JP2022148256A - 半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板上に形成される膜の面内均一性を向上させる半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置できる。【解決手段】基板を処理する処理容器２０２と、処理容器内に設けられた基板支持部２１２と、基板支持部に基板（ウエハＷ）を支持した状態で、処理容器に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部２４３ａ～２４３ｄと、基板支持部に基板を支持した状態で、処理容器に原料ガスを供給する原料ガス供給部２４４ａ～２４４ｄと、を有する基板処理装置１００であって、基板を、成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、基板を、原料ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、半導体装置の製造方法、プログラム及び基板処理装置に関する。
半導体装置の製造方法において、基板に対して所定のプロセス処理を行う基板処理装置が用いられる。プロセス処理としては、例えば複数種類のガスを順に供給して行う成膜処理がある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特許第５３８４２９１号公報 特開２０１６－９７４２号公報
基板に所定のプロセス処理を行う際に、基板上に形成する膜の種類や、供給するガスの種類によって処理圧力や供給量などの最適なプロセス条件が異なることとなる。このため、上述したような基板処理装置を用いた場合、ガスを供給するガス供給口と基板の距離が一定であるために、基板上に形成される膜の面内均一性が悪化する場合がある。
本開示は、基板上に形成される膜の面内均一性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられた基板支持部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を有するように構成される基板処理装置において、
前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
を有する技術が提供される。
本開示によれば、基板上に形成される膜の面内均一性を向上させることができる。
本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理装置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。 本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理装置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って、基板を第１位置に設定した場合を示した図である。 本開示の第１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。 本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理シーケンスを示す図である。 本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理シーケンスの変形例を示した図である。 本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理シーケンスの変形例を示した図である。 本開示の第２実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略構成図であり、縦断面図で示す図である。
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
［第１実施形態］
（１）基板処理装置の構成
図１に示されているように、基板処理装置１００は、処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理室である処理容器２０２内には、基板としてのウエハＷを処理する処理空間２０５と、ウエハＷを処理空間２０５に搬送する際にウエハＷが通過する搬送空間２０６とが形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切り板２０８が設けられる。
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９に隣接した基板搬入出口２０４が設けられており、ウエハＷは基板搬入出口２０４を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。
処理空間２０５には、ウエハＷを支持する基板支持部２１０が配される。基板支持部２１０は、ウエハＷを載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２、基板載置台２１２内に設けられた加熱源としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。ヒータ２１３にはヒータ制御部２２０が接続され、コントローラ２８０の指示によって所望の温度に加熱される。
処理空間２０５の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１にはガス導入孔２３１ａが設けられる。ガス導入孔２３１ａは後述するガス供給管２４２と連通する。
シャワーヘッド２３０は、ガスを分散させるための分散機構としての分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理空間２０５である。分散板２３４には、ガス供給口である複数の貫通孔２３４ａが設けられている。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。分散板２３４は例えば円盤状に構成される。貫通孔２３４ａは分散板２３４の全面にわたって設けられている。
上部容器２０２ａはフランジを有し、フランジ上に支持ブロック２３３が載置され、固定される。支持ブロック２３３はフランジ２３３ａを有し、フランジ２３３ａ上には分散板２３４が載置され、固定される。更に、蓋２３１は支持ブロック２３３の上面に固定される。
（ガス供給部）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられたガス導入孔２３１ａと連通するよう、蓋２３１にはガス供給管２４２が接続される。ガス供給管２４２には、第１ガス供給管２４３ａ、第２ガス供給管２４４ａ及び第３ガス供給管２４５ａが接続されている。
（第１ガス供給系）
第１ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第１ガス供給源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。
