CN114250448A - 半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录介质 - Google Patents

半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录介质 Download PDF

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野野村一树
寿崎健一
永富佳将
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Kokusai Electric Corp
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Abstract

本发明涉及半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录介质。对在表面形成有图案的衬底上形成的膜的面内膜厚分布进行控制。通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：(a)针对在表面形成有图案的衬底，通过从衬底的外周向衬底的面内供给包含规定元素的原料气体，从而在表面形成包含规定元素的第1层的工序；(b)针对衬底，通过从衬底的外周向衬底的面内供给氧化气体，从而将第1层氧化，在表面形成包含规定元素的氧化层的工序，在(b)中，选择向衬底供给氧化气体的供给时间，以使氧化膜在衬底面内的厚度分布成为规定分布。

Description

半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录 介质
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造方法、衬底处理方法、衬底处理装置及记录介质。
背景技术
有时将分散装填有在表面上形成有图案的衬底的衬底支承件收容至处理室，在该衬底的表面形成规定的膜(例如参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/168675号小册子。
发明内容
发明要解决的课题
在表面形成有图案的衬底的表面上形成规定的膜时，在表面形成图案而使得表面积变大，由此存在使衬底的面内膜厚均匀性变差的情况。
本发明的目的在于，对在表面形成有图案的衬底上所形成的膜的面内膜厚分布进行控制。
用于解决课题的手段
根据本发明的一方式，提供如下技术，其中，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：(a)针对在表面形成有图案的衬底，通过从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体，而在前述表面形成包含前述规定元素的第1层的工序；(b)针对前述衬底，通过从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给氧化气体，将前述第1层氧化，在前述表面形成包含前述规定元素的氧化层的工序，在(b)中，选择向前述衬底供给前述氧化气体的供给时间，以使前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布成为规定分布。
发明效果
根据本发明，能够对在表面形成有图案的衬底上所形成的膜的面内膜厚分布进行控制。
附图说明
图1为用于说明在本发明的优选实施方式中，为了在衬底上成膜所使用的衬底处理装置的概略纵剖视图。
图2为图1的A-A概略横剖视图。
图3为用于说明本发明的优选实施方式的衬底处理装置的控制器的概略图。
图4为用于说明本发明的优选实施方式的优选的成膜处理流程的流程图。
图5为用于说明实施例中所使用的评价方法的图。
图6的(A)为示出衬底间的间距为第1距离的在裸面上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图；图6的(B)为示出衬底间的间距为第1距离的在图案面上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图。
图7的(A)为示出衬底间的间距为第2距离的在裸面上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图；图7的(B)为示出衬底间的间距为第2距离的在图案面上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图。
图8为示出在裸面与图案面的各自的面中心处形成的氧化膜的膜厚、与氧化气体的供给时间、与衬底间间距的关系的图。
图9为示出从衬底的中心至150mm的膜厚凸量、与从衬底的中心至100mm的膜厚凸量、与氧化气体的供给时间的关系的图。
附图标记说明
121 控制器(控制部)
200 晶片(衬底)
202 处理炉
具体实施方式
<本发明的一实施方式>
以下，针对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是，在以下说明中使用的附图均为示意性的，附图上的各要素的尺寸关系、各要素的比率等与实际情况未必一致。另外，在多个附图相互之间，各要素的尺寸关系、各要素的比率等也未必一致。
(1)衬底处理装置的构成
本发明的优选实施方式的衬底处理装置10具备处理炉202。处理炉202具有作为加热系统(温度调节部)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支承于作为保持板的加热器基座(未示出)而垂直地安装。加热器207使用红外线来于规定温度对后述的处理室201内进行加热。
在加热器207的内侧，与加热器207呈同心圆状地配设有反应管203。反应管203由例如石英(SiO2)等耐热性材料构成，形成为上端封闭且下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方与反应管203呈同心圆状地配设有歧管(入口凸缘)209。歧管209例如由不锈钢(SUS)等金属构成，且形成为上端及下端开口的圆筒形状。歧管209的上端部构成为与反应管203的下端部卡合，支承反应管203。在歧管209与反应管203之间设置有作为密封部件的O型圈220。通过被歧管209支承于加热器基座(未示出)，反应管203成为被垂直地安装的状态。主要由反应管203和歧管209构成处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为能够通过作为衬底保持件的晶舟217在以水平姿势在垂直方向呈多层地装载的状态下收容多张作为衬底的晶片200。需要说明的是，加热器207设置为从至少供晶片200排列的晶片排列区域的一端侧至另一端侧进行加热。
