JP2020074455A - Method for manufacturing semiconductor device, substrate processing device, and program - Google Patents

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Abstract

To control in-plane film thickness distribution of a film formed on a substrate.SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor includes the steps of: preparing a substrate; and supplying inert gas from a first supply section to the substrate, supplying inert gas from a second supply section to the substrate, supplying processing gas from a third supply section provided on an opposite side of the first supply section across a straight line passing through the second supply section and a center of the substrate with respect to the substrate to form a film on the substrate. In the step of forming the film, by controlling balance between a flow rate of the inert gas supplied from the first supply section and a flow rate of the inert gas supplied from the second supply section, in-plane film thickness distribution of the film formed on the substrate is adjusted.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a substrate processing apparatus, and a program.

半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する処理が行われることがある(例えば特許文献1参照)。   As one of the steps of manufacturing a semiconductor device, a process of forming a film on a substrate may be performed (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−118462号公報JP, 2010-118462, A

本発明の目的は、基板上に形成される膜の基板面内膜厚分布を制御することが可能な技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of controlling the in-plane film thickness distribution of a film formed on a substrate.

本発明の一態様によれば、
基板を準備する工程と、
前記基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より第1処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
を有し、前記膜を形成する工程では、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整する技術が提供される。
According to one aspect of the invention,
A step of preparing a substrate,
An inert gas is supplied to the substrate from a first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from a second supply unit, and the second supply unit and the center of the substrate are supplied to the substrate. Forming a film on the substrate by supplying a first processing gas from a third supply unit provided on the opposite side of the first supply unit across a straight line passing through
In the step of forming the film, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, A technique is provided for adjusting the in-plane film thickness distribution of the film formed on the substrate.

本発明によれば、基板上に形成される膜の基板面内膜厚分布を制御することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to control the in-plane film thickness distribution of the film formed on the substrate.

本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in an embodiment of the present invention, showing a processing furnace portion in a vertical sectional view. 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の一部の概略構成図であり、処理炉の一部を図1のA−A線断面図で示す図である。It is a schematic block diagram of a part of vertical processing furnace of the substrate processing apparatus suitably used in the embodiment of the present invention, and is a view showing a part of the processing furnace in a sectional view taken along the line AA of FIG. 1. 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。It is a schematic block diagram of the controller of the substrate processing apparatus suitably used in the embodiment of the present invention, and is a block diagram showing the control system of the controller. 本発明の一実施形態の成膜シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the film-forming sequence of one Embodiment of this invention. (a)、(b)は、それぞれ、縦型処理炉の変形例を示す横断面図であり、反応管、バッファ室およびノズル等を部分的に抜き出して示す図である。(A) And (b) is a cross-sectional view which shows the modification of a vertical processing furnace, respectively, and is a figure which shows a reaction tube, a buffer chamber, a nozzle, etc. partially extracted. (a)、(b)は、それぞれ、基板上に形成された膜の基板の外周部における膜厚測定結果を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the film thickness measurement result in the outer peripheral part of the board | substrate of the film formed on the board | substrate, respectively.

<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について図1〜図4を参照しながら説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

(1)基板処理装置の構成
図1に示すように、処理炉202は加熱機構(温度調整部)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板に支持されることにより垂直に据え付けられている。ヒータ207は、ガスを熱で活性化(励起)させる活性化機構(励起部)としても機能する。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus As shown in FIG. 1, the processing furnace 202 has a heater 207 as a heating mechanism (temperature adjusting unit). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a holding plate. The heater 207 also functions as an activation mechanism (excitation unit) that activates (excites) gas by heat.

ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に反応管203が配設されている。反応管203は、例えば石英(SiO)または炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料により構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管203の下方には、反応管203と同心円状に、マニホールド209が配設されている。マニホールド209は、例えばステンレス(SUS)等の金属材料により構成され、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド209の上端部は、反応管203の下端部に係合しており、反応管203を支持するように構成されている。マニホールド209と反応管203との間には、シール部材としてのOリング220aが設けられている。反応管203はヒータ207と同様に垂直に据え付けられている。主に、反応管203とマニホールド209とにより処理容器(反応容器)が構成される。処理容器の筒中空部には処理室201が形成される。処理室201は、基板としてのウエハ200を収容可能に構成されている。この処理室201内でウエハ200に対する処理が行われる。 Inside the heater 207, a reaction tube 203 is arranged concentrically with the heater 207. The reaction tube 203 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with an upper end closed and a lower end opened. Below the reaction tube 203, a manifold 209 is arranged concentrically with the reaction tube 203. The manifold 209 is made of, for example, a metal material such as stainless steel (SUS), and has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end. The upper end of the manifold 209 is engaged with the lower end of the reaction tube 203, and is configured to support the reaction tube 203. An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the reaction tube 203. The reaction tube 203 is vertically installed like the heater 207. A processing container (reaction container) is mainly configured by the reaction tube 203 and the manifold 209. A processing chamber 201 is formed in the hollow cylindrical portion of the processing container. The processing chamber 201 is configured to be able to accommodate the wafer 200 as a substrate. The wafer 200 is processed in the processing chamber 201.

処理室201内には、第1〜第3供給部としてのノズル249a〜249cが、マニホールド209の側壁を貫通するようにそれぞれ設けられている。ノズル249a〜249cには、ガス供給管232a〜232cがそれぞれ接続されている。ノズル249a〜249cはそれぞれ異なるノズルであり、ノズル249a,249cのそれぞれは、ノズル249bに隣接して設けられている。   Nozzles 249 a to 249 c as first to third supply units are provided in the processing chamber 201 so as to penetrate the sidewalls of the manifold 209. Gas supply pipes 232a to 232c are connected to the nozzles 249a to 249c, respectively. The nozzles 249a to 249c are different nozzles, and each of the nozzles 249a and 249c is provided adjacent to the nozzle 249b.

ガス供給管232a〜232cには、ガス流の上流側から順に、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)241a〜241cおよび開閉弁であるバルブ243a〜243cがそれぞれ設けられている。ガス供給管232a,232bのバルブ243a,243bよりも下流側には、ガス供給管232d,232eがそれぞれ接続されている。ガス供給管232cのバルブ243cよりも下流側には、ガス供給管232f,232gがそれぞれ接続されている。ガス供給管232d〜232gには、ガス流の上流側から順に、MFC241d〜241gおよびバルブ243d〜243gがそれぞれ設けられている。   Mass flow controllers (MFC) 241a to 241c, which are flow rate controllers (flow rate control units), and valves 243a to 243c, which are open / close valves, are provided in the gas supply pipes 232a to 232c in order from the upstream side of the gas flow. .. Gas supply pipes 232d and 232e are connected to the gas supply pipes 232a and 232b on the downstream side of the valves 243a and 243b, respectively. Gas supply pipes 232f and 232g are connected to the gas supply pipe 232c downstream of the valve 243c. The gas supply pipes 232d to 232g are respectively provided with MFCs 241d to 241g and valves 243d to 243g in order from the upstream side of the gas flow.

図2に示すように、ノズル249a〜249cは、反応管203の内壁とウエハ200との間における平面視において円環状の空間に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の配列方向上方に向かって立ち上がるようにそれぞれ設けられている。すなわち、ノズル249a〜249cは、ウエハ200が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うようにそれぞれ設けられている。平面視において、ノズル249bは、処理室201内に搬入されるウエハ200の中心を挟んで後述する排気口231aと一直線上に対向するように配置されている。ノズル249a,249cは、ノズル249bと排気口231aの中心とを通る直線Lを、反応管203の内壁(ウエハ200の外周部)に沿って両側から挟み込むように配置されている。直線Lは、ノズル249bとウエハ200の中心とを通る直線でもある。すなわち、ノズル249cは、直線Lを挟んでノズル249aと反対側に設けられているということもできる。ノズル249a,249cは、直線Lを対称軸として線対称に配置されている。ノズル249a〜249cの側面には、ガスを供給するガス供給孔250a〜250cがそれぞれ設けられている。ガス供給孔250a〜250cは、それぞれが、平面視において排気口231aと対向(対面)するように開口しており、ウエハ200に向けてガスを供給することが可能となっている。ガス供給孔250a〜250cは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられている。   As shown in FIG. 2, the nozzles 249a to 249c are arranged in the annular space in a plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200, along the upper part of the inner wall of the reaction tube 203 and the upper part of the wafer 200. They are provided so as to rise upward in the arrangement direction. That is, the nozzles 249a to 249c are provided along the wafer arranging region in a region horizontally surrounding the wafer arranging region on the side of the wafer arranging region where the wafers 200 are arranged. In a plan view, the nozzle 249b is arranged so as to face the exhaust port 231a, which will be described later, in a straight line across the center of the wafer 200 loaded into the processing chamber 201. The nozzles 249a and 249c are arranged so as to sandwich the straight line L passing through the nozzle 249b and the center of the exhaust port 231a from both sides along the inner wall of the reaction tube 203 (outer peripheral portion of the wafer 200). The straight line L is also a straight line passing through the nozzle 249b and the center of the wafer 200. That is, it can be said that the nozzle 249c is provided on the opposite side of the nozzle 249a with the straight line L interposed therebetween. The nozzles 249a and 249c are arranged in line symmetry with the straight line L as the axis of symmetry. Gas supply holes 250a to 250c for supplying gas are provided on the side surfaces of the nozzles 249a to 249c, respectively. Each of the gas supply holes 250a to 250c is opened so as to face (face) the exhaust port 231a in a plan view, and the gas can be supplied toward the wafer 200. A plurality of gas supply holes 250a to 250c are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203.

ガス供給管232aからは、処理ガス(第2処理ガス)として、例えば、後述するシード層を構成する主元素としてのシリコン(Si)を含むシラン系ガスが、MFC241a、バルブ243a、ノズル249aを介して処理室201内へ供給される。シラン系ガスとしては、ハロゲン元素非含有の水素化ケイ素ガスを用いることができ、例えば、ジシラン(Si、略称:DS)ガスを用いることができる。 From the gas supply pipe 232a, for example, a silane-based gas containing silicon (Si) as a main element forming a seed layer described later is supplied as a processing gas (second processing gas) through the MFC 241a, the valve 243a, and the nozzle 249a. And is supplied into the processing chamber 201. As the silane-based gas, a silicon hydride gas containing no halogen element can be used, and for example, disilane (Si 2 H 6 , abbreviation: DS) gas can be used.

ガス供給管232bからは、処理ガス(第3処理ガス)として、例えば、Siとハロゲン元素とを含むガス、すなわち、ハロシラン系ガスが、MFC241b、バルブ243b、ノズル249bを介して処理室201内へ供給される。ハロゲン元素には、塩素(Cl)、フッ素(F)、臭素(Br)、ヨウ素(I)等が含まれる。ハロシラン系ガスとしては、例えば、SiおよびClを含むクロロシラン系ガスを用いることができ、例えば、ジクロロシラン(SiHCl、略称:DCS)ガスを用いることができる。 From the gas supply pipe 232b, for example, a gas containing Si and a halogen element, that is, a halosilane-based gas as a processing gas (third processing gas) into the processing chamber 201 via the MFC 241b, the valve 243b, and the nozzle 249b. Supplied. The halogen element includes chlorine (Cl), fluorine (F), bromine (Br), iodine (I) and the like. As the halosilane-based gas, for example, a chlorosilane-based gas containing Si and Cl can be used, and for example, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation: DCS) gas can be used.

ガス供給管232cからは、処理ガス(第1処理ガス)として、例えば、ウエハ200上に形成される膜を構成する主元素としてのSiを含むシラン系ガスが、MFC241c、バルブ243c、ノズル249cを介して処理室201内へ供給される。シラン系ガスとしては、ハロゲン元素非含有の水素化ケイ素ガスを用いることができ、例えば、モノシラン(SiH、略称:MS)ガスを用いることができる。 From the gas supply pipe 232c, as a processing gas (first processing gas), for example, a silane-based gas containing Si as a main element forming a film formed on the wafer 200 passes through the MFC 241c, the valve 243c, and the nozzle 249c. It is supplied into the processing chamber 201 via the. As the silane-based gas, a silicon hydride gas containing no halogen element can be used, and for example, monosilane (SiH 4 , abbreviation: MS) gas can be used.

ガス供給管232d〜232fからは、不活性ガスとして、例えば、窒素(N)ガスが、それぞれMFC241d〜241f、バルブ243d〜243f、ガス供給管232a〜232c、ノズル249a〜249cを介して処理室201内へ供給される。Nガスは、パージガス、キャリアガス、希釈ガス等として作用し、さらに、ウエハ200上に形成される膜のウエハ面内膜厚分布を制御する膜厚分布制御ガスとして作用する。 From the gas supply pipes 232d to 232f, for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied as an inert gas through the MFCs 241d to 241f, the valves 243d to 243f, the gas supply pipes 232a to 232c, and the nozzles 249a to 249c, respectively. It is supplied into 201. The N 2 gas acts as a purge gas, a carrier gas, a diluting gas, and the like, and further acts as a film thickness distribution control gas that controls the film thickness distribution in the wafer surface of the film formed on the wafer 200.

ガス供給管232gからは、ドーパントガスとして、例えば、不純物(ドーパント)を含むガスが、MFC241g、バルブ243g、ガス供給管232c、ノズル249cを介して処理室201内へ供給される。ドーパントガスとしては、III族元素(第13族元素)およびV族元素(第15族元素)のうちいずれかの元素であって、それ単独で固体となる元素を含むガスを用いることができ、例えば、V族元素を含むガスであるホスフィン(PH、略称:PH)ガスを用いることができる。 As the dopant gas, for example, a gas containing impurities (dopants) is supplied from the gas supply pipe 232g into the processing chamber 201 via the MFC 241g, the valve 243g, the gas supply pipe 232c, and the nozzle 249c. As the dopant gas, it is possible to use a gas containing an element that is one of a group III element (group 13 element) and a group V element (group 15 element) and becomes solid by itself, For example, phosphine (PH 3 , abbreviated as PH) gas, which is a gas containing a Group V element, can be used.