第１ガス供給管２４３ａからは、処理ガスであり、後述する第１原料ガスのウエハＷ表面上への吸着を補助する吸着補助ガスが、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄ、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して処理空間２０５に供給される。吸着補助ガスとしては、例えば水蒸気（Ｈ2Ｏ）が用いられる。吸着補助ガスは、後述する薄膜形成工程において供給する原料ガスの成膜を補助する役割を有することから、成膜補助ガスとも呼ぶ。
主に、第１ガス供給管２４３ａ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第１ガス供給系（成膜補助ガス供給部、吸着補助ガス供給部ともいう）が構成される。なお、第１ガス供給源２４３ｂを、第１ガス供給系に含めてもよい。
（第２ガス供給系）
第２ガス供給管２４４ａには、上流方向から順に、第２ガス供給源２４４ｂ、ＭＦＣ２４４ｃ、及びバルブ２４４ｄが設けられている。
第２ガス供給管２４４ａからは、第１原料ガスが、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄ、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して処理空間２０５に供給される。
主に、第２ガス供給管２４４ａ、ＭＦＣ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第２ガス供給系（第１原料ガス供給部又は原料ガス供給部ともいう）が構成される。なお、第２ガス供給源２４４ｂを、第２ガス供給系に含めてもよい。
第１原料ガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、例えばジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＤＣＳとも呼ぶ）やヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6、ＨＣＤＳとも呼ぶ）ガスが用いられる。
（第３ガス供給系）
第３ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第３ガス供給源２４５ｂ、ＭＦＣ２４５ｃ、及びバルブ２４５ｄが設けられている。
第３ガス供給管２４５ａからは、第２原料ガスが、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄ、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して処理空間２０５に供給される。
主に、第３ガス供給管２４５ａ、ＭＦＣ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、第３ガス供給系（第２原料ガス供給部又は反応ガス供給部ともいう）が構成される。なお、第３ガス供給源２４５ｂを、第３ガス供給系に含めてもよい。
第２原料ガスは、例えば酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つであり、第１原料ガスと反応するガスである。ここでは、例えば酸素含有ガスとして説明する。具体的には、酸素含有ガスとして、オゾン（Ｏ3）ガスが用いられる。第１原料ガスと第２原料ガスとが反応して、ウエハＷ上にシリコン酸化（ＳｉＯ）膜を形成する。
また、ガス供給管２４２には、窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを供給する不図示の不活性ガス供給系（不活性ガス供給部）が接続され、基板処理工程では、処理容器２０２内やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとしても作用する。
すなわち、シャワーヘッド２３０は、処理容器２０２内に処理ガスとして吸着補助ガスを供給する際には、成膜補助ガス供給部（吸着補助ガス供給部）として機能する。また、シャワーヘッド２３０は、処理容器２０２内に第１原料ガス又は第２原料ガスを供給する際には、原料ガス供給部として機能する。また、シャワーヘッド２３０は、処理容器２０２内に不活性ガスを供給する際には、不活性ガス供給部として機能する。
基板載置台２１２は、シャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、さらに処理容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。
昇降部２１８はシャフト２１７を支持する支持軸と、支持軸を昇降させたり回転させたりする作動部を主に有する。作動部は、例えば昇降を実現するためのモータを含む昇降機構と、支持軸を回転させるための歯車等の回転機構を有する。
昇降部２１８を作動させてシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置台２１２は、基板載置面２１１上に載置されるウエハＷを昇降させることが可能となる。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、これにより処理空間２０５内は気密に保持されている。
基板載置台２１２は、ウエハＷの搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０４に対向する位置まで下降する。そして、ウエハＷの成膜時であって、吸着補助処理工程時には、図２で示されるように、ウエハＷが処理空間２０５の下方の第１位置となるまで上昇する。そして、ウエハＷの成膜時であって、薄膜形成工程時には、図１で示されるように、ウエハＷが処理空間２０５内の処理位置となる第２位置となるまで上昇する。ここで、第１位置とは、図２で示されるように、ウエハＷ表面と、ウエハＷ表面に対向するシャワーヘッド２３０の貫通孔２３４ａと、の距離が第１距離Ａとなる位置である。また、第２位置とは、図１で示されるように、ウエハＷ表面と、ウエハＷ表面に対向するシャワーヘッド２３０の貫通孔２３４ａと、の距離が第１距離Ａとは異なる第２距離Ｂである位置である。また、第２位置は、第１位置とは垂直方向に異なる位置であり、第２距離Ｂは、例えば第１距離Ａより短く設定される。
なお、第１距離Ａ、第２距離Ｂは、具体的には貫通孔２３４ａの先端からウエハＷ表面までの距離である。本態様においては、説明の便宜上、各距離は貫通孔２３４ａからウエハＷの表面までの距離とする。
また、貫通孔２３４ａの先端とは、例えば貫通孔２３４ａを構成する構造のうち、ウエハＷと対向する方向における先端をいう。分散板２３４の下端を貫通孔２３４ａの先端と呼んでもよい。
（排気部）
処理容器２０２の雰囲気を排気する排気部を説明する。処理容器２０２には、処理空間２０５に連通するよう、排気管２６２が接続される。排気管２６２は、処理空間２０５の側方に設けられる。排気管２６２には、処理空間２０５内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６６が設けられる。ＡＰＣ２６６は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。排気管２６２においてＡＰＣ２６６の上流側にはバルブ２６７が設けられる。バルブ２６７の下流には、排気管２６２の圧力を計測する圧力モニタ部２６８が設けられる。
圧力モニタ部２６８は、排気管２６２の圧力を監視するものである。排気管２６２と処理空間２０５が連通していることから、間接的に処理空間２０５の圧力を監視している。圧力モニタ部２６８はコントローラ２８０と電気的に接続され、検出した圧力データをコントローラ２８０に送信する。
