JP7013507B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。
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）。この場合に、基板の表面に設けられた凹部内を埋め込むように膜を形成する処理が行われることがある。
特開２０１６－５６４１０号公報
本開示は、基板の凹部内を埋め込むように膜を形成することができる技術を提供する。
本開示の一態様によれば、
基板が載置される基板載置台と、
前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を備え、
前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている基板処理装置が提供される。
本開示によれば、基板の凹部内を埋め込むように膜を形成することができる。
本開示の第１態様に係る基板処理装置の要部の概略構成例を示す概念図である。 本開示の第１態様に係る基板処理装置の要部の詳細構成例を示す図であり、図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ断面を示す側断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ断面を示す側断面図である。 本開示の第１態様に係る基板処理装置の要部の詳細構成例を示す図であり、図１のＣ－Ｃ断面を示す側断面図である。 本開示の第１態様に係る成膜方法の一例の一連の工程を示した図であり、図４（ａ）は、吸着阻害基形成工程の一例を示した図であり、図４（ｂ）は、原料ガス吸着工程の一例を示した図であり、図４（ｃ）は、反応ガスによる改質工程の一例を示した図である。 本開示の第２態様に係る基板処理装置の要部の概略構成の一例を示す概念図である。 本開示の他の態様に係る基板処理装置の要部の概略構成の一例を示す概念図である。
＜本開示の第１態様＞
以下に、本開示の第１態様について説明する。
（１）基板処理装置の構成
まず、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３を用いて基板処理装置の構成について説明する。本態様に係る基板処理装置は、処理対象となる基板に対して一枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置として構成されている。処理対象となる基板としては、例えば、半導体装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。
（処理容器）
本態様で説明する基板処理装置１００は、図示しない処理容器を備えている。処理容器は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料により密閉容器として構成されている。また、処理容器の側面には、図示しない基板搬入出口が設けられており、その基板搬入出口を介してウエハ２００が搬送されるようになっている。さらに、処理容器には、図示しない真空ポンプや圧力制御器等のガス排気系が接続されており、そのガス排気系を用いて処理容器内を所定圧力に調整し得るようになっている。
（基板載置台）
処理容器の内部には、ウエハ２００が載置される基板載置台２１０が設けられている。基板載置台２１０は、平面視において例えば円板状に形成され、その上面（基板載置面）に複数枚のウエハ２００が円周方向に均等な間隔で載置されるように構成されている。また、基板載置台２１０は、加熱源として図示しないヒータを内包しており、そのヒータを用いてウエハ２００の温度を所定温度に維持し得るようになっている。基板載置台２１０は、基板載置台２１０の平面視における中心位置を回転軸として、図示しない回転機構によって回転駆動されるように構成されている。基板載置台２１０を回転駆動する回転機構は、例えば、基板載置台２１０を回転可能に支持する回転軸受や、電動モータに代表される駆動源等を備えて構成される。なお、図例では５枚のウエハ２００が載置されるように構成された場合を示しているが、これに限られることはなく、載置枚数は適宜設定されたものであればよい。例えば、載置枚数が多ければ処理スループットの向上が期待でき、載置枚数が少なければ基板載置台２１０の大型化を抑制できる。基板載置台２１０における基板載置面は、ウエハ２００と直接触れるため、例えば石英やアルミナ等の材質で形成することが望ましい。
（カートリッジヘッド）
基板載置台２１０の上方側には、基板載置台２１０上のウエハ２００に対するガス供給機構としてのカートリッジヘッド２３０が設けられている。カートリッジヘッド２３０は、基板載置台２１０の中心位置近傍に配された中央支持部２３０ａと、その中央支持部２３０ａから基板載置台２１０の外周側に向けて放射状に延びる複数のカートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄと、を備えて構成されている。具体的には、カートリッジヘッド２３０は、カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの順に、中央支持部２３０ａを中心とした円周に沿って略均等間隔で配列した、計６つのカートリッジ部を備えている。各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄは、それぞれ、基板載置台２１０上のウエハ２００の外周端を超えて、さらにその外周側まで延びている。