主に、ガス供給管232a〜232c、MFC241a〜241c、バルブ243a〜243cにより、処理ガス供給系が構成される。ガス供給管232g、MFC241g、バルブ243gを処理ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、ガス供給管232d〜232f、MFC241d〜241f、バルブ243d〜243fにより、不活性ガス供給系が構成される。なお、本明細書では、ガス供給管232d、MFC241d、バルブ243dを含むガス供給系を、第1供給系とも称する。ガス供給管232a、MFC241a、バルブ243aを第1供給系に含めて考えてもよい。また、ガス供給管232e、MFC241e、バルブ243eを含むガス供給系を、第2供給系とも称する。ガス供給管232b、MFC241b、バルブ243bを第2供給系に含めて考えてもよい。また、ガス供給管232c、MFC241c、バルブ243cを含むガス供給系を、第3供給系とも称する。ガス供給管232g,232f、MFC241g,241f、バルブ243g,243fを第3供給系に含めて考えてもよい。   A processing gas supply system is mainly configured by the gas supply pipes 232a to 232c, the MFCs 241a to 241c, and the valves 243a to 243c. It may be considered that the processing gas supply system includes the gas supply pipe 232g, the MFC 241g, and the valve 243g. An inert gas supply system mainly includes the gas supply pipes 232d to 232f, the MFCs 241d to 241f, and the valves 243d to 243f. In this specification, the gas supply system including the gas supply pipe 232d, the MFC 241d, and the valve 243d is also referred to as a first supply system. The gas supply pipe 232a, the MFC 241a, and the valve 243a may be included in the first supply system. The gas supply system including the gas supply pipe 232e, the MFC 241e, and the valve 243e is also referred to as a second supply system. The gas supply pipe 232b, the MFC 241b, and the valve 243b may be included in the second supply system. The gas supply system including the gas supply pipe 232c, the MFC 241c, and the valve 243c is also referred to as a third supply system. It may be considered that the gas supply pipes 232g, 232f, the MFCs 241g, 241f, and the valves 243g, 243f are included in the third supply system.

上述の各種供給系のうち、いずれか、或いは、全ての供給系は、バルブ243a〜243gやMFC241a〜241g等が集積されてなる集積型供給システム248として構成されていてもよい。集積型供給システム248は、ガス供給管232a〜232gのそれぞれに対して接続され、ガス供給管232a〜232g内への各種ガスの供給動作、すなわち、バルブ243a〜243gの開閉動作やMFC241a〜241gによる流量調整動作等が、後述するコントローラ121によって制御されるように構成されている。集積型供給システム248は、一体型、或いは、分割型の集積ユニットとして構成されており、ガス供給管232a〜232g等に対して集積ユニット単位で着脱を行うことができ、集積型供給システム248のメンテナンス、交換、増設等を、集積ユニット単位で行うことが可能なように構成されている。   Any or all of the various supply systems described above may be configured as an integrated supply system 248 in which valves 243a to 243g and MFCs 241a to 241g are integrated. The integrated supply system 248 is connected to each of the gas supply pipes 232a to 232g, and supplies various gases into the gas supply pipes 232a to 232g, that is, opens and closes the valves 243a to 243g and MFCs 241a to 241g. The flow rate adjusting operation and the like are configured to be controlled by the controller 121 described later. The integrated type supply system 248 is configured as an integrated type or a divided type integrated unit, and can be attached to and detached from the gas supply pipes 232a to 232g in units of integrated units. It is configured so that maintenance, replacement, expansion, etc. can be performed in units of integrated units.

反応管203の側壁下方には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口231aが設けられている。図2に示すように、排気口231aは、平面視において、ウエハ200を挟んでノズル249a〜249c(ガス供給孔250a〜250c)と対向(対面)する位置に設けられている。排気口231aは、反応管203の側壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列領域に沿って設けられていてもよい。排気口231aには排気管231が接続されている。排気管231には、処理室201内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して、真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されている。APCバルブ244は、真空ポンプ246を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室201内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ246を作動させた状態で、圧力センサ245により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室201内の圧力を調整することができるように構成されている。主に、排気管231、APCバルブ244、圧力センサ245により、排気系が構成される。真空ポンプ246を排気系に含めて考えてもよい。   Below the side wall of the reaction tube 203, an exhaust port 231a for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided. As shown in FIG. 2, the exhaust port 231a is provided at a position facing (facing) the nozzles 249a to 249c (gas supply holes 250a to 250c) with the wafer 200 interposed therebetween in a plan view. The exhaust port 231a may be provided along the upper part of the side wall of the reaction tube 203, that is, along the wafer array region. An exhaust pipe 231 is connected to the exhaust port 231a. In the exhaust pipe 231, a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator (pressure regulator) are provided. A vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device is connected. The APC valve 244 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop in the processing chamber 201 by opening and closing the valve in a state where the vacuum pump 246 is operated, and further, in a state where the vacuum pump 246 is operated, The pressure inside the processing chamber 201 can be adjusted by adjusting the valve opening degree based on the pressure information detected by the pressure sensor 245. An exhaust system is mainly configured by the exhaust pipe 231, the APC valve 244, and the pressure sensor 245. The vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.

マニホールド209の下方には、マニホールド209の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、例えばSUS等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、マニホールド209の下端と当接するシール部材としてのOリング220bが設けられている。シールキャップ219の下方には、後述するボート217を回転させる回転機構267が設置されている。回転機構267の回転軸255は、シールキャップ219を貫通してボート217に接続されている。回転機構267は、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ219は、反応管203の外部に設置された昇降機構としてのボートエレベータ115によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ115は、シールキャップ219を昇降させることで、ウエハ200を処理室201内外に搬入および搬出(搬送)する搬送装置(搬送機構)として構成されている。マニホールド209の下方には、シールキャップ219を降下させボート217を処理室201内から搬出した状態で、マニホールド209の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシャッタ219sが設けられている。シャッタ219sは、例えばSUS等の金属材料により構成され、円盤状に形成されている。シャッタ219sの上面には、マニホールド209の下端と当接するシール部材としてのOリング220cが設けられている。シャッタ219sの開閉動作(昇降動作や回動動作等)は、シャッタ開閉機構115sにより制御される。   Below the manifold 209, a seal cap 219 is provided as a furnace port lid that can hermetically close the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is made of, for example, a metal material such as SUS and has a disc shape. An O-ring 220b is provided on the upper surface of the seal cap 219 as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209. Below the seal cap 219, a rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 described later is installed. The rotating shaft 255 of the rotating mechanism 267 penetrates the seal cap 219 and is connected to the boat 217. The rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 217 by rotating the boat 217. The seal cap 219 is configured to be vertically moved up and down by a boat elevator 115 as an elevating mechanism installed outside the reaction tube 203. The boat elevator 115 is configured as a transfer device (transfer mechanism) that moves the wafer 200 in and out (transfers) the wafer 200 by moving the seal cap 219 up and down. Below the manifold 209, there is provided a shutter 219s as a furnace port lid that can hermetically close the lower end opening of the manifold 209 in a state where the seal cap 219 is lowered and the boat 217 is carried out from the processing chamber 201. The shutter 219s is made of a metal material such as SUS and has a disk shape. On the upper surface of the shutter 219s, an O-ring 220c is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209. The opening / closing operation of the shutter 219s (elevating operation, rotating operation, etc.) is controlled by the shutter opening / closing mechanism 115s.

基板支持具としてのボート217は、複数枚、例えば25〜200枚のウエハ200を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート217は、例えば石英やSiC等の耐熱性材料により構成される。ボート217の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料により構成される断熱板218が多段に支持されている。   The boat 217 as the substrate support is configured to support a plurality of wafers 200, for example, 25 to 200 wafers 200 in a horizontal posture and in a vertically aligned manner with the centers thereof aligned with each other in a multi-stage manner, that is, It is configured to be arranged at intervals. The boat 217 is made of, for example, a heat resistant material such as quartz or SiC. Below the boat 217, a plurality of heat insulating plates 218 made of a heat resistant material such as quartz or SiC are supported in multiple stages.

反応管203内には、温度検出器としての温度センサ263が設置されている。温度センサ263により検出された温度情報に基づきヒータ207への通電具合を調整することで、処理室201内の温度が所望の温度分布となる。温度センサ263は、反応管203の内壁に沿って設けられている。   A temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203. The temperature inside the process chamber 201 has a desired temperature distribution by adjusting the degree of energization to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. The temperature sensor 263 is provided along the inner wall of the reaction tube 203.

図3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が接続されている。   As shown in FIG. 3, a controller 121, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d. Has been done. The RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured to be able to exchange data with the CPU 121a via the internal bus 121e. An input / output device 122 configured as, for example, a touch panel or the like is connected to the controller 121.

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等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理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でき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、プロセス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。また、プロセスレシピを、単に、レシピともいう。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、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、それらの両方を含む場合がある。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。   The storage device 121c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like. In the storage device 121c, a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe in which a procedure, conditions, etc. of the substrate processing, which will be described later, are stored in a readable manner. The process recipe is a combination that causes the controller 121 to execute each procedure in the substrate processing described below and obtains a predetermined result, and functions as a program. Hereinafter, process recipes, control programs, and the like are collectively referred to simply as programs. The process recipe is also simply referred to as a recipe. When the term program is used in this specification, it may include only a recipe alone, only a control program alone, or both of them. The RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs and data read by the CPU 121a are temporarily stored.

I/Oポート121dは、上述のMFC241a〜241g、バルブ243a〜243g、圧力センサ245、APCバルブ244、真空ポンプ246、温度センサ263、ヒータ207、回転機構267、ボートエレベータ115、シャッタ開閉機構115s等に接続されている。   The I / O port 121d includes the MFCs 241a to 241g, the valves 243a to 243g, the pressure sensor 245, the APC valve 244, the vacuum pump 246, the temperature sensor 263, the heater 207, the rotating mechanism 267, the boat elevator 115, the shutter opening / closing mechanism 115s, and the like. It is connected to the.

CPU121aは、記憶装置121cから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からレシピを読み出すように構成されている。CPU121aは、読み出したレシピの内容に沿うように、MFC241a〜241gによる各種ガスの流量調整動作、バルブ243a〜243gの開閉動作、APCバルブ244の開閉動作および圧力センサ245に基づくAPCバルブ244による圧力調整動作、真空ポンプ246の起動および停止、温度センサ263に基づくヒータ207の温度調整動作、回転機構267によるボート217の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ115によるボート217の昇降動作、シャッタ開閉機構115sによるシャッタ219sの開閉動作等を制御するように構成されている。   The CPU 121a is configured to read and execute the control program from the storage device 121c, and also read the recipe from the storage device 121c in response to input of an operation command from the input / output device 122. The CPU 121a adjusts the flow rates of various gases by the MFCs 241a to 241g, opens / closes the valves 243a to 243g, opens / closes the APC valve 244, and adjusts the pressure by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245 so as to follow the contents of the read recipe. Operation, start and stop of the vacuum pump 246, temperature adjustment operation of the heater 207 based on the temperature sensor 263, rotation and rotation speed adjustment operation of the boat 217 by the rotation mechanism 267, raising / lowering operation of the boat 217 by the boat elevator 115, shutter opening / closing mechanism 115s. Is configured to control the opening / closing operation of the shutter 219s.

コントローラ121は、外部記憶装置123に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。外部記憶装置123は、例えば、HDD等の磁気ディスク、CD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ等を含む。記憶装置121cや外部記憶装置123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ている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。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123単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置123を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。   The controller 121 can be configured by installing the above program stored in the external storage device 123 into a computer. The external storage device 123 includes, for example, a magnetic disk such as an HDD, an optical disk such as a CD, a magneto-optical disk such as an MO, and a semiconductor memory such as a USB memory. The storage device 121c and the external storage device 123 are configured as a computer-readable recording medium. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium. When the term “recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 121c alone, may include only the external storage device 123 alone, or may include both of them. Note that the program may be provided to the computer by using communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.

(2)基板処理工程
上述の基板処理装置を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に膜を形成する基板処理シーケンス例、すなわち、成膜シーケンス例について、図4を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ121により制御される。
(2) Substrate processing step An example of a substrate processing sequence for forming a film on a substrate, that is, a film forming sequence example will be described with reference to FIG. To do. In the following description, the operation of each part of the substrate processing apparatus is controlled by the controller 121.

図4に示す成膜シーケンスでは、
基板としてのウエハ200を準備した後、
ウエハ200に対して第1供給部としてのノズル249aより不活性ガスとしてのNガスを供給し、ウエハ200に対して第2供給部としてのノズル249bより不活性ガスとしてのNガスを供給し、ウエハ200に対して平面視においてノズル249bとウエハ200の中心とを通る直線Lを挟んでノズル249aと反対側に設けられた第3供給部としてのノズル249cより第1処理ガスとしてのMSガスおよびドーパントガスとしてのPHガスを供給して、ウエハ200上に、Pが添加(ドープ)されたSiを含む膜、すなわち、PドープSi膜を形成するステップ(Si膜形成ステップ)を行う。本明細書では、PドープSi膜を、単にSi膜とも称する。
In the film forming sequence shown in FIG.
After preparing the wafer 200 as a substrate,
The N 2 gas as from the inert gas nozzles 249a of the first supply unit and supplied to the wafer 200, supplying the N 2 gas as the inert gas from the nozzle 249b of the second supply unit to the wafer 200 Then, in plan view with respect to the wafer 200, the MS as the first processing gas is supplied from the nozzle 249c as the third supply unit provided on the side opposite to the nozzle 249a with the straight line L passing through the nozzle 249b and the center of the wafer 200 interposed therebetween. A step of forming a P-doped Si film, that is, a film containing Si to which P is added (doped) on the wafer 200 by supplying a gas and a PH gas as a dopant gas (Si film forming step) is performed. In this specification, the P-doped Si film is also simply referred to as a Si film.

また、図4に示す成膜シーケンスでは、
ウエハ200を準備した後、上述のSi膜形成ステップを行う前に、
ウエハ200に対してノズル249aより第2処理ガスとしてのDSガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249bよりNガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249cよりNガスを供給し、ウエハ200上に、シード層として、Siを含む層、すなわち、Si層を形成するステップ(シード層形成ステップ)を行う。以下、このSi層をSiシード層とも称する。
Further, in the film forming sequence shown in FIG.
After preparing the wafer 200 and before performing the above Si film forming step,
Supplying a DS gas as the second process gas from the nozzle 249a to the wafer 200, the N 2 gas supplied from the nozzle 249b to the wafer 200, the N 2 gas supplied from the nozzle 249c to the wafer 200, A step of forming a layer containing Si, that is, a Si layer as a seed layer on the wafer 200 (seed layer forming step) is performed. Hereinafter, this Si layer is also referred to as a Si seed layer.