排気管２６２、圧力モニタ部２６８、バルブ２６７、ＡＰＣ２６６をまとめて排気部と呼ぶ。更に、真空ポンプ２６９が設けられる。図示のように、真空ポンプ２６９は、排気管２６２を介して処理空間２０５の雰囲気を排気する。
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
コントローラ２８０の概略を図３に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶部としての記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｆを介して、ＣＰＵ２８０ａ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２８０には、例えばキーボード等として構成された入力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２８３が設けられる。
表示装置２８４には、各モニタ部で検出されたデータ等が表示される。なお、本実施形態においては入力装置２８１と別の部品として説明したが、それに限るものではない。例えば入力装置がタッチパネル等表示画面を兼ねるものであれば、入力装置２８１と表示装置２８４とを一つの部品としてもよい。
記憶装置２８０ｃ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２８０ｃ内には、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピやそれを実現するために基板処理装置の動作を制御する制御プログラムとしてのレシピプログラム、後述するテーブル等が読み出し可能に格納されている。なお、レシピプログラムは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このレシピプログラムや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、ゲートバルブ１４９、昇降機構２１８、ＡＰＣ２６６、圧力モニタ部２６８、真空ポンプ２６９、ＭＦＣ２４３ｃ，２４４ｃ，２４５ｃ、バルブ２４３ｄ，２４４ｄ，２４５ｄ，２６７、ヒータ制御部２２０等、基板処理装置１００の各構成に接続されている。
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入力装置２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからレシピプログラムを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたレシピプログラムの内容に沿うように、ゲートバルブ１４９の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、圧力モニタ部２６８による圧力検出動作、真空ポンプ２６９のオンオフ制御、ＭＦＣ２４３ｃ，２４４ｃ，２４５ｃの流量調整動作、バルブ２４３ｄ，２４４ｄ，２４５ｄ，２６７、ＡＰＣ２６６の開閉動作、ヒータ制御部２２０によるヒータ２１３の温度制御等を制御可能に構成されている。
なお、コントローラ２８０は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いてコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）基板処理工程
次に、基板処理装置１００を使用して、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハＷ上に薄膜を形成する処理を実施する方法の例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
以下、本実施形態の基板処理工程を、図４を用いて具体的に説明する。
なお、ここでは、基板処理工程として、
ウエハＷを、シャワーヘッド２３０の貫通孔２３４ａからの距離が第１距離Ａである第１位置に設定して、吸着補助ガスを供給してウエハＷ上に吸着補助ガスを吸着させる工程と、
ウエハＷを、シャワーヘッド２３０の貫通孔２３４ａからの距離が第１距離Ａとは異なる第２距離Ｂである第２位置に移動させて、原料ガスを供給してウエハＷ上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
を有する。
そして、ウエハＷ上に所望膜厚の薄膜を形成する工程では、第１原料ガスを供給してウエハＷ上に第１原料を吸着させる工程と、第２原料ガスを供給してウエハＷ上に吸着した第１原料と第２原料を反応させる工程と、を含むサイクルを１回以上行う。
なお、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等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、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（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。
従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（又は膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（又は膜）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や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
なお、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様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
（基板搬入・載置工程：ステップＳ１０）
基板処理装置１００では基板載置台２１２をウエハＷの搬送位置まで下降させることにより、基板載置台２１２の貫通孔２１４にリフトピン２０７を貫通させる。その結果、リフトピン２０７が、基板載置台２１２表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ１４９を開き、図示しないウエハ移載機を用いて、処理室内にウエハＷ（処理基板）を搬入し、リフトピン２０７上にウエハＷを移載する。これにより、ウエハＷは、基板載置台２１２の表面から突出したリフトピン２０７上に水平姿勢で支持される。
処理容器２０２内にウエハＷを搬入したら、ウエハ移載機を処理容器２０２の外へ退避させ、ゲートバルブ１４９を閉じて処理容器２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハＷを載置する。
