CN108122736A - 半导体装置的制造方法、基板处理装置以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体装置的制造方法、基板处理装置以及存储介质，能够控制在基板上形成的膜的面内膜厚分布。本发明的半导体装置的制造方法具有通过将不同时进行(a)工序和(b)工序的循环进行预定次数从而在基板上形成膜的工序，(a)工序为对于基板由第1喷嘴供应原料来形成第1层的工序，(b)工序为对于基板由与第1喷嘴不同的第2喷嘴供应反应体来形成第2层的工序，在(a)工序中，依次进行(a‑1)在由第1喷嘴供应原料的状态下由第2喷嘴以比原料的流量小的第1流量来供应非活性气体的工序和(a‑2)在由第1喷嘴供应原料的状态下由第2喷嘴以比原料的流量大的第2流量来供应非活性气体的工序。

Description

半导体装置的制造方法、基板处理装置以及存储介质
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法、基板处理装置以及存储介质。
背景技术
作为半导体装置的制造工序中的一个工序，要进行在基板上形成膜的处理(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-118462号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供能够控制在基板上形成的膜的基板面内的膜厚分布的技术。
解决课题的方法
根据本发明的一个实施方式，提供一种半导体装置的制造方法的技术，其具有通过将不同时进行(a)工序与(b)工序的循环进行预定次数，从而在上述基板上形成膜的工序，所述(a)工序是对于基板由第1喷嘴供应原料来形成第1层的工序，所述(b)工序是对于上述基板由与上述第1喷嘴不同的第2喷嘴供应反应体来形成第2层的工序，其中，在上述(a)中，依次进行(a-1)在由上述第1喷嘴供应上述原料的状态下由上述第2喷嘴以比上述原料的流量小的第1流量来供应非活性气体的工序和(a-2)在由上述第1喷嘴供应上述原料的状态下由上述第2喷嘴以比上述原料的流量大的第2流量供应非活性气体的工序。
发明效果
根据本发明，能够控制在基板上形成的膜的基板面内的膜厚分布。
附图说明
图1是本发明的实施方式中合适地使用的基板处理装置的纵型处理炉的概略构成图，是由纵截面图来显示处理炉部分的图。
图2是本发明的实施方式中合适地使用的基板处理装置的纵型处理炉的一部分的概略构成图，是由图1的A-A线截面图来显示处理炉的一部分的图。
图3是本发明的实施方式中合适地使用的基板处理装置的控制器的概略构成图，是由框图来显示控制器的控制系统的图。
图4是显示本发明的一个实施方式的成膜次序的图。
图5是例示在基板上的含Si层的形成速率的变化的图。
图6中，(a)、(b)分别是显示纵型处理炉的变形例的横截面，是显示部分地抽出反应管、缓冲室和喷嘴等的图。
图7的(a)～(c)分别是显示在基板上形成的膜的基板面内膜厚分布的评价结果的图。
图8的(a)～(c)分别是显示在基板上形成的膜的基板面内膜厚分布的评价结果的图。
图9的(a)～(c)分别是显示在基板上形成的膜在基板面内膜厚分布的评价结果的图。
符号说明
200晶圆(基板)
249a喷嘴(第1喷嘴)
249b喷嘴(第2喷嘴)
249c喷嘴(第2喷嘴)
具体实施方式
＜本发明的一个实施方式＞
以下，对于本发明的一个实施方式参照图1～图3来进行说明。
(1)基板处理装置的构成
如图1所示，处理炉202具有作为加热设备(加热机构)的加热器207。加热器207是圆筒形状，受到保持板的支撑而垂直安装。加热器207还作为将气体加热而使其活性化(激活)的活性化机构(激活部)来发挥作用。
在加热器207的内侧配设反应管203使之与加热器207为同心圆状。反应管203由例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端闭塞而下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方设置歧管209，使之与反应管203为同心圆状。歧管209例如由不锈钢(SUS)等金属构成，形成为上端和下端都开口的圆筒形状。歧管209的上端部与反应管203的下端部接合，构成为支撑反应管203。歧管209与反应管203之间设置作为密封部件的O型环220a。反应管203与加热器207同样地垂直安装。处理容器(反应容器)主要由反应管203和歧管209构成。在处理容器的筒中空部形成处理室201。处理室201构成为能够收容作为基板的晶圆200。
在处理室201内，设置作为第1喷嘴的喷嘴249a以及作为第2喷嘴的喷嘴249b,249c以使它们贯通歧管209的侧壁。喷嘴249a～249c分别连接气体供应管232a～232c。需说明的是，第2喷嘴是与第1喷嘴不同的喷嘴，此外，喷嘴249a,249b,249c是各自不相同的喷嘴。
在气体供应管232a～232c中，从气体流的上游侧开始依次分别设置作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a～241c和作为开关阀的阀243a～243c。在气体供应管232a,232b的较阀243a,243b的更下游侧分别连接供应非活性气体的气体供应管232e,232d。在气体供应管232e,232d中，从气体流的上游侧开始依次分别设置MFC241e,241d和阀243e,243d。
如图2所示，在反应管203的内壁与晶圆200之间俯视时在圆环状的空间，喷嘴249a～249c分别设置为从反应管203的内壁的下部向着上部、在晶圆200的排列方向上向着上方直立。即，在排列晶圆200的晶圆排列区域的侧方的、水平包围晶圆排列区域的区域中，沿着晶圆排列区域分别设立喷嘴249a～249c。在俯视时，喷嘴249a夹着搬入处理室201内的晶圆200的中心、与后述的排气口231a在一条直线上相对地配置。喷嘴249b,249c夹着喷嘴249a在其两侧配置，即，沿着反应管203的内壁(晶圆200的外周)从两侧夹着喷嘴249a。在喷嘴249a～249c的侧面分别设置供应气体的气体供应孔250a～250c。气体供应孔250a～250c各自以与排气口231a相对的方式开口，能够向着晶圆200供应气体。气体供应孔250a～250c从反应管203的下部直至上部设置多个。
从气体供应管232a将作为原料(原料气体)的、例如含有作为预定元素(主元素)的Si和卤元素的卤代硅烷系气体经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a供应至处理室201内。原料气体是气体状态的原料，例如，将常温常压下为液体状态的原料进行气化所得到的气体、常温常压下为气体状态的原料等。卤代硅烷是指具有卤素基团的硅烷。卤素基团包括氯基、氟基、溴基、碘基等。即，卤素基团中含有氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等卤元素。作为卤代硅烷系气体，可以使用例如含有Si和Cl的原料气体，即，氯硅烷系气体。氯硅烷系气体作为Si源来发挥作用。作为氯硅烷系气体，可以使用例如二氯硅烷(SiH2Cl2，简称：DCS)气体。
