CN114901864A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法和程序 - Google Patents

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Abstract

根据本公开提供一种技术，具有：向处理基板的处理室内搬入上述基板的工序，以及在将第一非活性气体向上述处理室内的上述基板的周缘部供给的同时，将与上述第一非活性气体不同的第二非活性气体和处理气体的混合气体向上述处理室内的上述基板的表面供给，对上述基板进行处理的工序。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法和程序
技术领域
本公开涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法和程序。
背景技术
在国际公开第2018/154823号和国际公开第2016/157401号中，作为半导体设备的一个工序，进行对处理室内的基板(晶圆)供给处理气体并在基板上形成膜的处理。
随着半导体设备的高微细化、高深层化，在晶圆中心附近会有处理气体的供给量不足，在晶圆上形成的膜的面内膜厚均匀性发生恶化的情况。上述公知文献中，为了应对该问题，供给对向气体(カウンターガス)并向晶圆中心供给处理气体来进行面内膜厚均匀性的改善。
发明内容
发明要解决的课题
本公开的目的在于不增大气体的供给量和排气量而能够进行大表面积的晶圆的处理。
用于解决课题的方法
根据本公开的一个方式，提供一种技术，具有向处理基板的处理室内搬入上述基板的工序以及在将第一非活性气体向上述处理室内的上述基板的周缘部供给的同时，将与上述第一非活性气体不同的第二非活性气体和处理气体的混合气体向上述处理室内的上述基板的表面供给，对上述基板进行处理的工序。
发明效果
根据本公开，不增大气体的供给量和排气量而能够进行大表面积的晶圆的处理。
附图说明
图1是本实施方式中的基板处理装置的概略构成图，是以纵截面来特别表示处理炉部分的图。
图2是图1的处理炉的A-A线截面图。
图3是表示图1所示的基板处理装置所具有的控制器的构成的框图。
图4是示意性地显示在使用易于扩散的第二非活性气体时晶圆上的气体分布的图。
图5是示意性地显示在使用难以扩散的第二非活性气体时晶圆上的气体分布的图。
图6是显示晶圆的中心与端侧之间的原料气体浓度的线图。
具体实施方式
＜本公开的第一实施方式＞
以下，使用图1～3对本公开的实施方式进行说明。需说明的是，以下的说明中所使用的附图均为示意图，附图中所示的各要素的尺寸关系、各要素的比率等未必与现实中一致。此外，多个附图相互之间的各要素的尺寸关系、各要素的比率等也未必一致。
基板处理装置构成为作为半导体装置(设备)的制造工序的一个工序的基板处理工序中所使用的装置的一例。该基板处理装置10具有第一非活性气体供给系统20、处理气体供给系统30和作为控制部的一例的控制器121。
(处理室)
处理炉202具有作为加热单元(加热机构)的加热器207。加热器207为圆筒形状，受到作为保持板的加热器基座(未图示)支撑而垂直安装。
在加热器207的内侧，与加热器207同心圆状地配设有构成反应容器(处理容器)的反应管203。反应管203由耐热性材料(例如石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等)构成，形成为上端闭塞下端开口的圆筒形状。处理室201构成为能够由后述的晶圆盒217将作为基板的晶圆200以水平姿态且在垂直方向上多段整列的状态收纳。
在处理室201内，喷嘴400a,400b以贯通集管209的侧壁的方式被设置。喷嘴400a,400b分别与作为气体供给线路的气体供给管410a,410b连接。这样地在反应管203中设置2种喷嘴400a,400b和2根气体供给管410a,410b，构成为能够向处理室201内供给多种气体。这里，能够通过喷嘴400a供给处理气体和以对于该处理气体为非活性的状态(不反应的条件下)供给的作为载流气体的非活性气体(以后，称为第二非活性气体)的混合气体，能够通过喷嘴400b供给与第二非活性气体不同的非活性气体(以后，称为第一非活性气体)。即，构成为能够供给处理气体、第一非活性气体、第二非活性气体的3种气体。喷嘴400b在处理室201的周方向上夹着喷嘴400a而配置。需说明的是，也可以构成为供给4种以上的气体。