在处理室201内，以贯通歧管209的侧壁的方式设置有喷嘴410、420。在喷嘴410、420上，分别连接有作为气体供给线的气体供给管310、320。如此，在处理容器(歧管209)上连接有2根喷嘴410、420和2根气体供给管310、320，能够向处理室201内供给多种气体。
在气体供给管310、320上，从上游侧起依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)312、322及作为开闭阀的阀314、324。在气体供给管310、320的比阀314、324更靠下游侧，分别连接有供给非活性气体的作为气体供给线的气体供给管510、520。在气体供给管510、520上，从上游侧起依次分别设置有作为流量控制器(流量控制部)的MFC512、522及作为开闭阀的阀514、524。
在气体供给管310、320的前端部，分别连接有喷嘴410、420。喷嘴410、420如图2所示，在反应管203的内壁与晶片200之间的俯视观察时为圆环状的空间中，以沿着反应管203的内壁的从下部到上部、朝向晶片200的装载方向而向上方竖立而延伸的方式而分别设置。即，喷嘴410、420在供晶片200排列的晶片排列区域的侧方的、水平包围晶片排列区域的区域中，以沿着晶片排列区域的方式而分别设置。即，就喷嘴410、420而言，在被搬入处理室201内的各晶片200的端部(周缘部)的侧方与晶片200的表面(平坦面)垂直地分别设置。喷嘴410、420分别构成为L字型的长喷嘴，它们的各水平部设置为贯通歧管209的侧壁，它们的各垂直部设置为，至少从晶片排列区域的一端侧向另一端侧向上方竖立，并从该一端侧延伸至该另一端侧。
在喷嘴410、420的侧面的与晶片200对应的高度(与衬底的装载区域对应的高度)上，分别设置有作为供给气体的气体供给口的多个供给孔410a(第1气体供给孔、原料气体供给孔)、420a(第2气体供给孔、氧化气体供给孔)。供给孔410a、420a以朝向反应管203的中心的方式开口，能够从晶片200的外周向晶片200的面内供给气体。供给孔410a、420a在反应管203的与存在晶片200的区域即与晶舟217相对的位置，换言之，从加热器207的下端部至上部的范围内设置有多个。
就供给孔410a、420a而言，从反应管203的下部至上部的范围内设置多个，分别具有相同的开口面积，进而以相同的开口间距设置。然而，供给孔410a、420a不限定于上述形态。例如，也可以从喷嘴410、420的下部(上游侧)朝向上部(下游侧)逐渐增大开口面积。由此，能够使从供给孔410a、420a供给的气体的流量更均匀化。
如此，在本实施方式中，经由在由反应管203的侧壁的内壁和在反应管203内排列的多张晶片200的端部(周缘部)定义的俯视观察时为圆环状的纵长空间内、即圆筒状的空间内配置的喷嘴410、420来搬送气体。并且，从分别在喷嘴410、420上开口的供给孔410a、420a，在晶片200附近向反应管203内喷出气体。并且，使反应管203内的气体的主要流动为与晶片200的表面平行的方向、即水平方向。即，多个供给孔410a、420a构成为配置于晶片200的外周，从晶片200的外周(端部)向晶片200的面内(例如中央)供给气体(侧流构成)。
从气体供给管310经由MFC312、阀314、喷嘴410向处理室201内供给包含规定元素的原料气体。从喷嘴410流出原料气体时，也可以将喷嘴410称为原料气体喷嘴。
原料气体是指气体状态的原料，例如，在常温常压下为气体状态的气体原料、将在常温常压下为液体状态液体原料气化而得到的气体等。在本说明书中使用“原料”这一用语时，有时意味着“为液体状态原料”，有时意味着“为气体状态的原料(原料气体)”、或者有时意味着上述两者。TMA、TEMAH、TEMAZ等有机系化合物是液体原料，所以使用以气化器等进行气化而形成为气体的物质作为原料气体。
从气体供给管320经由MFC322、阀324、喷嘴420向处理室201内供给作为氧化气体(氧化剂)的含氧气体。
从气体供给管510、520分别经由MFC512、522、阀514、524、气体供给管310、320、喷嘴410、420向处理室201内供给非活性气体。
从气体供给管310供给原料气体时，主要由气体供给管310、MFC312、阀314、喷嘴410构成原料气体供给系统。也能够将原料气体供给系统称为原料供给系统。
在从气体供给管320供给氧化气体时，主要由气体供给管320、MFC322、阀324、喷嘴420构成氧化气体供给系统。
主要由气体供给管510、520、MFC512、522、阀514、524构成非活性气体供给系统。
也能够将原料气体供给系统、氧化气体供给系统合称为气体供给系统。也可以考虑将非活性气体供给系统包含在气体供给系统中。
在歧管209上设置有作为对处理室201内的气氛进行排气的排气流路的排气管231。排气管231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、及作为排气阀(压力调节部)的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀243，与作为真空排气装置的真空泵246连接。APC阀243是如下构成的阀：通过在使真空泵246工作的状态下开闭阀，由此能够进行处理室201内的真空排气及真空排气停止，进而，在使真空泵246工作的状态下，基于由压力传感器245检测到的压力信息来调节阀开度，由此能够调节处理室201内的压力。主要由排气管231、APC阀243、压力传感器245构成排气系统。也可以考虑将真空泵246包含于排气系统。
在歧管209的下方，设置有可气密地封闭歧管209的下端开口的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219构成为从垂直方向下侧与歧管209的下端抵接。密封盖219例如由SUS等金属构成，形成为圆盘状。在密封盖219的上表面，设置有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O形圈220。在密封盖219的与处理室201相反的一侧，设置有使晶舟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而与晶舟217连接。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶片200旋转。密封盖219构成为通过在反应管203的外部垂直地设置的作为升降机构的晶舟升降机115而在垂直方向升降。晶舟升降机115构成为通过使密封盖219升降，能够向处理室201内外将晶舟217搬入及搬出。晶舟升降机115构成为向处理室201内外将晶舟217即晶片200进行搬送的搬送装置(搬送机构)。另外，在歧管209的下方，设置有作为炉口盖体的闸板(未示出)，在利用晶舟升降机115使密封盖219下降的期间，能够气密地封闭歧管209的下端开口。闸板(未示出)例如由SUS等金属构成，形成为圆盘状。在闸板(未示出)的上表面设置有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O型圈(未示出)。闸板(未示出)的开闭动作(升降动作、转动动作等)由闸板开闭机构(未示出)进行控制。