从气体供应管232b，将化学结构(分子结构)与原料不同的反应体(反应物)例如作为含氮(N)气体的氮化气体即氮化氢系气体经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b供应到处理室201内。氮化氢系气体作为N源来发挥作用。作为氮化氢系气体，可以使用例如氨(NH3)气体。
从气体供应管232c～232e，将作为非活性气体的例如氮(N2)气体分别经由MFC241c～241e、阀243c～243e、气体供应管232c～232a、喷嘴249c～249a供应至处理室201内。N2气体作为清洗气体、载流气体来发挥作用，进而作为对形成于晶圆200上的膜的面内膜厚分布进行控制的膜厚分布控制气体来发挥作用。
原料供应系统主要由气体供应管232a、MFC241a、阀243a构成。此外，反应体供应系统主要由气体供应管232b、MFC241b、阀243b构成。此外，非活性气体供应系统主要由气体供应管232c～232e、MFC241c～241e、阀243c～243e构成。
上述的各种供应系统中，任一供应系统或全部的供应系统还可以构成为将阀243a～243e、MFC241a～241e等集成而成的集成型供应系统248。集成型供应系统248构成为：与各个气体供应管232a～232e连接，通过后述的控制器121来控制各种气体向气体供应管232a～232e内的供应动作，即阀243a～243e的开关动作、由MFC241a～241e进行的流量调整动作等。集成型供应系统248构成为一体型或分割型的集成单元，能够相对于气体供应管232a～232e等以集成单元单位来安装和拆卸，能够以集成单元单位的形式来进行集成型供应系统248的维护、交换、增设等。
反应管203中设置有将处理室201内的气氛排气的排气口231a。如图2所示，在俯视时，排气口231a设置在夹着晶圆200与喷嘴249a,249b,249c(气体供应孔250a,250b,250c)相对(对面)的位置。排气口231a与排气管231连接。经由作为检测处理室201内压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器245和作为压力调整器(压力调整部)的APC(AutoPressureController，自动压力控制器)阀244，排气管231与作为真空排气装置的真空泵246连接。APC阀244的构成为：通过在使真空泵246工作的状态下开关阀，可以进行处理室201内的真空排气和真空排气停止，进而，通过在使真空泵246工作的状态下，基于由压力传感器245检测的压力信息来调节阀的开度，从而能够调整处理室201内的压力。排气系统主要由排气管231、APC阀244、压力传感器245构成。也可以考虑将真空泵246包含在排气系统中。
在歧管209的下方，设置有能够将歧管209的下端开口气密地闭塞的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219例如由SUS等金属构成，形成为圆盘状。在密封盖219的顶面设置有作为与歧管209的下端抵接的密封部件的O型环220b。在密封盖219的下方设置有使后述的晶圆盒217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封盖219而与晶圆盒217连接。旋转机构267构成为通过使晶圆盒217旋转而使晶圆200旋转。密封盖219构成为通过在反应管203的外部设置的作为升降机构的升降机115来在垂直方向上升降。升降机115作为通过使密封盖219升降而将晶圆200搬入处理室201内和搬出处理室201外(搬送)的搬送装置(搬送机构)来构成。此外，在歧管209的下方设置有作为炉口盖体的闸门219s，其能够在使密封盖219下降而将晶圆盒217从处理室201内搬出的状态下，使歧管209的下端开口气密地闭塞。闸门219s例如由SUS等金属构成，形成为圆盘状。在闸门219s的顶面，设置有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O型环220c。闸门219s的开关动作(升降动作、回转动作等)通过闸门开关机构115s来控制。
作为基板支撑件的晶圆盒217构成为，使多张例如25～200张晶圆200呈水平姿态且相互中心对齐的状态排列在垂直方向上而进行多层地支撑，即，留有间隔地排列。晶圆盒217例如由石英、SiC等耐热性材料构成。在晶圆盒217的下部，由例如由石英、SiC等耐热性材料构成的隔热板218来进行多层地支撑。
在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。通过基于温度传感器263所检测的温度信息来调整对加热器207的通电状况，使处理室201内的温度成为所希望的温度分布。温度传感器263沿着反应管203的内壁来设置。
如图3所示，作为控制部(控制设备)的控制器121构成为具有CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory，随机存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为经由内部总线121e能够与CPU121a进行数据交换。控制器121与例如构成为触摸面板等的输入输出装置122连接。
存储装置121c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。存储装置121c中以可读出的方式存储着控制基板处理装置的动作的控制程序、记载后述的基板处理的步骤、条件等的制程配方(Process Recipe)等。制程配方是以可以使控制器121执行后述的基板处理中的各步骤、得到预定结果的方式组合而成的，作为程序而发挥作用。以下，将制程配方、控制程序等简单地统称为“程序”。此外，也将制程配方简称为“配方”。本说明书中在使用“程序”的词汇时，有仅包括单独配方的情形、仅包括单独控制程序的情形，或者包括这二者的情形。RAM121b构成为临时储存由CPU121a读出的程序、数据等的储存区域(工作区域)。
I/O端口121d与上述的MFC241a～241e、阀243a～243e、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、温度传感器263、加热器207、旋转机构267、升降机115、闸门开关机构115s等连接。
CPU121a构成为，从存储装置121c读出控制程序并执行，并且根据来自输入输出装置122的操作指令的输入等从存储装置121c读出配方。CPU121a构成为，按照所读出的配方的内容，控制由MFC241a～241e进行的各种气体的流量调整动作、阀243a～243e的开关动作、APC阀244的开关动作和基于压力传感器245的由APC阀244进行的压力调整动作、真空泵246的起动和停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、由旋转机构267进行的晶圆盒217的旋转和旋转速度调节动作、由升降机115进行的晶圆盒217的升降动作、由闸门开关机构115s进行的闸门219s的开关动作等。