具体的には、シード層形成ステップでは、
ウエハ200に対してノズル249a〜249cのいずれか(ここではノズル249b)より第3処理ガスとしてのDCSガスを供給するステップ1と、
ウエハ200に対してノズル249aよりDSガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249bよりNガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249cよりNガスを供給するステップ2と、
を交互に行うサイクルを所定回数行う。
Specifically, in the seed layer forming step,
Step 1 of supplying DCS gas as the third processing gas to the wafer 200 from any of the nozzles 249a to 249c (here, the nozzle 249b);
Supplying a DS gas from the nozzle 249a to the wafer 200, the N 2 gas supplied from the nozzle 249b to the wafer 200, and Step 2 for supplying from N 2 gas nozzle 249c to the wafer 200,
The cycle of alternately performing is performed a predetermined number of times.

なお、上述のSi膜形成ステップでは、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、ウエハ200上に形成されるSi膜のウエハ面内膜厚分布(以下、単に面内膜厚分布とも称する)を調整する。 In the above description of the Si film formation step, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a, by controlling the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, the balance of, is formed on the wafer 200 Si The in-plane film thickness distribution of the film (hereinafter, also simply referred to as in-plane film thickness distribution) is adjusted.

ここでは一例として、ウエハ200として、表面に凹凸構造が作り込まれていない表面積の小さいベアウエハを用い、上述の成膜シーケンスおよび流量制御により、Si膜の面内膜厚分布を調整する例について説明する。本明細書では、ウエハ200の中央部で最も厚く、外周部(周縁部)に近づくにつれて徐々に薄くなる膜の面内膜厚分布を、中央凸分布とも称する。また、ウエハ200の中央部で最も薄く、外周部に近づくにつれて徐々に厚くなる膜の面内膜厚分布を、中央凹分布とも称する。また、ウエハ200の中央部から外周部にわたって膜厚変化の少ない平坦な膜の膜厚分布を、フラット分布とも称する。ベアウエハ上に中央凸分布を有する膜を形成することができれば、表面に微細な凹凸構造が作り込まれた表面積の大きいパターンウエハ(プロダクトウエハ)上に、フラット分布を有する膜を形成することが可能となる。   Here, as an example, an example in which a bare wafer having a small surface area with no uneven structure formed on the surface thereof is used as the wafer 200 and the in-plane film thickness distribution of the Si film is adjusted by the above-described film forming sequence and flow rate control will be described. To do. In the present specification, the in-plane film thickness distribution of the film that is thickest in the central portion of the wafer 200 and gradually becomes thinner toward the outer peripheral portion (peripheral portion) is also referred to as a central convex distribution. Further, the in-plane film thickness distribution of the film that is the thinnest in the central portion of the wafer 200 and gradually increases toward the outer peripheral portion is also referred to as central concave distribution. Further, the film thickness distribution of a flat film having a small film thickness change from the central portion to the outer peripheral portion of the wafer 200 is also referred to as a flat distribution. If a film with a central convex distribution can be formed on a bare wafer, it is possible to form a film with a flat distribution on a patterned wafer (product wafer) with a large surface area in which a fine uneven structure is formed. Becomes

本明細書では、図4に示す成膜シーケンスを、便宜上、以下のように示すこともある。以下の変形例等の説明においても、同様の表記を用いる。   In this specification, the film formation sequence shown in FIG. 4 may be referred to as follows for convenience. The same notation is used in the description of the modified examples and the like below.

(DCS→DS)×n→MS+PH ⇒ PドープSi (DCS → DS) × n → MS + PH ⇒ P-doped Si

本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された所定の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。   When the term "wafer" is used in this specification, it may mean the wafer itself or a laminate of the wafer and a predetermined layer or film formed on the surface of the wafer. When the term "wafer surface" is used herein, it may mean the surface of the wafer itself or the surface of a predetermined layer or the like formed on the wafer. In this specification, the description of “forming a predetermined layer on a wafer” means directly forming a predetermined layer on the surface of the wafer itself, a layer formed on the wafer, etc. It may mean that a predetermined layer is formed on. In this specification, the term “substrate” is also synonymous with the term “wafer”.

(ウエハチャージおよびボートロード)
複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、シャッタ開閉機構115sによりシャッタ219sが移動させられて、マニホールド209の下端開口が開放される(シャッタオープン)。その後、図1に示すように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内へ搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219は、Oリング220bを介してマニホールド209の下端をシールした状態となる。
(Wafer charge and boat load)
When a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge), the shutter opening / closing mechanism 115s moves the shutter 219s to open the lower end opening of the manifold 209 (shutter open). Thereafter, as shown in FIG. 1, the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and loaded into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the manifold 209 via the O-ring 220b.

(圧力調整および温度調整)
処理室201内、すなわち、ウエハ200が存在する空間が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ246によって真空排気(減圧排気)される。この際、処理室201内の圧力は圧力センサ245で測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ244がフィードバック制御される。また、処理室201内のウエハ200が所望の成膜温度となるように、ヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される。また、回転機構267によるウエハ200の回転を開始する。処理室201内の排気、ウエハ200の加熱および回転は、いずれも、少なくともウエハ200に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
(Pressure adjustment and temperature adjustment)
The inside of the processing chamber 201, that is, the space in which the wafer 200 exists is evacuated by the vacuum pump 246 (decompressed exhaust) so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure inside the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure information. Further, the wafer 200 in the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired film forming temperature. At this time, the power supply to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution. Further, the rotation of the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is started. The exhaust of the processing chamber 201, the heating of the wafer 200, and the rotation are all continuously performed at least until the processing of the wafer 200 is completed.

(シード層形成ステップ)
その後、次のステップ1,2を順次実行する。
(Seed layer formation step)
Then, the following steps 1 and 2 are sequentially executed.

[ステップ1]
このステップでは、処理室201内のウエハ200に対して、ノズル249bよりDCSガスを供給し、ノズル249a,249cのそれぞれよりNガスを供給する。
[Step 1]
In this step, DCS gas is supplied from the nozzle 249b to the wafer 200 in the processing chamber 201, and N 2 gas is supplied from the nozzles 249a and 249c.

具体的には、バルブ243bを開き、ガス供給管232b内へDCSガスを流す。DCSガスは、MFC241bにより流量調整され、ノズル249bを介して処理室201内へ供給され、排気口231aより排気される。このとき、ウエハ200に対してDCSガスが供給される。また、このとき、バルブ243d,243fを開き、ノズル249a,249cのそれぞれを介して処理室201内へNガスを供給する。 Specifically, the valve 243b is opened and the DCS gas is flown into the gas supply pipe 232b. The flow rate of the DCS gas is adjusted by the MFC 241b, is supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 249b, and is exhausted from the exhaust port 231a. At this time, the DCS gas is supplied to the wafer 200. At this time, the valves 243d and 243f are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249a and 249c, respectively.

後述する処理条件下でウエハ200に対してDCSガスを供給することにより、DCSガスの持つトリートメント作用(エッチング作用)により、ウエハ200の表面から自然酸化膜や不純物等を除去することができ、この面を清浄化させることが可能となる。これにより、ウエハ200の表面を、後述するステップ2において、Siの吸着、すなわち、シード層の形成が進行しやすい面とすることができる。   By supplying the DCS gas to the wafer 200 under the processing condition described later, a natural oxide film, impurities and the like can be removed from the surface of the wafer 200 by the treatment effect (etching effect) of the DCS gas. It is possible to clean the surface. This makes it possible to make the surface of the wafer 200 a surface on which Si adsorption, that is, the formation of the seed layer, easily proceeds in step 2 described later.

ウエハ200の表面が清浄化された後、バルブ243bを閉じ、処理室201内へのDCSガスの供給を停止する。そして、処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留するガス等を処理室201内から排除する。このとき、バルブ243d〜243fを開き、ノズル249a〜249cを介して処理室201内へNガスを供給する。ノズル249a〜249cより供給されるNガスは、パージガスとして作用し、これにより、処理室201内がパージされる(パージステップ)。 After the surface of the wafer 200 is cleaned, the valve 243b is closed and the supply of DCS gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the inside of the processing chamber 201 is evacuated to remove gas and the like remaining in the processing chamber 201 from the inside of the processing chamber 201. At this time, the valves 243d to 243f are opened and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 via the nozzles 249a to 249c. The N 2 gas supplied from the nozzles 249a to 249c acts as a purge gas, whereby the inside of the processing chamber 201 is purged (purge step).

[ステップ2]
ステップ1が終了した後、処理室201内のウエハ200、すなわち、清浄化されたウエハ200の表面に対して、ノズル249aよりDSガスを供給し、ノズル249b,249cのそれぞれよりNガスを供給する。
[Step 2]
After step 1, the DS gas is supplied from the nozzle 249a and the N 2 gas is supplied from the nozzles 249b and 249c to the surface of the wafer 200 in the processing chamber 201, that is, the cleaned wafer 200. To do.

具体的には、バルブ243aを開き、ガス供給管232a内へDSガスを流す。DSガスは、MFC241aにより流量調整され、ノズル249aを介して処理室201内へ供給され、排気口231aより排気される。このとき、ウエハ200に対してDSガスが供給される。また、このとき、バルブ243e,243fを開き、ノズル249b,249cのそれぞれを介して処理室201内へNガスを供給する。 Specifically, the valve 243a is opened and the DS gas is caused to flow into the gas supply pipe 232a. The flow rate of the DS gas is adjusted by the MFC 241a, is supplied into the processing chamber 201 through the nozzle 249a, and is exhausted from the exhaust port 231a. At this time, the DS gas is supplied to the wafer 200. At this time, the valves 243e and 243f are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249b and 249c, respectively.

後述する処理条件下でウエハ200に対してDSガスを供給することにより、ステップ1で清浄化されたウエハ200の表面に、DSに含まれるSiを吸着させ、シード(核)を形成することが可能となる。後述する処理条件下では、ウエハ200の表面に形成される核の結晶構造は、アモルファス(非晶質)となる。   By supplying the DS gas to the wafer 200 under the processing conditions described later, Si contained in the DS can be adsorbed on the surface of the wafer 200 cleaned in step 1 to form a seed (nucleus). It will be possible. Under the processing conditions described below, the crystal structure of the nuclei formed on the surface of the wafer 200 is amorphous.

ウエハ200の表面に核が形成された後、バルブ243aを閉じ、処理室201内へのDSガスの供給を停止する。そして、ステップ1のパージステップと同様の処理手順により、処理室201内に残留するガス等を処理室201内から排除する。   After the nuclei are formed on the surface of the wafer 200, the valve 243a is closed and the supply of the DS gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the gas and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure as the purging step of step 1.

[所定回数実施]
上述したステップ1,2を交互に、すなわち、同期させることなく非同時に行うサイクルを所定回数(n回、nは1以上の整数)行うことにより、ウエハ200上に、上述の核が高密度に形成されてなるシード層、すなわち、Siシード層を形成することができる。
[Performed a predetermined number of times]
By performing the above-described steps 1 and 2 alternately, that is, performing a non-simultaneously non-synchronized cycle a predetermined number of times (n times, n is an integer of 1 or more), the above-mentioned nuclei are densely formed on the wafer 200. A formed seed layer, that is, a Si seed layer can be formed.

ステップ1における処理条件としては、
DCSガス供給流量:10〜1000sccm
DCSガス供給時間:0.5〜10分
ガス供給流量(ガス供給管毎):10〜10000sccm
処理温度(第1温度):350〜450℃
処理圧力:400〜1000Pa
が例示される。
The processing conditions in step 1 are:
DCS gas supply flow rate: 10 to 1000 sccm
DCS gas supply time: 0.5 to 10 minutes N 2 gas supply flow rate (for each gas supply pipe): 10 to 10000 sccm
Processing temperature (first temperature): 350 to 450 ° C
Processing pressure: 400-1000Pa
Is exemplified.

ステップ2における処理条件としては、
DSガス供給流量:10〜1000sccm
DSガス供給時間:0.5〜10分
が例示される。他の処理条件は、ステップ1における処理条件と同様な処理条件とする。
The processing conditions in step 2 are:
DS gas supply flow rate: 10 to 1000 sccm
The DS gas supply time: 0.5 to 10 minutes is exemplified. The other processing conditions are the same as the processing conditions in step 1.

ステップ1では、第3処理ガスとして、DCSガスの他、モノクロロシラン(SiHCl、略称:MCS)ガス、テトラクロロシラン(SiCl、略称:STC)ガス、トリクロロシラン(SiHCl、略称:TCS)ガス、ヘキサクロロジシラン(SiCl、略称:HCDS)ガス、オクタクロロトリシラン(SiCl、略称:OCTS)ガス等のクロロシラン系ガスを用いることができる。また、第3処理ガスとして、テトラフルオロシラン(SiF)ガス、テトラブロモシラン(SiBr)ガス、テトラヨードシラン(SiI)ガス等を用いることができる。すなわち、第3処理ガスとして、クロロシラン系ガスの他、フルオロシラン系ガス、ブロモシラン系ガス、ヨードシラン系ガス等のハロシラン系ガスを用いることができる。また、第3処理ガスとして、塩化水素(HCl)ガス、塩素(Cl)ガス、トリクロロボラン(BCl)ガス、フッ化塩素(ClF)ガス等のSi非含有のハロゲン系ガスを用いることができる。 In Step 1, as the third processing gas, in addition to DCS gas, monochlorosilane (SiH 3 Cl, abbreviation: MCS) gas, tetrachlorosilane (SiCl 4 , abbreviation: STC) gas, trichlorosilane (SiHCl 3 , abbreviation: TCS). A chlorosilane-based gas such as gas, hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , abbreviated: HCDS) gas, octachlorotrisilane (Si 3 Cl 8 , abbreviated: OCTS) gas, or the like can be used. Moreover, as the third processing gas, tetrafluorosilane (SiF 4 ) gas, tetrabromosilane (SiBr 4 ) gas, tetraiodosilane (SiI 4 ) gas, or the like can be used. That is, as the third processing gas, a halosilane-based gas such as a fluorosilane-based gas, a bromosilane-based gas, or an iodosilane-based gas can be used in addition to the chlorosilane-based gas. Further, as the third processing gas, a halogen gas not containing Si such as hydrogen chloride (HCl) gas, chlorine (Cl 2 ) gas, trichloroborane (BCl 3 ) gas, chlorine fluoride (ClF 3 ) gas is used. You can

ステップ2では、第2処理ガスとして、DSガスの他、MSガス、トリシラン(Si)ガス、テトラシラン(Si10)ガス、ペンタシラン(Si12)ガス、ヘキサシラン(Si14)ガス等の水素化ケイ素ガスを用いることができる。 In Step 2, as the second processing gas, in addition to DS gas, MS gas, trisilane (Si 3 H 8 ) gas, tetrasilane (Si 4 H 10 ) gas, pentasilane (Si 5 H 12 ) gas, hexasilane (Si 6 H) 14 ) Silicon hydride gas such as gas can be used.