作为衬底支承件(衬底搭载手段)的晶舟217构成为，将多张(例如25～200张)晶片200以水平姿势、且以彼此中心对齐的状态沿垂直方向排列而将其呈多层地支承，即，使其隔开规定的间隔(晶片间间距)呈多层地排列。晶舟217例如由石英、SiC等耐热性材料构成。在晶舟217的下部呈多层地支承有例如由石英、SiC等耐热性材料构成的未示出的隔热板。利用该构成，来自加热器207的热量不易传递至密封盖219侧。但是，例如可以不在晶舟217的下部设置隔热板，而是设置有构成为由石英、SiC等耐热性材料构成的筒状的部件的隔热筒218。
在反应管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。基于由温度传感器263检测出的温度信息来调节对加热器207的通电情况，由此使处理室201内的温度达到所期望的温度分布。温度传感器263与喷嘴410、420同样地构成为L字型，沿着反应管203的内壁设置。
如图3所示，作为控制部(控制手段)的控制器121构成为具备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构成为可经由内部总线与CPU121a进行数据交换。控制器121上连接有以例如触摸面板等形式构成的输入输出装置122
存储装置121c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等构成。在存储装置121c内能够读取地保存有对衬底处理装置的动作进行控制的控制程序、记载有后述的衬底处理的步骤、条件等的工艺制程等。工艺制程是将后述的成膜处理中的各步骤以使控制器121执行并能够获得规定结果的方式组合而得到的，作为程序发挥功能。以下，也将该工艺制程、控制程序等统一简称为程序。另外，也将工艺制程简称为制程。在本说明书中使用程序这一用语的情况下，存在仅单独包含工艺制程的情况、仅单独包含控制程序的情况、或包含上述两者的情况。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读取的程序、数据等的存储区域(工作区域)。
I/O端口121d与上述MFC512、522、312、322、阀514、524、314、324、压力传感器245、APC阀243、真空泵246、温度传感器263、加热器207、旋转机构267、晶舟升降机115、闸板开闭机构(未示出)等连接。
CPU121a构成为，可从存储装置121c读取控制程序并执行，并根据来自输入输出装置122的操作命令的输入等从存储装置121c读取制程。CPU121a构成为，根据读取的制程的内容，可控制：基于MFC512、522、312、322的各种气体的流量调节动作、阀514、524、314、324的开闭动作、APC阀243的开闭动作及基于压力传感器245并利用APC阀243进行的压力调节动作、真空泵246的启动及停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调节动作、基于旋转机构267的晶舟217的旋转及旋转速度调节动作、基于晶舟升降机115的晶舟217的升降动作、基于闸板开闭机构(未示出)的闸板(未示出)的开闭动作等。
控制器121能够通过将保存在外部存储装置(例如，磁带、软盘、硬盘等磁盘，CD、DVD等光盘、MO等光磁盘，USB存储器、SSD等半导体存储器)123中的上述程序安装于计算机而构成。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读取的记录介质。以下，也将上述部件统一简称为记录介质。在本说明书中使用记录介质这一用语时，存在仅单独包含存储装置121c的情况，仅单独包含外部存储装置123的情况，或包含上述两者的情况。需要说明的是，向计算机提供程序也可以不使用该外部存储装置123而使用互联网、专用线路等通信手段进行。
(2)衬底处理工序
作为半导体器件(装置)的制造工序的一个工序，针对使用上述衬底处理装置10而在表面上形成有图案的晶片200上形成膜的顺序例，参照图4来进行说明。在以下说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器121进行控制。
在本实施方式中，晶片200为下述这样的大表面积衬底，其在表面形成有图案，且具有相对于在表面未形成图案的裸晶片的上表面的表面积而言例如为3/2倍以上，优选为10倍以上，更优选为50倍以上的上表面的表面积。即，在晶片200为圆形时，相对于晶片200的半径r而言，形成有图案的上表面的表面积例如为3πr2以上。
另外，在本实施方式中，通过将下述工序非同时地执行规定次数(n次)从而在晶片200上形成包含规定元素的氧化膜(以下，存在简称为氧化膜的情况)：
将多个晶片200被以装载的状态收容的处理室201于规定温度进行加热，并从开口于喷嘴410的多个供给孔410a向处理室201供给包含规定元素的气体作为原料气体的工序；和
从开口于喷嘴420的多个供给孔420a供给氧化气体的工序。
在本说明书中使用“晶片”这一用语时，有时意味着晶片本身、有时意味着晶片和在其表面形成的规定的层、膜的层叠体。在本说明书中使用“晶片的表面”这一用语时，有时意味着晶片本身的表面、有时意味着在晶片上形成的规定的层等的表面。在本说明书中记载为“在晶片上形成规定的层”时，有时意味着在晶片本身的表面上直接形成规定的层、有时意味着在晶片上形成有的层等之上形成规定的层。在本说明书中使用“衬底”这一用语时，也与使用“晶片”这一用语时是同义的。
(晶片填充·晶舟装载)(步骤S101、S102)
将多张晶片200装填(晶片填充)至晶舟217(步骤S101)。利用闸板开闭机构(未示出)使闸板移动，使歧管209的下端开口开放(闸板打开)。然后，如图1所示，收容有多张晶片200的晶舟217由晶舟升降机115抬升而搬入至处理室201内(晶舟装载)(步骤S102)。在该状态下，密封盖219成为介由O型圈220而将歧管209的下端密封的状态。
(压力·温度调节)(步骤S103)
通过真空泵246进行真空排气，以使处理室201内、即，晶片200存在的空间成为所期望的压力(真空度)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测定，基于该测定出的压力信息，对APC阀243进行反馈控制(压力调节)。真空泵246至少在对晶片200的处理结束之前的期间维持总是工作的状态。另外，处理室201内由加热器207加热至成为所期望的温度。此时，以使处理室201内达到所期望的温度分布的方式，基于温度传感器263检测到的温度信息而反馈控制向加热器207的通电量(温度调节)。基于加热器207对处理室201内的加热至少在直至对晶片200处理完成为止的期间持续进行。接下来，利用旋转机构267开始晶舟217及晶片200的旋转。利用旋转机构267的晶舟217及晶片200的旋转至少在对晶片200的处理完成为止的期间持续进行。