但是，本实施方式的处理炉202不限定于上述形态。例如，也可以在反应管203的下方设置支撑反应管203的金属制集管，各喷嘴贯通集管的侧壁而设置。这种情况下，也可以在集管中进一步设置后述的排气管231。即使这种情况下，排气管231也可以不设置在集管中而设置在反应管203的下部。这样，也可以由金属制成处理炉202的炉口部，在该金属制的炉口部安装喷嘴等。
喷嘴400a,400b构成为L字型的长喷嘴，设置成其水平部贯通集管209的侧壁。喷嘴400a,400b的垂直部设置在反应管203的内壁与晶圆200之间的形成的圆环状空间中，以沿着反应管203的内壁向着上方(晶圆200的堆载方向的上方)竖立的方式(即，从晶圆排列区域的一端侧向着另一端侧竖立的方式)来设置。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内，沿着晶圆排列区域设置喷嘴400a,400b。
喷嘴400a,400b的垂直部例如分别设置2个。其垂直部可以为U型管的上升部和下降部，也可以是各自独立的管。在喷嘴400a的垂直部为各自独立的管时，该垂直部从气体供给管410a分支并连接。同样地，在喷嘴400b的垂直部为各自独立的管时，该垂直部从气体供给管410b分支并连接。
需说明的是，也可以是2个喷嘴400a中的一个用于供给处理气体，另一个用于供给第二非活性气体。此外，喷嘴400a的垂直部也可以是1个。此外，图2中，俯视时的喷嘴400a,400b的配置是对称的，但配置也可以为不对称。
在喷嘴400a的侧面设置有供给(喷出)混合气体的气体供给孔401a。气体供给孔401a向着处理室201内的晶圆200表面的例如中央部(反应管203的中心侧)开口。该气体供给孔401a从反应管203的下部直至上部设置多个，分别具有相同的开口面积，进而以相同的开口间距设置。但是，气体供给孔401a不限定于上述形态。例如，也可以从反应管203的下部向着上部渐渐增大开口面积。由此，能够使从气体供给孔401a供给的气体的流量均匀化。
此外，在喷嘴400b的侧面设置供给(喷出)气体的气体供给孔401b。具体地，气体供给孔401b向着处理室201内的晶圆200的周缘部开口。该气体供给孔401b从反应管203的下部直至上部设置多个，分别具有相同的开口面积，进而以相同的开口间距设置。但是，气体供给孔401b不限定于上述形态。例如，也可以从反应管203的下部向着上部渐渐增大开口面积。由此，能够使从气体供给孔401b供给的气体的流量均匀化。
这样地，本实施方式中的气体供给方法中，经由配置在由反应管203的内壁和多枚晶圆200的端部定义的圆环状纵长空间内，即，圆筒状的空间内的喷嘴400a,400b来输送气体。而且，在最开始从在喷嘴400a,400b分别开口的气体供给孔401a,401b在晶圆200的附近向反应管203内喷出气体，使反应管203内气体的主体流动为与晶圆200表面的平行方向，即水平方向。通过这样的构成，具有以下效果：能够均匀地向各晶圆200供给气体，能够使在各晶圆200上形成的薄膜的膜厚均匀化。需说明的是，流过各晶圆200表面上的气体即反应后的残留气体(残存气体)向着排气口即后述的排气管231的方向流动，该残存气体的流动方向由排气口的位置来适宜确定，不限于垂直方向。
(第一非活性气体供给系统)
第一非活性气体供给系统20是设置在处理基板的处理室201内、向着处理室201中的晶圆200的周缘部供给第一非活性气体的例如喷嘴400b。喷嘴400b与作为第一非活性气体供给线路的气体供给管410b等连接。在气体供给管410b中，从上游侧开始依次设置例如作为流量控制装置的质量流量控制器(MFC)412b和作为开关阀的阀门413b。
从气体供给管410b经由MFC412b、阀门413b、喷嘴400b向处理室201内供给作为第一非活性气体的例如氮(N2)气体。从气体供给管410b供给的第一非活性气体在后述基板处理工序中作为吹扫气体或稀释气体来发挥作用。
