JP2016018886A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびガス整流部 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板上に形成される膜の特性や基板面内への処理均一性を向上させると共に、製造スループットを向上させる。【解決手段】基板を収容する処理室と、前記基板が載置される基板支持部と、前記基板に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、前記基板に第２のガスを供給する第２のガス供給部と、複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびガス整流部に関する。
大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下ＬＳＩ）の高集積化に伴って、回路パターンの微細化が進められている。
狭い面積に多くの半導体デバイスを集積させるためには、デバイスのサイズを小さくして形成しなければならず、このためには、形成しようとするパターンの幅と間隔を小さくしなければならない。
近年の微細化により、微細構造の埋め込み、特に縦方向に深い、あるいは横方向に狭い空隙構造（溝）への酸化物の埋め込みに対して、ＣＶＤ法による埋め込み方法が技術限界に達しつつある。また、トランジスタの微細化により、薄く・均一なゲート絶縁膜やゲート電極の形成が求められている。さらに、半導体デバイスの生産性を高めるために基板一枚辺りの処理時間の短縮が求められている。
また、半導体デバイスの生産性を高めるために、基板の面内全体への処理均一性を向上させることが求められている。
近年のＬＳＩ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＦｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙに代表される半導体装置の最小加工寸法が、３０ｎｍ幅より小さくなり、また、膜厚も薄くなり、品質を維持したまま、微細化や製造スループット向上や基板への処理均一性を向上させることが困難になってきている。
本発明は、基板上に形成される膜の特性や基板面内への処理均一性を向上させると共に、製造スループットを向上させることが可能な基板処理装置、半導体装置の製造方法およびガス整流部を提供することを目的とする。
一態様によれば、
基板を収容する処理室と、前記基板が載置される基板支持部と、前記基板に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、前記基板に第２のガスを供給する第２のガス供給部と、複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部と、を有する基板処理装置が提供される。
他の態様によれば、
基板を処理室に収容する工程と、前記基板を前記基板支持部に載置する工程と、前記基板に第１のガスを供給する工程と、前記基板に第２のガスを供給する工程と、複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは前記第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整する工程と、均圧部を有する半導体装置の製造方法が提供される。
更に他の態様によれば、
基板を支持する基板支持部が設けられた処理室を有する基板処理装置に設けられ、前記基板に供給される第１のガスと第２のガスが通過する開口と、複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給する コンダクタンス調整部と、を有するガス整流部が提供される。
本発明に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法およびガス整流部によれば、基板上に形成される膜の特性や、基板面内への処理均一性を向上させると共に、製造スループットを向上させることが可能となる。
一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。 一実施形態に係る、基板載置台とガス整流部の位置関係を示す概略図である。 一実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。 一実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。 一実施形態に係る、コントローラの概略構成図である。 一実施形態に係る、基板処理工程のフロー図である。 一実施形態に係る、基板処理工程のシーケンス図である。 他の実施形態に係る、基板処理工程のシーケンス図である。 他の実施形態に係る、基板処理工程のシーケンス図である。 他の実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。 他の実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。 他の実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。 他の実施形態に係るガス整流部の構成例である。 他の実施形態に係るガス整流部支持機構の構成例である。 他の実施形態に係るガス整流部とコンダクタンス調整部の例である。
以下に本発明の実施の形態について説明する。
＜第一の一実施形態＞
以下、第一の実施形態を図面に即して説明する。
（１）基板処理装置の構成
まず、第一の実施形態に係る基板処理装置について説明する。
本実施形態に係る処理装置１００について説明する。基板処理装置１００は、絶縁膜又は金属膜などを形成するユニットであり、図１に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。
図１に示すとおり、基板処理装置１００は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料または、石英により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ２００を処理する処理空間（処理室）２０１、搬送空間２０３が形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０４が設けられる。上部容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切り板２０４よりも上方の空間を処理空間２０１と呼び、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、仕切り板よりも下方の空間を搬送空間２０３と呼ぶ。
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ２０５に隣接した基板搬入出口２０６が設けられており、ウエハ２００は基板搬入出口２０６を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。更に、下部容器２０２ｂはアース電位になっている。
処理空間２０１内には、ウエハ２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、ウエハ２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、基板載置台２１２に内包された加熱部としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降機構２１８に接続されている。昇降機構２１８を作動させてシャフト２１７及び支持台２１２を昇降させることにより、載置面２１１上に載置されるウエハ２００を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理空間２０１内は気密に保持されている。
基板載置台２１２は、ウエハ２００の搬送時には、載置面２１１が基板搬入出口２０６の位置（ウエハ搬送位置）となるよう基板支持台まで下降し、ウエハ２００の処理時には図１で示されるように、ウエハ２００が処理空間２０１内の処理位置（ウエハ処理位置）まで上昇する。
具体的には、基板載置台２１２をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７がウエハ２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は載置面２１１の上面から埋没して、載置面２１１がウエハ２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
