CN108165954B - 成膜装置和成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供控制在作为基片的晶片面内的膜厚分布的技术。在将供给原料气体和作为反应气体的O2气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在晶片(W)形成规定膜厚的SiO2膜时，从形成有在晶片(W)的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的第一～第三划分区域(Z1～Z3)的气体排出部(4)排出气体。通过原料气体和O2气体的反应来形成SiO2膜，通过改变原料气体的供给量和O2气体的供给量，使SiO2膜的膜厚变化。因此，通过控制成原料气体的供给量和O2气体的供给量在第一～第三划分区域(Z1～Z3)之间彼此不同，能够调整晶片(W)的径向的膜厚，控制膜厚分布。

Description

成膜装置和成膜方法
技术领域
本发明涉及供给原料气体和反应气体在基片形成薄膜的技术。
背景技术
在半导体装置的制造步骤中，对于作为基片的半导体晶片(以下称为晶片)，利用热能或者形成等离子体而进行利用ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)的成膜处理。该成膜处理例如使用下述成膜装置进行：从设置于处理容器内的、兼用作上部电极的气体喷淋板，向载置在兼用作下部电极的工作台的晶片供给处理气体，在气体喷淋板与工作台之间形成处理气体的等离子体。
在该装置中，首先，向处理容器内供给原料气体使原料气体吸附于晶片，接着，对处理容器内供给反应气体，并且形成等离子体而使反应气体活性化，使反应气体的活性种与吸附于晶片的原料气体反应。通过将该交替供给原料气体与反应气体的循环反复进行多次，形成所需的膜厚的薄膜，但在这样的ALD工艺中，要求控制晶片面内的膜厚分布。
在专利文献1中，通过控制等离子体功率、等离子体的照射时间，将膜厚分布控制成晶片的中央部的膜厚比周缘部大的凸型形状、或晶片的中央部的膜厚比周缘部小的凹型形状的技术。在该技术方案中，在等离子体密度高的区域中，当等离子体功率大、等离子体的照射时间长时，对膜质造成影响，担心在晶片面内产生膜质局部变化的部分。此外，担心对基底膜的影响在晶片面内参差不齐，基底膜的损伤和氧化的程度在晶片面内不均匀。
在专利文献2中记载了，在交替地多次供给成膜气体和氧化性气体而进行成膜时，从气体喷淋板的中央区域供给成膜气体、氧化性气体和吹扫气体，从气体喷淋板的周缘区域供给氧化性气体和吹扫气体的技术。在该技术方案中，成膜气体仅从气体喷淋板的中央区域供给，因此难以控制膜厚分布。
专利文献3涉及化学气相生长反应器用的气体供给注入器，记载了将气体供给注入器分割成为同心的划分区域，对中央侧的划分区域和周缘侧的划分区域分别供给浓度不同的第一前驱物质气体和第二前驱物质气体的技术。该技术方案涉及化学气相生长(CVD：chemical vapor deposition)，不是在ALD中控制膜厚分布。
专利文献4记载了，在对基片上表面供给气体的喷淋板中，为了对基片上表面均匀地进行处理，在喷淋板设置用于流动气体的多个单个区段、以及能够应用于ALD的技术。但是，并没有记载将能够单独地排出气体的区域划分成多个同心圆状，在ALD中使原料气体的供给量和反应气体的供给量的至少一方在划分区域间改变的技术方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US2014/0367359
专利文献2：日本特开2008-244140号公报(图3，图11等)
专利文献3：日本特表2008-508744号公报(图10，段落0068等)
专利文献4：日本特开2016-105466号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明基于这些情况而提出，其目的在于提供控制基片面内的膜厚分布的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的成膜装置，其在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜装置的特征在于，包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和
控制部，其输出控制信号，以使得在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同。
本发明的成膜方法，，其在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：
使用气体排出部，该气体排出部具有以与基片的载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立的排出气体的多个划分区域，
并且使得在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，在基片形成薄膜。
发明效果
本发明在供给原料气体和反应气体来在基片形成薄膜时，从形成有在基片的径向上同心圆状地被划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域的气体排出部排出气体。进行控制以使得原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同。因此，能够调整基片的径向的膜厚，控制膜厚分布。
附图说明
图1是本发明的成膜装置的纵截侧视图。
图2是表示在成膜装置中设置的气体排出部的一例的纵截侧视图。
图3是由成膜装置实施的成膜方法的流程图。
图4是表示由成膜装置实施的成膜方法的说明图。
图5是表示由成膜装置实施的成膜方法的说明图。
图6是表示由成膜装置成膜的薄膜的侧视图。
图7是由成膜装置实施的成膜方法的另一例的流程图。
图8是由成膜装置实施的成膜方法的又一例的流程图。
图9是表示成膜装置的气体的供给状态的说明图。
图10是表示成膜装置的气体的供给状态的说明图。
图11是表示由成膜装置实施的成膜方法的另一例的说明图。
图12是表示本发明的另一成膜装置的一部分的纵截侧视图。
图13是由成膜装置实施的成膜方法的又一例的流程图。
图14是表示评价试验的结果的特性图。
图15是表示评价试验的结果的特性图。
图16是表示评价试验的结果的特性图。
图17是表示评价试验的结果的特性图。
