JP2023159475A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対して高効率で形成されたプラズマ活性種ガスを供給することが可能な技術を提供する。【解決手段】基板処理装置において、処理炉２０２は、基板２００を処理する処理室２０１と、複数の基板２００を多段に垂直方向に積載する基板保持部２１７と、処理室２０１内にプラズマを生成するプラズマ生成部（バッファ構造２３７、外部電極３００及び高周波電源２７３）と、処理室２０１内に磁場を発生させる、断熱板３１５の中央部に埋め込まれている磁性体と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。

半導体装置の製造工程の１つに、基板処理装置の処理室内に搬入した基板に対して、原料ガスや反応ガスなどをプラズマにより活性化させて供給し、基板上に絶縁膜や半導体膜、導体膜等の各種膜を形成したり、各種膜を除去したりする基板処理が行われることがある。例えば、特許文献１では、反応管内にプラズマを生成するバッファ室を設けている。

特開２０１６－１０６４１５号公報

本開示の目的は、基板に対して高効率で生成されたプラズマ活性種ガスを供給することが可能な技術を提供することにある。

本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、
前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記処理室内に磁場を発生させる磁性体と、
を有する技術が提供される。

本開示によれば、基板に対して高効率で生成されたプラズマ活性種ガスを供給することが可能な技術を提供することが可能となる。

本開示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。 本開示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、処理炉部分を図１のＡ－Ａ線断面図で示す図である。 （ａ）本開示の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のバッファ構造を説明するための横断面拡大図である。（ｂ）本開示の実施形態で好適に用いられる基板処理装置のバッファ構造を説明するための模式図である。 本開示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。 本開示の実施形態に係る基板処理工程のフローチャートである。 （ａ）は本開示の実施形態で好適に用いられる磁性体を有する断熱板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す磁性体による磁場を説明する模式図である。 本開示の他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、図２と同様の断面図で示す図である。

＜本開示の実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について図１から図５を参照しながら説明する。

（１）基板処理装置の構成
（加熱装置）
図１に示すように、基板処理装置に使用される処理炉２０２は基板を垂直方向多段に収容することが可能な、いわゆる縦型炉であり、加熱装置（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）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、後述するようにガスを熱で活性化（励起）させる活性化機構（励起部）としても機能する。

（処理室）
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_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料で構成され、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（インレットフランジ）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）等の金属で構成され、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。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となる。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）が構成されている。処理容器の内側である筒中空部には処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、複数枚の基板としてのウエハ２００と、後述する複数個の断熱板３１５を収容可能に構成され、ウエハ２００と断熱板３１５は交互に配置されている。なお、処理容器は上記の構成に限らず、反応管２０３のみを処理容器と称する場合もある。

処理室２０１内には、ノズル２４９ａ、配管２４９ｂが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル２４９ａ、配管２４９ｂには、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂが、それぞれ接続されている。このように、処理室２０１には１本のノズル２４９ａと、１本の配管２４９ｂと、２本のガス供給管２３２ａ，２３２ｂとが設けられており、処理室２０１内へ複数種類のガスを供給することが可能となっている。

ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ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，２４１ｂおよび開閉弁であるバルブ２４３ａ，２４３ｂ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、不活性ガスを供給するガス供給管２３２ｃ，２３２ｄがそれぞれ接続されている。ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄには、ガス流の上流側から順に、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄおよびバルブ２４３ｃ，２４３ｄがそれぞれ設けられている。

ノズル２４９ａは、図２に示すように、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間における空間に、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、ノズル２４９ａは、ウエハ２００が配列（載置）されるウエハ配列領域（載置領域）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設けられている。すなわち、ノズル２４９ａは、処理室２０１内へ搬入された各ウエハ２００の端部（周縁部）の側方にウエハ２００の表面（平坦面）と垂直となる方向に設けられている。ノズル２４９ａの側面には、ガスを供給するガス供給孔２５０ａが設けられている。ガス供給孔２５０ａは、反応管２０３の中心を向く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は、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。

ガス供給管２３２ｂの先端部には、配管２４９ｂが接続されている。配管２４９ｂは、バッファ構造２３７内に接続されている。本実施形態においては、平面視で２つのバッファ構造２３７が、反応管２０３（処理室２０１）の中心とノズル２４９ａとを通る直線を挟んで配置、または、反応管２０３の中心と排気管（排気部）２３１とを通る直線を挟んで配置され、２つのバッファ構造２３７をノズル２４９ａと排気管２３１を結ぶ線に対して対称に配置している。バッファ構造２３７には仕切り板２３７ａが設けられ、仕切り板２３７ａにより配管２４９ｂからガスを導入するガス導入エリア２３７ｂとガスをプラズマ化するプラズマエリア２３７ｃに仕切られている。プラズマエリア２３７ｃはガス分散空間であるバッファ室２３７ｃともいう。バッファ室２３７ｃはノズル２４９ａ側に配置され、ガス導入エリア２３７ｂは排気管２３１側に配置されている。