（排気系）
処理空間２０１（上部容器２０２ａ）の内壁には、処理空間２０１の雰囲気を排気する第１排気部としての排気口２２１が設けられている。排気口２２１には排気管２２２が接続されており、排気管２２２には、処理空間２０１内を所定の圧力に制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の圧力調整器２２３、真空ポンプ２２４が順に直列に接続されている。主に、排気口２２１、排気管２２２、圧力調整器２２３、により排気系（排気ライン）２２０が構成される。なお、真空ポンプ２２４を排気系（排気ライン）２２０を構成の一部に加える様にしても良い。
（ガス導入口）
処理空間２０１の上部に設けられる後述のガス整流部２３４の上面（天井壁）には、処理空間２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２４１が設けられている。ガス導入口２４１に接続されるガス供給系の構成については後述する。
（ガス整流部）
ガス導入口２４１と処理空間２０１との間には、ガス整流部２３４が設けられている。ガス整流部２３４は、少なくとも処理ガスが通り抜ける開口２３４ｄを有する。ガス整流部２３４は、固定具２３５によって、蓋２３１に取り付けられる。ガス導入口２４１は蓋２３１に接続され、ガス導入口２４１から導入されるガスは蓋２３１に設けられた孔２３１ａとガス整流部２３４を介してウエハ２００に供給される。なお、ガス整流部２３４は、チャンバリッドアセンブリの側壁となるように構成しても良い。また、ガス導入口２４１は、ガス分散チャネルとしても機能し、供給されるガスが、基板の全周へ分散される。
ここで、発明者等は、ウエハ２００サイズの大型化や、ウエハ２００に形成される半導体デバイス構造の微細化・構造の複雑化などに伴い、ウエハ２００への処理均一性が低下する原因として、図２に示す様な、ガス整流部２３４と基板載置台２１２との平行度が微小にずれている（同じ平行面に無い）ことを見出した。この平行度のずれによって、ウエハ２００の外周の周方向でのコンダクタンスが異なる領域が生じ、ガスの供給や排気が均一にならない。また、基板が４５０ｍｍなどに大型化すると、この平行度を精密に調整することがより困難になる。例えば、図２左側に示すガス整流部２３４と基板載置台２１２との距離Ｘが、図２右側に示す距離Ｙよりも短い場合が有る。例えば、ガス整流部２３４と基板載置台２１２との距離は、０．５ｍｍ〜５ｍｍで調整され、例えば２ｍｍ程度設定したとしても、距離Ｘが１．８ｍｍで距離Ｙが２．２ｍｍになることが有る。この場合、ガス導入口２４１から供給されるガスは、距離Ｘ側よりも距離Ｙ側に多く流れるようになる。すなわち、距離Ｘ側のガスの流れ易さ（コンダクタンス）が距離Ｙ側のコンダクタンスよりも小さくなる。この結果、距離Ｘ側の膜厚は距離Ｙ側よりも薄くなる。また、膜厚が同じ様に形成された場合であっても、膜質が距離Ｘ側と距離Ｙ側とで異なるように形成されることが有る。距離Ｘと距離Ｙとの差は、０．１ｍｍ単位で有っても、ウエハ２００の処理均一性に影響を与える。この様な処理均一性が悪化する課題を解決する方法として、発明者等は、ガス整流部２３４の外周側のガス流れ易さ（コンダクタンス）を調整することを考え、コンダクタンス調整部を設けることによって、外周側のコンダクタンスを調整することを見出した。
（コンダクタンス調整部）
コンダクタンス調整部は、例えば、ガス整流部２３４に、図１，図２，図３，図４に示すように、均圧部仕切板３０１ａ，３０１ｂ、ガス均圧部としての第１ガス均圧空間３０２ａ、第２ガス均圧空間３０２ｂ、第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂ、第１パージノズル３０４ａ、第２パージノズル３０４ｂが形成することによって構成する。
均圧部仕切板３０１ａ，３０１ｂで仕切られた第１ガス均圧空間３０２ａに第１ガス導入孔３０３ａと複数の第１パージノズル３０４ａが設けられ、第２ガス均圧空間３０２ｂに、第２ガス導入孔３０３ｂと複数の第２パージノズル３０４ｂが設けられるように構成される。第１ガス導入孔３０３ａから第１ガス均圧空間３０２ａに供給されたパージガスは、第１ガス均圧空間３０２ａの領域全体に広がり、複数の第１パージノズル３０４ａに均等な圧力で供給される。これにより、ウエハ２００の外周に均一にパージガスが供給される。また、第２ガス導入孔３０３ｂから供給されたパージガスは、第２ガス均圧空間３０２ｂの領域全体に広がり、複数の第２パージノズル３０４ｂに均等な圧力で供給される。これにより、ウエハ２００の外周に均一にパージガスが供給される。
図３は、図１，２のガス整流部２３４をＡ−Ａ方向で見た上面断面図であり、図４は、図１，２のガス整流部２３４をＢ−Ｂ（下方）方向から見た図である。
第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂには、パージガスが供給され、基板載置台２１２の上面端部にパージガスが供給可能に構成される。パージガスとしては、基板や後述の第１の処理ガス・第２の処理ガスと反応し難いガスが用いられる。例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、キセノンガス等が用いられる。
第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂには、同じ流量のパージガスが供給されるように構成しても良いし、異なる流量のパージガスを供給しても良い。例えば、基板載置台２１２の上面端部とガス整流部２３４の外周との距離が、場所によって異なり、図２の第１ガス導入孔３０３ａ側の距離が、第２ガス導入孔３０３ｂ側の基板載置台２１２の上面端部とガス整流部２３４の外周との距離が短い場合がある。このとき、ウエハ２００に供給される第１の処理ガスと第２の処理ガスは、第１ガス導入孔３０３ａ側よりも第２ガス導入孔３０３ｂ側に多く流れるようになる可能性が有り、ウエハ２００への処理均一性が低下する。この様な場合には、第２ガス導入孔３０３ｂへのパージガスの供給量を第１ガス導入孔３０３ａへのパージガスの供給量よりも多くすることによって、第１の処理ガスと第２の処理ガスを、ウエハ２００の面内へ均一に供給させることが可能となる。
第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂに供給されるガスは、後述のコンダクタンス調整ガス供給部から供給されるように構成されている。
なお、ここでは、ガス均圧部としてのガス均圧空間を二つ設けて、基板載置台２１２の外周端部のパージガスが供給される領域を２つにする（２分割する）例を示したが、これに限るものでは無く、ガス均圧部を３，４つ設けて、３分割、４分割のように、多くの領域を構成するようにしても良い。多分割に構成することで、各領域でのガス流量制御ができ、ウエハ２００の外周でのコンダクタンスの調整を細かく行うことができ、ウエハ２００への処理均一性を向上させることができる。
また、図１０に示すように均圧部仕切板３０１ａ，３０１ｂを設けずにガス均圧部を単一の空間で構成しても良い。
また、ここでは、第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂと２箇所に設けたが、３箇所，４箇所と複数設けても良い。また、図１１の様に均圧部仕切板３０１ａ，３０１ｂを設けずにガス均圧部を単一の空間で構成した状態で、１箇所に第１ガス導入孔３０３ａを設けて、ガス均圧部３０２ａ全周にガスが供給されるように構成しても良い。
なお、図４に示す様に、基板載置台２１２の外周と対向するガス整流部エッジ面３０５を基板載置台２１２と平行になるように構成することにより、ウエハ２００の外周側での流れ（コンダクタンス）を均一にすることができる。
（供給系）
ガス整流部２３４に接続されたガス導入口２４１には、共通ガス供給管２４２が接続されている。共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａ、第二ガス供給管２４４ａ、第三ガス供給管２４５ａ、クリーニングガス供給管２４８ａが接続されている。
第一ガス供給管２４３ａを含む第一ガス供給系からは第一元素含有ガス（第一処理ガス）が主に供給され、第二ガス供給管２４４ａを含む第二ガス供給系からは主に第二元素含有ガス（第二処理ガス）が供給される。第三ガス供給管２４５ａを含む第三ガス供給系からは、ウエハを処理する際には主にパージガスが供給され、処理室をクリーニングする際はクリーニングガスが主に供給される。
（第一ガス供給系）