图18是表示评价试验的结果的特性图。
附图标记说明
W 晶片
1 成膜装置
10 控制部
31 载置部
4、8 气体排出部
42 喷淋板
45 气体排出孔
47 高频电源
5(51～53) 处理气体供给路径
6(61～64) 吹扫气体供给路径
7 气体供给机构。
具体实施方式
参照图1的纵截侧视图对作为本发明的成膜装置的一实施方式的成膜装置1进行说明。该成膜装置1包括作为存放晶片W且进行处理的真空容器的处理容器11，交替地反复多次地将含硅(Si)的原料气体和作为反应气体的氧化气体向处理容器11内供给，通过ALD在晶片W形成硅氧化膜(SiO2)。作为原料气体，例如使用Si2Cl6、Si2H6、HCDS(六氯乙硅烷)、TDMAS(三(二甲胺基)硅烷)、BDEAS(双(二乙基氨基)硅烷)等。作为反应气体的氧化气体，能够使用氧(O2)气、臭氧(O3)气体等。反应气体例如O2气体被等离子体化而供给至晶片W，成膜装置1构成为等离子体ALD装置。
处理容器11构成为大致扁平的圆形，在其侧壁设置有晶片的搬入搬出口12和打开和关闭该搬入搬出口12的闸阀13。在比搬入搬出口12靠上部侧的位置，设置有形成处理容器11的侧壁的一部分的、将纵截面的形状为方形的管道弯曲成圆环状而构成的排气管道14。在排气管道14的内周面形成有沿周向延伸的隙缝状的开口部15，成为处理容器11的排气口。此外，在该排气管道14连接有排气管16的一端。排气管16的另一端经由压力调整机构171和阀172与由真空泵构成的排气机构17连接。
在处理容器11内设置有水平地载置晶片W的圆形的载置部31。在载置部31的内部埋设有用于加热晶片W的加热器和接地的电极板。加热器和电极板省略图示。
在载置部31的下表面侧中央部连接有贯通处理容器11的底部、在上下方向上延伸的支承部材34的上端，该支承部材34的下端与升降机构35连接。利用该升降机构35，载置部31能够在图1中以点划线表示的下方侧的位置与图1中以实线表示的上方侧的位置之间升降。下方侧的位置是用于在与从上述搬入搬出口12进入处理容器11内的晶片W的搬送机构之间进行该晶片W的交接的交接位置，上方侧的位置是对晶片W进行处理的处理位置。
图中36是凸缘，37是可伸缩的波纹管。图中38是3根(图中仅表示了2根)支承销，图中39是使支承销38升降的升降机构。在载置部31位于交接位置时，支承销38经由设置于载置部31的贯通孔19升降，相对于载置部31的上表面突出没入，在载置部31与上述搬送机构之间进行晶片W的交接。
在上述排气管道14的上侧，以与载置于载置部31的晶片W相对的方式设置有气体排出部4。该例中的气体排出部4包括：以从上侧封闭处理容器11内的方式设置的顶板部材41；和在顶板部材41的下方以与载置部31相对的方式设置的、水平的圆板状的喷淋板42。在顶板部材41与喷淋板42之间，形成有扁平的圆形的气体扩散空间43。
在该例中，喷淋板42的周缘被从顶板部材41的下表面向下方突出的环状突起44支承，该环状突起44构成为接近处理位置中的载置部31。在喷淋板42，对气体扩散空间43开口的多个气体排出孔45分散地配置在该环状突起44的内侧区域。
如图2所示，气体扩散空间43在晶片W的径向上被分隔壁46以同心圆状划分多个例如3个，因此在喷淋板42中的多个气体排出孔45的排列区域中，在所述径向形成多个例如3个划分区域(第一划分区域Z1、第二划分区域Z2和第三划分区域Z3)。此处，气体排出部4的气体扩散空间43的被划分出的区域也称为第一～第三划分区域Z1～Z3。这些第一～第三划分区域Z1～Z3在俯视时是将圆形的喷淋板42同心圆状地分割，第一划分区域Z1形成为圆形，第二和第三划分区域Z2、Z3形成为环状。另外，上述同心圆状并不限于完全的同心圆，也包括第二和第三划分区域Z2、Z3为环状体的情况，也包括本领域的技术人员判断为实质上为同心圆的情况。
在气体排出部4，设置有供给原料气体的原料气体供给部50和供给O2气体的反应气体供给部60，对气体扩散空间43的各划分区域Z1～Z3分别彼此独立地供给原料气体和O2气体。在该例中，对于气体扩散空间43的各划分区域Z1～Z3的每一个，在气体排出部4的顶板部材41分别形成有用于供给原料气体和O2气体的处理气体供给路径5(51、52、53)和用于供给吹扫气体的吹扫气体供给路径6(61、62、63)。
在图1和图2中，在第一划分区域Z1中处理气体供给路径51和吹扫气体供给路径61有1个，与此不同，在第二和第三划分区域Z2、Z3中描绘了分别2个处理气体供给路径52、53和分别2个吹扫气体供给路径62、63，但实际上在第一～第三划分区域Z1～Z3中，能够设置适当的规定个数的处理气体供给路径和吹扫气体供给路径。
在这些处理气体供给路径5(51～53)，经由供给控制设备7分别供给原料气体、O2气体和作为载气的Ar气体。如图2所示，供给控制设备7具有原料气体、O2气体和Ar气体的供给通路、包括阀、质量流量控制器的流量调整部等。
处理气体供给路径5(51、52、53)分别利用原料气体供给路径54(541、542、543)经由阀V1(V11、V12、V13)、流量调整部M1(M11、M12、M13)与原料气体的供给源54连接。此外，处理气体供给路径5(51、52、53)分别利用原料气体供给路径54(541、542、543)、载气供给路径551分别经由阀V2(V21、V22、V23)、流量调整部M2(M21、M22、M23)与作为载气的Ar气体的供给源55连接。
进而，处理气体供给路径5(51、52、53)分别利用反应气体供给路径56(561、562、563)经由阀V3(V31、V32、V33)、流量调整部M3(M31、M32、N33)与O2气体的供给源56连接。此外，处理气体供给路径5(51、52、53)分别利用反应气体供给路径56(561、562、563)、载气供给路径552经由阀V4(V41、V42、V43)、流量调整部M4(M41、M42、N43)与作为载气的Ar气体的供给源55连接。
在该例中，由处理气体供给路径5(51、52、53)、原料气体供给路径54(541、542、543)、阀V1(V11、V12、V13)、流量调整部M1(M11、M12、M13)和原料气体的供给源54构成原料气体供给部50。此外，由处理气体供给路径5(51、52、53)、反应气体供给路径56(561、562、563)、阀V3(V31、V32、V33)、流量调整部M3(M31、M32、N33)、O2气体的供给源56构成反应气体供给部60。