控制器121能够构成为将在外部存储装置(例如，硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB储存器等半导体储存器)123中存储的上述程序安装到计算机中。存储装置121c、外部存储装置123构成为能够由计算机读取的存储介质。以下，将这些简单地统称为“存储介质“。本说明书中在使用“存储介质”的词汇时，有仅包括单独存储装置121c的情形，仅包括单独外部存储装置123的情形，或者包括这二者的情形。需说明的是，向计算机提供程序还可以不使用外部存储装置123，可以使用互联网、专用线路等通信方式来进行。
(2)成膜处理
作为使用上述基板处理装置来制造半导体装置的工序中的一个工序，使用图4对于在作为基板的晶圆200上形成氮化硅膜(SiN膜)的过程的例子来进行说明。以下的说明中，对于构成基板处理装置的各部的动作，通过控制器121来进行控制。
图4所示成膜过程中，通过将不同时进行阶段A和阶段B的循环进行预定次数，从而在晶圆200上形成含有Si和N的膜，即SiN膜，其中，阶段A是对于晶圆200由喷嘴249a供应DCS气体来形成作为第1层的含Si层的阶段，阶段B是对于晶圆200由喷嘴249b供应NH3气体来形成作为第2层的氮化硅层(SiN层)的阶段。
此外，在图4所示成膜过程中，在阶段A中，依次进行在由喷嘴249a供应DCS气体的状态下由喷嘴249b,249c以比DCS气体的流量小的第1流量供应N2气体的阶段A1和在由喷嘴249a供应DCS气体的状态下由喷嘴249b,249c以比DCS气体的流量大的第2流量供应N2气体阶段A2，从而能够控制在晶圆200上形成的SiN膜的晶圆面内膜厚分布(以下，简称为“面内膜厚分布”)。
在此，作为一例，对如下的例子进行说明，即，使用在表面没有制作凹凸结构的表面积小的空白晶圆来作为晶圆200，通过在阶段A1、A2中进行经由喷嘴249b,249c的N2气体的流量控制，使得SiN膜的面内膜厚分布成为晶圆200的中央部最厚、越靠近周缘部渐渐变薄的分布(以下也称为“中央凸分布”)。如果能够在空白晶圆上形成具有中央凸分布的膜，则能够在表面制作出细微凹凸结构的表面积大的图案晶圆(产品晶圆)上，形成具有从中央至周缘膜厚变化少的平坦的膜厚分布(以下也称为“平坦分布”)的膜。
本说明书中，为了方便，也如下表示图4所示的成膜过程。在以下的变形例等的说明中，也采用同样的表示。
本说明书中在使用“晶圆”的词汇时，有指晶圆自身的含义的情况、晶圆与在其表面形成的预定层、膜的层叠体的含义的情况。本说明书中在使用“晶圆表面”的词汇时，有指晶圆自身的表面的含义的情况、在晶圆上形成的预定层等的表面的含义的情况。本说明书中在记载为“在晶圆上形成预定层”时，有指在晶圆自身的表面上直接形成预定层的含义的情况、在晶圆上形成的层等上形成预定层的含义的情况。本说明书中在使用“基板”的词汇时，与使用“晶圆”的词汇时意思相同。
(晶圆装载和晶圆盒就位)
如果将多张晶圆200装填于晶圆盒217(晶圆装载)时，由闸门开关机构115s使闸门219s移动，从而使歧管209下端开口开放(打开闸门)。然后，如图1所示，由升降机115将支撑多张晶圆200的晶圆盒217抬升并搬入到处理室201内(晶圆盒就位)。在此状态下，成为密封盖219借助O型环220b将歧管209的下端封闭的状态。
(压力调整和温度调整)
由真空泵246对处理室201内进行真空排气(减压排气)，使得处理室201内，即晶圆200存在的空间达到所希望的压力(真空度)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测定，基于该测定的压力信息对APC阀244进行反馈控制。此外，由加热器207进行加热，使得处理室201内的晶圆200达到所希望的成膜温度。此时，基于温度传感器263所检测的温度信息对加热器207的通电状况进行反馈控制，以使得处理室201内达到所希望的温度分布。此外，由旋转机构267使晶圆200开始旋转。至少在对晶圆200的处理结束之前，处理室201内的排气、对晶圆200的加热和旋转均持续进行。
(成膜阶段)
然后，依次执行以下阶段A、B。
[阶段A]
在该阶段中，对于处理室201内的晶圆200供应DCS气体。
具体而言，打开阀243a使DCS气体流入气体供应管232a内。DCS气体由MFC241a进行流量调整，经由喷嘴249a供应至处理室201内，从排气口231a排气。此时，对于晶圆200供应DCS气体。此时，还可以同时打开阀243e，使N2气体流入气体供应管232e内。N2气体由MFC241e进行流量调整，与DCS气体一起经由喷嘴249a供应至处理室201内，由排气口231a排气。需说明的是，在阶段A中，对于在经由喷嘴249a向处理室201内供应DCS气体的状态下，所进行的经由喷嘴249b,249c向处理室201内供应N2气体的阶段A1、A2，在后文中进行详细说明。
在阶段A中，由喷嘴249a供应的DCS气体的供应流量设为例如1～2000sccm的范围内的规定流量，优选10～1000sccm的范围内的规定流量。由喷嘴249a供应的N2气体的供应流量设为例如0～1000sccm的范围内的规定流量。DCS气体的供应时间设为例如1～120秒的范围内的规定时间，优选1～60秒的范围内的规定时间。处理室201内的压力设为例如1～2666Pa的范围内的规定压力，优选67～1333Pa的范围内的规定压力。晶圆200的温度(成膜温度)设为例如250～800℃的范围内的规定温度，优选400～750℃的范围内的规定温度，更优选550～700℃的范围内的规定温度。
如果成膜温度小于250℃，则在晶圆200上难以化学吸附DCS，无法得到实用的成膜速度。通过使成膜温度为250℃以上，就能够消除该问题。通过使成膜温度为400℃以上，进一步为550℃以上，能够在晶圆200上更充分地吸附DCS，能够得到更充分的成膜速度。
如果成膜温度超过800℃，则发生过剩的气相反应，膜厚均匀性易于恶化，其控制变得困难。通过使成膜温度为800℃以下，能够进行合适的气相反应，抑制膜厚均匀性的恶化，并能够对其进行控制。尤其是，使成膜温度在750℃以下，进一步在700℃以下，能够抑制气相反应而使表面反应处于优势，易于确保膜厚均匀性，使其控制变得容易。
通过以上述条件下对晶圆200供应DCS气体，在晶圆200的最表面上形成例如从小于单原子层至数原子层(小于单分子层至数分子层)程度的厚度的含Cl的含Si层来作为第1层。含Cl的含Si层可以是含有Cl的Si层，也可以是DCS的吸附层，还可以包含这二者。
含Cl的Si层除了由Si构成且含有Cl的连续的层之外，还包括不连续的层、将这二者重叠而成的含Cl的Si薄膜。构成含有Cl的Si层的Si，除了与Cl的结合不被完全割裂的Si之外，也包括与Cl的结合被完全地割裂的Si。