なお、ウエハＷを処理する処理室である処理容器２０２内に搬入する際には、排気系により処理容器２０２内を排気しつつ、不活性ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスとしてのＮ2ガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ２６９を作動させ、ＡＰＣ２６６を開けることにより処理容器２０２内を排気した状態で、少なくとも不活性ガス供給系のバルブを開けることにより、処理容器２０２内に不活性ガスを供給することが好ましい。これにより、処理容器２０２内へのパーティクルの侵入や、ウエハＷ上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。また、真空ポンプ２６９は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１０）から後述する基板搬出工程（Ｓ１８）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
ウエハＷを基板載置台２１２の上に載置する際は、基板載置台２１２の内部に埋め込まれたヒータ２１３に電力を供給し、ウエハＷの表面が所定の温度となるよう制御される。この際、ヒータ２１３の温度は、図示しない温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。
［吸着補助処理工程］
（吸着補助ガス供給：ステップＳ１１）
次に、基板載置台２１２を上昇させることにより、ウエハＷを、図２で示されるように、貫通孔２３４ａからの距離が第１距離Ａとなる第１位置に移動させる。
そして、第１ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄを開き、第１ガス供給管２４３ａ内に吸着補助ガスを流す。吸着補助ガスは、第１ガス供給管２４３ａから流れ、ＭＦＣ２４３ｃにより流量調整される。流量調整された吸着補助ガスは、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、同時にガス供給管２４２から不活性ガスとしてＮ2ガスを供給してもよい。流量調整されたＮ2ガスは、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、基板載置台２１２にウエハＷが支持された状態で、処理空間２０５内に吸着補助ガスが供給される。ウエハＷには、吸着補助ガスが供給され、ウエハＷの表面上には、吸着補助ガスが吸着され、吸着補助ガスの成分のダングリングボンドが形成される。ここでは吸着補助ガスの成分、例えば酸素成分がウエハＷ上に物理吸着するとともに、吸着補助ガスの成分のダングリングボンドが形成される。
吸着補助ガスは、後述する第１原料ガスのウエハＷ表面上の少なくとも一部への吸着を補助する。これにより、次の第１原料ガス供給（Ｓ１３）において第１原料がウエハＷの表面上に吸着し易くなる。
ここで、第１距離Ａは、ウエハＷの表面に吸着補助ガスを吸着させる際に、貫通孔２３４ａの影響を受けにくい距離を示す。影響を受けにくい距離とは、例えば吸着補助ガスがウエハＷの表面に到達するまでに均等に拡散可能な距離をいう。言い換えれば、吸着補助ガスをウエハＷ面内に均一に供給可能な距離ともいう。
（残留ガス除去：ステップＳ１２）
所定時間が経過した後、第１ガス供給管２４３ａのバルブ２４３ｄを閉じ、吸着補助ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６２のバルブ２６７、ＡＰＣ２６６は開いたままとして、真空ポンプ２６９により処理空間２０５内を真空排気し、処理空間２０５内に残留する未反応の吸着補助ガスや反応副生成物を処理空間２０５内から排除する（残留ガス除去）。なお、このとき、不活性ガスとしてのＮ2ガスの処理空間２０５内への供給を維持する。Ｎ2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理空間２０５内に残留する未反応の吸着補助ガスや反応副生成物を処理空間２０５内から排除する効果を高めることができる。なお、このとき貫通孔２３４ａからウエハＷまでの距離は、第１距離Ａに維持される。
［薄膜形成工程］
（第１原料ガス供給：ステップＳ１３）
次に、基板載置台２１２を上昇させることにより、ウエハＷを、図１で示されるように、貫通孔２３４ａからの距離が第１距離Ａとは異なる第２距離Ｂとなる第２位置に移動させる。第２距離Ｂは、例えば第１距離Ａよりも短い距離である。
ここでは、処理スループットを高めるために、第１距離Ａよりも短い距離とする。第１距離Ａよりも短い距離とすることで、処理空間２０５の空間容積を小さくすることができるので、後述する残留ガスを早期にパージすることが可能となる。
そして、第２ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄを開き、第２ガス供給管２４４ａ内に第１原料ガスを流す。第１原料ガスは、第２ガス供給管２４４ａから流れ、ＭＦＣ２４４ｃにより流量調整される。流量調整された第１原料ガスは、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、同時にガス供給管２４２から不活性ガスとしてＮ2ガスを供給してもよい。流量調整されたＮ2ガスは、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、基板載置台２１２にウエハＷが支持された状態で、処理空間２０５内に第１原料ガスが供給される。ウエハＷには第１原料ガスが供給され、吸着補助ガスが吸着された箇所に第１原料ガスに含まれる第１原料が吸着される。一方、吸着補助ガスが吸着されていない箇所には、第１原料が吸着されない。ここでは、例えばウエハＷ上に形成されたダングリングボンドと第１原料ガスの原料成分とが結合する。
（残留ガス除去：ステップＳ１４）
所定時間が経過した後、第２ガス供給管２４４ａのバルブ２４４ｄを閉じ、第１原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６２のバルブ２６７、ＡＰＣ２６６は開いたままとして、真空ポンプ２６９により処理空間２０５内を真空排気し、処理空間２０５内に残留する未反応もしくは第１原料の吸着に寄与した後の第１原料ガスや反応副生成物を処理空間２０５内から排除する（残留ガス除去）。なお、このとき、不活性ガスとしてのＮ2ガスの処理空間２０５内への供給を維持する。Ｎ2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理空間２０５内に残留する未反応もしくは第１原料の吸着に寄与した後の第１原料ガスや反応副生成物を処理空間２０５内から排除する効果を高めることができる。なお、本工程では貫通孔２３４ａからウエハＷまでの距離は、第２距離Ｂに維持される。
（第２原料ガス供給：ステップＳ１５）
処理空間２０５内の残留ガスを除去した後、第３ガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄを開き、第３ガス供給管２４５ａ内に第２原料ガスを流す。第２原料ガスは第３ガス供給管２４５ａから流れ、ＭＦＣ２４５ｃにより流量調整される。流量調整された第２原料ガスは、第３ガス供給管２４５ａを経由して、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、同時にガス供給管２４２から不活性ガスとしてＮ2ガスを供給してもよい。流量調整されたＮ2ガスは、ガス供給管２４２、ガス導入孔２３１ａ、バッファ空間２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理空間２０５内に供給され、排気管２６２から排気される。