(成膜工序)(步骤S110)
然后，依次将原料气体供给步骤(步骤S111)、残余气体除去步骤(步骤S112)、氧化气体供给步骤(步骤S113)、残余气体除去步骤(步骤S114)非同时地执行规定次数。
〔原料气体供给步骤〕(步骤S111)
打开阀314，使原料气体流向气体供给管310。原料气体由MFC312进行流量调节，并从开口于喷嘴410的供给孔410a被供给至对晶片200。即晶片200暴露在原料气体中。从供给孔410a供给的原料气体从排气管231被排气。与此同时，打开阀514，使非活性气体作为载气而流入气体供给管510内。非活性气体由MFC512进行流量调节，并与原料气体一起从喷嘴410的供给孔410a被供给至处理室201内，从排气管231被排气。
需要说明的是，作为非活性气体，例如能够使用氮(N2)气体、氩(Ar)气体、氦(He)气体、氖(Ne)气体、氙(Xe)气体等稀有气体。作为非活性气体，能够使用这些之中1以上。这一点在后述的各步骤中也是相同的。
另外，为了防止原料气体侵入喷嘴420(防止逆流)，打开阀524，使非活性气体流向气体供给管520内。非活性气体经由气体供给管520、喷嘴420被供给(吹扫)至处理室201内，并从排气管231被排气。
此时，适当地调节APC阀243，将处理室201内的压力例如设为1～1000Pa，优选为1～100Pa，更优选为10～50Pa范围内的压力。需要说明的是，在本说明书中，作为数值范围，例如记载为1～1000Pa时，意味着1Pa以上且1000Pa以下。即，在数值范围内包含1Pa及1000Pa。不仅为压力，对于流量、时间、温度等记载于本说明书的全部数值也是相同的。由MFC312控制的原料气体的供给流量例如设为10～2000sccm，优选设为50～1000sccm，更优选设为100～500sccm范围内的流量。由MFC512控制的非活性气体的供给流量例如设为1～30slm，优选设为1～20slm，更优选设为1～10slm范围内的流量。对晶片200供给原料气体的时间例如设为1～60秒，优选设为1～20秒，更优选设为2～15秒的范围内。
加热器207进行加热，以使得晶片200的温度例如达到室温～450℃，优选为350～420℃范围内的规定温度。在小于350℃的情况下，有可能无法得到由氧化气体带来的实用的氧化速度，在420℃以上的情况下，有可能因原料气体的热分解等而导致成膜处理的阶梯覆盖率下降。通过设为350℃以上且420℃以下，可以容易地在维持阶梯覆盖率的同时得到实用的氧化速度。温度越高，在后述的氧化气体供给步骤(步骤S113)中使用的氧化气体(尤其是O3气体)的失活速度越大，因此晶片200的温度优选设为450℃以下。
作为原料气体，例如于上述条件下向处理室201内供给含有铝(Al)作为规定元素的气体，由此在晶片200的最外表面上，形成作为第1层的含Al层。对于含Al层而言，除了Al层以外，可包含在原料气体中所含的碳(C)及氢(H)。含Al层通过在晶片200的最外表面上物理吸附原料气体、或化学吸附原料气体的一部分所分解而成的物质，并通过原料气体热分解而堆积Al等来形成。即，含Al层可以是原料气体、原料气体的一部分所分解而成的物质的吸附层(物理吸附层、化学吸附层)，也可以是Al的堆层叠(Al层)。
另外，作为原料气体，例如能够使用作为包含Al作为规定元素的气体的三甲基铝((CH3)3Al，TMA)气体等有机系含Al气体。另外，作为含Al气体，能够使用氯化铝(AlCl3)气体等卤素系含Al气体。另外，能够使用包含其他金属元素作为规定元素的气体。例如，作为原料气体，能够使用作为包含铪(Hf)的气体的四乙基甲基氨基铪([(CH3)(C2H5)N]4Hf，TEMAH)气体等有机系含Hf气体、氯化铪(HfCl4)气体等卤素系含Hf气体。另外，例如，作为原料气体，能够使用作为包含锆(Zr)的气体的四乙基甲基氨基锆((NCH3C2H5)4，TEMAZ)气体等有机系含Zr气体、氯化锆(ZrCl4)气体等卤素系含Zr气体。此外，作为原料气体，能够使用包含将钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)等金属元素或硅(Si)等半导体元素作为规定元素的气体。
〔残余气体除去步骤〕(步骤S112)
在含Al层形成后，关闭阀314，停止原料气体的供给。此时，APC阀243保持打开状态，利用真空泵246对处理室201内进行真空排气，将残留于处理室201内的未反应或对含Al层形成做出贡献后的原料气体从处理室201内排除。阀514、524在打开的状态下维持向处理室201内供给非活性气体。非活性气体作为吹扫气体发挥作用，能够提高将残留在处理室201内的未反应或对含Al层形成做出贡献后的原料气体从处理室201内排除的效果。需要说明的是，来自阀514、524的非活性气体可以在残余气体除去步骤期间始终持续流动，也可以间歇地(脉冲性地)供给。
〔氧化气体供给步骤〕(步骤S113)
在将处理室201内的残余气体除去后，打开阀324，使作为氧化气体(反应气体)的含氧气体流入气体供给管320内。氧化气体由MFC322进行流量调节，从喷嘴420的供给孔420a被供给至处理室201内的晶片200，并从排气管231被排气。即，晶片200暴露在氧化气体中。此时，打开阀524，使非活性气体流入气体供给管520内。非活性气体由MFC522进行流量调节，与氧化气体一起被供给至处理室201内，并从排气管231被排气。此时，为了防止氧化气体侵入喷嘴410内(防止逆流)，打开阀514，使非活性气体流向气体供给管510内。非活性气体经由气体供给管510、喷嘴410被供给(吹扫)至处理室201内，并从排气管231被排气。
此时，适当地调节APC阀243，将处理室201内的压力例如设为1～1000Pa，优选设为1～100Pa，更优选为设10～40Pa范围内的压力。将由MFC322控制的氧化气体的供给流量例如设为5～40slm，优选设为5～30slm，更优选设为10～20slm范围内的流量。其他处理条件设为与上述原料气体供给步骤同样的处理条件。
作为氧化气体，能够使用氧(O2)气体、臭氧(O3)气体、等离子激发的O2(O2 *)气体、O2气体+氢(H2)气体、水蒸气(H2O气体)、过氧化氢(H2O2)气体、一氧化二氮(N2O)气体、一氧化氮(NO)气体、二氧化氮(NO2)气体、一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO2)气体等含氧(O)气体等。作为氧化气体，能够使用这些之中1以上。
此时，流入处理室201内的气体仅为氧化气体与非活性气体。氧化气体与在原料气体供给步骤中形成在晶片200上的含Al层的至少一部分进行反应。第1层即含Al层被氧化，形成包含Al和O的铝氧化层(Al氧化层)作为金属氧化层。即，含Al层被改性为Al氧化层。
〔残余气体除去步骤〕(步骤S114)