バッファ室２３７ｃは、図２に示すように、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、また、反応管２０３の内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ２００の積載方向に沿って設けられている。すなわち、バッファ室２３７ｃは、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バッファ構造２３７によって形成されている。バッファ構造２３７は、石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料である絶縁物によって構成されており、バッファ構造２３７の円弧状に形成された壁面には、ガスを供給するガス供給口３０２，３０４が形成されている。ガス供給口３０２，３０４は、積載されている複数枚のウエハ２００の水平方向に複数設けられており、反応管２０３の中心を向く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。ガス供給口３０２，３０４は、反応管２０３の下部から上部にわたってウエハ２００の積載方向に沿って複数設けられ、それぞれが同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。

ガス導入エリア２３７ｂは、反応管２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。仕切り板２３７ａには、ガス導入エリア２３７ｂからプラズマエリア２３７ｃへガスを供給するガス供給孔２３７ｄが設けられている。これにより、ガス導入エリア２３７ｂに供給された反応ガスがバッファ室２３７ｃ内で分散される。ガス供給孔２３７ｄは、ガス供給孔２５０ａと同様に、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。なお、配管２４９ｂおよびガス導入エリア２３７ｂに代えて、ノズル、例えばノズル２４９ａと同様な多孔ノズルをバッファ室２３７ｃ内に設け処理ガスを供給するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、反応管２０３の側壁の内壁と、反応管２０３内に配列された複数枚のウエハ２００の端部で定義される平面視において円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル２４９ａおよびバッファ室２３７ｃを経由してガスを搬送している。そして、ノズル２４９ａおよびバッファ室２３７ｃにそれぞれ開口されたガス供給孔２５０ａ、ガス供給口３０２，３０４から、ウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内にガスを噴出させている。そして、反応管２０３内におけるガスの主たる流れを、ウエハ２００の表面と平行な方向、すなわち、水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される膜の膜厚の均一性を向上させることが可能となる。ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後の残ガスは、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れる。但し、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。

ガス供給管２３２ａからは、所定元素を含む原料として、例えば、所定元素としてのシリコン（Ｓｉ）を含むシラン原料ガスが、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａ、ノズル２４９ａを介して処理室２０１内へ供給される。

原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態である原料を気化することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」を意味する場合、「気体状態である原料ガス」を意味する場合、または、それらの両方を意味する場合がある。

シラン原料ガスとしては、例えば、Ｓｉおよびハロゲン元素を含む原料ガス、すなわち、ハロシラン原料ガスを用いることができる。ハロシラン原料とは、ハロゲン基を有するシラン原料のことである。ハロゲン元素は、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなる群より選択される少なくとも１つを含む。すなわち、ハロシラン原料は、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基からなる群より選択される少なくとも１つのハロゲン基を含む。ハロシラン原料は、ハロゲン化物の一種ともいえる。

ハロシラン原料ガスとしては、例えば、ＳｉおよびＣｌを含む原料ガス、すなわち、クロロシラン原料ガスを用いることができる。クロロシラン原料ガスとしては、例えば、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、略称：ＤＣＳ）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｂからは、上述の所定元素とは異なる元素を含むリアクタント（反応体）として、例えば、反応ガスとしての窒素（Ｎ）含有ガスが、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、配管２４９ｂ、ガス導入エリア２３７ｂを介してバッファ室２３７ｃ内へ供給されるように構成されている。Ｎ含有ガスとしては、例えば、窒化水素系ガスを用いることができる。窒化水素系ガスは、ＮおよびＨの２元素のみで構成される物質ともいえ、窒化ガス、すなわち、Ｎソースとして作用する。窒化水素系ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガスを用いることができる。

ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄからは、不活性ガスとして、例えば、窒素（Ｎ_２）ガスが、それぞれＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄ、ガス供給管２３２ａ，２３２ｂ、ノズル２４９ａ、配管２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給される。

主に、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２４１ａ、バルブ２４３ａにより、第１のガス供給系としての原料供給系が構成される。主に、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、第２のガス供給系としての反応体供給系（リアクタント供給系）が構成される。主に、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄ、ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄ、バルブ２４３ｃ，２４３ｄにより、不活性ガス供給系が構成される。原料供給系、反応体供給系および不活性ガス供給系を総称して単にガス供給系（ガス供給部）とも称する。