DCS的吸附层除了由DCS分子构成的连续的吸附层之外，还包括不连续的吸附层。构成DCS的吸附层的DCS分子还包括Si与Cl的结合被部分割裂的分子。即，DCS的吸附层可以是DCS的物理吸附层，也可以是DCS的化学吸附层，还可以包括这二者。
在此，小于单原子层(分子层)的厚度的层是指，不连续地形成的原子层(分子层)的意思，单原子层(分子层)的厚度的层是指，连续地形成的原子层(分子层)的意思。含Cl的含Si层能够包括含有Cl的Si层和DCS的吸附层这两方。但是，这两者都具有主元素(Si)与Cl结合的同样的结构，因此，为了方便，对于含Cl的含Si层，用“单原子层”、“数原子层”等的表述来表示，“原子层”有时与“分子层”是相同含义。
在DCS气体发生自身分解(热分解)的条件下，通过在晶圆200上堆积Si而形成含有Cl的Si层。在DCS气体不发生自身分解(热分解)的条件下，通过在晶圆200上吸附DCS而形成DCS的吸附层。与形成DCS的吸附层相比，形成含有Cl的Si层能够提高成膜速率，因此优选。以下，方便起见，将含Cl的含Si层简称为“含Si层”。
第1层的厚度如果超过数原子层，则后述的阶段B中的改性作用不能遍及第1层的整体。此外，第1层的厚度的最小值小于单原子层。因而，第1层的厚度优选设为从小于单原子层至数原子层的程度。通过使第1层的厚度为单原子层以下，能够相对提高后述阶段B中的改性作用，并能够缩短阶段B中的改性所需要的时间。还能够缩短阶段A中的第1层的形成所需要的时间。结果是，能够缩短每1个循环的处理时间，从而还能缩短总的处理时间。即，能够提高成膜速率。此外，通过使第1层的厚度为单原子层以下，还能够提高膜厚均匀性的控制性。
在此，由于在供应DCS气体前的晶圆200上存在丰富的Si的吸附位点，因此在DCS气体的供应初期能够以较大的形成速率形成第1层，然后，如图5所示，在整个预定期间(期间T1)内维持较大的形成速率。然后，随着第1层的形成的进行，在晶圆200上存在的吸附位点的量减少，迎来第1层的形成速率大幅下降的时间点(拐点)。在迎来拐点后，直至在晶圆200上的DCS的吸附达到饱和的期间(期间T2)，维持形成速率大幅下降的状态。
在上述期间T1的初期中，由喷嘴249a供应的DCS气体在晶圆200的周缘部被积极地消耗，有向着晶圆200的中央部难以传递的倾向。因此，例如在迎来拐点前的时点，如果对晶圆200停止供应DCS气体，则晶圆200的面内的第1层的厚度的分布(也称为“第1层的面内厚度分布”)就成为晶圆200的中央部最薄、越接近周缘部逐渐增厚的分布(以下，也称为“中央凹分布”)。在迎来拐点前的时点，进而在迎来拐点后，不停止对晶圆200的DCS气体的供应，而是继续供应，从而理论上能够使第1层的面内厚度分布从中央凹分布接近平坦分布。通过继续DCS气体的供应，晶圆200的周缘部的DCS气体的消耗都被抑制，其结果是，向晶圆200的中心部传递的DCS气体的量逐渐增加。但是，这种方式中，需要长时间持续地供应DCS气体，会导致气体成本的增加，增加每一个循环的处理时间，从而会明显损害成膜处理的生产率。此外，上述的方式中，第1层的面内厚度分布接近平坦分布是理论上的可能，其仍难以成为中央凸分布。
需说明的是，在对于晶圆200供应DCS气体时，通过由喷嘴249b,249c大流量地供应N2气体，能够使得第1层的面内厚度分布从中央凹分布接近于平坦分布，进而接近于中央凸分布。通过如此地控制N2气体，在反应管203的内壁与晶圆200之间俯视时圆环状空间(以下，简称为“圆环状空间”)的压力就变得比晶圆排列区域内的压力，即晶圆200间的空间中的压力大。结果是，抑制了DCS气体向圆环状空间的流出，同时，增加了DCS气体向晶圆200的中心部的供应量。此外，圆环状空间中的DCS气体的分压(浓度)降低，减少了DCS气体向晶圆200的周缘部的供应量。由此，能够将第1层的面内厚度分布如上所述般控制。但是，根据从喷嘴249b,249c的N2气体的供应时间点、其流量，有导致因DCS气体稀释而引起的第1层的形成速率的下降，大幅损害成膜处理的生产率的情况。这些是发明人等认真研究后最先发现的新课题。
本实施方式中，为了避免上述的各种课题，在阶段A中，以阶段A1、A2的次序来进行。以下，对这些阶段进行详细说明。
阶段A1中，在由喷嘴249a供应DCS气体的状态下，打开阀243d,243c，使N2气体流入气体供应管232d,232b,232c内，由喷嘴249b,249c向处理室201内供应N2气体。需说明的是，本阶段中，还可以不实施由喷嘴249b,249c的N2气体的供应。但是，如果实施由喷嘴249b,249c的N2气体的供应，由于能够抑制DCS气体向喷嘴249b,249c内部的侵入，因此优选。此外，为了抑制DCS气体向喷嘴249b,249c内的侵入，优选由喷嘴249b,249c的N2气体的供应与阶段A同时或在其之前开始。
阶段A1中，由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量(第1流量)分别设为比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量小的流量。由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量优选设为：其合计流量是比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量小的流量。
通过将由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量设定为这样的较小流量，能够抑制由喷嘴249a供应的DCS气体在处理室201内的稀释化，能够在晶圆200上以较大的形成速率(第1速率)进行第1层的形成处理。由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量分别可以设为例如0～500sccm的范围内的预定流量。阶段A1的实施时间可以设为阶段A的实施时间的例如1/4～1/2。
需说明的是，阶段A中，在持续实施阶段A1时，第1层的形成速率从上述的第1速率向比第1速率小的第2速率变化。在此，继续进行阶段A1，在第1层的形成速率从上述第1速率向第2速率变化时或者变化之后，在继续(维持)由喷嘴249a的DCS气体的供应的状态下，开始控制MFC241d,241c并增加由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量的阶段A2。需说明的是，如果继续进行阶段A1，则第1层的形成速率大幅下降，会迎来拐点的原因是，由于如上所述，在晶圆200上存在的吸附位点的量的减少。