不活性ガスとしては、Nガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いることができる。この点は、後述する昇温ステップやSi膜形成ステップ等においても同様である。 As the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas can be used in addition to N 2 gas. This point is the same in the temperature raising step and the Si film forming step, which will be described later.

(昇温ステップ)
シード層形成ステップが終了した後、処理室201内の温度を、上述の第1温度よりも高い第2温度へ変更させるように、ヒータ207の出力を調整する。本ステップを行う際、バルブ243d〜243fを開き、ノズル249a〜249cを介して処理室201内へNガスを供給し、処理室201内をパージする。処理室201内の温度が第2温度に到達して安定した後、後述するSi膜形成ステップを開始する。
(Raising temperature step)
After the seed layer forming step is completed, the output of the heater 207 is adjusted so that the temperature inside the processing chamber 201 is changed to the second temperature higher than the above-mentioned first temperature. When this step is performed, the valves 243d to 243f are opened, N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249a to 249c, and the inside of the processing chamber 201 is purged. After the temperature in the processing chamber 201 reaches the second temperature and stabilizes, the Si film forming step described later is started.

(Si膜形成ステップ)
このステップでは、処理室201内のウエハ200、すなわち、ウエハ200上に形成されたシード層の表面に対して、ノズル249cよりMSガスおよびPHガスを供給し、ノズル249a,249bのそれぞれよりNガスを供給する。
(Si film forming step)
In this step, MS gas and PH gas are supplied from the nozzle 249c to the wafer 200 in the processing chamber 201, that is, the surface of the seed layer formed on the wafer 200, and N 2 is supplied from each of the nozzles 249a and 249b. Supply gas.

具体的には、バルブ243cを開き、ガス供給管232c内へMSガスを流す。MSガスは、MFC241cにより流量調整され、ノズル249cを介して処理室201内へ供給され、排気口231aより排気される。また、このとき、バルブ243gを開き、ガス供給管232g内へPHガスを流す。PHガスは、MFC241gにより流量調整され、ガス供給管232c、ノズル249cを介して処理室201内へ供給され、排気口231aより排気される。このとき、ウエハ200に対してMSガスとPHガスとが一緒かつ同時に供給される。また、このとき、バルブ243d,243eを開き、ノズル249a,249bのそれぞれを介して処理室201内へNガスを供給する。 Specifically, the valve 243c is opened and the MS gas is flown into the gas supply pipe 232c. The flow rate of the MS gas is adjusted by the MFC 241c, is supplied into the processing chamber 201 via the nozzle 249c, and is exhausted from the exhaust port 231a. At this time, the valve 243g is opened and the PH gas is flown into the gas supply pipe 232g. The flow rate of the PH gas is adjusted by the MFC 241g, is supplied into the processing chamber 201 via the gas supply pipe 232c and the nozzle 249c, and is exhausted from the exhaust port 231a. At this time, MS gas and PH gas are simultaneously and simultaneously supplied to the wafer 200. At this time, the valves 243d and 243e are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the nozzles 249a and 249b, respectively.

後述する処理条件下でノズル249cよりウエハ200に対してMSガス、PHガスを供給することにより、ウエハ200の表面上、すなわち、ウエハ200上に形成されたシード層上にSiを吸着(堆積)させ、PドープSi膜を形成することができる。後述する処理条件下では、ウエハ200上に形成されるSi膜の結晶構造は、アモルファス、ポリ(多結晶)、または、アモルファスとポリとの混晶となる。   By supplying MS gas and PH gas from the nozzle 249c to the wafer 200 under the processing conditions described later, Si is adsorbed (deposited) on the surface of the wafer 200, that is, on the seed layer formed on the wafer 200. Then, a P-doped Si film can be formed. Under the processing conditions described later, the crystal structure of the Si film formed on the wafer 200 is amorphous, poly (polycrystal), or a mixed crystal of amorphous and poly.

ウエハ200に対してMSガス、PHガス(以下、これらのガスをMSガス等とも称する)を供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御する。具体的には、例えば、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、を異ならせる。これにより、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することができる。 When supplying MS gas and PH gas (hereinafter, these gases are also referred to as MS gas etc.) to the wafer 200, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249b. Control the balance of and. Specifically, for example, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b are made different. Thereby, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be adjusted.

図4に示す成膜シーケンスでは、一例として、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも大きくする場合を示している。この場合、例えばノズル249aより供給するNガスの流量を500〜2000sccmとし、ノズル249bより供給するNガスの流量を10〜400sccmとする。流量バランスをこのように制御することで、ウエハ200に対して供給されるMSガス等のウエハ面内濃度分布(分圧分布)、すなわち、ウエハ面内における供給量分布を制御することが可能となる。具体的には、ウエハ200の中央部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)を高く(多く)する方向に、また、ウエハ200の外周部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)を低く(少なく)する方向に、それぞれ制御することが可能となる。また、その制御の度合いによっては、ウエハ200の中央部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)を、ウエハ200の外周部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)と同程度としたり、ウエハ200の外周部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)よりも高く(多く)したりすることが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、例えば、中央凹分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凸分布へ近づけたりすることが可能となる。 In the film forming sequence shown in FIG. 4, as an example, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a is made higher than the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b. In this case, for example, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a is 500 to 2000 sccm, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249b is 10 to 400 sccm. By controlling the flow rate balance in this way, it is possible to control the in-plane concentration distribution (partial pressure distribution) of the MS gas or the like supplied to the wafer 200, that is, the supply amount distribution in the in-plane. Become. Specifically, the concentration (supply amount) of MS gas or the like supplied to the central portion of the wafer 200 is increased (increased), and the concentration (supply amount) of MS gas or the like supplied to the outer peripheral portion of the wafer 200 is increased. It is possible to control the amount in the direction of decreasing (decreasing). Depending on the degree of control, the concentration (supply amount) of the MS gas or the like supplied to the central portion of the wafer 200 is approximately the same as the concentration (supply amount) of the MS gas or the like supplied to the outer peripheral portion of the wafer 200. Alternatively, the concentration (supply amount) of the MS gas or the like supplied to the outer peripheral portion of the wafer 200 can be made higher (more). As a result, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be made closer to, for example, a central concave distribution to a flat distribution, or even closer to a central convex distribution.

ウエハ200上に所望の面内膜厚分布を有するSi膜が形成された後、バルブ243c,243gを閉じ、処理室201内へのMSガス、PHガスの供給をそれぞれ停止する。そして、上述のステップ1のパージステップと同様の処理手順により、処理室201内に残留するガス等を処理室201内から排除する。   After the Si film having a desired in-plane film thickness distribution is formed on the wafer 200, the valves 243c and 243g are closed and the supply of MS gas and PH gas into the processing chamber 201 is stopped. Then, the gas and the like remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 by the same processing procedure as the purging step of step 1 described above.

Si膜形成ステップにおける処理条件としては、
MSガス供給流量:10〜2000sccm
PHガス供給流量:0.1〜500sccm
MSガスおよびPHガス供給時間:1〜300分
ガス供給流量(ガス供給管毎):10〜20000sccm
処理温度(第2温度):500〜650℃
処理圧力:30〜200Pa
が例示される。ここに示した処理条件は、処理室201内において、MSガスが単独で存在した場合にMSガスが熱分解する条件、すなわち、CVD反応が生じる条件である。すなわち、ここに示した処理条件は、ウエハ200上へのSiの吸着(堆積)にセルフリミットがかからない条件、つまり、ウエハ200上へのSiの吸着がノンセルフリミットとなる条件である。
The processing conditions in the Si film forming step are as follows.
MS gas supply flow rate: 10 to 2000 sccm
PH gas supply flow rate: 0.1 to 500 sccm
MS gas and PH gas supply time: 1 to 300 minutes N 2 gas supply flow rate (per gas supply pipe): 10 to 20000 sccm
Processing temperature (second temperature): 500 to 650 ° C
Processing pressure: 30-200Pa
Is exemplified. The processing conditions shown here are the conditions under which the MS gas is thermally decomposed when the MS gas is present alone in the processing chamber 201, that is, the CVD reaction occurs. That is, the processing conditions shown here are conditions in which the adsorption (deposition) of Si on the wafer 200 does not have a self-limit, that is, the adsorption of Si on the wafer 200 is a non-self limit.

第1処理ガスとしては、MSガスの他、上述の各種水素化ケイ素ガスや、上述の各種ハロシラン系ガスを用いることかできる。Si膜中へのハロゲン元素の残留を抑制させるには、第1処理ガスとして水素化ケイ素ガスを用いることが好ましく、Si膜の成膜レートを向上させるには、第1処理ガスとして反応性の高いハロシラン系ガスを用いることが好ましい。   As the first processing gas, in addition to MS gas, the above-mentioned various silicon hydride gases and the above-mentioned various halosilane-based gases can be used. In order to suppress the halogen element from remaining in the Si film, it is preferable to use a silicon hydride gas as the first processing gas, and in order to improve the film formation rate of the Si film, a reactive gas as the first processing gas is used. It is preferable to use a high halosilane-based gas.

ドーパントガスとしては、PHガスの他、アルシン(AsH)ガス等のV族元素であってそれ単独で固体となる元素(P,砒素(As)等)を含むガスを用いることができる。また、ドーパントガスとしては、V族元素を含むガスの他、ジボラン(B)ガス、トリクロロボラン(BCl)ガス等のIII族元素であってそれ単独で固体となる元素(硼素(B)等)を含むガス等を用いることもできる。 As the dopant gas, a gas containing a group V element such as arsine (AsH 3 ) gas that becomes a solid by itself (P, arsenic (As), etc.) can be used as the dopant gas. The dopant gas is a group III element such as diborane (B 2 H 6 ) gas or trichloroborane (BCl 3 ) gas in addition to the gas containing the group V element, and the element (boron (boron (B It is also possible to use a gas containing B) or the like).

(アフターパージおよび大気圧復帰)
Si膜形成ステップが終了した後、ノズル249a〜249cのそれぞれからパージガスとしてのNガスを処理室201内へ供給し、排気口231aより排気する。これにより、処理室201内がパージされ、処理室201内に残留するガスや反応副生成物が処理室201内から除去される(アフターパージ)。その後、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。
(Afterpurge and return to atmospheric pressure)
After the Si film forming step is completed, N 2 gas as a purge gas is supplied into the processing chamber 201 from each of the nozzles 249a to 249c and exhausted from the exhaust port 231a. As a result, the inside of the process chamber 201 is purged, and the gas and reaction by-products remaining in the process chamber 201 are removed from the process chamber 201 (afterpurge). After that, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (replacement with an inert gas), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).

(ボートアンロードおよびウエハディスチャージ)
ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降され、マニホールド209の下端が開口される。そして、処理済のウエハ200が、ボート217に支持された状態でマニホールド209の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。ボートアンロードの後は、シャッタ219sが移動させられ、マニホールド209の下端開口がOリング220cを介してシャッタ219sによりシールされる(シャッタクローズ)。処理済のウエハ200は、反応管203の外部に搬出された後、ボート217より取り出される(ウエハディスチャージ)。
(Boat unload and wafer discharge)
The boat elevator 115 lowers the seal cap 219 and opens the lower end of the manifold 209. Then, the processed wafer 200 is carried out from the lower end of the manifold 209 to the outside of the reaction tube 203 (boat unloading) while being supported by the boat 217. After the boat is unloaded, the shutter 219s is moved, and the lower end opening of the manifold 209 is sealed by the shutter 219s via the O-ring 220c (shutter close). The processed wafer 200 is carried out of the reaction tube 203 and then taken out from the boat 217 (wafer discharge).

(3)本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果が得られる。
(3) Effects of this Embodiment According to this embodiment, one or more of the following effects can be obtained.

(a)Si膜形成ステップにおいてノズル249cよりMSガスを供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。例えば、ベアウエハとして構成されたウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、中央凸分布とすることが可能となる。これにより、ウエハ200としてパターンウエハを用いる場合に、このウエハ200上に、フラット分布を有するSi膜を形成することが可能となる。 (A) By controlling the balance between the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b when the MS gas is supplied from the nozzle 249c in the Si film forming step, It is possible to adjust the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200. For example, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 configured as a bare wafer can be a central convex distribution. As a result, when a patterned wafer is used as the wafer 200, it is possible to form a Si film having a flat distribution on the wafer 200.

ウエハ200上に形成される膜の面内膜厚分布はウエハ200の表面積に依存するが、これは、いわゆるローディング効果によるものと考えられる。本実施形態における基板処理装置のようにウエハ200の外周部側から中央部側へ向かってMSガス等の原料が流れる場合に、成膜対象のウエハ200の表面積が大きくなるほど、MSガス等の原料がウエハ200の外周部で多量に消費され、その中央部へ届きにくくなる。その結果、ウエハ200上に形成される膜の面内膜厚分布が、中央凹分布となる傾向がある。本実施形態によれば、ウエハ200として表面積の大きいパターンウエハを用いる場合であっても、ウエハ200上に形成される膜の面内膜厚分布を中央凹分布からフラット分布へと矯正したり、さらには、中央凸分布へと矯正したりする等、自在に制御することが可能となる。   The in-plane film thickness distribution of the film formed on the wafer 200 depends on the surface area of the wafer 200, which is considered to be due to the so-called loading effect. When a raw material such as MS gas flows from the outer peripheral side toward the central side of the wafer 200 as in the substrate processing apparatus of the present embodiment, the larger the surface area of the wafer 200 to be film-formed, the raw material such as MS gas. Is consumed in a large amount on the outer peripheral portion of the wafer 200, and it is difficult to reach the central portion. As a result, the in-plane film thickness distribution of the film formed on the wafer 200 tends to have a central concave distribution. According to the present embodiment, even when a patterned wafer having a large surface area is used as the wafer 200, the in-plane film thickness distribution of the film formed on the wafer 200 is corrected from the central concave distribution to the flat distribution, Further, it is possible to freely control such as correcting to a central convex distribution.