吹扫气体供给路径6(61、62、63)例如在途中合流而通过供给路径553经由阀V5、质量流量控制器M5分别与Ar气体的供给源55连接。各阀和流量调整部由后述的控制部10控制动作。
这样，分别对气体排出部4的第一～第三划分区域Z1～Z3分别供给原料气体、O2气体、作为载气的Ar气体、作为吹扫气体的Ar气体，这样的各种气体从第一～第三划分区域Z1～Z3的各个区域的相同的气体排出孔45向晶片W排出。
回到图1继续说明。被喷淋板42的下表面和环状突起44以及载置部31的上表面包围的空间成为进行上述成膜处理的处理空间40。此外，喷淋板42与载置部31的电极板(未图示)成对，构成为用于在处理空间40形成电容耦合等离子体(CCP)的电极板。在喷淋板42经由未图示的匹配器连接有高频电源47，从高频电源47对经由喷淋板42向处理空间40供给的气体供给高频电力，由此形成上述CCP。喷淋板42、电极板和高频电源47构成等离子体生成机构。另外也可以是，高频电源47代替与喷淋板42连接而与载置部31的电极板连接，喷淋板42接地。
此外，在成膜装置1设置有包括计算机的控制部10。控制部10具有包括程序、存储器、CPU的数据处理部等。在程序中编入有命令以使得能够从控制部10向成膜装置1的各部分发送控制信号，执行后述的成膜处理的命令。具体地说，各阀的开闭的定时、高频电源47的导通断开的定时、利用加热器32得到的晶片W的温度等由上述程序控制。这些程序例如存储于光盘、硬盘、MO(光磁盘)等存储介质中而安装于控制部10。
此外，控制部10输出原料气体的供给时间段中的原料气体的供给量和O2气体的供给时间段中的O2气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间彼此不同的控制信号。进而，控制部10输出使第一～第三划分区域Z1～Z3之间的原料气体的供给量的大小关系的组合模式与第一～第三划分区域Z1～Z3之间的O2气体的供给量的大小关系的组合模式成为相同的控制信号。另外，此处所说的原料气体的供给量、O2气体的供给量是指从第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向晶片W排出的原料气体、O2气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量。此后原料气体的供给量是指每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量，O2气体的供给量是指每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量。
此例中，如后所述，成膜处理的方案中为了在晶片W形成目标膜厚的薄膜而包括第一步骤和第二步骤。因此，控制部10输出控制信号，以使得在第一步骤和第二步骤中执行3个划分区域Z1～Z3之间的原料气体的供给量的比率的改变的步骤、3个划分区域Z1～Z3之间的O2气体的供给量的比率的改变的步骤。此外，控制部10输出控制信号，以使得3个划分区域Z1～Z3之间的原料气体的供给量的大小关系的组合模式与3个划分区域Z1～Z3之间的O2气体的供给量的大小关系的组合模式在第一步骤和第二步骤中不同。
接着，参照图3～图6对成膜装置1中实施的本发明的成膜方法的一例进行说明。该实施方式的成膜方法中，作为在晶片W形成目标膜厚的SiO2膜的步骤，实施彼此成膜条件不同的第一步骤和第二步骤。在该例中，第一步骤是以使晶片面内的膜厚均匀、形成平坦的膜厚分布的成膜条件(条件“平坦”)进行处理的步骤。此外，第二步骤是以形成晶片的中央部的膜厚比周缘部大的膜厚分布的成膜条件(条件“中央高”)进行处理的步骤。图3的流程图表示各种气体对处理容器11内供给的开始和停止的定时和高频电源47(等离子体)的导通断开的定时。
在将原料气体向晶片W供给时，打开原料气体供给用的阀V1(11、12、13)。由此，从原料气体供给源54将原料气体经由第一～第三原料气体供给路径54(541、542、543)、第一～第三处理气体供给路径5(51～53)分别向气体扩散空间43的第一～第三划分区域Z1～Z3供给。从在喷淋板42的第一～第三划分区域Z1～Z3分别形成的气体排出孔45分别将原料气体向处理空间40排出。
在将O2气体向晶片W供给时，打开O2气体供给用的阀V3(31、32、33)。由此，从O2气体供给源56将O2气体经由第一～第三反应气体供给路径56(561、562、563)、第一～第三处理气体供给路径5(51～53)、气体扩散空间43的第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40供给。
在将作为载气的Ar气体向晶片W供给时，打开Ar气体供给用的阀V2(21、22、23)和阀V4(41、42、43)。由此，从Ar气体供给源55将Ar气体经由载气供给路径551、552、第一～第三原料气体供给路径54(541、542、543)、第一～第三反应气体供给路径56(561、562、563)、第一～第三处理气体供给路径5(51～53)、第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40供给。
首先，实施第一步骤。在使处理容器11内为规定的真空气氛的状态下打开闸阀13，从与处理容器11邻接的真空气氛的搬送室利用搬送机构将晶片W搬送至位于交接位置的载置部31上。当进行了通过支承销38的升降将晶片W向载置部31的交接和搬送机构从处理容器11的退出时，关闭闸阀13，使载置部31上升至处理位置而形成处理空间40。此外，利用载置部31的加热器将晶片W加热至规定的温度。
接着，打开Ar气体供给用的阀V2、V4，如上所述，从Ar气体供给源55将Ar气体向处理空间40供给。接着，打开原料气体供给用的阀V1，如上所述，从原料气体供给源54将原料气体经由第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40排出，使原料气体分子(作为硅前体的含有硅原子的材料)吸附于晶片W(步骤S11)。此时的原料气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间是相同的，在图3中，将各划分区域Z1～Z3间的原料气体的供给量的比率表示为Z1＝1、Z2＝1、Z3＝1。
接着，关闭阀V1，停止原料气体向晶片W的供给。接着继续进行Ar气体的供给，由此利用Ar气体吹扫在处理空间40残留的没有吸附于晶片W的原料气体(步骤S12)。