このとき、基板載置台２１２にウエハＷが支持された状態で、処理空間２０５内に第２原料ガスが供給される。ウエハＷには、第２原料ガスが供給され、ウエハＷ上に吸着した第１原料と第２原料とが反応し、ウエハＷ上に所望の膜が形成される。ここでは、例えば第１原料上に第２原料が供給され、第１原料と第２原料とを含む膜が形成される。なお、本工程では貫通孔２３４ａからウエハＷまでの距離は、第２距離Ｂに維持される。
（残留ガス除去：ステップＳ１６）
所定時間が経過した後、第３ガス供給管２４５ａのバルブ２４５ｄを閉じ、第２原料ガスの供給を停止する。このとき、排気管２６２のバルブ２６７、ＡＰＣ２６６は開いたままとして、真空ポンプ２６９により処理空間２０５内を真空排気し、処理空間２０５内に残留する未反応もしくは膜の形成に寄与した後の第２原料ガスや反応副生成物を処理空間２０５内から排除する（残留ガス除去）。なお、本工程では貫通孔２３４ａからウエハＷまでの距離は、第２距離Ｂに維持される。
（所定回数実施：ステップＳ１７）
上述したステップＳ１３～Ｓ１６を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（ｎ回）、１回以上行うことにより、ウエハＷ上に所望膜厚の薄膜が形成される。
（基板搬出工程：ステップＳ１８）
次に、基板載置台２１２を下降させ、基板載置台２１２の表面から突出させたリフトピン２０７上にウエハＷを支持させる。その後、ゲートバルブ１４９を開き、ウエハ移載機を用いてウエハＷを処理容器２０２の外へ搬出する。その後、基板処理工程を終了する場合は、不活性ガス供給系から処理容器２０２内に不活性ガスを供給することを停止する。
なお、上述の工程は、例えば次の条件で行われる。
＜吸着補助ガス供給工程＞
供給量：５～１０００ｓｃｃｍ
圧力：１３３～１３３３２Ｐａ
処理温度：５０～６００℃
＜第１原料ガス供給工程＞
供給量：１００～１０００ｓｃｃｍ
圧力：１３３３～１３３３２Ｐａ
処理温度：５０～６００℃
＜第２原料ガス供給工程＞
供給量：１００～１０００ｓｃｃｍ
圧力：１３３３～１３３３２Ｐａ
処理温度：５０～６００℃
上述したように、吸着補助処理工程におけるガス供給口とウエハＷの距離と、薄膜形成工程時におけるガス供給口とウエハＷの距離と、をウエハＷ上に形成する膜の種類や、供給するガスの種類や、処理圧力や供給量などの最適なプロセス条件によって異なるようにする。これにより、ウエハＷ上に形成される膜の面内均一性を向上させることが可能となる。
次に、吸着補助処理工程を第１位置で行い、薄膜形成工程を第２位置で行う理由を説明する。
（ａ）吸着補助処理工程では吸着補助ガスをウエハ面内に均等に吸着させるためにガス供給口からのガス流れの影響を受けにくい第１位置で行う。
（ｂ）薄膜形成工程では処理空間２０５内のガス置換を容易にするため、ウエハＷを第２位置として処理空間２０５の容積を減少させて行う。
（ｃ）吸着補助ガスが熱分解容易な場合、熱影響を低減可能な第１位置で吸着補助処理工程を行う。
（ａ）から（ｃ）について、以下具体的に説明する。上記（ａ）について説明する。本態様では、第１位置をウエハＷの表面に吸着補助ガスを吸着させる際に影響の無い距離とする。第１距離Ａは、例えば吸着補助ガスがウエハＷの表面に到達するまでに、均等に拡散可能な距離とする。
このようにすることで、ウエハＷの表面に対して、均一に吸着補助ガスを供給できる。本工程で吸着補助ガスをウエハＷに均一に付着させることができるので、次工程である薄膜形成工程においても均一に膜を形成できる。
次に比較例として、本工程にて貫通孔２３４ａとウエハＷとの間の距離が第１距離Ａよりも短い場合を説明する。ここでは少なくとも吸着補助ガスが均等に拡散されない距離とする。
この場合、貫通孔２３４ａの配置がウエハＷに影響を及ぼすことが考えられる。本工程においては、貫通孔２３４ａからウエハＷに向かって吸着補助ガスが供給されるが、貫通孔２３４ａ中を通過するガスの分圧は非常に高圧になっているため、貫通孔２３４ａから排出された直後は高圧／高密度のガスとなっている。
そうすると、ウエハＷの表面のうち、貫通孔２３４ａの直下の部分では高密度のガスが供給され、貫通孔２３４ａの直下ではない部分では、直下の部分に比べて低密度のガスが供給される。そのため、ウエハＷ上に吸着する吸着補助ガスの密度が、ウエハ面内において、まだらになってしまう恐れがある。仮にこのような状態で次工程である薄膜形成工程を行った場合、まだら状態の吸着補助ガス上に成膜を行うので、ウエハＷ上に形成される薄膜も、吸着補助ガス同様まだらとなる。
これに対して、本態様のように第１距離Ａとした状態で吸着補助ガスを供給すると、ウエハＷの処理面に均一に供給されるので、吸着補助ガスの吸着状態を均一にすることができる。したがって、薄膜形成工程においても均一に薄膜を形成可能である。
上記（ｂ）を説明する。第２位置を第１距離Ａよりも短い距離として、処理空間２０５の空間容積を小さくするよう設定できるので、薄膜形成工程における残留ガス除去工程Ｓ１４、Ｓ１６において、処理空間２０５の雰囲気を早期にパージすることが可能となる。
特に薄膜形成工程において、第１原料ガス供給工程Ｓ１３から残留ガス除去工程Ｓ１６までのサイクルを複数回行う場合、一つのサイクルにおける処理時間を短縮することで、処理全体の処理時間を大きく短縮することが可能となる。
なお比較例として、薄膜形成工程においても貫通孔２３４ａとウエハＷとの間の距離を、ガスが拡散する程度の距離にすることが考えられる。しかしながら薄膜形成工程の前の吸着補助処理工程では、既に吸着補助ガスがウエハＷに均一に吸着されていることから、貫通孔２３４ａの場所にかかわらず、均一に薄膜を形成可能である。そのため、薄膜形成工程においてはガスが拡散する程度の距離を必要としない。したがって、スループットを考慮し、処理空間２０５の容積を小さくすることが望ましい。
上記（ｃ）を説明する。本態様は吸着補助ガスが熱分解容易なガスである場合により有効な技術である。図２に記載のように、基板載置台２１２中にはヒータ２１３が設けられており、分散板２３４と基板載置台２１２との間の距離が近いと、分散板２３４がヒータ２１３の影響を受け、高温になる恐れがある。
そのような状況の中、熱分解容易なガスを供給すると、ウエハＷに付着することなく、排気されてしまうことが考えられる。そこで、上記（ｃ）に記載のように、吸着補助ガスが熱分解容易なガスである場合、熱影響を低減可能な第１位置で処理することが望ましい。
（３）第１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。
（ａ）ウエハＷ表面上への原料ガスの吸着性を向上させて、ウエハの面内均一性が向上された膜を形成することが可能となる。
（ｂ）特に、ウエハＷ表面上への初期段階での原料ガスの吸着性を向上させて、連続性のある薄膜を形成することが可能となる。
（４）変形例
次に、本開示の第１実施形態で好適に用いられる基板処理シーケンスの変形例について説明する。
［変形例１］
図５は、図４で示した基板処理シーケンスの変形例を示した図である。