第一非活性气体供给系统20主要由气体供给管410b、MFC412b、阀门413b构成。也可以考虑将喷嘴400b纳入第一非活性气体供给系统20。由于第一非活性气体也可以作为吹扫气体来发挥作用，因而也可以将第一非活性气体供给系统20称为吹扫气体供给系统。
(处理气体供给系统)
处理气体供给系统30设置在处理室201内且在基板的周方向上与第一非活性气体供给系统20相距预定距离，并且用于通过喷嘴400a将处理气体和与第一非活性气体不同的第二非活性气体的混合气体供给至处理室201内的晶圆200表面，处理气体供给系统30例如是喷嘴400a。喷嘴400a配置为在处理室201的周方向上与2个喷嘴400b分开预定距离，并夹着该喷嘴400b。
喷嘴400a与气体供给管410a等连接。在气体供给管410a中的第二非活性气体供给线路中，从上游侧开始依次设置例如作为流量控制装置的质量流量控制器(MFC)412a和作为开关阀的阀门413a,416a。
作为第二非活性气体，按照分子量、易于扩散的顺序，能够使用例如氢气体、氦气体、氮气体(N2)、氩气体。此外，第二非活性气体可以是惰性气体。例如，第二非活性气体可以选自由He气体、Ne气体、Ar气体、Kr气体、Xe气体组成的组。进而，第二非活性气体可以对应于晶圆200的表面积来选择。
第二非活性气体还可以由与第一非活性气体相比扩散系数不同的气体构成。例如，第二非活性气体可以由比第一非活性气体扩散系数大的气体构成。
处理气体供给系统30可以构成为能够对应于处理条件来选择第二非活性气体。此外，处理气体供给系统30还可以构成为能够对应于第二非活性气体的种类来调整晶圆200表面的处理气体浓度。
还可以使第二非活性气体的分子量与上述第一非活性气体的分子量不同。例如，第二非活性气体可以选择与第一非活性气体的分子量相比分子量小的气体。
第二非活性气体的流量可以设定为比处理气体的流量大。此外，第二非活性气体的流量也可以设定为比处理气体的流量和第一非活性气体的流量大。
在气体供给管410a中的阀门413a与阀门416a之间，连接作为处理气体供给线路的气体供给管410c的下游端。处理气体与第二非活性气体在该部分合流。在气体供给管410c中，从上游侧开始依次设置MFC412c、作为开关阀的阀门413c、气化器414c、阀门415a。
从气体供给管410c经由MFC412c、阀门413c、气化器414c、阀门415a、喷嘴400a向处理室201内供给作为处理气体即原料气体(原料)的含有金属元素的含金属气体。作为含金属气体，例如，是含有Al、Ti、Hf、Zr、Ta、Mo、W等金属元素的原料气体。作为原料气体，在不使用液体原料、固体原料而使用常温常压下为气体状态的原料时，则不需要气化器414c等进行气化或升华的系统。
本说明书中在使用“原料”术语时，包括“液体状态的液体原料”的含义的情形、“气体状态的原料气体”的含义的情形，也包括其两者的含义的情形。
处理气体供给系统30主要由气体供给管410a,410c、MFC412a,412c、阀门413a,413c,415a,416a、气化器414c构成。也可以考虑将喷嘴400a纳入处理气体供给系统30。处理气体供给系统30也可以简称为气体供给系统。
在从气体供给管410c流过上述那样的作为原料气体的含金属气体时，主要由气体供给管410c、MFC412c、阀门413c、气化器414c、阀门415a构成作为原料气体供给系统的含金属气体供给系统。也可以考虑将喷嘴400a纳入原料气体供给系统。
(排气系统)
在反应管203中设置对处理室201内的气氛进行排气的排气管231。经由检测处理室201内压力的作为压力检测器(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(Auto Pressure Controller，压力自动调节器)阀门243，将作为真空排气装置的真空泵246与排气管231连接。APC阀门244是如下构成的阀门，即，通过在使真空泵246工作的状态下开关阀，从而能够进行处理室201内的真空排气和停止真空排气，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开度，从而调节处理室201内的压力。排气系统主要由排气管231、APC阀门243、压力传感器245构成。也可以考虑将真空泵246纳入排气系统。