第一ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第一ガス供給源２４３ｂ、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）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。
第一ガス供給源２４３ｂから、第一元素を含有するガス（第一処理ガス）が供給され、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、第一ガス供給管２４３ａ、共通ガス供給管２４２を介してガス整流部２３４に供給される。
第一処理ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。
ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一処理ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えばジクロロシラン（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ（ＳｉＨ２Ｃｌ２）：ＤＣＳ）ガスを用いることができる。なお、第一処理ガスの原料は、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一処理ガスの原料が常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源２４３ｂとマスフローコントローラ２４３ｃとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは原料は気体として説明する。
第一ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄよりも下流側には、第一不活性ガス供給管２４６ａの下流端が接続されている。第一不活性ガス供給管２４６ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４６ｂ、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）２４６ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４６ｄが設けられている。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
主に、第一ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第一元素含有ガス供給系（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。
また、主に、第一不活性ガス供給管２４６ａ、マスフローコントローラ２４６ｃ及びバルブ２４６ｄにより第一不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２３６ｂ、第一ガス供給管２４３ａを、第一不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第一ガス供給源２４３ｂ、第一不活性ガス供給系を、第一元素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。
（第二ガス供給系）
第二ガス供給管２４４ａの上流には、上流方向から順に、第二ガス供給源２４４ｂ、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）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。
第二ガス供給源２４４ｂから、第二元素を含有するガス（以下、「第２の処理ガス」）が供給され、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、第二ガス供給管２４４ａ、共通ガス供給管２４２を介して、ガス整流部２３４に供給される。
第２の処理ガスは、処理ガスの一つである。なお、第２の処理ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。
ここで、第２の処理ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）の内、一つ以上を含んでいる。本実施形態では、第２の処理ガスは、例えば窒素含有ガスであるとする。具体的には、窒素含有ガスとしては、アンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
主に、第二ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第２の処理ガス供給系が構成される。
また、第二ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄよりも下流側には、第二不活性ガス供給管２４７ａの下流端が接続されている。第二不活性ガス供給管２４７ａには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２４７ｂ、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）２４７ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４７ｄが設けられている。
第二不活性ガス供給管２４７ａからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４７ｃ、バルブ２４７ｄ、第二ガス供給管２４７ａを介して、ガス整流部２３４に供給される。不活性ガスは、薄膜形成工程（Ｓ２０３〜Ｓ２０７）ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
主に、第二不活性ガス供給管２４７ａ、マスフローコントローラ２４７ｃ及びバルブ２４７ｄにより第二不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源２４７ｂ、第二ガス供給管２４４ａを第二不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第二ガス供給源２４４ｂ、第二不活性ガス供給系を、第二元素含有ガス供給系に含めて考えてもよい。
（第三ガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第三ガス供給源２４５ｂ、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）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。
第三ガス供給源２４５ｂから、パージガスとしての不活性ガスが供給され、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、第三ガス供給管２４５ａ、共通ガス供給管２４２を介してガス整流部２３４に供給される。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。なお、不活性ガスとして、Ｎ２ガスのほか、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いることができる。
主に、第三ガス供給管２４５ａ、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、第三ガス供給系（パージガス供給系ともいう）が構成される。
（クリーニングガス供給系）
クリーニングガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、クリーニングガス源２４８ｂ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）２５０が設けられている。
クリーニングガス源２４８ｂから、クリーニングガスが供給され、ＭＦＣ２４８ｃ、バルブ２４８ｄ、ＲＰＵ２５０、クリーニングガス供給管２４８ａ、共通ガス供給管２４２を介してガス整流部２３４に供給される。
クリーニングガス供給管２４８ａのバルブ２４８ｄよりも下流側には、第四の不活性ガス供給管２４９ａの下流端が接続されている。第四の不活性ガス供給管２４９ａには、上流方向から順に、第四の不活性ガス供給源２４９ｂ、ＭＦＣ２４９ｃ、バルブ２４９ｄが設けられている。