（プラズマ生成部）
次にプラズマ生成部について、図１から図３を用いて説明する。

図２に示すように、プラズマは容量結合プラズマ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ、略称：ＣＣＰ）を用い、反応ガス供給時に石英などで作製された真空隔壁である反応管２０３（処理室２０１）の内部のバッファ構造２３７で生成する。

図２および図３（ａ）に示すように、外部電極３００は、ウエハ２００の配列方向に長い矩形形状を有する薄板で構成されている。図１及び図３（ｂ）に示すように、外部電極３００は、整合器２７２を介して高周波電源２７３が接続される第１の外部電極（Ｈｏｔ電極）３００－１と、基準電位０Ｖでありアースに接地されている第２の外部電極（Ｇｒｏｕｎｄ電極）３００－２が、等間隔で配置されている。本開示では特に区別して説明する必要のない場合には、外部電極３００として記載して説明する。

外部電極３００は反応管２０３とヒータ２０７との間に、バッファ構造２３７が設けられている位置に対応する処理室２０１の外側に設けられている。具体的には、バッファ構造は、ガスをプラズマ化するためのエリアとしてプラズマエリア（バッファ室）２３７ｃを設け、外部電極３００は、バッファ室２３７ｃが設けられている位置に対応する反応管２０３の外壁（処理室２０１の外側）に沿うように略円弧状に配置される。外部電極３００は、例えば、中心角が３０度以上２４０度以下となる円弧状に形成された石英カバーの内壁面に固定されて配置される。すなわち、外部電極３００はバッファ室２３７ｃが設けられている位置に対応する反応管２０３の外周に配置される。また、バッファ構造２３７は、バッファ室２３７ｃにガスを供給するためのエリアとしてガス供給部（ガス導入エリア）２３７ｂが設けられている。外部電極３００は、ガス導入エリア２３７ｂが設けられている位置に対応する反応管２０３の外周には配置されていない。外部電極３００には、高周波電源２７３から整合器２７２を介し、例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波が入力されることによってバッファ室２３７ｃ内にプラズマ活性種３０６が生成される。このように生成されたプラズマによって、ウエハ２００の周囲から基板処理のためのプラズマ活性種３０６をウエハ２００の表面に供給することが可能となる。主に、バッファ構造２３７と外部電極３００と高周波電源２７３によってプラズマ生成部が構成される。プラズマ生成部は処理室２０１の外部に設けられている。

外部電極３００は、アルミニウムや銅、ステンレスなどの金属で構成することもできるが、ニッケルなどの耐酸化材料で構成することにより、電気伝導率の劣化を抑制しつつ、基板処理が可能となる。特に、アルミニウムが添加されたニッケル合金材料で構成することにより、耐熱性および耐腐食性の高い酸化被膜であるＡｌＯ膜が電極表面に形成される。この被膜形成の効果により、電極内部への劣化の進行を抑止できるため、電気伝導率の低下によるプラズマ生成効率の低下を抑制することが可能となる。

（電極固定治具）
次に外部電極３００を固定する電極固定治具としての石英カバー３０１について、図３を用いて説明する。図３（ａ），（ｂ）で示すように、複数本設けられた外部電極３００は、その切欠き部（不図示）を湾曲形状の電極固定治具である石英カバー３０１の内壁面に設けられた突起部３１０に引掛け、スライドさせて固定し、この石英カバー３０１と一体となるようユニット化(フック式電極ユニット)して反応管２０３の外周に設置されている。ここで、外部電極３００と電極固定治具である石英カバー３０１とを含めて電極固定ユニットという。なお、石英カバー３０１と外部電極３００の材料として、それぞれ、石英とニッケル合金を採用している。

基板温度５００℃以下で高い処理能力を得るためには、石英カバー３０１の専有率を中心角３０度以上２４０度以下の円弧形状とし、また、パーティクルの発生を避けるために排気口である排気管２３１やノズル２４９ａなどを避けた配置が望ましい。３０度よりも小さい中心角となるように構成すると、配置する外部電極３００の本数が少なくなってしまい、プラズマの生産量が減少してしまう。２４０度よりも大きい中心角となるように構成すると、反応管２０３の側面を石英カバー３０１が覆う面積が大きくなり過ぎてしまい、ヒータ２０７からの熱エネルギーを遮断してしまう。本実施形態においては中心角１１０度の石英カバーを２台で左右対称に配置している。

反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気部としての排気管２３１が設けられている。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および排気バルブ（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バルブである。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。排気管２３１は、反応管２０３に設ける場合に限らず、ノズル２４９ａと同様にマニホールド２０９に設けてもよい。