(b)Si膜形成ステップにおいて、Nガスの供給を2本のノズル249a,249bを用いて行うことにより、Nガスの供給を1本のノズルを用いて行う場合よりも、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、精密かつ広範囲に調整することが可能となる。これは、本実施形態の手法によれば、ウエハ200の中央部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)と、ウエハ200の外周部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)と、を個別に、すなわち、独立して制御することが可能となるためである。 (B) In the Si film forming step, by supplying the N 2 gas using the two nozzles 249a and 249b, the N 2 gas is supplied on the wafer 200 more than when using the single nozzle. It is possible to adjust the in-plane film thickness distribution of the Si film to be formed in a precise and wide range. According to the method of the present embodiment, this is the concentration (supply amount) of the MS gas or the like supplied to the central portion of the wafer 200 and the concentration (supply amount) of the MS gas or the like supplied to the outer peripheral portion of the wafer 200. This is because it is possible to control and, individually, that is, independently.

(c)少なくともノズル249bを、好ましくはノズル249a〜249cを、少なくとも平面視において排気口231aと対向するようにそれぞれ配置することにより、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布の制御性を高めることが可能となる。また、ノズル249a,249cを、直線Lを対称軸として線対称に配置することにより、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布の制御性をさらに高めることが可能となる。 (C) By disposing at least the nozzles 249b, preferably the nozzles 249a to 249c so as to face at least the exhaust ports 231a in a plan view, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be determined. It is possible to improve controllability. Further, by arranging the nozzles 249a and 249c in line symmetry with the straight line L as the axis of symmetry, the controllability of the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be further enhanced.

(d)ウエハ200を準備した後、Si膜形成ステップを行う前に、シード層形成ステップを行うことにより、ウエハ200上に形成されるSi膜のインキュベーションタイム(成長遅れ)を短縮させることができ、成膜処理の生産性を向上させることが可能となる。 (D) By performing the seed layer forming step after preparing the wafer 200 and before performing the Si film forming step, the incubation time (growth delay) of the Si film formed on the wafer 200 can be shortened. Therefore, it becomes possible to improve the productivity of the film forming process.

(e)シード層形成ステップでは、DCSガスの供給とDSガスの供給とを交互に行うことにより、シード層の形成効率を高め、また、シード層を緻密化させることが可能となる。これにより、成膜処理の生産性を高め、また、ウエハ200上に形成されるSi膜を緻密化させることが可能となる。また、ガスの供給を交互に行うことにより、処理室201内における過剰な気相反応を抑制し、成膜処理の品質を向上させることが可能となる。 (E) In the seed layer forming step, by supplying DCS gas and DS gas alternately, it is possible to enhance the formation efficiency of the seed layer and to densify the seed layer. As a result, the productivity of the film forming process can be improved and the Si film formed on the wafer 200 can be densified. Further, by alternately supplying the gas, it is possible to suppress the excessive gas phase reaction in the processing chamber 201 and improve the quality of the film forming process.

(f)上述の効果は、MSガス以外の第1処理ガスを用いる場合や、DSガス以外の第2処理ガスを用いる場合や、DCSガス以外の第3処理ガスを用いる場合や、PHガス以外のドーパントガスを用いる場合や、Nガス以外の不活性ガスを用いる場合にも、同様に得ることができる。 (F) The effects described above are obtained when a first processing gas other than MS gas is used, a second processing gas other than DS gas is used, a third processing gas other than DCS gas is used, and other than PH gas. The same can be obtained when the dopant gas of No. 2 is used or when an inert gas other than N 2 gas is used.

(4)変形例
本実施形態における成膜ステップは、図4に示す態様に限定されず、以下に示す変形例のように変更することができる。これらの変形例は任意に組み合わせることができる。特に説明がない限り、各変形例の各ステップにおける処理手順、処理条件は、上述の基板処理シーケンスの各ステップにおける処理手順、処理条件と同様とすることができる。
(4) Modified Example The film forming step in the present embodiment is not limited to the mode shown in FIG. 4, and can be modified as in the modified example shown below. These modifications can be combined arbitrarily. Unless otherwise specified, the processing procedure and processing conditions in each step of each modification can be the same as the processing procedure and processing conditions in each step of the substrate processing sequence described above.

(変形例1)
図4に示す成膜シーケンスではシード層形成ステップを実施する例について説明したが、シード層形成ステップを不実施としてもよい。本変形例においても、Si膜形成ステップにおいてノズル249cよりMSガスを供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。
(Modification 1)
In the film forming sequence shown in FIG. 4, an example in which the seed layer forming step is performed has been described, but the seed layer forming step may be omitted. Also in this modification, when the MS gas is supplied from the nozzle 249c in the Si film forming step, the balance between the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b is controlled. As a result, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be adjusted.

(変形例2)
Si膜形成ステップでは、ノズル249cよりMSガス等を供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも小さくするようにしてもよい。この場合、例えばノズル249aより供給するNガスの流量を10〜400sccmとし、ノズル249bより供給するNガスの流量を500〜2000sccmとする。流量バランスをこのように制御することで、ウエハ200の中央部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)を低く(少なく)する方向に、また、ウエハ200の外周部に供給されるMSガス等の濃度(供給量)を高く(多く)する方向に、それぞれ制御することが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、例えば、中央凸分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凹分布へ近づけたりすることが可能となる。
(Modification 2)
In the Si film forming step, when the MS gas or the like is supplied from the nozzle 249c, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a may be set lower than the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b. In this case, for example, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a is set to 10 to 400 sccm, and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b is set to 500 to 2000 sccm. By controlling the flow rate balance in this manner, the concentration (supply amount) of MS gas or the like supplied to the central portion of the wafer 200 is lowered (reduced), and the MS supplied to the outer peripheral portion of the wafer 200 is controlled. It is possible to control the concentration (supply amount) of gas or the like in a direction of increasing (increasing). As a result, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be made closer to, for example, a central convex distribution to a flat distribution, or even closer to a central concave distribution.

なお、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布が所望の分布となる場合には、ノズル249cよりMSガス等を供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、を異ならせずに、等しくするようにしてもよい。 When the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 has a desired distribution, when the MS gas or the like is supplied from the nozzle 249c, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a, The flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b may be made equal without making it different.

(変形例3)
Si膜形成ステップだけでなく、シード層形成ステップのステップ2においても、ノズル249aよりDSガスを供給する際、ノズル249bより供給するNガスの流量と、ノズル249cより供給するNガスの流量と、のバランスを制御するようにしてもよい。例えば、ノズル249bより供給するNガスの流量と、ノズル249cより供給するNガスの流量と、を異ならせることで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を調整することが可能となり、結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。
(Modification 3)
Not only Si film formation step, in step 2 of the seed layer forming step, when supplying the DS gas from the nozzle 249a, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249c Alternatively, the balance between and may be controlled. For example, to adjust the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, by varying the, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 c, plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200 As a result, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be adjusted.

例えば、ノズル249aよりDSガスを供給する際、ノズル249bより供給するNガスの流量を、ノズル249cより供給するNガスの流量よりも小さくするようにしてもよい。この場合、例えばノズル249bより供給するNガスの流量を10〜400sccmとし、ノズル249cより供給するNガスの流量を500〜2000sccmとする。流量バランスをこのように制御することで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を、中央凹分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凸分布へ近づけたりすることが可能となる。 For example, when supplying the DS gas from the nozzle 249a, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, may be smaller than the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 c. In this case, for example, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249b and 10~400Sccm, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249c to 500~2000Sccm. By controlling the flow rate balance in this way, the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200 can be made closer to a flat distribution from the central concave distribution, or even closer to the central convex distribution. It will be possible.

また例えば、ノズル249aよりDSガスを供給する際、ノズル249bより供給するNガスの流量を、ノズル249cより供給するNガスの流量よりも大きくするようにしてもよい。この場合、例えばノズル249bより供給するNガスの流量を500〜2000sccmとし、ノズル249cより供給するNガスの流量を10〜400sccmとする。流量バランスをこのように制御することで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を、例えば、中央凸分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凹分布へ近づけたりすることが可能となる。 Further, for example, when supplying the DS gas from the nozzle 249a, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, it may be greater than the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 c. In this case, for example, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249b and 500~2000Sccm, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249c to 10~400Sccm. By controlling the flow rate balance in this way, the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200 is made closer to, for example, a central convex distribution to a flat distribution, or further to a central concave distribution. It becomes possible.

(変形例4)
シード層形成ステップのステップ2では、ウエハ200に対してノズル249aよりNガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249bよりNガスを供給し、ウエハ200に対してノズル249cよりDSガスを供給するようにしてもよい。すなわち、Si膜形成ステップと、シード層形成ステップのステップ2と、において、処理ガス(DSガス、MSガス)の供給を、共通のノズル249cより行うようにしてもよい。
(Modification 4)
In step 2 of the seed layer forming step, the N 2 gas supplied from the nozzle 249a to the wafer 200, the N 2 gas supplied from the nozzle 249b to the wafer 200, the DS gas from the nozzle 249c to the wafer 200 It may be supplied. That is, in the Si film forming step and the seed layer forming step 2, the processing gas (DS gas, MS gas) may be supplied from the common nozzle 249c.

この場合、ステップ2において、ノズル249cよりDSガスを供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を調整するようにしてもよい。この場合、ノズル249a,249bのそれぞれより供給するNガスの供給条件は、Si膜形成ステップにおけるそれらと同様とすることができる。 In this case, in step 2, when the DS gas is supplied from the nozzle 249c, the balance between the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b is controlled to control the wafer. The in-plane thickness distribution of the seed layer formed on 200 may be adjusted. In this case, the supply conditions of the N 2 gas supplied from the nozzles 249a and 249b can be the same as those in the Si film forming step.

例えば、ノズル249cよりDSガスを供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも大きくすることで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を、中央凹分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凸分布へ近づけたりすることが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。 For example, when supplying the DS gas from the nozzle 249 c, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a, is made larger than the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, a seed layer formed on the wafer 200 It is possible to make the in-plane thickness distribution of (1) closer to the central concave distribution to the flat distribution, and further to the central convex distribution. As a result, it becomes possible to adjust the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200.

また例えば、ノズル249cよりDSガスを供給する際、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも小さくすることで、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を、中央凸分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凹分布へ近づけたりすることが可能となる。結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。 Further, for example, when the DS gas is supplied from the nozzle 249c, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a is made smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b, so that the seed formed on the wafer 200 is formed. It is possible to make the in-plane thickness distribution of a layer closer to a central convex distribution to a flat distribution, or even closer to a central concave distribution. As a result, it becomes possible to adjust the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200.

(変形例5)
シード層形成ステップのステップ1では、ウエハ200に対するDCSガスの供給を、ノズル249a,249cのいずれかより行うようにしてもよい。
(Modification 5)
In step 1 of the seed layer forming step, the DCS gas may be supplied to the wafer 200 from any of the nozzles 249a and 249c.

なお、ステップ1において、DCSガスの供給をノズル249cより行う際、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、のバランスを制御するようにしてもよい。例えば、ノズル249aより供給するNガスの流量と、ノズル249bより供給するNガスの流量と、を異ならせることで、ウエハ200の表面に対して行う清浄化の度合いを、ウエハ200の面内において異ならせることが可能となる。これにより、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を調整することができ、結果として、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を調整することが可能となる。 In addition, in step 1, when the DCS gas is supplied from the nozzle 249c, the balance between the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a and the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b may be controlled. Good. For example, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a, by varying the, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, the degree of cleaning to be performed on the surface of the wafer 200, the surface of the wafer 200 It is possible to make them different within. Thereby, the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200 can be adjusted, and as a result, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be adjusted. Become.

例えば、DCSガスの供給をノズル249cより行う際、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも大きくすることで、ウエハ200の中央部における清浄化の作用を大きくする方向に、また、ウエハ200の外周部における清浄化の作用を小さくする方向に、それぞれ制御することが可能となる。これにより、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布、すなわち、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、中央凹分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凸分布へ近づけたりすることが可能となる。 For example, when performing the supply of the DCS gas from the nozzle 249 c, the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249a, is made larger than the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, cleaning in the central portion of the wafer 200 Can be controlled so as to increase the effect of the above, and to decrease the effect of cleaning the outer peripheral portion of the wafer 200. As a result, the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200, that is, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 is made closer to a flat distribution from the central concave distribution, , It is possible to approach the central convex distribution.

また例えば、DCSガスの供給をノズル249cより行う際、ノズル249aより供給するNガスの流量を、ノズル249bより供給するNガスの流量よりも小さくすることで、ウエハ200の中央部における清浄化の作用を小さくする方向に、また、ウエハ200の外周部における清浄化の作用を大きくする方向に、それぞれ制御することが可能となる。これにより、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布、すなわち、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、中央凸分布からフラット分布へ近づけたり、さらには、中央凹分布へ近づけたりすることが可能となる。 Further, for example, when the DCS gas is supplied from the nozzle 249c, the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249a is made smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied from the nozzle 249b, so that the central portion of the wafer 200 is cleaned. It is possible to control so as to reduce the effect of cleaning and to increase the effect of cleaning the outer peripheral portion of the wafer 200. As a result, the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200, that is, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 is made closer to the flat distribution from the central convex distribution, , It becomes possible to approach the central concave distribution.

ステップ1においてDCSガスの供給をノズル249aより行う際、ノズル249bより供給するNガスの流量と、ノズル249cより供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、同様の効果が得られる。 The supply of the DCS gas when performing the nozzle 249a in step 1, and the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 b, by controlling the flow rate of N 2 gas supplied from the nozzle 249 c, the balance, the same effect can get.