在形成Al氧化层后，关闭阀324，停止氧化气体的供给。此时，APC阀243保持打开状态，阀514、524在打开的状态下维持向处理室201内供给非活性气体(吹扫)，通过与原料气体供给步骤后的残余气体除去步骤同样的处理步骤，将残留在处理室201内的未反应或者对Al氧化层的形成做出贡献后的氧化气体、反应副产物从处理室201内排除。
〔实施规定次数〕(步骤S115)
通过将依次进行上述原料气体供给步骤、残余气体除去步骤、氧化气体供给步骤、残余气体供给步骤的循环非同时地执行1次以上(规定次数)，由此在晶片200上形成包含规定元素即Al的氧化膜(Al氧化膜)。该循环的次数可根据最终形成的氧化膜中需要的膜厚进行适当选择，该循环优选重复多次。氧化膜的厚度(膜厚)例如设为0.1～150nm，优选设为0.1～10nm。通过设为150nm以下，能够减小表面粗糙度，通过设为0.1nm以上，能够抑制起因于与基底膜的应力差的膜剥离的发生。
(后吹扫·大气压恢复)(步骤S121、S122)
如果成膜工序完成，则打开阀514、524，从气体供给管310、320的各自向处理室201内供给非活性气体，并从排气管231进行排气。非活性气体作为吹扫气体发挥作用，将残留于处理室201内的气体、反应副产物从处理室201内除去(后吹扫)(步骤S121)。然后，处理室201内的气氛被置换为非活性气体(非活性气体置换)，处理室201内的压力恢复到常压(大气压恢复)(步骤S122)。
(晶舟卸载·晶片取出)(步骤S123、S124)
然后，通过晶舟升降机115使密封盖219下降，歧管209的下端开口，并且处理完的晶片200在被晶舟217支承的状态下从歧管209的下端被搬出至反应管203的外部(步骤S123)。然后，移动闸板(未示出)，歧管209的下端开口经由O型圈(未示出)由闸板(未示出)密封。处理完的晶片200被搬出至反应管203的外部后，从晶舟217取下(步骤S124)。
本申请的发明人发现，在上述氧化气体供给步骤(步骤S113)中，在向晶片200供给氧化气体的时间短的情况下，在晶片200上以凸形状(晶片中央的膜厚与比晶片中央靠外侧的膜厚相比相对大的分布)形成氧化膜，通过将向晶片200供给氧化气体的时间延长，在晶片200上形成的氧化膜从凸形状向成为凹形状(晶片中央的膜厚与比晶片中央靠外侧的膜厚相比相对小的分布)的方向变化。并且，本申请的发明人发现，其结果是，通过将对晶片200供给氧化气体的时间进行控制，能够对在表面形成有图案的晶片上形成的氧化膜的膜厚分布进行控制，提高膜厚面内均匀性。
这里，形成有图案的晶片(即图案晶片)与未形成图案晶片(即裸晶片)相比，表面积大，因此气体的消耗量大。另外，在上述衬底处理装置10中，多个晶片200以规定间隔在晶舟217上呈多层地排列，从晶片200的外周侧向面内供给气体，因此在原料气体供给步骤中，氧化气体与在晶片200上形成的含Al层的至少一部分从晶片200的外周侧起进行反应。
在对晶片200供给氧化气体的时间短的情况下，从外周侧供给的氧化气体从晶片的外周侧起被消耗，不能至晶片200的中央为止充分氧化(反应)。因此，推测虽然氧化气体与含Al层的至少一部分反应而形成氧化层，但在氧化不足的晶片中央处，由氧化不足引起在氧化层的表面多余地形成有供原料气体吸附的OH基等吸附位点，因此吸附更多的原料气体，与晶片的外周侧的膜厚相比，氧化不足的晶片中央的膜厚增加，在晶片200上以凸形状形成氧化膜。
另外，若延长对晶片200供给氧化气体的时间，则氧化不断发生，从外周侧供给的氧化气体从晶片的外周侧至中央为止进行氧化(反应)。因此，推测氧化气体与含Al层的至少一部分反应而形成氧化层时，不会形成多余的OH基等吸附位点，在晶片中央也与晶片的外周侧同样地形成氧化膜，与氧化不足的情况相比氧化膜的膜厚减小。并且，推测若氧化进一步进行而氧化层中的氧化饱和，则氧化层的基底(界面)被氧化，界面的体积增加，比晶片中央先进行氧化的晶片的外周侧的膜厚增加，在晶片200上以从凸形状变化为凹形状的方式形成氧化膜。推测由氧化不足引起的增膜尤其是在使用具有烃基(例如烷基、甲基、乙基等)的原料气体的情况下，容易显著地产生。
因此，对晶片200供给氧化气体的时间以氧化膜在晶片面内的厚度分布成为规定分布的方式进行选择。通过选择为氧化气体的供给时间变长，能够将氧化膜在晶片200面内的厚度分布以从凸形状向成为凹形状的方向进行调节。另外，通过使氧化气体供给时间设为面内膜厚分布从凸形状变为大致均匀的时间、且使得变化至凹形状的时间更短，能够使晶片的面内膜厚分布变得均匀。另外通过将氧化气体供给时间设为比面内膜厚分布变化至凹形状的时间短，能够抑制从晶片的外周进行的氧化膜的基底(界面)的氧化。
即，在存储装置121c或外部存储装置123中保存将氧化气体供给时间与氧化膜的面内膜厚分布相关联了的数据，并以使面内膜厚分布成为规定分布的方式选择氧化气体供给时间，从而执行本步骤。
换言之，以氧化膜在晶片面内的厚度分布成为规定分布的方式、以供给时间的长度与氧化膜在晶片200面内的厚度分布成为凸形状的氧化气体的供给时间相比变长的方式选择氧化气体的供给时间。另外，以氧化膜在晶片面内的厚度分布成为规定分布的方式、以供给时间的长度与氧化膜在晶片200面内的厚度分布成为凹形状的氧化气体的供给时间相比变短的方式选择氧化气体的供给时间。另外，氧化气体的供给时间的长度被选择为使氧化膜在晶片面内的厚度分布变为均匀的长度、被选择为使氧化膜在晶片200面内的厚度面内均匀性例如为10％以下的长度。这里，面内均匀性由(最大膜厚-最小膜厚)/平均膜厚算出。
另外，基于晶片200的规定间隔即晶片间间距，以氧化膜的面内的厚度分布成为规定分布的方式选择氧化气体的供给时间。晶片间间距越窄，由氧化气体的供给时间引起的面内膜厚分布的凸形状越强。因此，通过延长氧化气体的供给时间，能够使面内膜厚分布接近均匀。即，氧化气体的供给时间被选择为，晶片间间距越窄则供给时间越长。晶片间间距例如为50～3mm。晶片间间距越大，越能够提高晶片的面内膜厚均匀性，为了得到通过调节氧化气体供给时间而能够控制晶片的面内膜厚分布这一效果，优选为50mm以下。在超过50mm的情况下，有可能无法充分地得到该效果。另外，在晶片间间距小于3mm的情况下，在延长氧化气体供给时间而使面内膜厚分布从凸形状接近均匀的形状时，晶片外周侧的氧化膜厚的增大有可能先于晶片中央侧的膜厚减小而进行。因此，晶片间间距优选为3mm以上。
另外，基于晶片200的上表面的表面积，以氧化膜的面内的厚度分布成为规定分布的方式选择氧化气体的供给时间。晶片的上表面的表面积越大，由氧化气体的供给时间引起的面内膜厚分布的凸形状越强。因此，通过延长氧化气体的供给时间，能够使面内膜厚分布接近均匀。也就是说，以晶片200的上表面的表面积越大则供给时间越长的方式选择氧化气体的供给时间。
(3)由本实施方式带来的效果
根据本实施方式，可得到以下所示的一种或多种效果。
(a)能够控制在衬底上形成的氧化膜的面内膜厚分布。
(b)能够提高在衬底上形成的氧化膜的面内膜厚均匀性。
(c)作为氧化气体的供给时间，通过根据面内膜厚分布来选择时间，由此能够提高生产率。
(d)通过使面内膜厚分布均匀，能够抑制氧化膜的基底(界面)的氧化。