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、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属により構成され、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の処理室２０１と反対側には、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の外部に垂直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、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。また、マニホールド２０９の下方には、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を降下させている間、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。

（基板支持具）
図１に示すように基板支持具（基板保持具、基板保持部）としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００および後述する断熱板３１５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、所定の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等の耐熱性材料で構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される断熱板２１８が多段に支持されている。

（断熱板）
図６（ａ）に示すように、断熱板３１５は、その中央部に埋め込まれている磁場を発生させる磁場発生部（磁場発生器）としての磁性体３１６を備える。なお、磁性体３１６は、成膜温度（処理温度）より高いキュリー温度を有する。また、断熱板３１５は、ウエハ２００の径と同等の円盤状のプレートで構成される。また、断熱板３１５は、例えば、石英やＳｉＣなどの絶縁材料（絶縁部材）により構成される。磁性体３１６が断熱板３１５に埋め込まれているので、磁性体３１６による処理室２０１内の汚染を防止することができる。図６（ｂ）に示すように、磁性体３１６を断熱板３１５の中央部に設けると共に、ウエハ２００と断熱板３１５とをボート２１７に交互に配置してウエハ２００を断熱板３１５で挟むことによりウエハ２００の中央部付近には磁場が発生し、プラズマ分布に変化が起きる。磁場をコントロールすることによりウエハ２００の中心部にもプラズマから生成されるラジカル（活性種）を供給することが可能となる。これにより、ウエハ２００のエッジ部とウエハ２００の中心部の膜質のバラつきを抑制することが可能となる。複数枚のウエハ２００を断熱板３１５で挟むようにしても構わない。

磁性体３１６を有する断熱板３１５に代えて、図７に示すように、処理室２０１内に設けられる磁性体金属３１８と、処理室２０１外に設けられ、磁性体金属３１８に接続される強磁性体３１９と、により構成される磁場発生部（磁場発生器）であってもよい。磁性体金属３１８は、例えば、ＳＵＳ４３０などである。強磁性体３１９は、例えば、電磁石や強烈な磁場を有するネオジム磁石である。強磁性体３１９は耐熱が低温であるので、処理室２０１の外に設けられる。なお、磁性体金属３１８は、成膜温度（処理温度）より高いキュリー温度を有する。磁性体金属３１８は、垂直方向（ウエハ２００が積載される方向）に沿って設けられ、保護管３１７により覆われている。保護管３１７は、例えば、石英管である。磁性体金属３１８が保護管３１７に覆われているので、磁性体金属３１８による処理室２０１内の汚染を防止することができる。磁性体金属３１８は、プラズマ生成部が設けられる位置に対向する位置に設けられる。すなわち、磁性体金属３１８は、バッファ構造２３７の円弧状に形成された壁面に形成されているガスを供給するガス供給口３０２，３０４に対向する位置に設けられる。これにより、ウエハ２００の中心部にもプラズマから生成されるラジカル（活性種）を供給することが可能となり、ウエハ２００のエッジ部とウエハ２００の中心部の膜質のバラつきを抑制することが可能となる。なお、ガス供給口３０２，３０４に対向する位置に排気部が配置されている場合には、この排気部を避けて磁性体金属３１８が配置される。

図１に示すように反応管２０３の内部には、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内の温度を所望の温度分布とする。温度センサ２６３は、ノズル２４９ａと同様に反応管２０３の内壁に沿って設けられている。

（制御装置）
次に制御装置について図４を用いて説明する。図４に示すように、制御部（制御装置）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。

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、後述する成膜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、後述する各種処理（成膜処理）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、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。

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄ、バルブ２４３ａ～２４３ｄ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、整合器２７２、高周波電源２７３、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。

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、回転機構２６７の制御、ＭＦＣ２４１ａ～２４１ｄによる各種ガスの流量調整動作、バルブ２４３ａ～２４３ｄの開閉動作、インピーダンス監視に基づく高周波電源２７３の調整動作、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の正逆回転、回転角度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、高周波電源２７３および外部電極３００によるプラズマ生成等を制御するように構成されている。

コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、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）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。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。

（２）基板処理工程
次に、基板処理装置を使用して、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００上に薄膜を形成する工程について、図５を参照しながら説明する。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。

ここでは、原料ガスとしてＤＣＳガスを供給するステップと、反応ガスとしてプラズマ励起させたＮＨ_３ガスを供給するステップとを非同時に、すなわち同期させることなく所定回数（１回以上）行うことで、ウエハ２００上に、ＳｉおよびＮを含む膜として、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する例について説明する。また、例えば、ウエハ２００上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ２００または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。