(変形例6)
変形例3〜5においては、Si膜形成ステップにおけるNガスの流量バランス制御を不実施としてもよい。この場合においても、ウエハ200上に形成されるシード層の面内厚さ分布を調整することで、ウエハ200上に形成されるSi膜の面内膜厚分布をある程度調整することが可能となる。
(Modification 6)
In Modifications 3 to 5, the flow rate balance control of the N 2 gas in the Si film forming step may be omitted. Even in this case, by adjusting the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the wafer 200, the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer 200 can be adjusted to some extent. ..

(変形例7)
以下に示す成膜シーケンスのように、シード層形成ステップでは、ステップ1を不実施とし、ステップ2を所定回数(1回以上)行うようにしてもよい。また、ステップ2では、第2処理ガスとして、水素化ケイ素ガスの他、テトラキスジメチルアミノシラン(Si[N(CH、略称:4DMAS)ガス、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CHH、略称:3DMAS)ガス、ビスジエチルアミノシラン(Si[N(C、略称:BDEAS)ガス、ビスターシャリーブチルアミノシラン(SiH[NH(C)]、略称:BTBAS)ガス、ジイソプロピルアミノシラン(SiHN[CH(CH、略称:DIPAS)ガス等のアミノシラン系ガスを用いるようにしてもよい。
(Modification 7)
In the seed layer forming step, step 1 may be omitted and step 2 may be performed a predetermined number of times (one or more times), as in the film forming sequence described below. In step 2, as the second processing gas, in addition to silicon hydride gas, tetrakisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3 ) 2 ] 4 , abbreviation: 4DMAS) gas, trisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3 ) 2 ] 3 H, abbreviated: 3DMAS) gas, bisdiethylaminosilane (Si [N (C 2 H 5 ) 2 ] 2 H 2 , abbreviated: BDEAS) gas, bister butylaminosilane (SiH 2 [NH (C 4 H 9 )] 2 , abbreviated name: BTBAS) gas, diisopropylaminosilane (SiH 3 N [CH (CH 3 ) 2 ] 2 , abbreviated name: DIPAS) gas, or other aminosilane-based gas may be used.

DIPAS→MS+PH ⇒ PドープSi   DIPAS → MS + PH ⇒ P-doped Si

(変形例8)
以下に示す成膜シーケンスのように、シード層形成ステップでは、ステップ1,2をそれぞれ1回ずつ実施するようにしてもよい。また、ステップ1では、第3処理ガスとして、ハロシラン系ガスの他、HClガス等のSi非含有のハロゲン系ガスを用いるようにしてもよい。
(Modification 8)
As in the film forming sequence described below, in the seed layer forming step, steps 1 and 2 may be performed once each. Further, in Step 1, as the third processing gas, a halogen-based gas containing no Si such as HCl gas may be used in addition to the halosilane-based gas.

HCl→DS→MS+PH ⇒ PドープSi   HCl → DS → MS + PH ⇒ P-doped Si

(変形例9)
第1処理ガスとして、水素化ケイ素ガスの他、例えば、DCSガスやHCDSガス等のクロロシラン系ガスや、3DMASガスやBDEASガス等のアミノシラン系ガスを用いてもよい。
(Modification 9)
As the first processing gas, in addition to silicon hydride gas, for example, chlorosilane-based gas such as DCS gas or HCDS gas, or aminosilane-based gas such as 3DMAS gas or BDEAS gas may be used.

また、上述の処理ガスの他、反応体として、例えば、トリエチルアミン((CN、略称:TEA)ガスのようなアミン系ガスや、酸素(O)ガス、水蒸気(HOガス)、オゾン(O)ガス、プラズマ励起されたOガス(O )、Oガス+水素(H)ガスのような酸素(O)含有ガス(酸化剤)や、プロピレン(C)ガスのような炭素(C)含有ガスや、BClガスのようなB含有ガスをさらに用いてもよい。 In addition to the above-described processing gas, as a reactant, for example, an amine-based gas such as triethylamine ((C 2 H 5 ) 3 N, abbreviation: TEA) gas, oxygen (O 2 ) gas, steam (H 2 O gas), ozone (O 3 ) gas, plasma-excited O 2 gas (O 2 * ), oxygen (O) -containing gas (oxidant) such as O 2 gas + hydrogen (H 2 ) gas, and propylene A carbon (C) -containing gas such as (C 3 H 6 ) gas or a B-containing gas such as BCl 3 gas may be further used.

そして、例えば以下に示す成膜シーケンスにより、ウエハ200上に、シリコン窒化膜(Si膜)、シリコン酸窒化膜(SiON膜)、シリコン酸炭化膜(SiOC膜)、シリコン炭窒化膜(SiCN膜)、シリコン酸炭窒化膜(SiOCN膜)、シリコン硼炭窒化膜(SiBCN膜)、シリコン硼窒化膜(SiBN膜)、シリコン酸化膜(SiO膜)を形成するようにしてもよい。以下の成膜シーケンスにおいて、ノズル249cより第1処理ガス(DCSガス、HCDSガス、3DMASガス、BDEASガス)を供給する際、ノズル249a,249bより供給するNガスの流量バランスを、図4に示す成膜シーケンスや上述の変形例と同様に制御する。これにより、図4に示す成膜シーケンスや上述の変形例と同様の効果が得られる。 Then, for example, a silicon nitride film (Si film), a silicon oxynitride film (SiON film), a silicon oxycarbide film (SiOC film), a silicon carbonitride film (SiCN film) is formed on the wafer 200 by the following film formation sequence. Alternatively, a silicon oxycarbonitride film (SiOCN film), a silicon borocarbonitride film (SiBCN film), a silicon boronitride film (SiBN film), or a silicon oxide film (SiO film) may be formed. In the film formation sequence below, when supplying the first processing gas (DCS gas, HCDS gas, 3DMAS gas, BDEAS gas) from the nozzle 249c, the flow rate balance of the N 2 gas supplied from the nozzles 249a and 249b is shown in FIG. The control is performed in the same manner as the film forming sequence shown and the above-described modification. As a result, the same effects as those of the film forming sequence shown in FIG.

DCS+NH ⇒ SiN
(DCS→NH)×n ⇒ SiN
(HCDS→NH→O)×n ⇒ SiON
(HCDS→TEA→O)×n ⇒ SiOC(N)
(HCDS→C→NH)×n ⇒ SiCN
(HCDS→C→NH→O)×n ⇒ SiOCN
(HCDS→C→BCl→NH)×n ⇒ SiBCN
(HCDS→BCl→NH)×n ⇒ SiBN
(HCDS→O+H)×n ⇒ SiO
(3DMAS→O)×n ⇒ SiO
(BDEAS→O )×n ⇒ SiO
DCS + NH 3 ⇒ SiN
(DCS → NH 3 ) × n ⇒ SiN
(HCDS → NH 3 → O 2 ) × n ⇒ SiON
(HCDS → TEA → O 2 ) × n ⇒ SiOC (N)
(HCDS → C 3 H 6 → NH 3 ) × n ⇒ SiCN
(HCDS → C 3 H 6 → NH 3 → O 2 ) × n ⇒ SiOCN
(HCDS → C 3 H 6 → BCl 3 → NH 3 ) × n ⇒ SiBCN
(HCDS → BCl 3 → NH 3 ) × n ⇒ SiBN
(HCDS → O 2 + H 2 ) × n ⇒ SiO
(3DMAS → O 3 ) × n ⇒ SiO
(BDEAS → O 2 * ) × n ⇒ SiO

なお、本変形例で第1処理ガスを供給するステップにおける処理条件としては、
第1処理ガス供給流量:10〜2000sccm
第1処理ガス供給時間:1〜120秒
処理温度:250〜800℃
処理圧力:1〜2666Pa
が例示される。他の処理条件は、図4に示す成膜シーケンスのSi膜形成ステップにおける処理条件と同様な処理条件とする。
The processing conditions in the step of supplying the first processing gas in this modification are:
First processing gas supply flow rate: 10 to 2000 sccm
First processing gas supply time: 1 to 120 seconds Processing temperature: 250 to 800 ° C
Processing pressure: 1 to 2666 Pa
Is exemplified. The other processing conditions are the same as the processing conditions in the Si film forming step of the film forming sequence shown in FIG.

また、反応体を供給するステップにおける処理条件としては、
反応体供給流量:100〜10000sccm
反応体供給時間:1〜120秒
処理圧力:1〜4000Pa
が例示される。他の処理条件は、本変形例の第1処理ガスを供給するステップにおける処理条件と同様な処理条件とする。
Further, as the processing conditions in the step of supplying the reactant,
Reactant supply flow rate: 100 to 10,000 sccm
Reactant supply time: 1 to 120 seconds Processing pressure: 1 to 4000 Pa
Is exemplified. The other processing conditions are the same as the processing conditions in the step of supplying the first processing gas of this modification.

なお、本変形例においても、ウエハ200を準備した後、上述の成膜シーケンスを実施する前に、ウエハ200上にシード層形成ステップを実施するようにしてもよい。   Also in this modification, the seed layer forming step may be performed on the wafer 200 after the wafer 200 is prepared and before the above-described film forming sequence is performed.

<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。但し、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。
<Other Embodiments>
The embodiments of the present invention have been specifically described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

上述の実施形態では、ノズル249a〜249cが隣接(近接)して設けられている例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、ノズル249a,249cは、反応管203の内壁とウエハ200との間における平面視において円環状の空間のうち、ノズル249bから離れた位置に設けられていてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the nozzles 249a to 249c are provided adjacent (adjacent) has been described, but the present invention is not limited to such an aspect. For example, the nozzles 249a and 249c may be provided at positions apart from the nozzle 249b in the annular space in a plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200.

上述の実施形態では、第1〜第3供給部がノズル249a〜249cにより構成され、処理室201内に3本のノズルが設けられる例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。例えば、第1〜第3供給部のうち少なくともいずれかの供給部が2本以上のノズルにより構成されていてもよい。また、処理室201内に第1〜第3供給部以外のノズルを新たに設け、このノズルを用いてNガスや各種処理ガスをさらに供給するようにしてもよい。処理室201内にノズル249a〜249c以外のノズルを設ける場合、この新たに設けるノズルは、平面視において排気口231aと対向する位置に設けてもよく、対向しない位置に設けてもよい。すなわち、新たに設けるノズルは、ノズル249a〜249cから離れた位置であって、例えば、反応管203の内壁とウエハ200との間における平面視において円環状の空間のうち、ウエハ200の外周に沿ってノズル249a〜249cと排気口231aとの間の中間位置、或いは、その中間位置の近傍の位置に設けてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the first to third supply units are configured by the nozzles 249a to 249c and three nozzles are provided in the processing chamber 201 has been described, but the present invention is not limited to such an aspect. .. For example, at least one of the first to third supply units may be composed of two or more nozzles. Further, a nozzle other than the first to third supply units may be newly provided in the processing chamber 201, and N 2 gas or various processing gases may be further supplied using this nozzle. When the nozzles other than the nozzles 249a to 249c are provided in the processing chamber 201, the newly provided nozzle may be provided at a position facing the exhaust port 231a in a plan view, or at a position not facing the exhaust port 231a. That is, the newly provided nozzle is located at a position distant from the nozzles 249 a to 249 c, for example, along the outer periphery of the wafer 200 in the annular space in a plan view between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200. It may be provided at an intermediate position between the nozzles 249a to 249c and the exhaust port 231a or at a position near the intermediate position.

上述の実施形態では、基板上に主元素としてSiを含む膜を形成する例について説明したが、本発明はこのような態様に限定されない。すなわち、本発明は、Siの他、ゲルマニウム(Ge)、B等の半金属元素を主元素として含む膜を基板上に形成する場合にも、好適に適用することができる。また、本発明は、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、ストロンチウム(Sr)、アルミニウム(Al)等の金属元素を主元素として含む膜を基板上に形成する場合にも、好適に適用することができる。   In the above-described embodiment, an example of forming a film containing Si as a main element on the substrate has been described, but the present invention is not limited to such an aspect. That is, the present invention can be suitably applied to the case where a film containing a metalloid element such as germanium (Ge) or B as a main element in addition to Si is formed on the substrate. In addition, the present invention provides titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W), yttrium (Y), lanthanum (La). It can also be suitably applied to the case where a film containing a metal element such as strontium (Sr) or aluminum (Al) as a main element is formed on a substrate.

基板処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置123を介して記憶装置121c内に格納しておくことが好ましい。そして、処理を開始する際、CPU121aが、記憶装置121c内に格納された複数のレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、1台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、処理を迅速に開始できるようになる。   It is preferable that the recipe used for the substrate processing is individually prepared according to the processing content and stored in the storage device 121c via the telecommunication line or the external storage device 123. Then, when starting the processing, it is preferable that the CPU 121a appropriately selects an appropriate recipe from a plurality of recipes stored in the storage device 121c according to the content of the substrate processing. As a result, it becomes possible to form films of various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with good reproducibility with one substrate processing apparatus. Further, the burden on the operator can be reduced, and the processing can be started quickly while avoiding an operation error.

上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置122を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更するようにしてもよい。   The above-mentioned recipe is not limited to a case of newly creating the recipe, but may be prepared by changing an existing recipe already installed in the substrate processing apparatus, for example. When changing the recipe, the changed recipe may be installed in the substrate processing apparatus via an electric communication line or a recording medium recording the recipe. Further, the input / output device 122 included in the existing substrate processing apparatus may be operated to directly change the existing recipe already installed in the substrate processing apparatus.