在反应管203的下方，设置能够将反应管203的下端开口气密地闭塞的作为炉口盖体的密封帽219。密封帽219构成为从垂直方向的下侧与反应管203的下端抵接。密封帽219例如由SUS等金属材料构成，形成为圆盘状。在密封帽219的上表面，设置与反应管203的下端抵接的作为密封构件的O型圈220。在密封帽219的与处理室201的相反侧，设置使后述的晶圆盒217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封帽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。密封帽219构成为通过在反应管203的外部垂直设置的作为升降机构的晶圆盒升降机115而在垂直方向上升降。晶圆盒升降机115构成为通过使密封帽219升降而将晶圆盒217搬入处理室201内和搬出处理室201外。即，晶圆盒升降机115构成为将晶圆盒217即晶圆200搬入处理室201内和搬出处理室201外的搬送装置(搬送机构)。
作为基板支撑件的晶圆盒217构成为能够将多枚(例如25～200枚)晶圆200以水平姿态且相互中心对齐的状态在垂直方向上整列地多段支撑，即，隔着间隔而排列。晶圆盒217例如由石英、SiC等耐热材料构成。在晶圆盒217的下部，由例如石英、SiC等耐热材料构成的隔热板218以水平姿态被多段地支撑。通过这样的构成，来自加热器207的热难以传导到密封帽219侧。但是，本实施方式不限定于上述形态。例如，也可以在晶圆盒217的下部不设置隔热板218，而设置由石英、SiC等耐热性材料形成的作为筒状构件而构成的隔热筒。
在反应管203内设置作为温度检测器的温度传感器263，基于由温度传感器263检测的温度信息来调整对加热器207的通电量，能够使处理室201内的温度达到所希望的温度分布。温度传感器263与喷嘴400a,400b同样地构成为L字型，沿着反应管203的内壁设置。
(控制器)
如图3所示，控制器121构成为具有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory，随机储存器)121b、存储装置121c和I/O接口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O接口121d构成为能够经由内部总线与CPU121a进行数据交换。例如作为触摸面板等而构成的输入输出装置122与控制器121连接。
存储装置121c例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。在存储装置121c内储存着控制基板处理装置的动作的控制程序、记载了后述基板处理的过程、条件等的制程配方等，并能够读出。制程配方是将后述基板处理工序中的各过程进行组合以使得由控制器121来执行并得到预定结果，作为程序来发挥功能。以下，将制程配方、控制程序等简单地总称为程序。本说明书中在使用“程序”的术语时，包括仅为单独制程配方的情形，包括仅为单独控制程序的情形，也包括其两者的情形。此外，RAM121b构成为将由CPU121a读出的程序、数据等临时保存的存储区域(工作区域)。
I/O接口121d与上述MFC412a,412b、阀门413a～413c,415a,416a、气化器414c、APC阀门243、压力传感器245、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、晶圆盒升降机115等连接。
CPU121a构成为从存储装置121c读出控制程序并执行，同时对应来自输入输出装置122的操作指令的输入等，从存储装置121c读出制程配方。CPU121a还构成为能够按照读出的制程配方控制MFC412a,412b的各种气体的流量调整动作、阀门413a～413c,415a,416a的开关动作、气化器414c的气化动作、APC阀门243的开关动作和由APC阀门243基于压力传感器245进行的压力调整动作、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、真空泵246的起动和停止、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、由晶圆盒升降机115进行的晶圆盒217的升降动作等。