本明細書では、図５に示す成膜処理のプロセスフローを、便宜上、以下のように示すこともある。
（ＤＣＳ→ＮＨ_３＊）×ｎ ⇒ ＳｉＮ

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。

（搬入ステップ：Ｓ１）
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。

（圧力・温度調整ステップ：Ｓ２）
処理室２０１の内部、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。真空ポンプ２４６は、少なくとも後述する成膜ステップが終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。

また、処理室２０１内のウエハ２００が所望の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。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくとも後述する成膜ステップが終了するまでの間は継続して行われる。ただし、成膜ステップを室温以下の温度条件下で行う場合は、ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は行わなくてもよい。なお、このような温度下での処理だけを行う場合には、ヒータ２０７は不要となり、ヒータ２０７を基板処理装置に設置しなくてもよい。この場合、基板処理装置の構成を簡素化することができる。
続いて、回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも成膜ステップが終了するまでの間は継続して行われる。

（原料ガス供給ステップ：Ｓ３，Ｓ４）
ステップＳ３では、処理室２０１内のウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給する。バルブ２４３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へＤＣＳガスを流す。ＤＣＳガスは、ＭＦＣ２４１ａにより流量調整され、ノズル２４９ａを介してガス供給孔２５０ａから処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。このとき同時にバルブ２４３ｃを開き、ガス供給管２３２ｃ内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ＭＦＣ２４１ｃにより流量調整され、ＤＣＳガスと一緒に処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。

また、配管２４９ｂ内へのＤＣＳガスの侵入を抑制するため、バルブ２４３ｄを開き、ガス供給管２３２ｄ内へＮ_２ガスを流す。Ｎ_２ガスは、ガス供給管２３２ｂ、配管２４９ｂを介して処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。

ＭＦＣ２４１ａで制御するＤＣＳガスの供給流量は、例えば１ｓｃｃｍ以上、６０００ｓｃｃｍ以下、好ましくは３０００ｓｃｃｍ以上、５０００ｓｃｃｍ以下の範囲内の流量とする。ＭＦＣ２４１ｃ，２４１ｄで制御するＮ_２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００ｓｃｃｍ以上、１００００ｓｃｃｍ以下の範囲内の流量とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１Ｐａ以上、２６６６Ｐａ以下、好ましくは６６５Ｐａ以上、１３３３Ｐａの範囲内の圧力とする。ＤＣＳガスにウエハ２００を晒す時間は、例えば１サイクルあたり２０秒程度の時間とする。なお、ＤＣＳガスにウエハ２００を晒す時間は膜厚によって異なる。

ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば０℃以上７００℃以下、好ましくは室温（２５℃）以上５５０℃以下、より好ましくは４０℃以上５００℃以下の範囲内の温度となるような温度に設定する。本実施形態のように、ウエハ２００の温度を７００℃以下、さらには５５０℃以下、さらには５００℃以下とすることで、ウエハ２００に加わる熱量を低減させることができ、ウエハ２００が受ける熱履歴の制御を良好に行うことができる。

上述の条件下でウエハ２００に対してＤＣＳガスを供給することにより、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、Ｓｉ含有層が形成される。Ｓｉ含有層はＳｉ層の他、ＣｌやＨを含み得る。Ｓｉ含有層は、ウエハ２００の最表面に、ＤＣＳが物理吸着したり、ＤＣＳの一部が分解した物質が化学吸着したり、ＤＣＳが熱分解することでＳｉが堆積したりすること等により形成される。すなわち、Ｓｉ含有層は、ＤＣＳやＤＣＳの一部が分解した物質の吸着層（物理吸着層や化学吸着層）であってもよく、Ｓｉの堆積層（Ｓｉ層）であってもよい。

Ｓｉ含有層が形成された後、バルブ２４３ａを閉じ、処理室２０１内へのＤＣＳガスの供給を停止する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４を開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＳｉ含有層の形成に寄与した後のＤＣＳガスや反応副生成物等を処理室２０１内から排除する（Ｓ４）。また、バルブ２４３ｃ，２４３ｄは開いたままとして、処理室２０１内へのＮ_２ガスの供給を維持する。Ｎ_２ガスはパージガスとして作用する。なお、このステップＳ４を省略してもよい。