また、主に、クリーニングガス供給管２４８ａ、ＭＦＣ２４８ｃ及びバルブ２４８ｄによりクリーニングガス供給系が構成される。なお、クリーニングガス源２４８ｂ、第四不活性ガス供給管２４９ａ、ＲＰＵ２５０を、クリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
なお、第四の不活性ガス供給源２４９ｂから供給される不活性ガスを、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用するように供給しても良い。
クリーニングガス供給源２４８ｂから供給されるクリーニングガスは、クリーニング工程ではガス整流部２３４や処理室２０１に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。
ここで、クリーニングガスは、例えば三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスである。なお、クリーニングガスとして、例えば、フッ化水素（ＨＦ）ガス、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）ガス、フッ素（Ｆ２）ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。
（コンダクタンス調整ガス供給部）
図１に示す様に、コンダクタンス調整部に、パージガスを供給するコンダクタンス調整ガス供給系が設けられる。
コンダクタンス調整ガス供給部は、少なくとも、ガス供給管４００ａ、バルブ４０１ａ、ＭＦＣ４０２ａで構成される。コンダクタンス調整ガス供給系に、ガス源４０３ａを加えても良い。ガス源４０３ａから供給されたガスは、ＭＦＣ４０２ａで流量調整された後、バルブ４０１ａを通り、ガス供給管４００ａを介して、第１ガス導入孔３０３ａに供給されるように構成される。
また、ＭＦＣ４０２ｂ、バルブ４０１ｂ、ガス供給管４００ｂを追加しても良い。また、ガス源４０３ｂを追加しても良い。
上述の例の様に、均圧部仕切板を多く設けてガス均圧部を分割し、ガス均圧部毎にコンダクタンス調整ガス供給部を設けてＭＦＣでガス流量を制御することによって、ガス均圧部毎でコンダクタンスを調整することができる。
（制御部）
図１に示すように基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ１２１を有している。
図５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や、外部記憶装置２８３が接続可能に構成されている。
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などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程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、このプログラム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。なお、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、プログラム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、その両方を含む場合がある。また、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。
Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、ゲートバルブ２０５、昇降機構２１８、圧力調整器２２３、真空ポンプ２２４、リモートプラズマユニット２５０、ＭＦＣ２４３ｃ，２４４ｃ，２４５ｃ，２４６ｃ，２４７ｃ，２４８ｃ，２４９ｃ，４０２ａ，４０２ｂ、バルブ２４３ｄ，２４４ｄ，２４５ｄ，２４６ｄ，２４７ｄ，２４８ｄ，２４９ｄ，４０１ａ，４０１ｂ、ヒータ２１３等に接続されている。
ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃからの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からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ１２１ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ２０５の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、圧力調整器２２３の圧力調整動作、真空ポンプ２２４のオンオフ制御、リモートプラズマユニット２５０のガス励起動作、ＭＦＣ２４３ｃ、２４４ｃ，２４５ｃ，２４６ｃ，２４７ｃ，２４８ｃ，２４９ｃ，４０２ａ，４０２ｂの流量調整動作、バルブ２４３ｄ、２４４ｄ，２４５ｄ，２４６ｄ，２４７ｄ，２４８ｄ，２４９ｄ，４０１ａ，４０１ｂのガスのオンオフ制御、ヒータ２１３の温度制御等を制御するように構成されている。
なお、コントローラ１２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２８３を用意し、係る外部記憶装置２８３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ１２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８３を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置１２１ｃや外部記憶装置２８３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る。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、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２８３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。
（２）基板処理工程
次に、基板処理工程の例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、ＤＣＳガス及びＮＨ３（アンモニア）ガスを用いてシリコン窒化（ＳｉｘＮｙ）膜を形成する例で説明する。
図６は、本実施形態に係る基板処理装置により実施される基板処理の一例を示すシーケンス図である。図例は、プラズマを利用した処理を行って、基板としてのウエハ２００上にシリコン窒化（ＳｉｘＮｙ）膜を形成する場合のシーケンス動作を示している。
（基板搬入工程Ｓ２０１）
成膜処理に際しては、先ず、ウエハ２００を処理室２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降機構２１８によって、下降させ、リフトピン２０７が、貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ２０５を開放し、ゲートバルブ２０５からリフトピン２０７上にウエハ２００を載置させる。ウエハ２００をリフトピン２０７上に載置させた後、昇降機構２１８によって基板支持部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、ウエハ２００が、リフトピン２０７から基板支持部２１０へ載置されるようになる。
（減圧・昇温工程Ｓ２０２）
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、排気管２２２を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサが測定した圧力値に基づき、圧力調整器２２３としてのＡＰＣバルブの弁の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ（不図示）が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるように、ヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、サセプタを予め加熱しておき、ウエハ２００又はサセプタの温度変化が無くなってから一定時間置く。この間、処理室２０１内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等を真空排気やＮ２ガスの供給によるパージによって除去する。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。