控制器121能够通过将存储在外部存储装置(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、存储卡等半导体存储器)123中的上述程序安装到计算机中来构成。存储装置121c、外部存储装置123作为计算机可读的记录介质而构成。以下，将这些简单地总称为记录介质。本说明书中在使用“记录介质”的术语时，包括仅为单独的存储装置121c的情形，包括仅为单独的外部存储装置123的情形，或者包括其两者的情形。需说明的是，向计算机提供程序，也可以不使用外部存储装置123而利用互联网、专线等通信方式来进行。
(程序)
本实施方式中的程序是具有第一非活性气体供给系统20、处理气体供给系统和控制器121的基板处理装置10所执行的程序，所述第一非活性气体供给系统20设置在处理晶圆200的处理室201内并向处理室201内的晶圆200的周缘部供给第一非活性气体，所述处理气体供给系统设置在处理室201内并在晶圆200的周方向上与第一非活性气体供给系统20相距预定距离，并且向晶圆200表面供给与第一非活性气体不同的第二非活性气体和处理气体的混合气体，所述控制器121控制处理气体供给系统和第一非活性气体供给系统20以供给混合气体和第一非活性气体来对晶圆200进行处理；本实施方式中的程序是通过计算机使基板处理装置10执行以下过程的程序：将晶圆200搬入处理室201的过程，在将第一非活性气体向处理室201内的晶圆200的周缘部的周缘部供给的同时将混合气体向处理室201内的晶圆200表面供给，对晶圆200进行处理的过程。
(2)基板处理工序(成膜工序)
接下来，对作为半导体装置(设备)的制造工序的一个工序的基板处理工序进行说明。本实施方式中的半导体装置的制造方法具有：向处理作为基板的一例的晶圆200的处理室201内搬入该晶圆200的工序；和在将第一非活性气体向处理室201内的晶圆200的周缘部供给的同时，将与第一非活性气体不同的第二非活性气体和处理气体的混合气体向处理室201内的晶圆200表面供给并对晶圆200进行处理的工序。
这些工序使用上述的基板处理装置10的处理炉202来执行。以下的说明中，构成基板处理装置10的各部的动作由控制器121来控制。
本说明书中，所谓“将处理(或者称为工序、循环、步骤等)进行预定次数”，是将该处理等进行1次或多次的意思。即，是将处理进行1次以上的意思。图4显示将各处理(循环)重复n个循环的例子。n的值对应于最终形成的膜中所必需的膜厚来适宜选择。即，进行上述各处理的次数对应于作为目标的膜厚来确定。
需说明的是，本说明书中，在使用“晶圆”的术语时，包括“晶圆自身”的含义的情形、“晶圆与在其表面形成的预定的层、膜等的层叠体(集合体)”的含义的情形(即，将在表面形成的规定的层、膜等包括在内而称为晶圆的情形)。此外，本说明书中在使用“晶圆表面”的术语时，包括“晶圆自身的表面(露出面)”的含义的情形、“在晶圆上形成的预定的层、膜等的表面，即，作为层叠体的晶圆的最外表面”的含义的情形。
因此，本说明书中在记载为“对晶圆供给预定气体”时，包括“对晶圆自身的表面(露出面)直接供给预定气体”的含义的情形、“对在晶圆上形成的层、膜等，即作为层叠体的晶圆的最外表面供给预定气体”的含义的情形。此外，本说明书中在记载为“在晶圆上形成预定的层(或膜)”时，包括“在晶圆自身的表面(露出面)上直接形成预定的层(或膜)”的含义的情形、“在晶圆上形成的层、膜等上，即作为层叠体的晶圆的最外表面上形成预定的层(或膜)”的含义的情形。
需说明的是，本说明书中在使用“基板”的术语时与使用“晶圆”的术语时的情形相同，这种情况下，可以考虑将上述说明中的“晶圆”替换为“基板”。。
此外，本说明书中使用的金属膜的用语的意思是由含有金属原子的导电性物质构成的膜，其中包括导电性的金属氮化膜(金属氮化物膜)、导电性的金属氧化膜(金属氧化物膜)、导电性的金属氮氧化膜(金属氮氧化物膜)、导电性的金属复合膜、导电性的金属合金膜、导电性的金属硅化膜(金属硅化物膜)、导电性的金属碳化膜(金属碳化物膜)、导电性的金属碳氮化膜(金属碳氮化物膜)等。