阶段A2中，由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量(第2流量)设为如下的流量：其合计流量成为比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量大的流量。由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量(第2流量)优选设为如下的流量：其合计流量是比由喷嘴249a供应的DCS气体和N2气体的合计流量大的流量。此外，优选由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量分别设为比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量大的流量。进一步优选由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量分别设为比由喷嘴249a供应的DCS气体和N2气体的合计流量大的流量。
通过将由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量设定为这样的较大流量，能够使上述圆环状空间的压力大于晶圆200间的空间中的压力，能够增加DCS气体向晶圆200的中心部的供应量。此外，能够降低圆环状空间中的DCS气体的分压，减少DCS气体向晶圆200的周缘部的供应量。结果是，能够使第1层的面内厚度分布从中央凹分布接近于平坦分布，进一步接近于中央凸分布。由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量分别设为例如3000～6000sccm的范围内的预定流量。阶段A2的实施时间可以是阶段A的实施时间的例如1/2～3/4。需说明的是，通过使阶段A2的实施时间比阶段A1的实施时间长，能够提高第1层的面内厚度分布的中央凸分布的程度。
在形成具有所希望的厚度和面内厚度分布的第1层后，关闭阀243a，停止DCS气体的供应。此外，控制MFC241d,241c，将由喷嘴249b,249c供应的N2气体的流量从第2流量减小至第1流量，或者减少到与由喷嘴249a供应的N2气体的流量同等程度的流量。这时，仍旧开着APC阀244，由真空泵246对处理室201内进行真空排气，将处理室201内残留的未反应的或者参与了第1层的形成后的DCS气体从处理室201内排除。由喷嘴249a～249c供应的N2气体作为清洗气体来发挥作用，由此来清洗处理室201内(清洗阶段)。
[阶段B]
阶段A结束后，对处理室201内的晶圆200，即在晶圆200上形成的第1层，供应NH3气体。
在该阶段中，将阀243b,243c～243e的开关控制按照与阶段A1中的阀243a,243c～243e的开关控制同样的顺序来进行。NH3气体由MFC241b进行流量调整，经由喷嘴249b供应至处理室201内，由排气口231a排气。此时，对于晶圆200供应NH3气体。
NH3气体的供应流量例如设为1000～10000sccm的范围内的预定流量。NH3气体的供应时间例如设为1～120秒的范围内的预定时间，优选设为1～60秒的范围内的预定时间。由各气体供应管供应的N2气体的供应流量例如设为0～2000sccm的范围内的预定流量。处理室201内的压力例如设为1～4000Pa的范围内的预定压力，优选为1～3000Pa的范围内的预定压力。通过使处理室201内的压力为这样较高的压力范围，能够使NH3气体以非等离子态被热活化。如果以热活化的状态供应NH3气体，能够产生比较温和的反应，容易地形成后述的第2层。其他处理条件是与阶段A同样的处理条件。
通过在上述条件下对晶圆200供应NH3气体，使晶圆200上形成的第1层的至少一部分被氮化(改性)。通过使第1层改性，在晶圆200上形成含有Si和N的第2层，即，SiN层。在形成第2层时，第1层中所含的Cl等杂质，在由NH3气体进行的第1层的改性反应过程中，构成至少含有Cl的气体状物质，从处理室201内排出。即，第1层中的Cl等杂质被从第1层中除去、脱离，从而从第1层中分离出来。由此，第2层就成为Cl等杂质比第1层少的层。
在形成第2层后，关闭阀243b，停止NH3气体的供应。然后，按照与阶段A的清洗阶段同样的处理顺序、处理条件，将处理室201内残留的未反应的或参与了第2层的形成后的NH3气体、反应副生成物从处理室201内排出。
[预定次数实施]
通过将非同时地即非同期地进行阶段A、B作为一个循环来进行1次以上(n次)，能够在晶圆200上形成预定组成和预定膜厚的SiN膜。上述的循环优选反复进行多次。即，优选使进行1次上述循环时所形成的第2层的厚度比所希望的膜厚薄，反复进行多次上述循环，直至通过层叠第2层而形成的SiN膜的膜厚达到所希望的膜厚。
作为原料，除了DCS气体之外，可以使用单氯硅烷(SiH3Cl，简称：MCS)气体、三氯硅烷(SiHCl3，简称：TCS)气体、四氯硅烷(SiCl4，简称：STC)气体、六氯二硅烷(Si2Cl6，简称：HCDS)气体、八氯三硅烷(Si3Cl8，简称：OCTS)气体等氯硅烷原料气体。
作为反应体，除了NH3气体之外，可以使用例如二氮烯(N2H2)气体、肼(N2H4)气体、N3H8气体等氮化氢系气体。
作为非活性气体，除了N2气体之外，可以使用Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等惰性气体。
(后清洗～恢复至大气压)
在晶圆200上形成所希望组成、所希望膜厚的膜后，由喷嘴249a～249c分别向处理室201内供应作为清洗气体的N2气体，由排气口231a排气。由此，清洗处理室201内，将处理室201内残留的气体、反应副生成物从处理室201内除去(后清洗)。然后，将处理室201内的气氛置换为非活性气体(非活性气体置换)，将处理室201内的压力恢复至常压(恢复至大气压)。
(晶圆盒退出和晶圆卸载)
由升降机115使密封盖219下降，打开歧管209的下端。然后，将处理过的晶圆200以受到晶圆盒217支撑的状态从歧管209的下端搬出到反应管203的外部(晶圆盒退出)。晶圆盒退出后，使闸门219s移动，使歧管209的下端开口经由O型环220c被闸门219s密封(闸门关闭)。处理后的晶圆200在搬出到反应管203的外部后，从晶圆盒217中取出(晶圆卸载)。
(3)本实施方式的效果
根据本实施方式，能够得到以下所示的1个或多个效果。
(a)在对晶圆200供应DCS气体时，通过进行阶段A2，能够使作为空白晶圆而构成的晶圆200上形成的SiN膜的面内膜厚分布成为中央凸分布。由此，在使用图案晶圆作为晶圆200时，能够在该晶圆200上形成具有平坦分布的SiN膜。需说明的是，在阶段A2中，通过使由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量分别为比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量大的流量，能够更加确实地实现上述的中央凸分布。
在晶圆200上形成的膜的面内膜厚分布依存于晶圆200的表面积，这被认为是所谓的“负载(Loading)效应”所导致的。如果成膜对象的晶圆200的表面积越大，则在晶圆200的周缘部会更多地消耗DCS气体等原料，难以传递至其中心部。其结果是，在晶圆200上形成的膜的面内膜厚分布就成为中央凹分布。根据本实施方式，即使使用表面积大的图案晶圆作为晶圆200，也能够使在晶圆200上形成的膜的面内膜厚分布由中央凹分布矫正为平坦分布，进而，矫正为中央凸分布等自如地进行控制。