＜其他实施方式＞
以上，具体地说明了本发明的实施方式。但是，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可进行各种变更。
另外，在上述实施方式中，作为包含规定元素的原料气体，以使用TMA气体的例子进行了说明，但不限于此，作为包含规定元素的原料气体，能够使用具有烷基、甲基、乙基等烃基的气体。
另外，在上述实施方式中，使用形成包含Al的AlO膜作为包含规定元素的氧化膜的例子进行了说明，但不限于此，在形成硅氧化(SiO)膜、铪氧化(HfO)膜、锆氧化(ZrO)膜、钛氧化(TiO)膜、钽氧化(TaO)膜、钼氧化(MoO)膜、钨氧化(WO)膜等氧化膜来作为包含规定元素的氧化膜的情况下，也能够合适地适用。
另外，在上述实施方式中，使用从晶片200的外周朝向面内(中央)供给气体的例子进行了说明，但不限于此，从晶片200的外周经扩散而向晶片200的面内(中央)供给气体时，也能够合适地适用。
需要说明的是，用于衬底处理的制程优选根据处理内容分开地准备，经由电气通信线路、外部存储装置123而预先保存在存储装置121c内。并且，在开始衬底处理时，优选的是，CPU121a根据处理内容，从保存在存储装置121c内的多个制程中适当选择合适的制程。由此，能够由1台衬底处理装置而再现性良好地形成各种膜种类、组成比、膜质、膜厚的膜。另外，能够减轻操作者的负担，避免操作失误，并能够迅速地开始衬底处理。
上述制程不限于新作出的情况，例如，可以通过改变已经安装在衬底处理装置中的已有制程来准备。在改变制程时，可以经由电气通信线路、记录有该制程的记录介质将改变后的制程安装在衬底处理装置中。此外，还可以操作已有的衬底处理装置所具备的输入输出装置122，直接改变已经安装在衬底处理装置中的已有制程。
在使用上述衬底处理装置时，也能够以与上述实施方式同样的处理步骤、处理条件进行成膜处理，并能得到与上述实施方式同样的效果。
[实施例1]
在本实施例中，使用图1所示的衬底处理装置10，在晶舟217上，如图5所示，在使形成有图案的面处于下侧的晶片200之间，载置监测晶片300，对图4所示的顺序的氧化气体供给步骤(步骤S113)中的氧化气体的供给时间进行控制，并对分别形成在监测晶片300的上下表面的氧化膜的面内膜厚分布进行评价。形成有图案的晶片200的表面具有相对于裸晶片为其50倍的表面积。将在监测晶片300的上表面、即与晶片200的形成图案的面相对的面300A(以下，记为图案面300A)上形成的氧化膜的膜厚，设为与在形成有图案的晶片上形成的氧化膜的膜厚为同等，将在监测晶片300的下表面、即与晶片200的未形成图案的面相对的面300B(以下，记为裸面300B)上形成的氧化膜的膜厚设为与在未形成图案的裸晶片上形成的氧化膜的膜厚为同等，由此进行评价。
首先，针对晶片的表面积、晶片间的间距、氧化气体供给时间与面内膜厚分布的关系进行评价。需要说明的是，在本实施例中，作为一个例子，使用TMA气体作为原料气体，使用O3气体作为氧化气体。
图6的(A)为示出晶片间的间距P为第1距离(16mm)的在裸面300B上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图，图6的(B)为示出晶片间的间距P为第1距离的在图案面300A上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图。另外，图7的(A)为示出晶片间的间距P为第2距离(8mm)的在裸面300B上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图，图7的(B)为示出晶片间的间距P为第2距离的在图案面300A上形成的氧化膜的膜厚分布与氧化气体的供给时间的关系的图。
如图6的(A)及图7的(A)所示，对于在裸面300B上形成的氧化膜而言，面内膜厚分布大致均匀，若延长氧化气体供给时间，则以面内膜厚分布大致均匀的状态而膜厚增加。
与此相对，图6的(B)如所示，对于晶片间间距为第1距离时的在图案面300A上形成的氧化膜而言，在氧化气体的供给时间为20秒时，结果为晶片中央成为凸的凸形状的膜厚分布，在氧化气体的供给时间为50秒时，晶片中央的膜厚减小，面内膜厚分布成为接近均匀的分布。并且，若进一步延长氧化气体的供给时间，则晶片的外周侧膜厚增加而成为凹形状的膜厚分布。
另外，图7的(B)如所示，对于晶片间间距为第2距离时的在图案面300A上形成的氧化膜而言，在氧化气体的供给时间为20秒时成为凸形状的膜厚分布，在氧化气体的供给时间为50秒时晶片中央的膜厚减小，在氧化气体的供给时间为100秒时晶片中央的膜厚进一步减小，成为面内膜厚分布接近均匀的分布。并且，若进一步延长氧化气体的供给时间，则晶片的外周侧膜厚增加而成为凹形状的膜厚分布。
即，确认了根据晶片的上表面的表面积、晶片间的间距，所形成的氧化膜的面内膜厚分布不同。另外，确认了晶片的上表面的表面积越大，越能够通过延长氧化气体的供给时间而由凸形状成为面内膜厚分布接近均匀的分布，并且通过进一步延长氧化气体供给时间而变化至凹形状。另外，确认了晶片间的间距越窄，越能够通过延长氧化气体供给时间而由凸形状成为面内膜厚分布接近均匀的分布，并且通过进一步延长氧化气体供给时间而变化至凹形状。
接下来，将晶片间间距为第2距离的裸面300B与图案面300A的各自的中心处的膜厚的变化与晶片间间距为第1距离的裸面300B与图案面300A的各自的中心处的膜厚的变化进行比较。图8为示出在裸面300B与图案面300A的各自的面中心形成的氧化膜的膜厚、氧化气体的供给时间与晶片间间距P的关系的图。
如图8所示，确认了在裸面300B中心，无论晶片间间距为第2距离时还是第1距离时，通过延长氧化气体的供给时间，氧化膜都的膜厚均得到增加。另外，晶片间间距窄的晶片间间距为第2距离时的膜厚增加比晶片间间距为第1距离时的膜厚增加小。
另一方面，确认了在图案面300A中心，无论晶片间间距为第2距离时还是第1距离时，通过延长氧化气体的供给时间，氧化膜的厚度都被减小。另外，晶片间间距为第2距离时的晶片中心处的膜厚比晶片间间距为第1距离时的晶片中心处的膜厚大，若将氧化气体的供给时间延长至150秒左右，则晶片间间距宽的晶片间间距为第1距离时的晶片中心处的膜厚与晶片间间距为第2距离时的晶片中心处的膜厚相比变大。即，确认了在晶片间间距宽的情况下，通过氧化的进行而使得膜厚增加。
即，确认了在形成有图案的晶片中心，由氧化不足而变为凸形状，若通过延长氧化气体的供给时间而进行氧化，则晶片中心的膜厚减小，但若通过延长氧化气体的供给时间、氧化进一步进行，则膜厚增加。
接下来，将从晶片的中心直至150mm的位置(晶片端部)的膜厚凸量(0-150)、从晶片的中心直至100mm的位置的膜厚凸量(0-100)、与氧化气体的供给时间的关系进行比较。图9为示出从晶片的中心直至150mm的膜厚凸量、从晶片的中心直至100mm的膜厚凸量、与氧化气体的供给时间的关系的图。
如图9所示，对于从晶片的中心直至端部的膜厚之差即膜厚凸量(0-150)而言，在氧化气体的供给时间为20秒时为约