(晶圆装载和晶圆盒搭载)
将多枚晶圆200装填于晶圆盒217(晶圆装载)，然后，如图1所示，支撑着多枚晶圆200的晶圆盒217由晶圆盒升降机115抬升并搬入到处理室201内(晶圆盒搭载)。在该状态下，密封帽219成为经由O型圈220将反应管203的下端开口闭塞的状态。
(压力调整和温度调整)
由真空泵246进行真空排气，使得处理室201内，即存在晶圆200的空间达到所希望的压力(真空度)。这时，处理室201内的压力由压力传感器245测定，并基于该测定的压力信息对APC阀门243进行反馈控制(压力调整)。真空泵246至少在对晶圆200的处理结束前的期间维持持续工作的状态。此外，由加热器207进行加热，使得处理室201内达到所希望的温度。这时，基于温度传感器263检测的温度信息对加热器207的通电量进行反馈控制，使得处理室201内达到所希望的温度分布(温度调整)。由加热器207进行的处理室201内的加热至少在对晶圆200的处理结束前的期间持续进行。接下来，由旋转机构267使晶圆盒217和晶圆200开始旋转。由旋转机构267进行的晶圆盒217和晶圆200的旋转至少在对晶圆200的处理结束前的期间持续进行。
(成膜工序)
接下来，在图4、图5中，对于在向晶圆200的周缘部供给第一非活性气体的同时向基板的表面供给混合气体并对晶圆200进行处理的工序进行说明。图4是示意性地显示在供给处理气体(气体A)、第二非活性气体(气体B)和第一非活性气体(气体C)时晶圆200上的气体分布的图。
图4中，由于第二非活性气体(气体B)的分子量小，易于扩散，因此在向晶圆200表面供给混合气体时，混合气体中的第二非活性气体(气体B)扩散并向第一非活性气体(气体C)中混入。由此，晶圆200中央部的第二非活性气体(气体B)的浓度降低。另一方面，由于处理气体和第一非活性气体的扩散速度慢，因此在晶圆200的中央部会残留处理气体(气体A)。因此，能够提高晶圆200中央部的处理气体(气体A)的浓度。在使用分子量最小的氢气体来作为第二非活性气体时，尤其能够提高晶圆200中央部的处理气体的浓度。
图5是示意性地显示在供给处理气体、第二非活性气体和第一非活性气体时晶圆200上的气体分布的图。
图5中，由于第二非活性气体(气体B)的分子量大，难以扩散，因此在向晶圆200表面供给混合气体时，混合气体中的第二非活性气体(气体B)不太扩散而残留在晶圆200的中央部。如上所述，处理气体(气体A)也残留在晶圆200的中央部，因而晶圆200中央部的处理气体(气体A)的浓度变化小。
这样地，通过选择第二非活性气体(气体B)，能够增加或降低晶圆200中央部的处理气体(气体A)的浓度。因此，也可以在处理气体供给系统30中设置多个第二非活性气体的供给管，以能够适当地选择第二非活性气体。
需说明的是，由于第二非活性气体使用与第一非活性气体不同的气体，因此在第一非活性气体使用氮气时，作为第二非活性气体，使用例如氢气、氦气或氩气。
在此，图6是显示在晶圆200的中心与端侧之间的原料气体浓度的线图。其显示出处理气体即原料气体的浓度与第二非活性气体的种类如何关联。需说明的是，气体a的分子量最小，气体b、气体c的分子量渐渐变大，气体e的分子量最大。如图6所示可知，有第二非活性气体的分子量越小则晶圆200中心的原料气体浓度越高的倾向。另一方面，晶圆200端侧的原料气体浓度降低，与气体种类无关。因此，本实施方式中，通过将第一非活性气体，例如N2供给至晶圆200的端部，在抑制原料气体的扩散的同时调整晶圆200上的膜厚均匀性。
(4)本实施方式的效果
近年来，随着晶圆的多层化，所需的气体量也增加。在从晶圆的旁边供给气体时，可以认为随着从空白晶圆向多层化发展，晶圆上的气体分压会下降。这时，对于晶圆中央与边缘的气体分压的差(Wafer In Wafer，称为WiW)，也有降低的倾向，可以认为是向晶圆中央的气体供给变少。对于分压的降低，虽然能够通过延长处理时间来控制，但对于WiW，由于由晶圆和气体流动来确定，因而不易控制。根据本实施方式，对于该WiW也能够容易地控制。另外，由此还能控制在多层化晶圆中的WiW的降低。
由于即使不增加处理气体的流量也能控制晶圆200的面内的分压，因而能够控制气体消耗量的增加。