(b)通过在进行阶段A2之前进行阶段A1，在晶圆200上丰富地存在吸附位点的第1层的形成初期的阶段中，能够抑制DCS气体的稀释化，由此，能够以较大的形成速率进行第1层的形成。作为其结果，能够提高SiN膜的成膜速率，提高成膜处理的生产率。需说明的是，在阶段A1中，通过使由喷嘴249b,249c供应的N2气体的各流量设为如下流量：合计流量成为比由喷嘴249a供应的DCS气体的流量小的流量，从而能够进一步抑制DCS气体的稀释化，能够更加确实地实现上述效果。
(c)通过将喷嘴249b,249c夹着喷嘴249a而配置在其两侧，能够提高第1层的面内厚度分布的控制性，即，在晶圆200上形成的SiN膜的面内膜厚分布的控制性。
(d)通过将喷嘴249a～249c分别配置为与排气口231a相对，能够提高第1层的面内厚度分布的控制性，即，在晶圆200上形成的SiN膜的面内膜厚分布的控制性。
(e)在使用DCS气体以外的原料时、使用NH3气体以外的反应体时、使用N2气体以外的非活性气体时，也能同样地得到上述效果。
(4)变形例
本实施方式中的成膜阶段可以变更为以下所示的变形例。
(变形例1)
如上所述，在阶段A中，在不实施阶段A2而持续进行阶段A1时，第1层的形成速率从第1速率向比第1速率小的第2速率变化。本变形例中，第1层的形成速率在从第1速率转变为比第1速率小的第2速率之前，优选在将要到达(即将到达)拐点之前，开始阶段A2。
根据本变形例，通过使阶段A2(其发挥作用使得第1层的面内厚度分布接近于中央凸分布)的开始时间点提前，缩短阶段A1(有使得第1层的面内厚度分布成为中央凹分布的倾向)的实施期间，能够更加确实地使在晶圆200上形成的SiN膜的面内膜厚分布转化为中央凸分布化。
(变形例2)
作为原料，还可以使用例如1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二硅烷((CH3)2Si2Cl4，简称：TCDMDS)气体这样的烷基卤代硅烷原料气体、三(二甲氨基)硅烷(Si[N(CH3)2]3H,简称：3DMAS)气体、双(二乙氨基)硅烷(SiH2[N(C2H5)2]2，简称：BDEAS)气体这样的氨基硅烷原料气体。此外，还可以使用甲硅烷(SiH4)气体、二硅烷(Si2H6)气体这样的硅烷(氢化硅)原料气体。
此外，作为反应体，还可以使用例如三乙基胺((C2H5)3N，简称：TEA)气体这样的胺系气体、氧(O2)气体、水蒸气(H2O)、臭氧(O3)气体、等离子体激活的O2气体(O2 ＊)、O2气体+氢(H2)气体这样的含氧气体(氧化剂)、丙烯(C3H6)气体这样的含碳气体、三氯硼烷(BCl3)气体这样的含硼气体。
而且，通过例如以下的成膜过程，还可以在晶圆200上形成氮氧化硅膜(SiON膜)、氮氧碳化硅膜(SiOCN膜)、碳氧化硅膜(SiOC膜)、氮碳化硅膜(SiCN膜)、氮硼碳化硅膜(SiBCN膜)、氮硼化硅膜(SiBN膜)、氧化硅膜(SiO膜)。
在这些成膜过程中，在供应原料时，通过与图4所示成膜过程、变形例1同样地进行阶段A1、A2，也能够得到与它们同样的效果。需说明的是，原料、供应反应体时的处理步骤、处理条件也可以与图4所示成膜过程、变形例1相同。
＜其他实施方式＞
以上，对本发明的实施方式进行了具体的说明。但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其要旨的范围能进行各种变更。
上述的实施方式中，对第2喷嘴具有喷嘴249b,249c且使它们夹着作为第1喷嘴的喷嘴249a而配置在其两侧的例子进行了说明，但本发明不限于这样的方式。例如，还可以是第2喷嘴仅具有喷嘴249b，将喷嘴249b靠近喷嘴249a或相互分离来配置。这种情况下，在供应原料时，通过与图4所示成膜过程、变形例1、2同样地进行阶段A1、A2，也能够得到与它们同样的效果。其中，上述的实施方式中的喷嘴配置方式，能够提高在晶圆200上形成的膜的面内膜厚分布的控制性，因此优选。
上述的实施方式中，对在供应原料时进行阶段A1、A2的例子进行了说明，但本发明不限于这样的方式。例如，还可以不在供应DCS气体时而在反应体供应时，进行阶段A1、A2。这种情况下，能够控制在晶圆200上形成的膜的、晶圆200面内的N、C、O、B等的浓度分布。反应体供应时进行的阶段A1、A2可以通过与图4所示成膜过程、变形例1、2所示的阶段A1、A2同样的处理条件、处理步骤来进行。
在上述的实施方式中，对由喷嘴249b供应NH3气体等反应体的例子进行了说明，但本发明不限于这样的方式。例如，可以从喷嘴249b,249c这二者来供应反应体。此外，还可以在处理室201内新设置与喷嘴249a～249c不同的喷嘴，使用这些新设置的喷嘴来供应反应体。即使在这样的情况下，在供应原料时，通过与图4所示的成膜过程、变形例1、2同样地进行阶段A1、A2，从而得到与它们同样的效果。
在上述的实施方式中，对在基板上形成含有Si作为主元素的膜的例子进行了说明，但本发明不限于这样的方式。即，本发明也能合适地适用于在基板上形成除了含有Si之外，还含有锗(Ge)、硼(B)等半金属元素作为主元素的膜的情形。此外，本发明也能合适地适用于在基板上形成含有钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、钇(Y)、镧(La)、锶(Sr)、铝(Al)等金属元素作为主元素的膜的情形。
例如，对于作为原料使用四氯化钛(TiCl4)气体、三甲基铝(Al(CH3)3，简称：TMA)气体，通过以下所示的成膜过程，在基板上形成氮化钛膜(TiN膜)、氮氧化钛膜(TiON膜)、碳氮化钛铝膜(TiAlCN膜)、碳化钛铝膜(TiAlC膜)、碳氮化钛膜(TiCN膜)、氧化钛膜(TiO膜)等的情形，能合适地适用本发明。
基板处理中所用的配方优选根据处理内容而分别准备，经由通信电路、外部存储装置123存储在存储装置121c内。而且，优选在开始处理时，CPU121a从存储装置121c内存储的多个配方中，根据基板处理的内容适宜地选择合适的配方。由此，能够通过1台基板处理装置来重现性良好地形成各种膜种、组成比、膜质、膜厚的膜。此外，能够减轻操作者的负担，避免操作失误，能够快速地开始处理。
上述的配方不限于新制成的情形，例如还可以通过变更在基板处理装置中已经安装的现有的配方来准备。在变更配方时，还可以将变更后的配方经由通信电路、存储该配方的存储介质而安装于基板处理装置。此外，还可以通过操作现有的基板处理装置所具有的输入输出装置122，来直接变更在基板处理装置中已经安装的现有配方。
在上述的实施方式中，对将第1、第2喷嘴沿着反应管的内壁设置在处理室内的例子进行了说明。但是，本发明不限于上述的实施方式。还可以例如如图6(a)中的纵型处理炉的截面结构所示，在反应管的侧壁设置缓冲室，在该缓冲室内以与上述的实施方式同样的配置设置与上述的实施方式同样构成的第1、第2喷嘴。在图6(a)中显示了在反应管的侧壁设置供应用缓冲室和排气用缓冲室，并各自配置在夹着晶圆而相对的位置的例子。此外，在图6(a)中显示了将供应用缓冲室分割成多个(3个)空间，在各空间中配置各喷嘴的例子。缓冲室的3个空间的配置与第1、第2喷嘴的配置相同。此外，还可以例如如图6(b)中的纵型处理炉的截面结构所示，以与图6(a)同样的配置设置缓冲室，在缓冲室内设置第1喷嘴，以沿着反应管的内壁并且从两侧夹着该缓冲室与处理室的连通部的方式设置第2喷嘴。需说明的是，图6(a)、图6(b)说明的反应管以外的结构，与图1所示的处理炉的各部的结构相同。即使使用这样的处理炉，也能得到与上述的实施方式同样的效果。