（第１の処理ガス供給工程Ｓ２０３）
続いて、図７に示すように、第１の処理ガス供給系から処理室２０１内に第１の処理ガス（原料ガス）としてのＤＣＳガスを供給する。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力（第１圧力）となるように制御する。具体的には、第１ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄ、第１不活性ガス供給管２４６ａのバルブ２４６ｄを開き、第１ガス供給管２４３ａにＤＣＳガス、第１不活性ガス供給管２４６ａにＮ２ガスを流す。ＤＣＳガスは、第１ガス供給管２４３ａから流れ、ＭＦＣ２４３ｃにより流量調整される。Ｎ２ガスは、第１不活性ガス供給管２４６ａから流れ、ＭＦＣ２４６ｃにより流量調整される。流量調整されたＤＣＳガスは、流量調整されたＮ２ガスと第１ガス供給管２４３ａ内で混合されて、ガス整流部２３４から、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給され、排気管２２２から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＤＣＳガスが供給されることとなる（原料ガス（ＤＣＳ）供給工程）。ＤＣＳガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１００Ｐａ以上１００００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、ウエハ２００にＤＣＳを供給する。ＤＣＳが供給されることにより、ウエハ２００上に、シリコン含有層が形成される。シリコン含有層とは、シリコン（Ｓｉ）または、シリコンと塩素（Ｃｌ）を含む層である。
また、図７に示すように、第１ガス導入孔３０３ａ、第２ガス導入孔３０３ｂにパージガスの供給を開始する。本実施形態の図７では、原料ガスの供給開始と同時にパージガスの供給を開始しているが、原料ガスの供給前に供給されるように構成しても良い。また、原料ガスの供給後に遅らせて供給するように構成しても良い。パージガスの供給は、第１の処理ガスの供給工程Ｓ２０３か後述のパージ工程Ｓ２０６まで継続させる。パージガスの流量は、図７に示す様に、第１の処理ガス供給工程Ｓ２０３と第２の処理ガス供給工程Ｓ２０５の流量を、パージ工程Ｓ２０４・Ｓ２０６の流量よりも多くなるように制御する。この様に構成することにより、基板２００端部でのコンダクタンスを調整しつつ、パージ工程Ｓ２０４での第１の処理ガスの除去の阻害を抑制し、パージ２０６での第２の処理ガスの除去の阻害を抑制することができる。また、常時パージガスを供給することによって、第１パージノズル３０４ａや第２パージノズル３０４ｂからガスが逆流し、パージノズルやガス均圧部内での副生成物の発生を抑制させることができる。
（パージ工程Ｓ２０４）
ウエハ２００上にシリコン含有層が形成された後、第１ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄを閉じ、ＤＣＳガスの供給を停止する。このとき、排気管２２２のＡＰＣバルブ２２３は開いたままとし、真空ポンプ２２４により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のＤＣＳガスを処理室２０１内から排除する。また、バルブ２４６ｄは開いたままとして、不活性ガスとしてのＮ２ガスの処理室２０１内への供給を維持しても良い。バルブ２４６ａから供給され続けるＮ２ガスは、パージガスとして作用し、これにより、第１ガス供給管２４３ａ、共通ガス供給管２４２、処理室２０１内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のＤＣＳガスを排除する効果を更に高めることができる。
なお、このとき、処理室２０１内や、ガス整流部２３４内に残留するガスを完全に排除（処理室２０１内を完全にパージ）しなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われる工程において悪影響が生じることはない。このとき処理室２０１内に供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要は無く、例えば、処理室２０１の容積と同程度の量を供給することで、次の工程において悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
このときのヒータ２１３の温度は、ウエハ２００への原料ガス供給時と同様に３００〜６５０℃、好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは３００〜５５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定する。各不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。パージガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。
（第２の処理ガス供給工程Ｓ２０５）
処理室２０１内のＤＣＳ残留ガスを除去した後、パージガスの供給を停止し、反応ガスとしてのＮＨ３ガスを供給する。具体的には、第２ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄを開き、第２ガス供給管２４４ａ内にＮＨ３ガスを流す。第２ガス供給管２４４ａ内を流れるＮＨ３ガスは、ＭＦＣ２４４ｃにより流量調整される。流量調整されたＮＨ３ガスは共通ガス供給管２４２・ガス整流部２３４を介して、ウエハ２００に供給される。ウエハ２００上に供給されたＮＨ３ガスは、ウエハ２００上に形成されたシリコン含有層と反応し、シリコンを窒化させると共に、水素、塩素、塩化水素などの不純物が排出される。
（パージ工程Ｓ２０６）
第２の処理ガス供給工程の後、反応ガスの供給を止めて、パージ工程Ｓ２０４と同様な処理を行う。パージ工程を行うことによって、第２ガス供給管２４４ａ，共通ガス供給管２４２，処理室２０１内などに残留する未反応もしくはシリコンの窒化に寄与した後のＮＨ３ガスを排除させることができる。残留ガスを除去することによって、残留ガスによる予期せぬ膜形成を抑制することができる。
（繰返し工程Ｓ２０７）
以上の第１の処理ガス供給工程Ｓ２０３、パージ工程Ｓ２０４、第２の処理ガス供給工程Ｓ２０５、パージ工程Ｓ２０６それぞれを１工程ずつ行うことにより、ウエハ２００上に所定の厚さのシリコン窒化（ＳｉｘＮｙ）層が堆積される。これらの工程を繰返すことにより、ウエハ２００上のシリコン窒化膜の膜厚を制御することができる。所定膜厚となるまで、所定回数繰返すように制御される。
（基板搬出工程Ｓ２０８）
繰返し工程Ｓ２０７で所定回数実施された後、基板搬出工程Ｓ２０８が行われ、ウエハ２００が処理室２０１から搬出される。具体的には、搬出可能温度まで降温させ、処理室２０１内を不活性ガスでパージし、搬送可能な圧力に調圧される。調圧後、基板支持部２１０が昇降機構２１８により降下され、リフトピン２０７が、貫通孔２１４から突き出し、ウエハ２００がリフトピン２０７上に載置される。ウエハ２００が、リフトピン２０７上に載置された後、ゲートバルブ２０５が開き、ウエハ２００が処理室２０１から搬出される。
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）基板の外周であって、周方向のガス流れ（コンダクタンス）を調整することができる。
（ｂ）周方向でのコンダクタンスを調整することによって、処理均一性を向上させることができる。
（ｃ）均圧部仕切板を増やすことで、周方向のコンダクタンスを更に細かく調整することができる。
（ｄ）第１の処理ガス供給工程から第２の処理ガス供給工程後のパージ工程まで、コンダクタンス調整ガスを供給することによって、コンダクタンス調整部でのガスの逆流を抑制し、コンダクタンス調整部での副生成物の発生を抑制することができる。
（ｅ）また、基板の外周側にパージガスを供給することによって、基板上を通過して排気される処理ガスを、基板の外周側に供給されたパージガスで希釈することができ、排気部での副生成物の発生を抑制することができる。
＜他の実施形態＞
以上、第一の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態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。