接着，打开反应气体供给用的阀V3，从反应气体供给源56，如上所述，将反应气体从第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40排出，并且使高频电源47导通。此时的O2气体的供给量在各划分区域Z1～Z3间彼此相同，图3中，将划分区域Z1～Z3间的O2气体的供给量的比率表示为Z1＝1、Z2＝1、Z3＝1。这样，使该处理空间40的O2气体等离子体化，利用该等离子体，吸附于晶片W的原料气体被氧化，硅氧化物的层作为反应生成物形成(步骤S13)。利用等离子体，原料气体和反应气体反应，因此等离子体的生成时间段成为原料气体与反应气体的反应时间段，但在该例中，在供给反应气体的时刻生成等离子体，因此反应气体的供给时间段是反应时间段。
然后，使高频电源47断开并且关闭阀V3，停止处理空间40中的等离子体的形成和O2气体的供给。接着继续供给Ar气体，由此利用Ar气体吹扫在处理空间40残留的O2气体和失活的等离子体的活性种，将其从该处理空间40除去(步骤S14)。
接着，打开原料气体供给用的阀V1，如上所述，对晶片W供给原料气体，进行上述步骤S11。之后进行步骤S12～S14，像这样反复进行设定次数的包括步骤S11～S14的成膜循环，由此在条件“平坦”的成膜条件下在晶片W的表面层积硅氧化膜的层，形成规定膜厚的SiO2膜。
在该第一步骤中设定为，在1个循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的供给量和在1个循环中所分配的O2气体的供给时间段中的O2气体的供给量在3个划分区域Z1～Z3之间彼此相同。
由此，如图4所示，原料气体和O2气体从第一～第三划分区域Z1～Z3以相同的供给量排出，因此在晶片面内，大致均匀地层积硅氧化层的层，形成膜厚分布平坦的SiO2膜。另外，在本案中供给量相同是，原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量相同，并非必须供给量完全相同，也包括本领域的技术人员判断为实质上相同的情况。
接着，进行第二步骤。首先，打开原料气体供给用的阀V1，如上所述，将来自原料气体供给源54的原料气体从第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40排出，使Si吸附于晶片W(步骤S21)。此时的原料气体的供给量设定成，在晶片W的中央部的第一划分区域Z1最多，越向周缘部的第三划分区域Z3去则越少。
在该例中，通过使分压改变以进行该原料气体的供给量的变化。在图1和图2所示的成膜装置中，使分压改变是指，在原料气体的浓度和载气的流量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间相同时，使分别供给至第一～第三划分区域Z1～Z3的原料气体的流量改变，由此使从第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45排出的原料气体的流量改变。图3中将划分区域Z1～Z3间的原料气体的供给量的比率表示为Z1＝1、Z2＝0.8、Z3＝0.6。
接着，关闭阀V1，停止原料气体的供给。接着继续进行Ar气体的供给，对在处理空间40中残留的原料气体进行吹扫(步骤S22)。这样原料气体供给部50构成为，在原料气体的供给时间段供给作为载气的Ar气体和原料气体的混合气体，在原料气体供给时间段以外继续供给Ar气体。由此，能够防止原料气体、O2气体向第一～第三处理气体供给路径5、第一～第三原料气体供给路径54、第一～第三反应气体供给路径56逆流。
接着，打开反应气体供给用的阀V2，如上所述，将来自反应气体供给源56的反应气体从第一～第三划分区域Z1～Z3的气体排出孔45向处理空间40排出，并且使高频电源47导通。此时的O2气体的供给量与原料气体同样设定成在晶片W的中央部最多，而越向周缘部去则越少，与原料气体同样通过改变O2气体的分压，调整供给量。图3中将第一～第三划分区域Z1～Z3间的O2气体的供给量的比率表示为Z1＝1、Z2＝0.8、Z3＝0.6。由此，该处理空间40的O2气体等离子体化，吸附于晶片W的原料气体被氧化，作为反应生成物形成硅氧化膜的层(步骤S23)。
然后，使高频电源47断开，并且关闭阀V2，停止处理空间40中的等离子体的形成和O2气体的供给。接着继续进行Ar气体的供给，吹扫在处理空间40中残留的O2气体和失活的等离子体的活性种，将其从处理空间40除去(步骤S24)。这样，反应气体供给部60构成为在O2气体的反应时间段(供给时间段)供给作为载气的Ar气体和O2气体的混合气体，在O2气体的反应时间段以外继续供给Ar气体。由此，能够防止原料气体、O2气体向第一～第三处理气体供给路径5、第一～第三原料气体供给路径54、第一～第三反应气体供给路径56逆流。
接着，打开原料气体供给用的阀V1，如上所述，对晶片W供给原料气体，进行上述步骤S21。之后进行步骤S22～S24，这样反复进行设定次数的包括步骤S21～S24的成膜循环，由此在条件“中央高”的成膜条件下将硅氧化膜的层层积于晶片W的表面，形成规定膜厚的SiO2膜。
当反复进行了规定次数的步骤S21～S24时，载置部31下降，以与向处理容器11搬入时相反的顺序进行晶片W的从处理容器11的搬出，结束成膜处理。
在第二步骤中，设定成在1个循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的供给量和在1个循环中所分配的O2气体的供给时间段中的O2气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间彼此不同。这样，如图5所示，以原料气体和O2气体在晶片W的中央部最多、越向周缘部去则越少的方式即以按照中央部的第一划分区域Z1→中央部与周缘部的径向的中间部位的第二划分区域Z2→周缘部的第三划分区域Z3的顺序逐渐减少的供给量进行供给。由此，在晶片面内，中央部与周缘部相比SiO2的膜厚大，形成膜厚分布在中央高的SiO2膜。
这样成膜的SiO2膜如图6所示，在晶片W之上通过第一步骤形成膜厚分布平坦的SiO2膜S1，在其上通过第二步骤形成膜厚分布为中央高的SiO2膜S2。