Figure BDA0003268601290000211
并且，若延长氧化气体的供给时间，则膜厚凸量变小，在氧化气体的供给时间在100秒时，膜厚凸量变为接近0。并且，氧化气体的供给时间在150秒时，膜厚凸量变为
Figure BDA0003268601290000212
另外，对于从晶片的中心直至100mm的位置的膜厚之差即膜厚凸量(0-100)而言，在氧化气体的供给时间在20秒时为约
Figure BDA0003268601290000213
并且，若延长氧化气体的供给时间，则膜厚凸量变小，在氧化气体的供给时间在150秒时，膜厚凸量变为约
Figure BDA0003268601290000214
即，确认了通过延长氧化气体的供给时间，氧化膜的膜厚分布从凸形状变化至凹形状。
＜本发明的优选方式＞
以下，针对本发明的优选方式进行附记。
(附记1)
根据本发明的一方式，提供半导体器件的制造方法，其中，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：
(a)针对在表面形成有图案的衬底，通过从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体，从而在前述表面形成包含前述规定元素的第1层的工序；
(b)针对前述衬底，通过从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给氧化气体，从而将前述第1层氧化，在前述表面形成包含前述规定元素的氧化层的工序，
在(b)中，选择向前述衬底供给前述氧化气体的供给时间，以使前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布成为规定分布。
(附记2)
如附记1所述的方法，优选为在(b)中，通过以前述氧化气体的供给时间变长的方式进行选择，从而将前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布从凸形状向成为凹形状的方向进行调节。
(附记3)
如附记1所述的方法，优选以与前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布变为凸形状的前述氧化气体的供给时间相比变长的方式，选择前述供给时间。
(附记4)
如附记1所述的方法，优选前述供给时间的长度被选择为使前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布变均匀的长度。
(附记5)
如附记4所述的方法，优选前述供给时间的长度被选择为使前述氧化膜在前述衬底面内的厚度面内均匀性达到规定值以下的长度。
(附记6)
如附记1所述的方法，优选以与前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布变为凹形状的前述氧化气体的供给时间相比变短的方式，选择前述供给时间。
(附记7)
如附记1所述的方法，优选在(b)中，将前述氧化气体从前述衬底的外周向中央进行供给。
(附记8)
如附记7所述的方法，优选为在(b)中，从配置于前述衬底的外周的供给口向前述衬底的中央供给前述氧化气体。
(附记9)
如附记7所述的方法，优选在(b)中，通过从前述衬底的外周经扩散而向前述衬底的面内供给前述氧化气体。
(附记10)
如附记1所述的方法，优选前述衬底由以规定间隔呈多层地排列的多个衬底构成。
(附记11)
如附记10所述的方法，优选基于前述规定间隔，以使前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布成为规定分布的方式，选择前述氧化气体的供给时间。
(附记12)
如附记11所述的方法，优选以前述规定间隔越窄则供给时间越长的方式选择前述氧化气体的供给时间。
(附记13)
如附记1所述的方法，基于前述衬底的上表面的表面积，以前述氧化膜在前述衬底面内的厚度分布成为规定分布的方式，选择前述氧化气体的供给时间。
(附记14)
如附记13所述的方法，以前述衬底的上表面的表面积越大则供给时间越长的方式选择前述氧化气体的供给时间。
(附记15)
根据本发明的其他方式提供衬底处理装置，其具有：处理室；原料气体供给系统，其针对在前述处理室内的表面形成有图案的衬底，从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体；氧化气体供给系统，其针对前述处理室内的前述衬底，从前述衬底的外周向前述衬底的面内供给氧化气体；以及控制部，其构成为能够对前述原料气体供给系统与前述氧化气体供给系统进行控制以针对前述处理室内的前述衬底进行附记1中的各处理(各工序)。
(附记16)
根据本发明的又一其他方式，提供通过计算机使衬底处理装置执行附记1中的各步骤(各工序)的程序、或记录有该程序的计算机可读取的记录介质。

Claims (20)

1.半导体器件的制造方法，其中，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：
(a)针对在表面形成有图案的所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含所述规定元素的原料气体，从而在所述表面形成包含所述规定元素的第1层的工序；
(b)针对所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体，从而将所述第1层氧化，在所述表面形成包含所述规定元素的氧化层的工序，
在(b)中，选择向所述衬底供给所述氧化气体的供给时间，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布。
2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述衬底由以规定间隔呈多层地排列的多个衬底构成，
基于所述规定间隔，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布的方式选择所述氧化气体的供给时间。
3.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，基于所述衬底的上表面的表面积，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布的方式选择所述氧化气体的供给时间。
4.衬底处理装置，其具有：
处理室；
原料气体供给系统，其针对所述处理室内的在表面形成有图案的衬底，从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体；
氧化气体供给系统，其针对所述处理室内的所述衬底，从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体；和
