＨＣＤＳガス供給ステップにおけるＲ２，Ｒ３からのＮ２ガスの供給流量は、それぞれ以下の通りとした。各サンプル作製時の他の処理条件は、図４を用いて説明した上述の態様に記載の処理条件範囲内の所定の条件であって、サンプル１〜３で共通の条件とした。すなわち、サンプル３が、図４に示す成膜シーケンスと同様の処理手順、処理条件により形成したＳｉＯＮ膜となる。【０１１８】
（サンプル１）Ｒ２：０ｓｌｍ、Ｒ３：０ｓｌｍ
（サンプル２）Ｒ２：５ｓｌｍ、Ｒ３：０ｓｌｍ
（サンプル３）Ｒ２：０ｓｌｍ、Ｒ３：５ｓｌｍ【０１１９】
そして、サンプル１〜３のウエハ面内平均膜厚（ＴＨＫ）およびウエハ面内膜厚均一性（ＷｉＷ）をそれぞれ測定した。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、順に、ウエハ配列領域における上部側（Ｔｏｐ）、中央部（Ｃｅｎ）、下部側（Ｂｔｍ）における測定結果をそれぞれ示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）の横軸は、順にサンプル１〜３を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）の左縦軸はＴＨＫ［Å］を、右縦軸はＷｉＷ［±％］を示している。いずれの図においても、柱状グラフがＴＨＫを、■印がＷｉＷを示している。ＷｉＷは、絶対値が大きいほどウエハ面内における膜厚のばらつきが大きいことを意味する。【０１２０】
図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、ＴＨＫは概ねサンプル１〜３の順に小さくなっていた（Ｂｔｍを除きサンプル３のＴＨＫが最も小さくなっていた）。ただし、サンプル１のＴＨＫとサンプル３のＴＨＫとを比較した場合、その差は１割程度であることが分かった。すなわち、サンプル３の作製手法、つまり、図４を用いて説明した上述の態様においても、実用的な成膜レートを得られることが確認できた。【０１２１】
サンプル１〜３の面内膜厚分布をそれぞれ確認したところ、サンプル１では、Ｔｏｐ，Ｃｅｎにおいて中央凹分布となっており、Ｂｔｍにおいて中央凸分布となっており、サンプル２では、Ｔｏｐにおいて中央凹分布になっており、Ｃｅｎ，Ｂｔｍにおいて中央凸分布となっており、サンプル３では、Ｔｏｐ，Ｃｅｎ，Ｂｔｍのいずれの位置においても、中央凸分布となっていた。また、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、サンプル１〜３の順にＷｉＷが大きく、中央凸分布の度合いが強くなっていた（サンプル３の中央凸分布の度合いが最も強くなっていた）。すなわち、サンプル３の作製手法、つまり、図４を用いて説明した上述の態様を用いることにより、ウエハ上に形成されるＳｉＯＮ膜の面内膜厚分布を調整できること、具体的には、この面内膜厚分布を中央凹分布からフラット分布へ近づけたり、中央凸分布へ近づけたりすることが可能となることが分かった。
【符号の説明】
【０１２２】
２００    ウエハ（基板）
２０１    処理室
２０４ｃ  排気口
２４９ａ  ノズル（第１供給部）
２４９ｂ  ノズル（第２供給部）
２４９ｃ  ノズル（第３供給部）
【図１】
2020090161.tif 000003
【図２】
2020090161.tif 000004
【図３】
2020090161.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020090161.tif 000008
【図７】
2020090161.tif 000009
【図８】
2020090161.tif 000010
【国際調査報告】
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2020090161.tif 000012
2020090161.tif 000013
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