原料ガスとしては、ＤＣＳガスのほか、テトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_２Ｈ_２、略称：ＢＤＭＡＳ）ガス、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_２Ｈ_２、略称：ＢＤＥＡＳ）、ビスターシャリーブチルアミノシラン（ＳｉＨ_２［ＮＨ（Ｃ_４Ｈ_９）］_２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス、ジメチルアミノシラン（ＤＭＡＳ）ガス、ジエチルアミノシラン（ＤＥＡＳ）ガス、ジプロピルアミノシラン（ＤＰＡＳ）ガス、ジイソプロピルアミノシラン（ＤＩＰＡＳ）ガス、ブチルアミノシラン（ＢＡＳ）ガス、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）ガス等の各種アミノシラン原料ガスや、モノクロロシラン（ＳｉＨ_３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３、略称：ＴＣＳ）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ_４、略称：ＳＴＣ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤＳ）ガス、オクタクロロトリシラン（Ｓｉ_３Ｃｌ_８、略称：ＯＣＴＳ）ガス等の無機系ハロシラン原料ガスや、モノシラン（ＳｉＨ_４、略称：ＭＳ）ガス、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６、略称：ＤＳ）ガス、トリシラン（Ｓｉ_３Ｈ_８、略称：ＴＳ）ガス等のハロゲン基非含有の無機系シラン原料ガスを好適に用いることができる。

不活性ガスとしては、Ｎ_２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。

（反応ガス供給ステップ：Ｓ５，Ｓ６）
成膜処理が終了した後、処理室２０１内のウエハ２００に対して反応ガスとしてのプラズマ励起させたＮＨ_３ガスを供給する（Ｓ５）。

このステップでは、バルブ２４３ｂ～２４３ｄの開閉制御を、ステップＳ３におけるバルブ２４３ａ，２４３ｃ，２４３ｄの開閉制御と同様の手順で行う。ＮＨ_３ガスは、ＭＦＣ ２４１ｂにより流量調整され、配管２４９ｂを介してバッファ室２３７ｃ内へ供給される。このとき、外部電極３００に高周波電力を供給する。バッファ室２３７ｃ内へ供給されたＮＨ_３ガスはプラズマ状態に励起され（プラズマ化して活性化され）、活性種（ＮＨ_３＊）として処理室２０１内へ供給され、排気管２３１から排気される。

ＭＦＣ２４１ｂで制御するＮＨ_３ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上、１００００ｓｃｃｍ以下、好ましくは１０００ｓｃｃｍ以上、２０００ｓｃｃｍ以下の範囲内の流量とする。外部電極３００に印加する高周波電力は、例えば５０Ｗ以上、６００Ｗ以下の範囲内の電力とする。処理室２０１内の圧力は、例えば１Ｐａ以上、５００Ｐａ以下の範囲内の圧力とする。プラズマを用いることで、処理室２０１内の圧力をこのような比較的低い圧力帯としても、ＮＨ_３ガスを活性化させることが可能となる。ＮＨ_３ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種をウエハ２００に対して供給する時間、すなわち、ガス供給時間（照射時間）は、例えば１秒以上、１８０秒以下、好ましくは１秒以上、６０秒以下の範囲内の時間とする。その他の処理条件は、上述のＳ３と同様な処理条件とする。

上述の条件下でウエハ２００に対してＮＨ_３ガスを供給することにより、ウエハ２００上に形成されたＳｉ含有層がプラズマ窒化される。この際、プラズマ励起されたＮＨ_３ガスのエネルギーにより、Ｓｉ含有層が有するＳｉ－Ｃｌ結合、Ｓｉ－Ｈ結合が切断される。Ｓｉとの結合を切り離されたＣｌ、Ｈは、Ｓｉ含有層から脱離することとなる。そして、Ｃｌ等が脱離することで未結合手（ダングリングボンド）を有することとなったＳｉ含有層中のＳｉが、ＮＨ_３ガスに含まれるＮと結合し、Ｓｉ－Ｎ結合が形成されることとなる。この反応が進行することにより、Ｓｉ含有層は、ＳｉおよびＮを含む層、すなわち、シリコン窒化層（ＳｉＮ層）へと変化させられる（改質される）。

なお、Ｓｉ含有層をＳｉＮ層へと改質させるには、ＮＨ_３ガスをプラズマ励起させて供給する必要がある。ＮＨ_３ガスをノンプラズマの雰囲気下で供給しても、上述の温度帯では、Ｓｉ含有層を窒化させるのに必要なエネルギーが不足しており、Ｓｉ含有層からＣｌやＨを充分に脱離させたり、Ｓｉ含有層を充分に窒化させてＳｉ－Ｎ結合を増加させたりすることは、困難なためである。