各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの設置数は、図１では中央支持部２３０ａを中心とした円周方向に均等にそれぞれ２つずつ、計６つ設けられている場合を示しているが、これに限られることはない。ウエハ２００に対して供給するガス種の数や処理スループット等を考慮して適宜設定されたものであればよい。
また、本態様において、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄは、中央支持部２３０ａから基板載置台２１０の外周側に向けて帯状に延びるように構成されている。つまり、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄは、基板載置台２１０の外周側に向けて長手方向が配された略矩形状の平面形状を有している。ただし、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの平面形状は、必ずしも略矩形状である必要はない。例えば、後述する基板載置台２１０とカートリッジヘッド２３０の相対移動の際における内外周の周速差とガス供給量との関係を考慮して、外周側に向けて拡がる扇形状としても構わない。いずれの平面形状の場合においても、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの長手方向サイズは、ウエハ２００の最大径よりも大きく形成されているものとする。
（カートリッジ部）
カートリッジヘッド２３０が備える各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの構成について、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３を用いて詳しく説明する。
図２（ａ）は、カートリッジ部２３０ｂの詳細構成例を示す図であり、図１のＡ－Ａ断面を示す側断面図である。
カートリッジ部２３０ｂは、吸着阻害ガス供給部２３２ｂ（以下、「ガス供給部２３２ｂ」という。）を有している。ガス供給部２３２ｂは、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に吸着阻害ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３２ｂは、吸着阻害ガスの貫通孔である吸着阻害ガス供給孔２３３ｂ（以下、「ガス供給孔２３３ｂ」という。）を有している。また、ガス供給孔２３３ｂの下端部には、吸着阻害ガス供給口２２２ｂ（以下、「ガス供給口２２２ｂ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３２ｂに設けられたガス供給口２２２ｂとウエハ２００の表面との距離を距離Ｄ１とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｂは、ガス供給部２３２ｂの両側方に、一対の吸着阻害ガス排気部２４０ｂ（以下、「ガス排気部２４０ｂ」という。）を有している。ガス排気部２４０ｂは、ガス供給部２３２ｂの両側方にて吸着阻害ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２４０ｂは、吸着阻害ガスの貫通孔である吸着阻害ガス排気孔２３８ｂ（以下、「ガス排気孔２３８ｂ」という。）を有している。
さらに、カートリッジ部２３０ｂは、一対のガス排気部２４０ｂの両側方に、一対の第１不活性ガス供給部２３４ｂ（以下、「ガス供給部２３４ｂ」という。）を有している。ガス供給部２３４ｂは、ガス供給部２３２ｂの両側方にて基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３４ｂは、不活性ガスの貫通孔である第１不活性ガス供給孔２３５ｂ（以下、「ガス供給孔２３５ｂ」という。）有している。また、ガス供給孔２３５ｂの下端部には、第１不活性ガス供給口２２５ｂ（以下、「ガス供給口２２５ｂ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３４ｂに設けられたガス供給口２２５ｂとウエハ２００の表面との距離を距離Ｐ１とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｂは、ガス排気部２４０ｂとガス供給部２３４ｂとの間に、それぞれ第１不活性ガス排気部２３９ｂ（以下、「ガス排気部２３９ｂ」という。）を有している。ガス排気部２３９ｂは不活性ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２３９ｂは、不活性ガスの貫通孔である第１不活性ガス排気孔２３７ｂ（以下、「ガス排気孔２３７ｂ」という。）を有している。