例えば、図８に示すガス供給シーケンス例が有る。図８にガス整流部２３４の外周に設けられた２つのパージ領域に、それぞれ異なる流量でパージガスを供給する例を示す。図２に示すような環境では、第１パージノズル３０４ａ側のコンダクタンスは、第２パージノズル３０４ｂ側のコンダクタンスよりも大きく形成される。これにより、第１パージノズル３０４ａ側に流れる第１の処理ガスと第２の処理ガスの流量が、第２パージノズル３０４ｂ側に流れる第１の処理ガスと第２の処理ガスの流量が多くなり、第１パージノズル３０４ａ側に形成される膜特性と第２パージノズル３０４ｂ側に形成される膜特性が異なるように形成される。例えば第１パージノズル３０４ａ側の膜厚が厚くなることや、耐電圧特性が高く。この様な場合、例えば、第１パージノズル３０４ａに供給するパージガス量を第２パージノズル３０４ｂに供給するパージガス量よりも多くすることで、第１パージノズル３０４ａ側を流れる第１の処理ガス，第２の処理ガス，パージガスのコンダクタンスを、第２パージノズル３０４ｂ側を流れる第１の処理ガス，第２の処理ガス，パージガスのコンダクタンスに近づけることができる。第１パージノズル３０４ａ側のコンダクタンスを第２パージノズル３０４ｂ側のコンダクタンスに近づけることによって、ウエハ２００に供給されるガス量を、周方向で均一化させることができる。これにより、ウエハ２００上に形成される膜特性を均一化させることができる。なお、ここでは、第１パージノズル３０４ａに供給するパージガスの流量を第２パージノズル３０４ｂに供給するパージガスの流量よりも多くする例を示したが、これに限らず、第２パージノズル３０４ｂの方が多くなるように構成しても良い。
また、図９に示すように、パージ工程で、ガス整流部２３４の外周に設けられたパージ領域にパージガスを流さないように構成しても良い。
また、上述では、Ｓ２０３とＳ２０５でコンダクタンス調整部へのパージガス供給量を同じ量に構成したが、これに限るものでは無い。例えば、Ｓ２０５での流量とＳ２０３での流量とを、異ならせる様に構成しても良い。例えば、Ｓ２０５での流量をＳ２０３での流量よりも多くする。上述の第１のガスの活性度と第２のガスの活性度を比較した場合に、第２のガスの方が、活性度が高い場合が有り、基板２００への処理均一性に影響を与える。基板２００の外周の周方向のコンダクタンスを調整することにより、処理均一性を向上させることができる。
また、上述では、ガス整流部２３４がいずれか一方に傾いている例を示したが、これに限るものでは無い。例えば、ガス整流部２３４と基板載置台２１２が平行であっても、第１のガスと第２のガスの一方の排気が偏ることが有る。この排気の偏りは、処理室２０１の構造や排気口２０６の位置などによって変化する。このとき、例えば第１の処理ガスが、第２パージノズル３０４ｂ側よりも第１パージノズル３０４ａ側に多く流れ、第２の処理ガスが第１パージノズル３０４ａよりも第２パージノズル３０４ｂ側に多く流れる場合が有る。この様な場合には、第１の処理ガスを供給する際に第１パージノズル３０４ａに供給するパージガスを多くし、第２の処理ガスを供給する際に、第２パージノズル３０４ｂに供給するパージガスを多くすることで、ウエハ２００への処理均一性を向上させることができる。なお、第１の処理ガスが第２パージノズル３０４ａ側に多く流れ、第２の処理ガスが第１パージノズル３０４ｂ側に多く流れる場合には、第１の処理ガスを供給する際に第２パージノズル３０４ｂにパージガスを多く供給し、第２処理ガスを供給する際に第１パージノズル３０４ａにパージガスを多く供給することで、処理を均一化させることができる。
また、上述では、ガス整流部２３４の外周全てに渡って第１パージノズル３０４ａと第２パージノズル３０４ｂを設けるように構成したが、これに限るものでは無い。例えば、処理室の排気口２２１が設けられる方向のみにノズルを配しても良い。
また、上述では、コンダクタンス調整部の第１パージノズル３０４ａと第２パージノズル３０４ｂを円形に構成したが、これに限るものでは無い。例えば、楕円形状に構成しても良いし、円弧状に構成して良い。また、直線形状に構成しても良いし、図１２に示すように、スリット形状に構成しても良い。また、ウエハ２００の形状に合わせた形状に構成しても良い。例えば、ウエハの切り欠き部分（ノッチやオリエンテーションフラット）の形状と合う様に構成する。この様に基板形状と合う様に構成することにより、処理均一性を更に向上させることができる。
また、上述では、コンダクタンス調整部をガス整流部２３４に設けた例を示したが、これに限らず、基板載置台２１２や仕切り板２０４にコンダクタンス調整部を設けるように構成しても良い。
更に鋭意研究した結果、発明者等は、上述の手段とは異なる方法で、上述の課題を解決できることを見出した。
図１３を用いて詳細を説明する。
上述の様に、ウエハ２００への処理均一性は、ガス整流部２３４と基板載置台２１２との平行度の影響を受ける。特に、ガス整流部２３４の平行度の制度を保つことが困難となる。ガス整流部２３４の平行度は、ガス整流部２３４の上面２３４ａと下面２３４ｂ（３０５）との平行によって形成される。上面２３４ａは、少なくともウエハ２００の面積よりも大きく形成されるため、上面２３４ａを加工する際、上面２３４ａ全体を、傾きや凹凸無く形成することが困難となる。そこで、ガス整流部２３４ａの上面に、下面２３４ｂの面積と同等の面積を有するガス整流部支持部２３４ｃを設け蓋２３１に接続することで、ガス整流部支持部２３４ｃと下面２３４ｂとの平行度の精度を保つことが容易になる。
更に鋭意研究した結果、発明者等は、図１４に示すガス固定具２３５を設けることによって、ガス整流部２３４の平行度の精度を向上させることができることを見出した。
ガス整流部を固定する固定具２３５は、固定母材２３５ａ、固定部２３５ｂ、高さ調整部２３５ｃを有する。固定母材２３５ａは、固定部２３５ｂで蓋２３１に固定され、ガス整流部２３４は、固定母材２３５ａの上に載ることで支持される。高さ調整部２３５ｃを上下させることで、ガス整流部２３４の傾きを調整することができ、基板載置台２１２との平行度を調整することができ、ウエハ２００の端部での周方向のコンダクタンスを調整することができる。
更に鋭意研究した結果、発明者等は図１５に示す、ガス整流部２３４の外周に第２のコンダクタンス調整部としてのコンダクタンス調整機構５００を設けることによって、ウエハ２００の端部のコンダクタンスを調整可能になり、処理均一性を向上させることができることを見出した。コンダクタンス調整機構５００は、ガス整流部の外周に埋め込む様に設けられる。コンダクタンス調整機構５００のガス整流部２３４の下面２３４ｂ（３０５）から飛び出る長さを調整することによって、ウエハ２００の外周の周方向のコンダクタンスを調整することができる。なお、ここでは、コンダクタンス調整機構５００は、複数の突起により構成したがこれに限るものでは無い。例えば、設ける間隔を短くしても良い。また、排気口２２１が設けられる側にだけ設けられても良い。また、突起状でなく、ウエハ２００を囲む様にリング形状に構成しても良い。
以上、本発明の他の形態を説明したが、本発明は上述の実施形態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。
上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程や、セラミック基板へのプラズマ処理などが有る。
また、上述では、第１のガス（原料ガス）と第２のガス（反応ガス）を交互に供給して成膜する方法について記したが、他の方法にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスの供給タイミングが重なるように供給しても良い。
また、原料ガスと反応ガスを供給してＣＶＤ成膜となるようにしても良い。
また、上述では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスのいずれか若しくは両方を用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化処理や、プラズマ窒化処理する基板処理にも本発明を適用することができる。また、原料ガスと反応ガスの何れか若しくは両方を用いた熱処理や、プラズマアニール処理などの基板処理にも適用することができる。プラズマ処理の場合、プラズマの偏りや、活性化されたガスの偏りを均一化させることができる。