Ｓｉ含有層をＳｉＮ層へ変化させた後、バルブ２４３ｂを閉じ、ＮＨ_３ガスの供給を停止する。また、外部電極３００への高周波電力の供給を停止する。そして、ステップＳ４と同様の処理手順、処理条件により、処理室２０１内に残留するＮＨ_３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する（Ｓ６）。なお、このステップＳ６を省略してもよい。

窒化剤、すなわち、プラズマ励起させるＮ含有ガスとしては、ＮＨ_３ガスの他、ジアゼン（Ｎ_２Ｈ_２）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）ガス、Ｎ_３Ｈ_８ガス等を用いてもよい。

不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、例えば、ステップＳ４で例示した各種希ガスを用いることができる。

（所定回数実施：Ｓ７）
上述したＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６をこの順番に沿って非同時に、すなわち、同期させることなく行うことを１サイクルとし、このサイクルを所定回数（ｎ回）、すなわち、１回以上行う（Ｓ７）ことにより、ウエハ２００上に、所定組成および所定膜厚のＳｉＮ膜を形成することができる。上述のサイクルは、複数回繰り返すことが好ましい。すなわち、１サイクルあたりに形成されるＳｉＮ層の厚さを所望の膜厚よりも小さくし、ＳｉＮ層を積層することで形成されるＳｉＮ膜の膜厚が所望の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すことが好ましい。

（大気圧復帰ステップ：Ｓ８）
上述の成膜処理が完了したら、ガス供給管２３２ｃ，２３２ｄのそれぞれから不活性ガスとしてのＮ_２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。これにより、処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガス等が処理室２０１内から除去される（不活性ガスパージ）。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（Ｓ８）。

（搬出ステップ：Ｓ９）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、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（Ｓ９）。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より取り出されることとなる（ウエハディスチャージ）。なお、ウエハディスチャージの後は、処理室２０１内へ空のボート２１７を搬入するようにしてもよい。

（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。

（ａ）反応管（処理室）内に磁場を形成・活用することによりプラズマがウエハ中心まで届くようになり、ウエハ中心に対してのプラズマ密度が向上する。

（ｂ）プラズマや活性種がウエハ中心に届くことにより、ウエハエッジ部とウエハ中心部での膜質のバラつきが減少し、ウエハ面内の膜質均一性の向上が図れる。

以上、本開示の実施形態について具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、原料を供給した後に反応ガスを供給する例について説明した。本開示はこのような態様に限定されず、原料、反応ガスの供給順序は逆でもよい。すなわち、反応ガスを供給した後に原料を供給するようにしてもよい。供給順序を変えることにより、形成される膜の膜質や組成比を変化させることが可能となる。

上述の実施形態等では、ウエハ２００上にＳｉＮ膜を形成する例について説明した。本開示はこのような態様に限定されず、ウエハ２００上に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）、シリコン酸炭化膜（ＳｉＯＣ膜）、シリコン酸炭窒化膜（ＳｉＯＣＮ膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）等のＳｉ系酸化膜を形成する場合や、ウエハ２００上にシリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、シリコン硼窒化膜（ＳｉＢＮ膜）、シリコン硼炭窒化膜（ＳｉＢＣＮ膜）等のＳｉ系窒化膜を形成する場合にも、好適に適用可能である。これらの場合、反応ガスとしては、Ｏ含有ガスの他、Ｃ_３Ｈ_６等のＣ含有ガスや、ＮＨ_３等のＮ含有ガスや、ＢＣｌ_３等のＢ含有ガスを用いることができる。

また、本開示は、ウエハ２００上に、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の金属元素を含む酸化膜や窒化膜、すなわち、金属系酸化膜や金属系窒化膜を形成する場合においても、好適に適用可能である。すなわち、本開示は、ウエハ２００上に、ＴｉＯ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＯＣ膜、ＴｉＯＣＮ膜、ＴｉＯＮ膜、ＴｉＢＮ膜、ＴｉＢＣＮ膜、ＺｒＯ膜、ＺｒＮ膜、ＺｒＯＣ膜、ＺｒＯＣＮ膜、Ｚ
ｒＯＮ膜、ＺｒＢＮ膜、ＺｒＢＣＮ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＮ膜、ＨｆＯＣ膜、ＨｆＯＣＮ膜、ＨｆＯＮ膜、ＨｆＢＮ膜、ＨｆＢＣＮ膜、ＴａＯ膜、ＴａＯＣ膜、ＴａＯＣＮ膜、ＴａＯＮ膜、ＴａＢＮ膜、ＴａＢＣＮ膜、ＮｂＯ膜、ＮｂＮ膜、ＮｂＯＣ膜、ＮｂＯＣＮ膜、ＮｂＯＮ膜、ＮｂＢＮ膜、ＮｂＢＣＮ膜、ＡｌＯ膜、ＡｌＮ膜、ＡｌＯＣ膜、ＡｌＯＣＮ膜、ＡｌＯＮ膜、ＡｌＢＮ膜、ＡｌＢＣＮ膜、ＭｏＯ膜、ＭｏＮ膜、ＭｏＯＣ膜、ＭｏＯＣＮ膜、ＭｏＯＮ膜、ＭｏＢＮ膜、ＭｏＢＣＮ膜、ＷＯ膜、ＷＮ膜、ＷＯＣ膜、ＷＯＣＮ膜、ＷＯＮ膜、ＭＷＢＮ膜、ＷＢＣＮ膜等を形成する場合にも、好適に適用することが可能となる。