上述的实施方式中，对使用一次处理多张基板的批量式基板处理装置来形成膜的例子进行了说明。本发明不限于上述的实施方式，例如，对于使用一次处理1张或数张基板的单片式基板处理装置来形成膜的情形，也能够合适地适用。此外，在上述的实施方式中，对使用具有热壁型的处理炉的基板处理装置来形成膜的例子进行了说明。本发明不限于上述的实施方式，对于使用具有冷壁型处理炉的基板处理装置来形成膜的情形，也能够合适地适用。
即使在使用这些基板处理装置时，也能以与上述实施方式、变形例同样的过程、处理条件进行成膜，取得与这些同样的效果。
此外，上述的实施方式、变形例等可以适当地组合来使用。此时的处理步骤、处理条件可以例如与上述的实施方式的处理步骤、处理条件相同。
由上述的实施方式、变形例等方法形成的SiN膜等，能够广泛用作绝缘膜、隔离膜、掩膜、蓄电膜、应力控制膜等。近年来，随着半导体装置的细微化，对于在晶圆上形成的膜更加严格要求面内膜厚均匀性。本发明能够在表面形成有高密度图案的图案晶圆上形成具有平坦分布的膜，因而作为能够满足这样要求的技术而非常有益。
实施例
以下，对于支持由上述实施方式所得的效果的实验结果进行说明。
作为实施例，使用图1所示的基板处理装置，按照图4所示的成膜过程，在多张晶圆上分别形成SiN膜。作为晶圆，分别使用在表面未形成凹凸结构的空白晶圆和在表面形成了凹凸结构的图案晶圆。作为图案晶圆，使用其主面(成膜处理的基底)所具有的表面积是空白晶圆的主面所具有的表面积的20～25倍的图案晶圆。其他处理条件为上述的实施方式中记载的处理条件范围内的规定条件。
作为比较例1，使用图1所示的基板处理装置，交替地反复进行对于晶圆供应DCS气体的阶段A和对于晶圆供应NH3气体的阶段B的成膜过程，从而在多张晶圆上分别形成SiN膜。但是，在比较例1中，在进行阶段A期间，仅进行阶段A1，而不实施阶段A2。从阶段A的开始直至结束一直实施阶段A1。其他的处理条件与实施例相同。
作为比较例2，使用图1所示的基板处理装置，交替地反复进行对于晶圆供应DCS气体的阶段A和对于晶圆供应NH3气体的阶段B的成膜过程，从而在多张晶圆上分别形成SiN膜。但是，在比较例2中，在进行阶段A期间，仅进行阶段A2，而不实施阶段A1。从阶段A的开始直至结束一直实施阶段A2。其他的处理条件与实施例相同。
然后，分别测定在实施例、比较例1、2中形成的SiN膜的面内膜厚分布。图7(a)～图7(c)显示实施例的测定结果，图8(a)～图8(c)显示比较例1的测定结果，图9(a)～图9(c)显示比较例2的测定结果。各图中，上部、中部、底部表示在晶圆排列区域内的晶圆位置。各图的纵轴表示膜厚横轴表示测定位置距晶圆中心的距离(mm)。图中的标记“■”表示在空白晶圆上形成的SiN膜的测定结果，标记“◇”表示在图案晶圆上形成的SiN膜的测定结果。
根据图7(a)～图7(c)可知，在空白晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布均为中央凸分布。此外，在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布均为比较缓和的中央凸分布。即，可知，通过如实施例般在阶段A中顺次实施A1、A2，能够使在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布成为接近于平坦分布，例如为比较缓和的中央凸分布。
根据图8(a)～图8(c)可知，在空白晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布均为稍弱的中央凸分布或接近平坦分布的分布。此外，在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布均为中央凹分布。即，可知，在如比较例1般在阶段A中不实施阶段A2时，在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布难以成为平坦分布或中央凸分布。
根据图9(a)～图9(c)可知，在空白晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布均为中央凸分布。此外，在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布为，虽然在上部中一部分外周变厚，但均为比较缓和的中央凸分布。即，可知，通过如比较例2般在阶段A中实施阶段A2，使得在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布成为接近与平坦分布，例如为比较缓和的中央凸分布。但是，可知，在比较例2中形成的SiN膜与在实施例中形成的SiN膜相比，均为膜厚较薄。这被认为是，通过在阶段A2之前不实施阶段A1，在阶段A开始后立刻使DCS气体稀释化，使得成膜速率下降。即，可知，在如比较例2般在进行阶段A2之前不实施阶段A1时，难以如实施例般提高成膜处理的生产率。
需说明的是，比较例2的在空白晶圆上形成的SiN膜与比较例1的在空白晶圆上形成的SiN膜相比，晶圆间的膜厚均匀性(以下，称为WtW)差。与此相对，可知，比较例2的在图案晶圆上形成的SiN膜与比较例1的在图案晶圆上形成的SiN膜相比，WtW为良好。即，在比较例2中，虽然提高了在空白晶圆上形成的SiN膜的WtW，但难以随之提高在图案晶圆上形成的SiN膜的WtW。由此，在比较例2中，对于空白晶圆和图案晶圆，有在这些上形成的SiN膜的WtW的倾向不一致的情形，这在进行制品管理中就成为不良状况。
此外，在比较例2的在图案晶圆上形成的SiN膜中，可知在上部、中部、底部之间，中央凸分布的程度大不相同，在上部其程度比较小，在底部其程度比较大。但是，中央凸分布的程度，原本优选上部、中部、底部之间为相同。在比较例2中，即使使在空白晶圆上形成的SiN膜的中央凸分布的倾向在上部、中部、底部之间一致，也难以成为与在图案晶圆上形成的SiN膜的中央凸分布同样的倾向，这在进行制品管理中就成为不良状况。
与此相对，在实施例中能够消除比较例2所存在的课题。
例如，在实施例中，通过提高在空白晶圆上形成的SiN膜的WtW，能够随之提高在图案晶圆上形成的SiN膜的WtW。即，在实施例中，对于在空白晶圆上形成的SiN膜和在图案晶圆上形成的SiN膜，能够整合这些面内膜厚分布的倾向。这对于进行制品管理是良好的状况。
此外，在实施例中，通过改变在空白晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布，能够使在图案晶圆上形成的SiN膜的面内膜厚分布在上部、中部、底部之间同等程度地变化。即，在实施例中，通过改善在空白晶圆上形成的SiN膜的中央凸分布的程度，能够改善在图案晶圆上形成的SiN膜的中央凸分布的程度使得在上部、中部、底部之间达到相同。这对于进行制品管理也是良好的状况。