改变原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量和O2气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量的方案，如图7的流程图所示，在原料气体和O2气体的流量、原料气体和O2气体的浓度相同时，可以调整原料气体和O2气体的供给时间而进行。第一步骤中，在供给原料气体的步骤S11、供给O2气体的步骤S13中，使3个划分区域Z1～Z3中的原料气体和O2气体的供给时间分别例如均为0.05秒。
此外，第二步骤中，为了得到“中央高”的膜厚分布，在供给原料气体的步骤S21、供给O2气体的步骤S23中，原料气体和O2气体在中央部的第一划分区域Z1的供给时间最长，随着向周缘部的第三划分区域Z3去，使供给时间变短。步骤S21和步骤S23的具体的供给时间是，原料气体和O2气体均是例如第一划分区域Z1为0.05秒、第二划分区域2为0.04秒、第三划分区域Z3为0.03秒，该例中以使各划分区域Z1～Z3中的原料气体和O2气体的排出停止的时刻一致的方式，改变排出开始的时刻。
这样，通过改变原料气体的供给时间和O2气体的供给时间，供给到晶片W的原料气体和O2气体的量发生变化，因此能够以供给时间长的区域中膜厚大、供给时间短的区域中膜厚小的方式进行膜厚分布的控制。
进一步，改变原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量和反应气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量的方案例如也可以使流量相同，而改变气体浓度(原料气体流量相对于原料气体流量和载气流量的合计的比，或原料气体的流量相对于载气流量的比)。此外，为了改变供给量，在调整分压时，可以如上所述使载气的流量一定而改变原料气体(O2气体)的流量，也可以改变原料气体(O2气体)的流量和载气的流量这两者。
以上内容中，控制部10只要输出控制信号以使得原料气体的供给时间段中的原料气体的供给量和O2气体的供给时间段中O2气体的供给量中的至少一方在第一～第三划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域彼此不同即可。由此，例如在以条件“中央高”进行成膜处理时可以是，使原料气体的供给量例如分压或供给时间像图3或图7那样改变，对于O2气体以使分压或供给时间在各划分区域Z1～Z3中相同的方式从气体排出部4的整个面均匀地排出。此时，通过使容易受到流量分布的影响的O2气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3中相同，对于希望将膜厚调整为均匀的区域能够提高膜厚的均匀性，而且能够调整膜厚。
此外，也可以按照下述方式控制：使原料气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3中相同，使O2气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域彼此不同。SiO2膜通过原料气体和O2气体的反应而成膜，因此通过改变O2气体的供给量，能够调整膜厚，得到所需的膜厚分布。
此外，原料气体和反应气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量也包括为零的情况。关于该例，例如以晶片周缘部的膜厚比中央部大而得到“周缘高”的膜厚分布时为例，参照图8的流程图进行说明。
在该例中，通过改变分压而调整原料气体的供给量和反应气体的供给量，第一步骤与上述实施方式相同，因此省略说明。第二步骤以条件“周缘高”的成膜条件实施，在供给原料气体的步骤S21中，为了得到“周缘高”的膜厚分布，第一划分区域Z1、第二划分区域Z2使原料气体的供给量为零，仅第三划分区域Z3的第三处理气体供给路径53供给原料气体。由此，如图9所示，气体排出部4中仅从周缘部的第三划分区域Z3的气体排出孔45排出原料气体。这样，原料气体被供给至晶片W的周缘部，原料气体分子被吸附。
在供给O2气体的步骤S23中，对全部的划分区域Z1～Z3的第一～第三处理气体供给路径51～53以相同的供给量供给O2气体。由此，如图10所示，从气体排出部4是从全部的划分区域Z1～Z3排出O2气体，对晶片W的整个面照射O2的等离子体。这样，吸附在晶片W的周缘部的原料气体分子被氧化，在晶片周缘部形成SiO2膜，因此结果能够形成具有“周缘高”的膜厚分布的SiO2膜。
此外，在上述成膜装置1中，例如在进行产品晶片的成膜处理之前，可以以事前用检查用晶片预先设定的条件进行成膜处理，对成膜状态进行监视，在脱离作为目标的膜厚分布的允许范围时，修正成膜条件。例如的以均匀的膜厚分布为目标时，参照图11进行说明。图11在图中左侧表示成膜开始的成膜条件和测量出的膜厚分布的示意图，在图中右侧表示修正后的成膜条件和膜厚分布的修正图。
首先，使用检查用晶片，在成膜开始时，为了得到均匀的膜厚分布，使原料气体的供给比和O2气体的供给比在第一～第三划分区域Z1～Z3间相同(Z1＝1、Z2＝1、Z3＝1)，实施上述ALD循环。然后，在例如为ALD循环的总循环数的1/2以下的循环时，例如总循环数为150个循环时，例如完成50个循环时，从处理容器11搬出检查用晶片，在未图示的膜厚检测装置中测量成膜后的SiO2膜的膜厚分布。
然后，将该膜厚分布和目标的膜厚分布进行比较，在测量出的膜厚分布处于作为目标的分布的允许范围内时，不修正成膜条件地进行余下的循环的成膜处理。另一方面，在测量出的膜厚分布脱离作为目标的分布的允许范围时，修正成膜条件，余下的循环以修正后的成膜条件进行成膜处理。
如图11的左侧所示，在测量值为周缘部的膜厚较小的分布时，以使原料气体的供给比和O2气体的供给比在周缘部的第三划分区域Z3供给量最多且中央部的第一划分区域Z1供给量最少、例如Z1＝0.5、Z2＝0.75、Z3＝1的方式进行修正。此外，假设测量值为中央部的膜厚较小的分布时，以使原料气体的供给比和O2气体的供给比在中央部的第一划分区域Z1供给量最多的方式进行修正。这样，将余下的100个循环以修正后的成膜条件进行处理，由此周缘部的SiO2膜的成膜量增加。这样结束预定的循环数时，例如从处理容器11搬出检查用晶片，在未图示的膜厚检测装置中测量成膜后的SiO2膜的膜厚分布。
然后，对该膜厚分布和目标的膜厚分布进行比较，在测量出的膜厚分布处于作为目标的分布的允许范围内时，对于制品晶片，以最佳化的成膜条件进行成膜处理。在该例中，直至50个循环为止，使原料气体的供给比和O2气体的供给比在第一～第三划分区域Z1～Z3之间一致地实施ALD循环(第一步骤)，对于余下的循环，以修正后的成膜条件实施上述ALD循环(第二步骤)。另一方面，在测量出的膜厚分布脱离作为目标的分布的允许范围时，再次进行成膜条件的修正。