また、上述では、処理均一性を向上させることについて記したがこれに限るものでは無い。最近は、ウエハ２００の面内であって、例えば、内周側と外側で膜質や膜厚を異ならせて成膜させることが要求されている。ウエハ２００外周でのコンダクタンスを調整することによって、ウエハの内周側と外周側のガスコンダクタンスを異ならせることができる。この結果、ウエハ２００の内周側と外周側で異なる膜質や異なる膜厚の膜を形成させることができる。例えば、基板処理工程の１サイクル〜ｎサイクルの間で、奇数サイクルと偶数サイクルで、コンダクタンス調整部に供給するパージガスの流量を異ならせることによって、ウエハ２００の内周側と外周側で異なる膜質の膜を形成させることができる。または、所定のサイクルの途中で、パージガス流量を増加若しくは減少させることにより、形成することができる。
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
＜付記１＞
一態様によれば、
基板を収容する処理室と、
前記基板が載置される基板支持部と、
前記基板に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
前記基板に第２のガスを供給する第２のガス供給部と、
複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部と、
を有する基板処理装置が提供される。
＜付記２＞
付記１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス均圧部は２つ以上のガス均圧空間を有する。
＜付記３＞
付記１又は付記２に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板支持部の上方に設けられ、前記第１のガスと前記第２のガスを整流するガス整流部を有する。
＜付記４＞
付記１乃至付記３のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記コンダクタンス調整部は、前記ガス整流部の外周端に設けられる。
＜付記５＞
付記１乃至付記４のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記２つ以上のガス均圧空間それぞれに対しパージガスの供給量を異ならせるように供給するパージガス供給部を有する。
＜付記６＞
付記１乃至付記５のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス整流部の下面と、前記基板支持部の上面は、異なる平行面に設けられる。
＜付記７＞
付記１乃至付記６のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第１のガスを前記基板に供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に第１の流量でパージガスを供給し、
前記第２のガスを前記基板に供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第１の流量でパージガスを供給し、
前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第２の流量でパージガスを供給するように前記第１のガス供給部と前記第２のガス供給部と前記コンダクタンス調整部を制御するように構成された制御部が設けられる。
＜付記８＞
付記７に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第１の流量は、前記第２の流量よりも多いように構成される。
＜付記９＞
付記１乃至付記６のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第１のガスを前記基板に供給する工程では、前記コンダクタンス調整部に第３の流量と第４の流量でパージガスを供給し、
前記第２のガスを前記基板に供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に第３の流量と第４の流量でパージガスを供給し、
前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に、第５の流量と第６の流量でパージガスを供給するように前記第１のガス供給部と前記第２のガス供給部と前記コンダクタンス調整部を制御するように構成された制御部が設けられる。
＜付記１０＞
付記９に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記第３の流量は前記第４の流量よりも多く、前記第４の流量は、前記第５の流量と前記第６の流量よりも多い様に構成される。
＜付記１１＞
付記１乃至付記１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス整流部は、前記ガス整流部の上面に設けられたガス整流部支持部によって前記処理室の蓋に取り付けられる。
＜付記１２＞
付記１乃至付記１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス整流部は、前記ガス整流部の側方に設けられたガス整流部固定具によって、下面と前記基板支持部上面との距離を調整可能に構成される。
＜付記１３＞
付記１乃至付記１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記ガス整流部の下面には、第２のコンダクタンス調整機構が設けられる。
＜付記１４＞
他の態様によれば、
基板を処理室に収容する工程と、
前記基板を前記基板支持部に載置する工程と、
前記基板に第１のガスを供給する工程と、
前記基板に第２のガスを供給する工程と、
複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは前記第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
＜付記１５＞
付記１４に記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記ガス均圧部は、２つ以上のガス均圧空間を有し、前記ガス均圧空間それぞれに供給されるパージガス流量を異ならせる工程を有する。
＜付記１６＞
付記１４又は付記１５に記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第１のガスを供給する第１ガス供給部及び前記第２のガスを供給する第２ガス供給部と、前記基板支持部との間にガス整流部を有し、
前記ガス均圧部を有するコンダクタンス調整部は、前記ガス整流部の外周端に設けられる。
＜付記１７＞
付記１４乃至付記１６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記パージガスを供給する工程では、
前記ガス均圧部は、少なくとも第１ガス均圧空間と第２ガス均圧空間を有し、前記第１ガス均圧空間と前記第２ガス均圧空間に供給されるパージガス流量を異ならせるようにする。
＜付記１８＞
付記１４乃至付記１７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記基板支持部の外周端であって、周方向でコンダクタンスが異なる領域が２つ以上設けられ、前記コンダクタンスが異なる２つの領域とがそれぞれ、前記分割されたガス均圧部に対応する。
＜付記１９＞
付記１４乃至付記１８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第１のガスを供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に第１の流量でパージガスを供給する工程と、
前記第２のガスを供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第１の流量で前記パージガス供給する工程と、
前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第２の流量で前記パージガスを供給する工程とを有する。
＜付記２０＞
付記１９に記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記１の流量は、前記第２の流量よりも多いように構成される。
＜付記２１＞
付記１４乃至付記１８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第１のガスを供給する工程では、前記コンダクタンス調整部に第３の流量と第４の流量で前記パージガスを供給する工程を有し、
前記第２のガスを供給する工程では、前記コンダクタンス調整部に第３の流量と第４の流量で前記パージガスを供給する工程を有し、
前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に、第５の流量と第６の流量でパージガスを供給する工程を有する。