＜其他实施方式＞
本公开不限定于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以进行变更。例如，第一非活性气体不仅供给至晶圆200的端部，也可以供给至晶圆200与反应管203之间，此外，例如，也可以设置多个供给第一非活性气体的管。
上述实施方式也能够合适地适用在形成含有金属元素铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、钴(Co)、钇(Y)、钌(Ru)、铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)、钼(Mo)、硅(Si)等元素的氮化膜、氧化膜、碳化膜、硼化膜的任一种膜或这些的复合膜的情况。
在形成含有上述元素的膜时，作为原料气体，可以使用含铪(Hf)气体、含钽(Ta)气体、含钨(W)气体、含钴(Co)气体、含钇(Y)气体、含钌(Ru)气体、含铝(Al)气体、含钛(Ti)气体、含锆(Zr)气体、含钼(Mo)气体、含硅(Si)气体等。
此外，上述实施方式中，作为第一非活性气体，以使用N2气体为例进行了说明，但不限于此，可以使用Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等惰性气体。
上述实施方式、各变形例、各应用例等可以适当组合来使用。此外，此时的处理条件可以是与例如上述实施方式同样的处理条件。
用于形成这些各种薄膜的制程配方(记载着处理过程、处理条件等的程序)优选根据基板处理的内容(要形成的薄膜的膜种、组成比、膜质、膜厚、处理过程、处理条件等)分别单独准备(准备多个)。而且，优选在开始基板处理时，根据基板处理的内容，从多个制程配方中适宜选择合适的制程配方。具体而言，优选将根据基板处理的内容单独准备的多个制程配方经由通信电路、记录着该制程配方的记录介质(外部存储装置)预先储存(安装)在基板处理装置所具有的存储装置内。而且，优选在开始基板处理时，基板处理装置所具有的CPU从储存在存储装置内的多个制程配方中根据基板处理的内容适宜选择合适的制程配方。通过如此地构成，能够由1台基板处理装置通用地且再现性良好地形成各种膜种、组成比、膜质、膜厚的薄膜。另外，能够降低操作者的操作负担(输入处理过程、处理条件等的负担等)，避免操作失误，并能快速地开始基板处理。
上述的制程配方不限于新制作的情形，例如，还能够通过改变现有的基板处理装置的制程配方来实现。在改变制程配方时，可以将本公开涉及的制程配方经由通信电路、记录着该制程配方的记录介质安装于现有的基板处理装置，或者操作现有的基板处理装置的输入输出装置，将其制程配方自身变更为本公开涉及的制程配方。
上述实施方式中，以使用作为一次处理多枚基板的批量式纵型装置的基板处理装置，即，具有在1个反应管内设立供给处理气体的喷嘴并在反应管的下部设置排气口的结构的处理炉来成膜为例进行了说明，但在使用具有其他结构的处理炉来成膜时，也能够适用本公开。例如，在使用具有如下结构的处理炉来成膜时也能够适用本公开，所述处理炉具有具备同心圆状截面的2个反应管(外侧的反应管称为外管，内侧的反应管称为内管)，处理气体从设立于内管内的喷嘴向着在外管侧壁的夹着基板而与喷嘴相对的位置(线对称的位置)上开口的排气口流动。此外，处理气体也可以不从设立于内管内的喷嘴供给，而从在内管侧壁上开口的气体供给口供给。这时，在外管上开口的排气口也可以对应于在处理室内层叠容纳的多枚基板所存在的高度来开口。此外，排气口的形状不限于孔形状，也可以是狭缝形状。
上述实施方式中，以使用作为一次处理多枚基板的批量式纵型装置的基板处理装置来成膜为例进行了说明，但本公开不限于此，例如，也能够合适地适用于使用一次处理1枚或数枚基板的单片式基板处理装置进行成膜的情况。另外，上述实施方式中，以使用具有热壁型处理炉的基板处理装置来成膜薄膜为例进行了说明，但本公开不限此，也能够合适地适用于使用具有冷壁型处理炉的基板处理装置来成膜薄膜的情况。这些情况下的处理条件可以是例如与上述实施方式同样的处理条件。
本实施方式不仅适用于半导体制造装置，也可以适用于处理LCD装置这样的玻璃基板的装置。此外，膜种也没特别限定。例如，也可以适用于金属化合物(W、Ti、Hf等)、硅化合物(SiN、Si等)等。此外，成膜处理中，包括，例如CVD、PVD、形成氧化膜、氮化膜的处理、形成含金属膜的处理等。