根据该实施方式，将交替供给原料气体和反应气体(O2气体)的循环反复进行多次来在晶片W形成SiO2膜时，从在晶片W的径向上同心圆状地被分割的、能够彼此独立地排出气体的第一～第三划分区域Z1～Z3所形成的气体排出部4排出气体。进行控制，以使得原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量和O2气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量中的至少一方在第一～第三划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域之间彼此不同。因此，能够调整晶片W的径向的膜厚而控制膜厚分布。
这样的膜厚分布的控制对于提高例如之后的蚀刻处理中的面内均匀性是有效的。例如，在蚀刻处理中，晶片中央部的蚀刻率比周缘部大，此时，在成膜处理中，通过以晶片中央部的膜厚大的膜厚分布形成SiO2膜，结果能够提高蚀刻处理的面内均匀性。像这样代替蚀刻处理方案的修正，能够在成膜处理中应对，于是能够提高半导体制造工艺整体的自由度，是有效的。
此外，在上述实施方式中，原料气体和O2气体在第一～第三划分区域Z1～Z3中从喷淋板42的相同的气体排出孔45排出。因此，晶片W面内的原料气体和O2气体的供给模式彼此一致，于是容易进行膜厚分布的控制。
进而，在上述实施方式中，进行得到均匀的膜厚分布的第一步骤和在晶片W的面内使膜厚变化的第二步骤，因此能够在抑制对膜质、基底的影响的状态下进行膜厚分布的控制。例如在目标的膜厚薄时，如果从成膜开始到结束自始至终以相同条件进行成膜，则例如在得到中央高的膜厚分布的成膜处理中，在膜厚小的周缘部容易受到等离子体的影响，担心膜质、基底发生局部变化。由此，首先，在面内形成均匀的膜厚的薄膜，接着进行膜厚控制地进行成膜处理，由此能够兼顾均匀的膜质和任意形状的膜厚分布。因此，对于目标的膜厚薄、中央部与周缘部的膜厚差是几个循环的程度的量的需要高工艺控制性的工艺特别有效。
进而，在上述第二步骤中，在第一～第三划分区域Z1～Z3中控制原料气体的供给量和O2气体的供给量，原料气体的供给量的第一～第三划分区域Z1～Z3之间的大小关系的组合和O2气体的供给量的第一～第三划分区域Z1～Z3之间的大小关系的组合相同。因此，能够仅在希望成膜的部分充分吸附原料气体，并且仅在该部分充分供给O2气体，能够仅在希望的部位进行成膜。此外，在希望成膜的部分以外的部位能够抑制基底膜的氧化。
此外，在成膜装置中，由于构成部材的尺寸精度、组装精度的偏差，在以相同的成膜条件进行成膜时也可能在膜厚分布产生机械误差。由此，在装置的初建时、维护后进行成膜处理时，可以事先用检查用晶片以预先设定的成膜条件进行成膜处理，在得到的SiO2膜的膜厚分布脱离作为目标的膜厚分布的允许范围时，修正成膜条件。由此，对于制品晶片以修正后的成膜条件进行成膜处理，因此能够确保得到作为目标的膜厚分布。这样，在成膜装置中，在由于构成部材的尺寸精度、组装精度的偏差而发生膜厚分布的机械误差时，与成膜装置主体的调整相比，能够减少工数、时间等，容易地修正机械误差。
接着，参照图12对气体排出部的其它例子进行说明。该例的气体排出部8与上述实施方式同样，具有以与载置部31相对的方式形成有多个气体排出孔45的喷淋板42，并且将多个气体排出孔45的排列区域在晶片W的径向上同心圆状地划分为多个例如3个，而具有能够彼此独立地排出气体的第一～第三划分区域Z1～Z3。对与上述气体排出部4不同的点进行说明，代替图1所示的排气管道14和开口部15，在顶板部材41在每个第一～第三划分区域Z1～Z3设置有与处理空间40连通的排气通路81～83，使处理空间40内的排气经由这些排气通路81～83进行。
在排气通路81～83分别连接有排气管84，该排气管84另一端经由压力调整机构851和阀852与由真空泵构成的排气机构85连接。因此，处理空间40内从上方排气。第一～第三处理气体供给路径5(51～53)、第一～第三吹扫气体供给路径61～63等对与图1所示的气体排出部4相同的构成部材标注相同的附图标记，省略说明。
该气体排出部8，对第一～第三划分区域Z1～Z3分别供给原料气体、O2气体和Ar气体，并且处理空间40从上方侧排气，实施与上述同样的成膜工艺。改变原料气体和O2气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量时，可以利用分压进行调整，也可以利用供给时间进行调整。此外，可以构成为能够对每个第一～第三划分区域Z1～Z3调整排气量，使原料气体和O2气体的分压或供给时间在全部划分区域Z1～Z3中一致，而通过对每个划分区域Z1～Z3调整排气量，改变原料气体和O2气体的供给量。
如上所述，本发明构成为使原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量和O2气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一方在3个划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域中彼此不同即可。此外，作为目标的膜厚分布能够设定成晶片W的中央部的膜厚最大的“中央高”形状、晶片W的中央部与周缘部的中间位置的膜厚最大的“中间高”形状、晶片W的周缘部的膜厚最大的“周缘高”等任意的形状。进而，为了得到目标的膜厚分布，在第一步骤和第二步骤之后，可以进行第三步骤。例如在第一步骤以均匀的膜厚成膜，在第二步骤以“中央高”的分布成膜，在第三步骤以均匀的膜厚成膜。
进而，本发明也能够应用于在上述成膜装置中，将反应气体(O2气体)与Ar气体一起常时供给，在使原料气体和反应气体反应时生成等离子体的情况。例如在图1所示的成膜装置中，以下述方式输出控制信号地构成控制部10：从气体排出部4在进行形成单分子层的循环的期间中排出反应气体，原料气体的供给时间段中的原料气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域之间彼此不同。
关于该例，以得到“中央高”的膜厚分布的情况为例，参照图13的流程图对通过改变分压来调整原料气体的供给量时的情况进行说明。该例中，在第一步骤和第二步骤的期间常时供给O2气体和Ar气体，原料气体和O2气体的反应通过由等离子体生成机构生成等离子体而进行。由此，步骤S13和步骤S23成为原料气体和O2气体进行反应的反应时间段。