図５に示すように、本変形例では、ウエハＷに対して、上述したステップＳ１１～Ｓ１７を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（ｍ回）、１回以上行う。すなわち、ウエハＷ上に吸着補助ガスを吸着させる吸着補助処理工程（Ｓ１１、Ｓ１２）と、ウエハＷ上に所望膜厚の薄膜を形成する薄膜形成工程（Ｓ１３～Ｓ１６）を順に行うサイクルを所定回数（ｎ回）行うサイクル（Ｓ１７）を所定回数（ｍ回）、１回以上行う。これにより、ウエハＷの表面上に所望膜厚の薄膜を形成することが可能となる。本ステップのように、薄膜形成工程を所定回数（ｎ回）行う毎に吸着補助処理工程（Ｓ１１、Ｓ１２）を行うことにより、第１原料ガスのウエハＷ表面上の少なくとも一部への吸着が補助されることとなり、第１原料ガスに含まれる第１原料の吸着性を向上させて、連続性のある面内均一性が向上された所望膜厚の薄膜を形成することが可能となる。また、スループットを向上させることができる。
［変形例２］
図６は、図４で示した基板処理シーケンスの変形例を示した図である。
図６に示すように、本変形例では、ウエハＷに対して、上述したステップＳ１１～Ｓ１６を１サイクルとして、このサイクルを所定回数（ｎ回）行う。すなわち、ウエハＷ上に吸着補助ガスを吸着させる吸着補助処理工程（Ｓ１１、Ｓ１２）と、ウエハＷ上に所望膜厚の薄膜を形成する薄膜形成工程（Ｓ１３～Ｓ１６）と、を順に行うサイクルを所定回数（ｎ回）、１回以上行う。これにより、ウエハＷの表面上に所望膜厚の薄膜を形成することが可能となる。本ステップのように、薄膜形成工程（Ｓ１３～Ｓ１６）を行う毎に吸着補助処理（Ｓ１１、Ｓ１２）を行うことにより、第１原料ガスのウエハＷ表面上の少なくとも一部への吸着が補助されることとなり、第１原料ガスに含まれる第１原料の吸着性を向上させて、連続性のある面内均一性が向上された所望膜厚の薄膜を形成することが可能となる。
（５）他の実施形態
［第２実施形態］
次に、図７を用いて、本開示の第２実施形態について説明する。ここでは、主として、上述した第１実施形態との相違点について説明し、その他の点については説明を省略する。
第２実施形態では、基板処理装置の構成が第１実施形態と異なる。他は第１実施形態と同様である。本実施形態では、以下に、基板処理装置の構成について説明する。
基板処理装置３００は、ウエハＷに対する処理を行うための処理容器３０２を有する。処理容器３０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料により密閉容器として構成されている。処理容器３０２の内部、すなわち、中空部には、ウエハＷに対する処理が行われる処理空間を構成する処理室３０１が形成される。処理容器３０２の側壁には、基板搬入出口３０１ａと、基板搬入出口３０１ａを開閉するゲートバルブ３０３と、が設けられており、基板搬入出口３０１ａを介して処理容器３０２の内外にウエハＷを搬送することが可能となっている。
処理容器３０２は、処理ガスであり成膜補助ガスである吸着補助ガスを供給する吸着補助ガス供給部３０４を有するエリア１（第一処理領域、吸着補助処理領域とも呼ぶ）と、第１原料ガスを供給する第１原料ガス供給部３０５を有するエリア２（第二処理領域、第１原料ガス供給領域とも呼ぶ）と、第２原料ガスを供給する第２原料ガス供給部３０６を有するエリア３（第三処理領域、第２原料ガス供給領域とも呼ぶ）に区画される。エリア１は、吸着補助処理工程を行う領域である。また、エリア２とエリア３は、薄膜を形成する薄膜形成工程を行う領域であり、薄膜形成処理領域とも呼ぶ。なお、各エリアは連通している。
処理容器３０２の内部には、ウエハＷが載置されて支持される基板支持部である基板載置台３１０が設けられている。基板載置台３１０は、上下に昇降可能な構成となっている。基板載置台３１０の上端部の上面（基板載置面）には、ウエハＷが載置されて支持される。
基板載置台３１０の下端部には、処理容器３０２内で基板載置台３１０を左右に往復運動させる駆動部としてのスライド機構３２１が連結されている。スライド機構３２１は、処理容器３０２の底部に固定されている。スライド機構３２１は、基板載置台３１０と、基板載置面上のウエハＷを、処理容器３０２内の一端側と他端側との間、すなわちエリア１、エリア２、エリア３の間で水平方向に往復移動することが可能となっている。スライド機構３２１は、例えば、送りねじ（ボールねじ）、電動モータＭに代表される駆動源等の組み合わせによって実現することができる。
つまり、処理容器３０２の内部においては、スライド機構３２１によって、基板載置台３１０を往復移動させることにより、基板載置台３１０に支持されたウエハＷがエリア１、エリア２、エリア３との間で往復移動することが可能となっている。
スライド機構３２１は、以上のような往復移動を、それぞれにおける電動モータＭ等の駆動源を動作させることで行う。したがって、基板載置台３１０の上面に載置されたウエハＷと吸着補助ガス供給部３０４、第１原料ガス供給部３０５、第２原料ガス供給部３０６との相対位置関係については、スライド機構３２１の各駆動源を制御することによって、調整することが可能となっている。
吸着補助ガス供給部３０４は、エリア１内の処理室３０１の天井に設けられる。吸着補助ガス供給部３０４は、エリア１内の基板載置台３１０上のウエハＷに吸着補助ガスを供給する。吸着補助ガス供給部３０４には、上述した第１ガス供給系が接続される。
第1原料ガス供給部３０５は、エリア２内の処理室３０１の天井に設けられる。第1原料ガス供給部３０５は、エリア２内の基板載置台３１０上のウエハＷに第１原料ガスを供給する。第１原料ガス供給部３０５には、上述した第２ガス供給系が接続される。
第２原料ガス供給部３０６は、エリア３内の処理室３０１の天井に設けられる。第２原料ガス供給部３０６は、エリア３内の基板載置台３１０上のウエハＷに第２原料ガスを供給する。第２原料ガス供給部３０６には、上述した第３ガス供給系が接続される。
基板載置台３１０はウエハＷを支持した状態で、エリア１における吸着補助処理工程時には、ウエハＷが処理室３０１内の第１位置に設定されて移動する。そして、エリア２及びエリア３における薄膜形成工程時には、ウエハＷが処理室３０１内の第２位置に設定されて移動する。ここで、第１位置とは、ウエハＷ表面と、ウエハＷ表面に対向する吸着補助ガス供給部３０４のガス供給口と、の距離が第１距離Ａとなる位置である。また、第２位置とは、ウエハＷ表面と、ウエハＷ表面に対向する第１原料ガス供給部３０５のガス供給口又は第２原料ガス供給部３０６のガス供給口と、の距離が第１距離Ａとは異なる第２距離Ｂである位置である。また、本実施形態において、第２位置は、第１位置とは垂直方向と水平方向において異なる位置であり、第２距離Ｂは、例えば第１距離Ａより短く設定される。このような場合であっても、吸着補助ガス供給によって、ウエハＷ表面上に吸着補助ガスが吸着され、第１原料ガス供給によって、ウエハＷの表面上に第１原料ガスに含まれる第１原料が吸着され、第２原料ガス供給によって、ウエハＷ上に吸着した第１原料と第２原料が反応し、ウエハＷ上に所望膜厚の薄膜が形成される。
また、基板載置台３１０の基板載置面の下方には、ウエハＷを加熱するための加熱源としてヒータ３３０が設けられている。ヒータ３３０は、基板載置台３１０のように往復運動することなく、処理容器３０２に固定され、エリア１からエリア３に跨って設けられている。ヒータ３３０は、ウエハＷの近傍に設けられた不図示の温度センサにより検出された温度情報に基づいて、通電具合がフィードバック制御される。これにより、ヒータ３３０は、基板載置台３１０に支持されるウエハＷの温度を所定温度に維持し得るように構成されている。
基板載置台３１０の下方には、ウエハ昇降機構３５０が待機する。ウエハ昇降機構３５０は、後述するように、ウエハＷを搬入出する際に用いられる。