上述の実施形態では、第1〜第3供給部が反応管の内壁に沿うように処理室内に設けられている例について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば図5(a)に縦型処理炉の断面構造を示すように、反応管の側壁にバッファ室を設け、このバッファ室内に、上述の実施形態と同様の構成の第1〜第3供給部を、上述の実施形態と同様の配置で設けるようにしてもよい。図5(a)では、反応管の側壁に供給用のバッファ室と排気用のバッファ室とを設け、それぞれを、ウエハを挟んで対向する位置に配置した例を示している。なお、供給用のバッファ室と排気用のバッファ室のそれぞれは、反応管の側壁の下部より上部に沿って、すなわち、ウエハ配列領域に沿って設けられている。また、図5(a)では、供給用のバッファ室を複数(3つ)の空間に仕切り、それぞれの空間に各ノズルを配置した例を示している。バッファ室の3つの空間の配置は、第1〜第3供給部の配置と同様となる。また例えば、図5(b)に縦型処理炉の断面構造を示すように、図5(a)と同様の配置でバッファ室を設け、バッファ室内に第2供給部を設け、このバッファ室の処理室との連通部を両側から挟むとともに反応管の内壁に沿うように第1、第3供給部を設けるようにしてもよい。なお、図5(a)、図5(b)で説明したバッファ室や反応管以外の構成は、図1に示す処理炉の各部の構成と同様である。これらの処理炉を用いた場合であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。   In the above-described embodiment, the example in which the first to third supply units are provided in the processing chamber along the inner wall of the reaction tube has been described. However, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, as shown in the sectional structure of the vertical processing furnace in FIG. 5A, a buffer chamber is provided on the side wall of the reaction tube, and the first to third supply units having the same configuration as the above-described embodiment are provided in the buffer chamber. May be provided in the same arrangement as the above-described embodiment. FIG. 5A shows an example in which a supply buffer chamber and an exhaust buffer chamber are provided on the side wall of the reaction tube, and they are arranged at positions facing each other with the wafer interposed therebetween. Each of the supply buffer chamber and the exhaust buffer chamber is provided from the lower part of the side wall of the reaction tube to the upper part thereof, that is, along the wafer array region. Further, FIG. 5A shows an example in which the supply buffer chamber is partitioned into a plurality of (three) spaces and each nozzle is arranged in each space. The arrangement of the three spaces in the buffer chamber is the same as the arrangement of the first to third supply units. Further, for example, as shown in the sectional structure of the vertical processing furnace in FIG. 5B, a buffer chamber is provided in the same arrangement as in FIG. 5A, a second supply unit is provided in the buffer chamber, and You may make it provide the 1st, 3rd supply part so that the communication part with a process chamber may be pinched | interposed from both sides and along an inner wall of a reaction tube. The configuration other than the buffer chamber and the reaction tube described in FIGS. 5A and 5B is the same as the configuration of each part of the processing furnace shown in FIG. Even when these processing furnaces are used, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

上述の実施形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、例えば、一度に1枚または数枚の基板を処理する枚葉式の基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する例について説明した。本発明は上述の実施形態に限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて膜を形成する場合にも、好適に適用できる。   In the above-described embodiment, an example in which a film is formed using a batch-type substrate processing apparatus that processes a plurality of substrates at once has been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be suitably applied to, for example, the case where a film is formed using a single-wafer type substrate processing apparatus that processes one or several substrates at a time. Further, in the above-described embodiment, an example of forming a film by using the substrate processing apparatus having the hot wall type processing furnace has been described. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be suitably applied to the case where a film is formed using a substrate processing apparatus having a cold wall type processing furnace.

これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態や変形例と同様なシーケンス、処理条件にて成膜を行うことができ、これらと同様の効果が得られる。   Even when these substrate processing apparatuses are used, film formation can be performed under the same sequence and processing conditions as those of the above-described embodiment and modification, and the same effects as these can be obtained.

また、上述の実施形態や変形例等は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の実施形態の処理手順、処理条件と同様とすることができる。   Further, the above-described embodiments and modified examples can be appropriately combined and used. The processing procedure and processing condition at this time can be the same as the processing procedure and processing condition of the above-described embodiment, for example.

本明細書で述べた各種効果は、基板上への膜形成を、基板に対して供給した処理ガスが熱分解するような条件下(セルフリミットがかからない条件下)だけでなく、基板に対して供給した処理ガスが熱分解しないような条件下(セルフリミットがかかる条件下)でも同様の傾向で得られることとなる。ただし、上述の各種効果のうち、特に、面内膜厚分布の調整に関する効果は、基板上への膜形成を、基板に対して供給した処理ガスが熱分解し、CVD反応が生じる条件下で行う場合に、特に効果的に得られる。   The various effects described in the present specification are not limited to the conditions for forming the film on the substrate not only under the condition that the processing gas supplied to the substrate is thermally decomposed (under the condition that self-limit is not applied) but also for the substrate. The same tendency can be obtained even under the condition that the supplied processing gas is not thermally decomposed (a condition in which self-limitation is applied). However, among the above-mentioned various effects, particularly, the effect related to the adjustment of the in-plane film thickness distribution is that the film formation on the substrate is performed under the condition that the processing gas supplied to the substrate is thermally decomposed to cause the CVD reaction. It is particularly effective when performed.

サンプルAとして、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上にSi膜を形成した。Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量を150〜250sccmの範囲内の所定の流量とし、第2供給部より供給するNガスの流量を40〜80sccmの範囲内の所定の流量とした。他の処理条件は上述の実施形態に記載の処理条件範囲内の所定の条件とした。 As Sample A, a Si film was formed on a wafer by using the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 and by the film forming sequence shown in FIG. When performing the Si film forming step, the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit is set to a predetermined flow rate within the range of 150 to 250 sccm, and the flow rate of the N 2 gas supplied from the second supply unit is 40 to 80 sccm. The predetermined flow rate was within the range. The other processing conditions were predetermined conditions within the processing condition range described in the above embodiment.

サンプルBとして、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上にSi膜を形成した。Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量を450〜550sccmの範囲内の所定の流量とし、第2供給部より供給するNガスの流量を40〜80sccmの範囲内の所定の流量とした。他の処理条件は、サンプルAを作製する際の処理条件と同様とした。 As the sample B, the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 was used and a Si film was formed on the wafer by the film forming sequence shown in FIG. When performing the Si film forming step, the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit is set to a predetermined flow rate within the range of 450 to 550 sccm, and the flow rate of the N 2 gas supplied from the second supply unit is 40 to 80 sccm. The predetermined flow rate was within the range. The other processing conditions were the same as the processing conditions when the sample A was manufactured.

サンプルCとして、図1に示す基板処理装置を用い、図4に示す成膜シーケンスにより、ウエハ上にSi膜を形成した。ただし、Si膜形成ステップを実施する際、第1、第2供給部より供給するNガスの流量バランスを、サンプルAを作製する際のそれと逆にした。具体的には、Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量を250〜350sccmの範囲内の所定の流量とし、第2供給部より供給するNガスの流量を700〜900sccmの範囲内の所定の流量とした。他の処理条件は、サンプルAを作製する際の処理条件と同様とした。 As Sample C, a substrate processing apparatus shown in FIG. 1 was used, and a Si film was formed on the wafer by the film forming sequence shown in FIG. However, when the Si film forming step was performed, the flow rate balance of the N 2 gas supplied from the first and second supply parts was set to be opposite to that when the sample A was manufactured. Specifically, when performing the Si film forming step, the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit is set to a predetermined flow rate within the range of 250 to 350 sccm, and the N 2 gas supplied from the second supply unit is changed. The flow rate was set to a predetermined flow rate within the range of 700 to 900 sccm. The other processing conditions were the same as the processing conditions when the sample A was manufactured.

そして、サンプルA〜CのSi膜のウエハ外周部における膜厚をそれぞれ測定して比較した。図6(a)はサンプルA,Bの測定結果を比較する図であり、図6(b)はサンプルA,Cの測定結果を比較する図である。図6(a)におけるサンプルA,Bの測定位置(ウエハの中心からの距離)は互いに対応する位置であり、図6(b)におけるサンプルA,Cの測定位置(ウエハの中心からの距離)についても互いに対応する位置である。ただし、図6(a)におけるサンプルA,Bの測定位置と、図6(b)におけるサンプルA,Cの測定位置は、ウエハ外周部における異なる位置である。図6(a)、図6(b)の縦軸はそれぞれ膜厚(Å)を示している。図6(a)の横軸はサンプルA,Bを、図6(b)の横軸はサンプルA,Cをそれぞれ示している。   Then, the film thicknesses of the Si films of Samples A to C on the outer peripheral portion of the wafer were measured and compared. 6A is a diagram comparing the measurement results of samples A and B, and FIG. 6B is a diagram comparing the measurement results of samples A and C. The measurement positions (distances from the center of the wafer) of the samples A and B in FIG. 6A correspond to each other, and the measurement positions (distances from the center of the wafer) of the samples A and C in FIG. 6B. Also correspond to each other. However, the measurement positions of the samples A and B in FIG. 6A and the measurement positions of the samples A and C in FIG. 6B are different positions on the outer peripheral portion of the wafer. The vertical axes in FIGS. 6A and 6B represent the film thickness (Å), respectively. The horizontal axis of FIG. 6A shows the samples A and B, and the horizontal axis of FIG. 6B shows the samples A and C, respectively.

図6(a)によれば、サンプルAのSi膜のウエハ外周部における膜厚よりも、サンプルBのSi膜のウエハ外周部における膜厚の方が薄いことが分かる。すなわち、Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量を大きくすることにより、すなわち、第1供給部より供給するNガスの流量の第2供給部より供給するNガスの流量に対する比率を大きくすることにより、ウエハ外周部に形成されるSi膜の膜厚を薄くする方向に調整することが可能となることが分かる。 From FIG. 6A, it can be seen that the film thickness of the Si film of sample B at the wafer outer peripheral portion is smaller than the film thickness of the Si film of sample A at the wafer outer peripheral portion. That is, when the Si film forming step is performed, the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit is increased, that is, the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit is supplied from the second supply unit. It is understood that by increasing the ratio of the N 2 gas to the flow rate of the N 2 gas, the thickness of the Si film formed on the outer peripheral portion of the wafer can be adjusted to be smaller.

また、図6(b)によれば、サンプルAのSi膜のウエハ外周部における膜厚よりも、サンプルBのSi膜のウエハ外周部における膜厚の方が厚いことが分かる。すなわち、Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量よりも、第2供給部より供給するNガスの流量を大きくするように流量バランスを逆転させることにより、ウエハ外周部に形成されるSi膜の膜厚を厚くする方向に調整することが可能となることが分かる。 Further, according to FIG. 6B, it is understood that the film thickness of the Si film of sample A at the wafer outer peripheral portion is larger than the film thickness of the Si film of sample B at the wafer outer peripheral portion. That is, by performing the Si film forming step, the flow rate balance is reversed so that the flow rate of the N 2 gas supplied from the second supply unit is made larger than the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply unit. It is understood that it becomes possible to adjust the thickness of the Si film formed on the outer peripheral portion of the wafer in the direction of increasing the thickness.

これらの結果から、Si膜形成ステップを実施する際、第1供給部より供給するNガスの流量と、第2供給部より供給するNガスの流量と、のバランスを制御することで、ウエハ上に形成されるSi膜の面内膜厚分布を、広範囲かつ緻密に調整することが可能となることが分かる。 From these results, when performing the Si film forming step, by controlling the balance between the flow rate of the N 2 gas supplied from the first supply section and the flow rate of the N 2 gas supplied from the second supply section, It can be seen that the in-plane film thickness distribution of the Si film formed on the wafer can be adjusted in a wide range and precisely.

<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

(付記1)
本発明の一態様によれば、
基板を準備する工程と、
前記基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して(平面視において)前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より第1処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する工程と、
を有し、前記膜を形成する工程では、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整する半導体装置の製造方法、または、基板処理方法が提供される。
(Appendix 1)
According to one aspect of the invention,
A step of preparing a substrate,
An inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, an inert gas is supplied from the second supply unit to the substrate, and the second supply unit is supplied to the substrate (in plan view). Forming a film on the substrate by supplying a first processing gas from a third supply unit provided on the opposite side of the first supply unit with a straight line passing through the center of the substrate interposed therebetween;
In the step of forming the film, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, There is provided a method for manufacturing a semiconductor device or a method for processing a substrate, which adjusts a film thickness distribution in a substrate surface of the film formed on the substrate.

(付記2)
付記1に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる。
(Appendix 2)
The method according to Appendix 1, preferably,
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記3)
付記1または2に記載の方法であって、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする。
(Appendix 3)
The method according to appendix 1 or 2,
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記4)
付記1または2に記載の方法であって、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする。
(Appendix 4)
The method according to appendix 1 or 2,
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記5)
付記1〜4のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記基板を準備する工程の後、前記膜を形成する工程の前に、
前記基板に対して前記第1供給部より第2処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給し、前記基板上にシード層を形成する工程を更に有し、
前記シード層を形成する工程では、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記シード層の基板面内厚さ分布を調整する。なお、この場合、前記膜は、前記基板上に形成された前記シード層上に形成される。
(Appendix 5)
The method according to any one of appendices 1 to 4, preferably,
After the step of preparing the substrate and before the step of forming the film,
A second processing gas is supplied to the substrate from the first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and an inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. Further comprising the step of supplying a gas to form a seed layer on the substrate,
In the step of forming the seed layer, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the second supply section and the flow rate of the inert gas supplied from the third supply section, The in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the substrate is adjusted. In this case, the film is formed on the seed layer formed on the substrate.

(付記6)
付記5に記載の方法であって、好ましくは、
前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる。
(Appendix 6)
The method according to appendix 5, preferably
The flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit.

(付記7)
付記5または6に記載の方法であって、好ましくは、
前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする。
(Appendix 7)
The method according to Appendix 5 or 6, preferably,
The flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is made smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit.

(付記8)
付記5または6に記載の方法であって、好ましくは、
前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする。
(Appendix 8)
The method according to Appendix 5 or 6, preferably,
The flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit.

(付記9)
付記5〜8のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記シード層を形成する工程では、
前記基板に対して前記第1供給部、前記第2供給部、および前記第3供給部のいずれかより第3処理ガスを供給する工程と、
前記基板に対して前記第1供給部より前記第2処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを所定回数行う。
(Appendix 9)
The method according to any one of appendices 5 to 8, preferably
In the step of forming the seed layer,
Supplying a third processing gas to the substrate from any one of the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit;
The second processing gas is supplied to the substrate from the first supply unit, the inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and the inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. A step of supplying an active gas,
The cycle of alternately performing is performed a predetermined number of times.

なお、前記第3処理ガスを供給する工程では、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より前記第3処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給するのが好ましい。   In the step of supplying the third processing gas, an inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, and the third processing gas is supplied to the substrate from the second supply unit. It is preferable to supply an inert gas to the substrate from the third supply unit.