控制部，其构成为能够对所述原料气体供给系统和所述氧化气体供给系统进行控制以针对所述处理室内的所述衬底进行下述处理，即，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在所述衬底上形成包含所述规定元素的氧化膜：
(a)供给所述原料气体，在所述衬底的表面形成包含所述规定元素的第1层的处理；
(b)供给所述氧化气体，将所述第1层氧化，并在所述衬底的表面形成包含所述规定元素的氧化层的处理，
在(b)中，选择向所述衬底供给所述氧化气体的供给时间，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布。
5.计算机可读取的记录介质，其记录有下述程序，所述程序通过计算机使衬底处理装置针对所述衬底处理装置的处理室内的在表面形成有图案的衬底执行下述步骤，即，
通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在所述衬底上形成包含规定元素的氧化膜：
(a)从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体，从而在所述衬底的表面形成包含所述规定元素的第1层的步骤；
(b)从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体，从而将所述第1层氧化，在所述表面形成包含所述规定元素的氧化层的步骤；
在(b)中，选择向所述衬底供给所述氧化气体的供给时间，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布的步骤。
6.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(b)中，通过以所述氧化气体的供给时间变长的方式进行选择，从而将所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布从凸形状向成为凹形状的方向进行调节。
7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，以与所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布变为凸形状的所述氧化气体的供给时间相比变长的方式，选择所述供给时间。
8.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述供给时间的长度被选择为使得所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布变均匀。
9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其中，所述供给时间的长度被选择为使得所述氧化膜在所述衬底面内的厚度面内均匀性达到规定值以下。
10.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，以与所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布变为凹形状的所述氧化气体的供给时间相比变短的方式，选择所述供给时间。
11.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(b)中，将所述氧化气体从所述衬底的外周向中央进行供给。
12.如权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(b)中，从配置于所述衬底的外周的供给口向所述衬底的中央供给所述氧化气体。
13.如权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，在所述(b)中，通过从所述衬底的外周经扩散而向所述衬底的面内供给所述氧化气体。
14.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其中，所述衬底由以规定间隔呈多层地排列的多个衬底构成。
15.如权利要求14所述的半导体器件的制造方法，其中，基于所述规定间隔，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布的方式选择所述氧化气体的供给时间。
16.如权利要求14所述的半导体器件的制造方法，其中，以所述规定间隔越窄则供给时间越长的方式选择所述氧化气体的供给时间。
17.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其中，以所述衬底的上表面的表面积越大则供给时间越长的方式选择所述氧化气体的供给时间。
18.衬底处理装置，其具有：
处理室；
原料气体供给系统，其针对所述处理室内的在表面形成有图案的衬底，从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含规定元素的原料气体；
氧化气体供给系统，其针对所述处理室内的所述衬底，从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体；和
控制部，其构成为能够对所述原料气体供给系统和所述氧化气体供给系统进行控制以针对所述处理室内的所述衬底进行权利要求1中记载的各工序。
19.计算机可读取的记录介质，其记录有下述程序，所述程序通过计算机使衬底处理装置执行下述步骤，即，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：
(a)针对在表面形成有图案的所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含所述规定元素的原料气体，从而在所述表面形成包含所述规定元素的第1层的步骤；
(b)针对所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体，从而将所述第1层氧化，在所述表面形成包含所述规定元素的氧化层的步骤；和
在所述(b)中，选择向所述衬底供给所述氧化气体的供给时间，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布的步骤。
20.衬底处理方法，其中，通过将下述(a)和(b)非同时地执行规定次数从而在衬底上形成包含规定元素的氧化膜：
(a)针对在表面形成有图案的所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给包含所述规定元素的原料气体，从而在所述表面形成包含所述规定元素的第1层的工序；
(b)针对所述衬底，通过从所述衬底的外周向所述衬底的面内供给氧化气体，从而将所述第1层氧化，在所述表面形成包含所述规定元素的氧化层的工序，
在(b)中，选择向所述衬底供给所述氧化气体的供给时间，以使所述氧化膜在所述衬底面内的厚度分布成为规定分布。
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