控制部输出控制信号，以使得第一～第三划分区域Z1～Z3间的原料气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式在第一步骤与第二步骤间不同。因此，在第二步骤中，在供给原料气体的步骤S21中，为了得到“中央高”的膜厚分布，第一划分区域Z1的原料气体的供给量设定成在第一划分区域Z1最多，随着向周缘去而供给量变少。
原料气体供给部50的下述点与上述实施方式同样，在原料气体的供给时间段中供给作为载气的Ar气体和原料气体的混合气体，在原料气体的供给时间段以外继续进行Ar的供给。在该例中，O2气体在第一步骤和第二步骤中对晶片W的整面均匀地供给，但在第二步骤中，原料气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间得以调整，因此能够形成具有“中央高”的膜厚分布的SiO2膜。
本发明在将交替供给原料气体和反应气体的循环反复进行多次来在基片形成薄膜时，实施使原料气体和反应气体利用热能发生反应的热ALD的成膜装置中也能够应用。作为实施热ALD的成膜装置，例如除了没有设置用于使反应气体等离子体化的等离子体生成机构以外，能够使用与上述图1所示的成膜装置1同样结构的装置。没有设置等离子体生成机构是指，例如在喷淋板42没有连接高频电源，在载置部31没有设置电极板。
在进行热ALD时，将基片利用例如设置于载置部31的未图示的加热机构，常时加热至原料气体和反应气体发生反应的温度，将从气体排出部4交替排出原料气体和反应气体的循环反复进行来形成薄膜。由控制部10，如上所述，输出控制信号以使得输出原料气体和反应气体的每单位时间且喷淋板42的每单位面积的供给量的至少一方在多个划分区域Z1～Z3中的至少2个划分区域之间彼此不同，由此形成具有所需的膜厚分布的薄膜。
此外，本发明中，原料气体能够使用含有硅、钛、铝、铪等在半导体装置中使用的金属、非金属等各种元素的气体。反应气体能够使用在与吸附于基片的原料气体之间能够发生氧化、还原、氮化、碳化、硫化等反应的各种气体。作为氧化气体能够使用O2、O3、过氧化氢(H2O2)，作为还元气体能够使用氢(H2)、一氧化碳(CO)，作为氮化气体能够使用氨(NH3)、联氨(N2H4)，作为碳化气体能够使用二氧化碳(CO2)、CO，作为硫化气体能够使用硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)等。
(评价试验1)
说明与本发明关联进行的评价试验。作为评价试验1，在具有上述图1所示的气体排出部4的成膜装置1中，对根据作为目标的膜厚分布改变第一～第三划分区域Z1～Z3中的原料气体的供给比的情况，模拟压力2Torr下、供给0.05秒原料气体时的原料气体的吸附量。
作为目标的膜厚分布为“中央高”时的原料气体供给比为Z1＝1、Z2＝0.8、Z3＝0.6，使与晶片中央部对应的第一划分区域Z1的供给量最多。
作为目标的膜厚分布为“中间高”时的原料气体供给比为Z1＝0.6、Z2＝1、Z3＝0.4，使与晶片中间部位对应的第二划分区域Z2的供给量最多。
作为目标的膜厚分布为“周缘高”时的原料气体供给比为Z1＝0.5、Z2＝0.75、Z3＝1，使与晶片周缘部对应的第三划分区域Z3的供给量最多。
在图14表示其结果，将“中央高”以实线表示，将“中间高”以点划线表示，将“周缘高”以虚线表示。在图14中，纵轴是原料气体的吸附量，横轴是晶片W的径向的位置，0是晶片中心，150mm是晶片的外缘。其结果能够确认，当使原料气体的供给量在第一～第三划分区域Z1～Z3之间改变时，与划分区域Z1～Z3对应的晶片W的区域的原料气体的吸附量发生变化，与供给量多的划分区域对应的晶片W的区域的吸附量多。原料气体的吸附量反映于膜厚，因此能够确认通过调整原料气体的供给量(供给比)，能够控制膜厚分布。
(评价试验2)
作为评价试验2，在具有上述图12所示的气体排出部8的成膜装置中，以与评价试验1同样的条件进行使第一～第三划分区域Z1～Z3中的原料气体的供给比改变时的原料气体的吸附量的模拟。在图15表示其结果，将“中央高”以实线表示，将“中间高”以点划线表示，将“周缘高”以虚线表示。图15中，纵轴是供给至晶片表面的原料气体浓度(单位是任意的)，横轴是晶片W的径向的位置，0是晶片中心，150mm是晶片的外缘。其结果能够确认，当使原料气体的供给量改变时，供给至晶片表面的原料气体浓度发生变化，在具有该气体排出部8的成膜装置中，能够确认通过在第一～第三划分区域Z1～Z3之间调整使原料气体的供给量(供给比)，能够控制膜厚分布。
(评价试验3)
作为评价试验3，在具有上述图1所示的气体排出部4的成膜装置1中，对于根据作为目标的膜厚分布使第一～第三划分区域Z1～Z3中的原料气体的供给时间改变的情况，模拟压力2Torr下、供给0.05秒原料气体时的原料气体的吸附量。
作为目标的膜厚分布为“中央高”时的原料气体的供给时间是Z1＝0.05秒、Z2＝0.04秒、Z3＝0.03秒，使与晶片中央部对应的第一划分区域Z1的供给时间最长。
作为目标的膜厚分布为“中间高”时的原料气体供给时间是Z1＝0.03秒、Z2＝0.05秒、Z3＝0.01秒，使与晶片中间部位对应的第二划分区域Z2的供给时间最长。
作为目标的膜厚分布为“周缘高”时的原料气体的供给时间是Z1＝0.03秒、Z2＝0.04秒、Z3＝0.05秒，使与晶片周缘部对应的第三划分区域Z3的供给时间最长。
图16表示“中央高”的结果，图17表示“中间高”的结果，图18表示“周缘高”的结果。在图16～图18中，纵轴是原料气体的吸附量，横轴是晶片W的径向的位置，0是晶片中心，150mm是晶片的外缘。这些图表示吸附量的时间经过的情况，时间经过的过程是从最下方的线向最上方的线去，最上方的线相当于膜表面。
根据图16～图18可知，当使原料气体的供给时间在第一～第三划分区域Z1～Z3之间改变时，在与各划分区域Z1～Z3对应的晶片W的区域中原料气体的吸附量发生变化，供给量多的划分区域中，与其对应的晶片W的区域中的吸附量较多。由此确认，通过使原料气体的供给时间在第一～第三划分区域Z1～Z3之间改变，能够控制膜厚分布。

Claims (10)

1.一种成膜方法，使用成膜装置，在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：
所述成膜装置包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和