(付記10)
付記1〜4のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記基板を準備する工程の後、前記膜を形成する工程の前に、
前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より第2処理ガスを供給し、前記基板上にシード層を形成する工程を更に有し、
前記シード層を形成する工程では、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記シード層の基板面内厚さ分布を調整する。なお、この場合、前記膜は、前記基板上に形成された前記シード層上に形成される。
(Appendix 10)
The method according to any one of appendices 1 to 4, preferably,
After the step of preparing the substrate and before the step of forming the film,
An inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and a second treatment is performed on the substrate from the third supply unit. Further comprising the step of supplying a gas to form a seed layer on the substrate,
In the step of forming the seed layer, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, The in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the substrate is adjusted. In this case, the film is formed on the seed layer formed on the substrate.

(付記11)
付記10に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる。
(Appendix 11)
The method according to appendix 10, preferably
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記12)
付記10または11に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする。
(Appendix 12)
The method according to Appendix 10 or 11, preferably,
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記13)
付記10または11に記載の方法であって、好ましくは、
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする。
(Appendix 13)
The method according to Appendix 10 or 11, preferably,
The flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit.

(付記14)
付記10〜13のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記シード層を形成する工程では、
前記基板に対して前記第1供給部、前記第2供給部、および前記第3供給部のいずれかより第3処理ガスを供給する工程と、
前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より前記第2処理ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを所定回数行う。
(Appendix 14)
The method according to any one of appendices 10 to 13, preferably:
In the step of forming the seed layer,
Supplying a third processing gas to the substrate from any one of the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit;
An inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, an inert gas is supplied from the second supply unit to the substrate, and the second gas is supplied from the third supply unit to the substrate. Supplying a processing gas,
The cycle of alternately performing is performed a predetermined number of times.

なお、前記第3処理ガスを供給する工程では、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より前記第3処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給するのが好ましい。   In the step of supplying the third processing gas, an inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, and the third processing gas is supplied to the substrate from the second supply unit. It is preferable to supply an inert gas to the substrate from the third supply unit.

(付記15)
付記1〜14のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
(平面視において、)前記第2供給部は(前記基板の中心を挟んで)前記各ガスを排気する排気口と対向するように配置されており、前記第1供給部と前記第3供給部は、前記第2供給部と前記排気口(の中心)とを通る直線を挟むように配置される。好ましくは、前記第1供給部と前記第3供給部は、前記第2供給部と前記排気口(の中心)とを通る直線を対称軸として線対称に配置される。
(Appendix 15)
The method according to any one of appendices 1 to 14, preferably,
The second supply part (in a plan view) is arranged so as to oppose an exhaust port for exhausting each of the gases (with the center of the substrate sandwiched therebetween), and the first supply part and the third supply part. Are arranged so as to sandwich a straight line passing through the second supply part and (the center of) the exhaust port. Preferably, the first supply unit and the third supply unit are arranged line-symmetrically with respect to a straight line passing through the second supply unit and (the center of) the exhaust port.

(付記16)
付記1〜15のいずれか1項に記載の方法であって、好ましくは、
前記膜を形成する工程は、前記第1処理ガスが熱分解する条件下で行われる。すなわち、前記膜を形成する工程は、CVD反応が生じる条件下、すなわち、セルフリミットがかからない条件下、つまり、ノンセルフリミットとなる条件下で行われる。
(Appendix 16)
The method according to any one of appendices 1 to 15, preferably
The step of forming the film is performed under the condition that the first processing gas is thermally decomposed. That is, the step of forming the film is performed under the condition that the CVD reaction occurs, that is, the condition that the self-limit is not applied, that is, the condition that the non-self-limit is performed.

(付記17)
本発明の他の態様によれば、
基板が処理される処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給する第1供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給する第2供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より処理ガスを供給する第3供給系と、
前記処理室内に基板が準備された状態で、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より前記処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する処理を行わせ、前記基板上に膜を形成する処理において、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整するように、前記第1供給系、前記第2供給系、および前記第3供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
(Appendix 17)
According to another aspect of the invention,
A processing chamber in which the substrate is processed,
A first supply system for supplying an inert gas from a first supply unit to the substrate in the processing chamber;
A second supply system for supplying an inert gas from a second supply unit to the substrate in the processing chamber;
A third supply for supplying a processing gas to the substrate in the processing chamber from a third supply unit provided on the opposite side of the first supply unit with a straight line passing through the second supply unit and the center of the substrate interposed therebetween. System,
With the substrate prepared in the processing chamber, an inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, and an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, In the process of forming the film on the substrate by supplying the processing gas from the third supply unit to the substrate, the inert gas supplied from the first supply unit. By controlling the balance between the flow rate of the gas and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, the film thickness distribution in the substrate surface of the film formed on the substrate is adjusted. A controller configured to control the first supply system, the second supply system, and the third supply system;
A substrate processing apparatus having the following is provided.

(付記18)
本発明のさらに他の態様によれば、
基板処理装置の処理室内に基板を準備する手順と、
前記処理室内において、前記基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より処理ガスを供給し、前記基板上に膜を形成する手順と、
前記膜を形成する手順において、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム、または、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
(Appendix 18)
According to yet another aspect of the invention,
A procedure for preparing a substrate in the processing chamber of the substrate processing apparatus,
In the processing chamber, an inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, an inert gas is supplied from the second supply unit to the substrate, and the second supply unit is supplied to the substrate. A step of forming a film on the substrate by supplying a processing gas from a third supply part provided on the opposite side of the first supply part with a straight line passing through the center of the substrate interposed therebetween;
In the procedure of forming the film, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, A procedure for adjusting the in-plane film thickness distribution of the film to be formed,
There is provided a program for causing the substrate processing apparatus to execute the program by a computer, or a computer-readable recording medium recording the program.

200 ウエハ(基板)
249a ノズル(第1供給部)
249b ノズル(第2供給部)
249c ノズル(第3供給部)
200 wafers (substrates)
249a nozzle (first supply unit)
249b nozzle (second supply unit)
249c nozzle (third supply unit)

Claims (20)

基板を準備する工程と、
前記基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より、形成しようとする膜を構成する主元素を含む処理ガスを供給し、前記基板上に前記主元素を含む膜を形成する工程と、
を有し、
前記膜を形成する工程は、前記基板の表面への前記処理ガスに含まれる前記主元素の吸着にセルフリミットがかからない条件下で行われ、
前記膜を形成する工程では、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整する半導体装置の製造方法。
A step of preparing a substrate,
An inert gas is supplied to the substrate from a first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from a second supply unit, and the second supply unit and the center of the substrate are supplied to the substrate. A process gas containing a main element forming a film to be formed is supplied from a third supply part provided on the opposite side of the first supply part with a straight line passing through the line to pass the main element on the substrate. Forming a film containing
Have
The step of forming the film is performed under the condition that self-limitation does not occur for adsorption of the main element contained in the processing gas onto the surface of the substrate,
In the step of forming the film, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply section and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply section, the film is formed on the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising adjusting a film thickness distribution in a substrate surface of the formed film.
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is set smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記基板を準備する工程の後、前記膜を形成する工程の前に、
前記基板に対して前記第1供給部より第2処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給し、前記基板上にシード層を形成する工程を更に有し、
前記シード層を形成する工程では、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記シード層の基板面内厚さ分布を調整する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of preparing the substrate and before the step of forming the film,
A second processing gas is supplied to the substrate from the first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and an inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. Further comprising the step of supplying a gas to form a seed layer on the substrate,
In the step of forming the seed layer, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the second supply section and the flow rate of the inert gas supplied from the third supply section, The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the substrate is adjusted.
前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit. 前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is set smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit. 前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第3供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the third supply unit. 前記シード層を形成する工程では、
前記基板に対して前記第1供給部、前記第2供給部、および前記第3供給部のいずれかより第3処理ガスを供給する工程と、
前記基板に対して前記第1供給部より前記第2処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを所定回数行う請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the seed layer,
Supplying a third processing gas to the substrate from any one of the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit;
The second processing gas is supplied to the substrate from the first supply unit, the inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and the inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. A step of supplying an active gas,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a cycle of alternately performing is performed a predetermined number of times.
前記第3処理ガスを供給する工程では、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より前記第3処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給する請求項9に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of supplying the third processing gas, an inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, the third processing gas is supplied from the second supply unit to the substrate, The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein an inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. 前記基板を準備する工程の後、前記膜を形成する工程の前に、
前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より第2処理ガスを供給し、前記基板上にシード層を形成する工程を更に有し、
前記シード層を形成する工程では、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記シード層の基板面内厚さ分布を調整する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
After the step of preparing the substrate and before the step of forming the film,
An inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, and a second treatment is performed on the substrate from the third supply unit. Further comprising the step of supplying a gas to form a seed layer on the substrate,
In the step of forming the seed layer, by controlling the balance between the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit, The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the in-plane thickness distribution of the seed layer formed on the substrate is adjusted.
前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と異ならせる請求項11に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is different from the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも大きくする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made higher than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量を、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量よりも小さくする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit is made smaller than the flow rate of the inert gas supplied from the second supply unit. 前記シード層を形成する工程では、
前記基板に対して前記第1供給部、前記第2供給部、および前記第3供給部のいずれかより第3処理ガスを供給する工程と、
前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より前記第2処理ガスを供給する工程と、
を交互に行うサイクルを所定回数行う請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the seed layer,
Supplying a third processing gas to the substrate from any one of the first supply unit, the second supply unit, and the third supply unit;
An inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, an inert gas is supplied from the second supply unit to the substrate, and the second gas is supplied from the third supply unit to the substrate. Supplying a processing gas,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein a cycle of alternately performing is performed a predetermined number of times.
前記第3処理ガスを供給する工程では、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より前記第3処理ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より不活性ガスを供給する請求項15に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of supplying the third processing gas, an inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, the third processing gas is supplied from the second supply unit to the substrate, The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein an inert gas is supplied to the substrate from the third supply unit. 平面視において、前記第2供給部は前記基板を挟んで前記各ガスを排気する排気口と対向するように配置されており、前記第1供給部と前記第3供給部は、前記第2供給部と前記排気口とを通る直線を挟むように配置される請求項1〜16のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   In a plan view, the second supply unit is arranged so as to face an exhaust port for exhausting each of the gases with the substrate interposed therebetween, and the first supply unit and the third supply unit include the second supply unit. 17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is arranged so as to sandwich a straight line passing through a portion and the exhaust port. 前記第1供給部と前記第3供給部は、前記第2供給部と前記排気口とを通る直線を対称軸として線対称に配置される請求項17に記載の半導体装置の製造方法。   18. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, wherein the first supply unit and the third supply unit are arranged line-symmetrically with a straight line passing through the second supply unit and the exhaust port as a symmetry axis. 基板が処理される処理室と、
前記処理室内の基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給する第1供給系と、
前記処理室内の基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給する第2供給系と、
前記処理室内の基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より、形成しようとする膜を構成する主元素を含む処理ガスを供給する第3供給系と、
前記処理室内に基板が準備された状態で、前記基板に対して前記第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第3供給部より前記処理ガスを供給し、前記基板上に前記主元素を含む膜を形成する処理を行わせ、前記膜を形成する処理を、前記基板の表面への前記処理ガスに含まれる前記主元素の吸着にセルフリミットがかからない条件下で行い、前記基板上に膜を形成する処理において、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整するように、前記第1供給系、前記第2供給系、および前記第3供給系を制御するよう構成される制御部と、
を有する基板処理装置。
A processing chamber in which the substrate is processed,
A first supply system for supplying an inert gas from a first supply unit to the substrate in the processing chamber;
A second supply system for supplying an inert gas from a second supply unit to the substrate in the processing chamber;
A film to be formed is formed by a third supply unit provided on the opposite side of the first supply unit with a straight line passing through the second supply unit and the center of the substrate sandwiched with respect to the substrate in the processing chamber. A third supply system for supplying a processing gas containing a main element to
With the substrate prepared in the processing chamber, an inert gas is supplied to the substrate from the first supply unit, and an inert gas is supplied to the substrate from the second supply unit, The processing gas is supplied from the third supply unit to perform a process of forming a film containing the main element on the substrate, and the process of forming the film is performed on the surface of the substrate. In the process of forming a film on the substrate, which is performed under the condition that the main element contained in the gas is not self-limited, the flow rate of the inert gas supplied from the first supply unit and the second supply unit The first supply system and the second supply are adjusted so as to adjust the in-plane film thickness distribution of the film formed on the substrate by controlling the balance with the flow rate of the inert gas supplied more. To control the system and the third supply system And a control unit to be made,
A substrate processing apparatus having.
基板処理装置の処理室内に基板を準備する手順と、
前記処理室内において、前記基板に対して第1供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して第2供給部より不活性ガスを供給し、前記基板に対して前記第2供給部と前記基板の中心とを通る直線を挟んで前記第1供給部と反対側に設けられた第3供給部より、形成しようとする膜を構成する主元素を含む処理ガスを供給し、前記基板上に前記主元素を含む膜を形成する手順と、
前記膜を形成する手順を、前記基板上への前記処理ガスに含まれる前記主元素の吸着にセルフリミットがかからない条件下で行う手順と、 前記膜を形成する手順において、前記第1供給部より供給する不活性ガスの流量と、前記第2供給部より供給する不活性ガスの流量と、のバランスを制御することで、前記基板上に形成される前記膜の基板面内膜厚分布を調整する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
A procedure for preparing a substrate in the processing chamber of the substrate processing apparatus,
In the processing chamber, an inert gas is supplied from the first supply unit to the substrate, an inert gas is supplied from the second supply unit to the substrate, and the second supply unit is supplied to the substrate. On the substrate, a processing gas containing a main element forming a film to be formed is supplied from a third supply unit provided on the opposite side of the first supply unit with a straight line passing through the center of the substrate interposed therebetween. A step of forming a film containing the main element,
In the procedure of forming the film, under the condition that adsorption of the main element contained in the processing gas onto the substrate does not cause self-limitation, and in the procedure of forming the film, the first supply unit By adjusting the balance between the flow rate of the inert gas to be supplied and the flow rate of the inert gas to be supplied from the second supply section, the film thickness distribution in the substrate surface of the film formed on the substrate is adjusted. Steps to
A program that causes the substrate processing apparatus to execute the program.
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