需说明的是，在图7(a)～图7(c)中，以在图案晶圆上形成的SiN膜的膜厚分布成为缓和的中央凸分布的情形作为例示，但本发明不限于这样的方式。例如，在实施例中，通过将阶段A2中供应的N2气体的流量(第2流量)设定为稍低的低流量侧，能够使得在图案晶圆上形成的SiN膜的膜厚分布成为平坦分布。即，通过对应于晶圆表面积适当地增减(调整)阶段A2中供应的N2气体的流量(第2流量)，由此能够使SiN膜的膜厚分布实现平坦分布化。例如，在图案晶圆表面积较小时，通过将第2流量设定为较小，而在图案晶圆表面积比较大时，通过将第2流量设定为较大，即对应于晶圆表面积来调整第2流量的大小，由此能够使在晶圆上形成的SiN膜的膜厚分布实现平坦分布化。

Claims (15)

1.一种半导体装置的制造方法，其具有通过将不同时进行(a)工序和(b)工序的循环进行预定次数从而在基板上形成膜的工序，(a)工序为对于基板由第1喷嘴供应原料来形成第1层的工序，(b)工序为对于所述基板由与所述第1喷嘴不同的第2喷嘴供应反应体从而对所述第1层进行改性来形成第2层的工序，
其中，在所述(a)中，依次进行
(a-1)在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量小的第1流量来供应非活性气体的工序，和
(a-2)在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量大的第2流量供应非活性气体的工序。
2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
在所述(a-1)中，所述第1层的形成速率从第1速率向比所述第1速率小的第2速率变化，在所述第1层的形成速率改变为所述第2速率时或改变之后，开始所述(a-2)。
3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，
在所述第1层的形成速率为所述第1速率时，不实施所述(a-2)。
4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
在不实施所述(a-2)而持续所述(a-1)时，所述第1层的形成速率从第1速率向比所述第1速率小的第2速率变化，在所述第1层的形成速率改变为所述第2速率之前，开始所述(a-2)。
5.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
在所述(a-2)中，由所述第1喷嘴与所述原料一起供应非活性气体，使所述第2流量比由所述第1喷嘴供应的所述原料和非活性气体的合计流量大。
6.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
所述第2喷嘴具有多个喷嘴，这些多个喷嘴夹着所述第1喷嘴配置在所述第1喷嘴的两侧。
7.如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，
在所述(a-1)中，使由所述第2喷嘴所具有的所述多个喷嘴分别供应的各自的非活性气体的流量比所述原料的流量小。
8.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，
在所述(a-2)中，使由所述第2喷嘴所具有的所述多个喷嘴分别供应的各自的非活性气体的流量比所述原料的流量大。
9.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，
在所述(a-1)中，所述第1层的形成速率从第1速率向比所述第1速率小的第2速率变化，在所述第1层的形成速率改变为所述第2速率时或改变之后，开始所述(a-2)。
10.如权利要求9所述的半导体装置的制造方法，
在所述第1层的形成速率为所述第1速率时，不实施所述(a-2)。
11.如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，
在不实施所述(a-2)而持续所述(a-1)时，所述第1层的形成速率从第1速率向比所述第1速率小的第2速率变化，在所述第1层的形成速率向所述第2速率变化之前，开始所述(a-2)。
12.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，
所述(a-2)中，由所述第1喷嘴与述原料一起供应非活性气体，使由所述第2喷嘴所具有的所述多个喷嘴分别供应的各自的非活性气体的流量比由所述第1喷嘴供应的所述原料与非活性气体的合计流量大。
13.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
所述原料包含卤代硅烷。
14.一种基板处理装置，具有：
对于基板进行处理的处理室，
原料供应系统，其对于所述处理室内的基板由第1喷嘴供应原料，
反应体供应系统，其对于所述处理室内的基板由与所述第1喷嘴不同的第2喷嘴供应反应体，
非活性气体供应系统，其由所述第1喷嘴和所述第2喷嘴中的至少任一个向所述处理室内供应非活性气体，以及
控制部，其控制所述原料供应系统、所述反应体供应系统以及所述非活性气体供应系统，以使得在所述处理室内，通过将不同时进行(a)处理和(b)处理的循环进行预定次数，来进行在所述基板上形成膜的处理，所述(a)处理是对于基板由所述第1喷嘴供应原料来形成第1层的处理，所述(b)处理是对于所述基板由所述第2喷嘴供应反应体从而对所述第1层进行改性来形成第2层的处理，并且在所述(a)中依次进行(a-1)在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量小的第1流量供应非活性气体的处理和(a-2)在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量大的第2流量供应非活性气体的处理。
15.一种计算机可读取的存储介质，其存储有通过计算机使基板处理装置执行以下步骤的程序：
通过将不同时进行(a)步骤与(b)步骤的循环进行预定次数，从而在基板上形成膜的步骤，所述(a)步骤是对于所述基板处理装置的处理室内的基板由第1喷嘴供应原料来形成第1层的步骤，所述(b)步骤是对于所述处理室内的所述基板由与所述第1喷嘴不同的第2喷嘴供应反应体从而对所述第1层进行改性来形成第2层的步骤，以及
在所述(a)中，依次进行(a-1)步骤和(a-2)步骤的步骤，所述(a-1)步骤是在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量小的第1流量来供应非活性气体的步骤，所述(a-2)步骤是在由所述第1喷嘴供应所述原料的状态下由所述第2喷嘴以比所述原料的流量大的第2流量供应非活性气体的步骤。
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