＜付記２２＞
付記２１に記載の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第３の流量は前記第４の流量よりも多く、前記第４の流量は、前記第５の流量と前記第６の流量よりも多く構成される。
＜付記２３＞
さらに他の態様によれば、
基板を処理室に収容させる手順と、
前記基板を前記基板支持部に載置させる手順と、
前記基板に第１のガスを供給させる手順と、
前記基板に第２のガスを供給させる手順と、
複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは前記第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整させる手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
＜付記２４＞
さらに他の態様によれば、
基板を処理室に収容させる手順と、
前記基板を前記基板支持部に載置させる手順と、
前記基板に第１のガスを供給させる手順と、
前記基板に第２のガスを供給させる手順と、
複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは前記第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整させる手順と、 均圧部をコンピュータに実行させるプログラムが記録された記録媒体が提供される。
＜付記２５＞
さらに他の態様によれば、
基板を支持する基板支持部が設けられた処理室を有する基板処理装置に設けられ、
前記基板に供給される第１のガスと第２のガスが通過する開口と、
複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給する均圧部コンダクタンス調整部と、
を有するガス整流部が提供される。
＜付記２６＞
付記２５に記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記ガス均圧部は２つ以上のガス均圧空間を有する。
＜付記２７＞
付記２５又は付記２６に記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記コンダクタンス調整部は、前記ガス整流部の外周端に設けられる。
＜付記２８＞
付記２５乃至付記２７のいずかに記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記ガス均圧部は、少なくとも第１ガス均圧空間と第２ガス均圧空間を有し、前記第１ガス均圧空間と前記第２ガス均圧空間に異なる流量のパージガスが供給される。
＜付記２９＞
付記２５乃至付記２８のいずれかに記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記ガス整流部の上面に設けられたガス整流部支持部によって前記処理室の蓋に取り付けられる。
＜付記３０＞
付記２５乃至付記２８のいずれかに記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記ガス整流部の側方に設けられたガス整流部固定具によって、下面と前記基板支持部上面との距離を調整可能に構成される。
＜付記３１＞
付記２５乃至付記２８のいずれかに記載のガス整流部であって、好ましくは、
前記ガス整流部の下面には、第２のコンダクタンス調整機構が設けられる。
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２０２ 処理容器
２１２ 基板載置台
２１３ ヒータ
２２１ 排気口（第１排気部）
２３４ ガス整流部
２３１ 蓋
２５０ リモートプラズマユニット（励起部）

Claims (15)

  1. 基板を収容する処理室と、
    前記基板が載置される基板支持部と、
    前記基板に第１のガスを供給する第１のガス供給部と、
    前記基板に第２のガスを供給する第２のガス供給部と、
    複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整するコンダクタンス調整部と、
    を有する基板処理装置。
  2. 前記ガス均圧部は、２つ以上のガス均圧空間を有する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板支持部の上方に設けられ、前記第１のガスと前記第２のガスを整流するガス整流部を有する請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記コンダクタンス調整部は、前記ガス整流部の外周端に設けられる請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記２つ以上のガス均圧空間それぞれに対しパージガスの供給量を異ならせるように供給するパージガス供給部を有する請求項２に記載の基板処理装置。
  6. 前記第１のガスを前記基板に供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に第１の流量でパージガスを供給し、
    前記第２のガスを前記基板に供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第１の流量でパージガスを供給し、
    前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第２の流量でパージガスを供給するように前記第１のガス供給部と前記第２のガス供給部と前記コンダクタンス調整部を制御するように構成された制御部が設けられる請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 基板を処理室に収容する工程と、
    前記基板を前記基板支持部に載置する工程と、
    前記基板に第１のガスを供給する工程と、
    前記基板に第２のガスを供給する工程と、
    複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部を有し、当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給し、少なくとも前記第１のガス若しくは前記第２のガスのいずれか一方の排気コンダクタンスを調整する工程と、均圧部を有する半導体装置の製造方法。
  8. 前記ガス均圧部は、少なくとも２つ以上のガス均圧空間を有し、前記ガス均圧空間それぞれに供給されるパージガス流量を異ならせる工程を有する請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記第１のガスを供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に第１の流量でパージガスを供給する工程と、
    前記第２のガスを供給する工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第１の流量で前記パージガス供給する工程と、
    前記基板に前記第１のガスと前記第２のガスが供給されていない工程で、前記コンダクタンス調整部に前記第２の流量で前記パージガスを供給する工程とを有する請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記１の流量は、前記第２の流量よりも多く構成される請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 基板を支持する基板支持部が設けられた処理室を有する基板処理装置に設けられ、
    前記基板に供給される第１のガスと第２のガスが通過する開口と、
    複数箇所より供給されたパージガスを均圧するガス均圧部が設けられ当該ガス均圧部で均圧されたパージガスを前記基板支持部の外周端側に供給するコンダクタンス調整部と、
    を有するガス整流部。
  12. 前記ガス均圧部は２つ以上のガス均圧空間を有する請求項１１に記載のガス整流部。
  13. 前記ガス整流部の上面に設けられたガス整流部支持部によって前記処理室の蓋に取り付けられる請求項１１に記載のガス整流部。
  14. 前記ガス整流部の側方に設けられたガス整流部固定具によって、下面と前記基板支持部上面との距離を調整可能に構成される請求項１１に記載のガス整流部。
  15. 前記ガス整流部の下面には、第２のコンダクタンス調整機構が設けられる請求項１１に記載のガス整流部。
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