また、処理容器３０２には、不図示の排気管が連通され、排気管には、開閉弁としてのバルブ、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブを介して、真空排気装置としての真空ポンプが接続されており、処理容器３０２内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
上述した基板処理装置３００を用いる場合においても、上述の実施形態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、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、吸着補助処理工程におけるガス供給口とウエハＷの距離と、薄膜形成工程時におけるガス供給口とウエハＷの距離と、をウエハＷ上に形成する膜の種類や、供給するガスの種類や、処理圧力や供給量などの最適なプロセス条件によって異なるようにする。これにより、ウエハＷ上に形成される膜の面内均一性を向上させることが可能となる。
また、上述の実施形態においては、基板載置台３１０が昇降することでガス供給口との距離を第１距離Ａ、第２距離Ｂとなるよう設定していたが、それに限るものではなく、各ガス供給部のガス供給口とウエハＷとの間の距離が変わるよう構成されればよい。例えば、ウエハＷの高さを一定として、吸着補助ガス供給部３０４のガス供給口、第１原料ガス供給部３０５のガス供給口、第２原料ガス供給部３０６のガス供給口の高さを異ならせて、距離を異ならせるようにしてもよい。
なお、上記実施形態では、薄膜形成工程の前に、吸着補助ガスを供給する吸着補助処理工程を行う場合を用いて説明したが、これに限らず、本開示は、薄膜形成工程の前に、後に供給する第１原料ガスの吸着を阻害する吸着阻害ガスを供給する吸着阻害処理工程を行う場合にも適用される。吸着阻害ガスは、後に供給する第１原料ガスのウエハＷ表面上の少なくとも一部への吸着を阻害する。このように薄膜形成工程の前に吸着阻害ガスを供給することにより、ウエハＷ表面上の少なくとも一部への成膜を阻害すること（領域を選択した成膜と阻害）が可能となる。吸着阻害ガスは、薄膜形成工程にて原料ガスによる膜形成を補助する性質を有することから、成膜補助ガスとも呼ぶ。
また、上記実施形態では、ウエハＷを支持する基板載置台２１２，３１０を昇降させることにより、ウエハＷとガス供給口との間の距離を異なるようにする構成について説明したが、これに限らずガス供給口を移動させることにより、ウエハＷとガス供給口との間の距離を異なるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、吸着補助処理工程におけるウエハＷとガス供給口との間の距離と、薄膜形成工程（第１原料ガス供給と第２原料ガス供給）におけるウエハＷとガス供給口との間の距離を異なるようにする構成について説明したが、これに限らず第１原料ガス供給時と第２原料ガス供給時におけるウエハＷとガス供給口との間の距離も異なるようにしてもよい。すなわち、吸着補助処理工程においては、吸着補助ガスがウエハＷ上に吸着しやすい位置において供給し、薄膜形成工程における第１原料ガス供給時においては、第１原料ガスがウエハＷ上に吸着しやすい位置において供給し、薄膜形成工程における第２原料ガス供給時においては、第２原料ガスが第１原料と反応しやすい位置において供給するようにしてもよい。
なお、上記実施形態における吸着補助ガスとして、例えばＨ2Ｏを用いる場合を例にして説明したが、その他には例えばアルコール等を用いることができる。また、吸着阻害ガスとして、例えばアンモニア（ＮＨ3）やアミンやアルキルアミノシランを含むガス等を用いることができる。
また、上記実施形態における第１原料ガスとしては、例えば上記のようにシリコンを含むガスであり、その他にはトリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ3）2］3Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス等を用いることができる。
また、上記実施形態における第２原料ガスとして、オゾンを用いる場合を例にして説明したが、ＳｉＯ膜を形成する場合は、他の酸素含有ガスを用いてもよい。また、上記実施形態ではＳｉＯ膜を形成する場合を例にして説明したが、これに限らず、例えばシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を用いる場合は窒素含有ガスを用いてもよい。窒素含有ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ3）ガス等を用いることができる。
また、薄膜形成工程としては、第１原料ガスと第２原料ガスとを用いてＳｉＯ膜を形成する場合を例にして説明したが、これに限らず、３つ以上の原料ガスを用いてもよい。その場合、例えば原料ガスとして炭素（Ｃ）含有ガスやボロン（Ｂ）等の不純物を含むガスを用いてもよい。
また、上記第１実施形態では、第１ガス供給系～第３ガス供給系を１つのガス供給管２４２に接続して、ガス供給管２４２によりそれぞれのガスを処理空間２０５内に供給する場合を用いて説明したが、これに限らず、第１ガス供給系～第３ガス供給系をそれぞれ蓋２３１に接続し、それぞれのガス供給管からそれぞれのガスを処理空間２０５内に供給するようにしてもよい。
また、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２８２を介して記憶装置２８０ｃ内に格納しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、ＣＰＵ２８０ａが、記憶装置２８０ｃ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。
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力装置２８１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。
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処理手順、処理条件にて基板処理を行うことができ、これらと同様の効果が得られる。
以上、本開示の種々の典型的な実施形態を説明してきたが、本開示はそれらの実施形態に限定されず、適宜組み合わせて用いることもできる。
＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
（付記１）
本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられた基板支持部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を有するように構成される基板処理装置において、
前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
（付記２）
付記１に記載の方法であって、
前記原料ガスは、第１原料ガスと第２原料ガスを含み、
前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程では、
前記第１原料ガスを供給して前記基板上に第１原料を吸着させる工程と、