これらの場合、例えば、原料ガスとして、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４、略称：ＴＤＭＡＴ）ガス、テトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）］_４、略称：ＴＥＭＡＨ）ガス、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ₅）（ＣＨ_３）］_４、略称：ＴＥＭＡＺ）ガス、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ_３）_３、略称：ＴＭＡ）ガス、チタニウムテトラクロライド（ＴｉＣｌ_４）ガス、ハフニウムテトラクロライド（ＨｆＣｌ_４）ガス等を用いることができる。反応ガスとしては、上述の反応ガスを用いることができる。

すなわち、本開示は、半金属元素を含む半金属系膜や金属元素を含む金属系膜を形成する場合に、好適に適用することができる。これらの成膜処理の処理手順、処理条件は、上述の実施形態や変形例に示す成膜処理と同様な処理手順、処理条件とすることができる。これらの場合においても、上述の実施形態や変形例と同様の効果が得られる。

成膜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、各種処理を開始する際、ＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のレシピの中から、処理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、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、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、各種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。

本開示は、少なくとも以下の実施形態を含む。

（付記１）
基板を処理する処理室と、
複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、
前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生部と、
を有する基板処理装置。

（付記２）
前記磁場発生部は、前記基板の中央部付近に磁場を発生させる付記１に記載の基板処理装置。

（付記３）
前記基板保持部は、複数の前記基板と、前記磁場発生部を中央部に設けた断熱板と、を積載する付記１に記載の基板処理装置。

（付記４）
前記磁場発生部は、前記断熱板に埋め込まれている付記２又は３に記載の基板処理装置。

（付記５）
前記基板と前記断熱板とが、前記基板保持部に交互に配置される付記３又は４に記載の基板処理装置。

（付記６）
前記プラズマ生成部は、前記処理室の外部に設けられる付記１に記載の基板処理装置。

（付記７）
前記磁場発生部は、前記処理室内に設けられる磁性体金属と、当該磁性体金属に接続される強磁性体と、により構成される付記１に記載の基板処理装置。

（付記８）
前記磁性体金属は、前記垂直方向に沿って設けられる付記７に記載の基板処理装置。

（付記９）
前記磁性体金属は、保護管により覆われている付記７又は８に記載の基板処理装置。

（付記１０）
前記磁場発生部は、前記プラズマ生成部が設けられる位置に対向する位置に設けられる付記７に記載の基板処理装置。

（付記１１）
基板を処理する処理室と、複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理室内に、磁場を発生させる磁場発生部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
前記処理室内にプラズマを生成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

（付記１２）
基板を処理する処理室と、複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理室内に、磁場を発生させる磁場発生部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する手順と、
前記処理室内にプラズマを生成する手順と、
をコンピュータにより前記基板処理装置に実行されるプログラム。

（付記１３）
複数の基板と、磁性体を中央部に設けた断熱板と、を積載する基板保持具。

２００：ウエハ（基板）
２０１：処理室
２１７：ボート（基板保持部）
３１６：磁性体

Claims (5)

1. 基板を処理する処理室と、
   複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、
   前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
   前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生部と、
   を有する基板処理装置。
2. 前記磁場発生部は、前記基板の中央部付近に磁場を発生させる請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記基板保持部は、複数の前記基板と、前記磁場発生部を中央部に設けた断熱板と、を積載する請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 基板を処理する処理室と、複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する工程と、
   前記処理室内にプラズマを生成する工程と、
   を有する半導体装置の製造方法。
5. 基板を処理する処理室と、複数の前記基板を多段に垂直方向に積載する基板保持部と、前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生部と、を有する基板処理装置の前記処理室に基板を搬入する手順と、
   前記処理室内にプラズマを生成する手順と、
   をコンピュータにより前記基板処理装置に実行されるプログラム。

Images