用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，
在所述成膜方法中，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
从所述气体排出部交替地排出原料气体和反应气体，在排出所述反应气体时利用所述等离子体发生机构使反应气体等离子体化，
在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，
在第一步骤与第二步骤间执行下述处理中的至少一者：
对于原料气体的供给时间段中的所述多个划分区域之间的原料气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率；对于原料气体与反应气体的反应时间段中的所述多个划分区域之间的反应气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率。
2.一种成膜方法，使用成膜装置，在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：
所述成膜装置包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和
用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，
在所述成膜方法中，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
在进行所述形成单分子层的循环的期间中从所述气体排出部排出反应气体，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，在第一步骤与第二步骤间，对于原料气体的供给时间段中的所述多个划分区域之间的原料气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率。
3.一种成膜方法，使用成膜装置，在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：
所述成膜装置包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和
用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，
在所述成膜方法中，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
从所述气体排出部交替地排出原料气体和反应气体，在排出所述反应气体时利用所述等离子体发生机构使反应气体等离子体化，
在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，
所述多个划分区域之间的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式和所述多个划分区域之间的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式的至少一者，在所述第一步骤与第二步骤间不同。
4.一种成膜方法，使用成膜装置，在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：
所述成膜装置包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和
用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，
在所述成膜方法中，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
在进行所述形成单分子层的循环的期间中从所述气体排出部排出反应气体，
在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，
在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，
所述多个划分区域之间的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式在所述第一步骤与第二步骤间不同。
5.如权利要求1～4中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
所述原料气体和反应气体从相同的气体排出孔排出。
6.如权利要求1～4中任一项所述的成膜方法，其特征在于：
所述原料气体包含硅、钛、铝、铪中的任一种，所述反应气体是氧化气体或氮化气体。
7.如权利要求1或3所述的成膜方法，其特征在于：
使所述原料气体供给部在原料气体的供给时间段供给载气和原料气体的混合气体，在原料气体的供给时间段以外继续进行载气的供给，
使所述反应气体供给部在原料气体与反应气体的反应时间段供给载气和反应气体的混合气体，在所述反应时间段以外继续进行载气的供给。
8.如权利要求2或4所述的成膜方法，其特征在于：
使所述原料气体供给部在原料气体的供给时间段供给载气和原料气体的混合气体，在原料气体的供给时间段以外继续进行载气的供给。
9.一种成膜装置，其在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜装置的特征在于，包括：
在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；
气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；
向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；
向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；
用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构；和
控制部，其构成为能够进行控制，以执行权利要求1～8中任一项所述的成膜方法。
10.如权利要求9所述的成膜装置，其特征在于：
具有为了使所述原料气体与反应气体反应而加热基片的加热机构。
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