前記第２原料ガスを供給して前記基板上に吸着した第１原料と第２原料を反応させる工程と、
を含むサイクルを１回以上行う。
（付記３）
付記２に記載の方法であって、
前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
を含むサイクルを１回以上行う。
（付記４）
付記２に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、前記第１原料ガスの前記基板表面上の少なくとも一部への吸着を補助する。
（付記５）
付記２に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、前記第１原料ガスの前記基板表面上の少なくとも一部への吸着を阻害する。
（付記６）
付記１に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、吸着補助ガスである。
（付記７）
付記１に記載の方法であって。
前記成膜補助ガスは、吸着阻害ガスである。
（付記８）
付記１に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、熱分解容易なガスである。
（付記９）
本開示の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられた基板支持部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を有するように構成される基板処理装置において、
前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
を含むサイクルを１回以上行う半導体装置の製造方法が提供される。
（付記１０）
付記９に記載の方法であって、
前記原料ガスは、第１原料ガスと第２原料ガスを含み、
前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程では、
前記第１原料ガスを供給して前記基板上に第１原料を吸着させる工程と、
前記第２原料ガスを供給して前記基板上に吸着した第１原料と第２原料を反応させる工程と、
を含むサイクルを１回以上行う。
（付記１１）
付記１０に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、前記第１原料ガスの前記基板表面上の少なくとも一部への吸着を補助する。
（付記１２）
付記１０に記載の方法であって、
前記成膜補助ガスは、前記第１原料ガスの前記基板表面上の少なくとも一部への吸着を阻害する。
（付記１３）
本開示のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられた基板支持部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を有するように構成される基板処理装置において、
前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる手順と、
前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する手順と、
をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラムが提供される。
（付記１４）
本開示のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられた基板支持部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる処理と、前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する処理と、を行わせるように、前記基板支持部と前記成膜補助ガス供給部と前記原料ガス供給部を制御することが可能なように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。
１００、３００ 基板処理装置
２０２、３０２ 処理容器
２１２、３１０ 基板載置台（基板支持部）
２８０ コントローラ（制御部）

Claims (5)

  1. 基板を処理する処理室と、
    前記処理室内に設けられた基板支持部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    を有するように構成される基板処理装置において、
    前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
    前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  2. 前記原料ガスは、第１原料ガスと第２原料ガスを含み、
    前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程では、
    前記第１原料ガスを供給して前記基板上に第１原料を吸着させる工程と、
    前記第２原料ガスを供給して前記基板上に吸着した第１原料と第２原料を反応させる工程と、
    を含むサイクルを１回以上行う請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる工程と、
    前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する工程と、
    を含むサイクルを１回以上行う請求項２記載の半導体装置の製造方法。
  4. 基板を処理する処理室と、
    前記処理室内に設けられた基板支持部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    を有するように構成される基板処理装置において、
    前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる手順と、
    前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する手順と、
    をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。
  5. 基板を処理する処理室と、
    前記処理室内に設けられた基板支持部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に成膜補助ガスを供給する成膜補助ガス供給部と、
    前記基板支持部に基板を支持した状態で、前記処理室に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    前記基板を、前記成膜補助ガス供給部のガス供給口からの距離が第１距離である第１位置に設定して、成膜補助ガスを供給して前記基板上に成膜補助ガスを吸着させる処理と、前記基板を、前記原料ガス供給部のガス供給口からの距離が前記第１距離とは異なる第２距離である第２位置に移動させて、原料ガスを供給して前記基板上に所望膜厚の薄膜を形成する処理と、を行わせるように、前記基板支持部と前記成膜補助ガス供給部と前記原料ガス供給部を制御することが可能なように構成される制御部と、
    を有する基板処理装置。
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