于2020年3月17日申请的日本专利申请2020-47037号的公开通过参考而全部引入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请和技术标准通过参考引入本说明书中，各文献、专利申请和技术标准通过参考而引入时与被具体且分别记载而引入时为相同程度。

Claims (16)

1.一种半导体装置的制造方法，具有：
向处理基板的处理室内搬入所述基板的工序，和
在将第一非活性气体向所述处理室内的所述基板的周缘部供给的同时，将与所述第一非活性气体不同的第二非活性气体与处理气体的混合气体向所述处理室内的所述基板的表面供给，对所述基板进行处理的工序。
2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
构成为能够对应于处理条件来选择所述第二非活性气体。
3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
构成为能够对应于所述第二非活性气体的种类来调整所述基板表面的所述处理气体的浓度。
4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体由与所述第一非活性气体相比扩散系数不同的气体构成。
5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体由与所述第一非活性气体相比扩散系数大的气体构成。
6.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
构成为能够使所述第二非活性气体的分子量与所述第一非活性气体的分子量不同。
7.如权利要求6所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体选择与所述第一非活性气体的分子量相比分子量小的气体。
8.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体的流量设定为比所述处理气体的流量大。
9.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体的流量设定为比所述处理气体的流量和所述第一非活性气体的流量大。
10.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
对应于所述基板的表面积来选择所述第二非活性气体。
11.如权利要求1～权利要求10中任一项所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体为惰性气体。
12.如权利要求11所述的半导体装置的制造方法，
所述第二非活性气体选自由He气体、Ne气体、Ar气体、Kr气体、Xe气体组成的组。
13.一种基板处理装置，具有：
非活性气体供给系统，其设置在处理基板的处理室内，向所述处理室内的所述基板供给多种非活性气体，
处理气体供给系统，其向所述处理室内的所述基板供给处理气体，和
控制部，其能够控制所述处理气体供给系统和所述非活性气体供给系统以使得在将所述多种非活性气体中的第一非活性气体向所述基板的周缘部供给的同时，将与所述第一非活性气体不同的第二非活性气体和所述处理气体的混合气体向所述基板的表面供给，对所述基板进行处理。
14.如权利要求13所述的基板处理装置，
所述非活性气体供给系统与所述处理气体供给系统在所述处理室内在所述基板的周方向上相距预定距离来设置。
15.如权利要求13所述的基板处理装置，
构成为所述非活性气体供给系统配置在所述处理气体供给系统的两侧。
16.一种程序，使计算机执行如下的过程：
将基板搬入处理室的过程，和
在将第一非活性气体向所述处理室内的所述基板的周缘部供给的同时，将与所述第一非活性气体不同的第二非活性气体和处理气体的混合气体向所述处理室内的所述基板的表面供给，对所述基板进行处理的过程。
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