図２（ｂ）は、カートリッジ部２３０ｃの詳細構成例を示す図であり、図１のＢ－Ｂ断面を示す側断面図である。
カートリッジ部２３０ｃは、原料ガス供給部２３２ｃ（以下、「ガス供給部２３２ｃ」という。）を有している。ガス供給部２３２ｃは、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に原料ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３２ｃは、原料ガスの貫通孔である原料ガス供給孔２３３ｃ（以下、「ガス供給孔２３３ｃ」という。）を有している。また、ガス供給孔２３３ｃの下端部には、原料ガス供給口２２２ｃ（以下、「ガス供給口２２２ｃ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３２ｃに設けられたガス供給口２２２ｃとウエハ２００の表面との距離を距離Ｄ２とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｃは、ガス供給部２３２ｃの両側方に、一対の原料ガス排気部２４０ｃ（以下、「ガス排気部２４０ｃ」という。）を有している。ガス排気部２４０ｃは、ガス供給部２３２ｃの両側方にて原料ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２４０ｃは、原料ガスの貫通孔である原料ガス排気孔２３８ｃ（以下、「ガス排気孔２３８ｃ」という。）を有している。
さらに、カートリッジ部２３０ｃは、一対のガス排気部２４０ｃの両側方に、一対の第２不活性ガス供給部２３４ｃ（以下、「ガス供給部２３４ｃ」という。）を有している。ガス供給部２３４ｃは、ガス供給部２３２ｃの両側方にて基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３４ｃは、不活性ガスの貫通孔である第２不活性ガス供給孔２３５ｃ（以下、「ガス供給孔２３５ｃ」という。）を有している。また、ガス供給孔２３５ｃの下端部には、第２不活性ガス供給口２２５ｃ（以下、「ガス供給口２２５ｃ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３４ｃに設けられたガス供給口２２５ｃとウエハ２００の表面との距離を距離Ｐ２とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｃは、ガス排気部２４０ｃとガス供給部２３４ｃとの間に、それぞれ第２不活性ガス排気部２３９ｃ（以下、「ガス排気部２３９ｃ」という。）を有している。ガス排気部２３９ｃは不活性ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２３９ｃは、不活性ガスの貫通孔である第２不活性ガス排気孔２３７ｃ（以下、「ガス排気孔２３７ｃ」という。）を有している。
図３は、カートリッジ部２３０ｄの詳細構成例を示す図であり、図１のＣ－Ｃ断面を示す側断面図である。
カートリッジ部２３０ｄは、反応ガス供給部２３２ｄ（以下、「ガス供給部２３２ｄ」という。）を有している。ガス供給部２３２ｄは、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に反応ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３２ｄは、反応ガスの貫通孔である反応ガス供給孔２３３ｄ（以下、「ガス供給孔２３３ｄ」という。）を有している。また、ガス供給孔２３３ｄの下端部には、反応ガス供給口２２２ｄ（以下、「ガス供給口２２２ｄ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３２ｄに設けられたガス供給口２２２ｄとウエハ２００の表面との距離を距離Ｄ３とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｄは、ガス供給部２３２ｄの両側方に、一対の反応ガス排気部２４０ｄ（以下、「ガス排気部２４０ｄ」という。）を有している。ガス排気部２４０ｄは、ガス供給部２３２ｄの両側方にて反応ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２４０ｄは、反応ガスの貫通孔である反応ガス排気孔２３８ｄ（以下、「ガス排気孔２３８ｄ」という。）を有している。
さらに、カートリッジ部２３０ｄは、一対のガス排気部２４０ｄの両側方に、一対の第３不活性ガス供給部２３４ｄ（以下、「ガス供給部２３４ｄ」という。）を有している。ガス供給部２３４ｄは、ガス供給部２３２ｄの両側方にて基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給するように構成されている。ガス供給部２３４ｄは、不活性ガスの貫通孔である第３不活性ガス供給孔２３５ｄ（以下、「ガス供給孔２３５ｄ」という。）を有している。また、ガス供給孔２３５ｄの下端部には、第３不活性ガス供給口２２５ｄ（以下、「ガス供給口２２５ｄ」という。）が設けられている。本明細書では、ガス供給部２３４ｄに設けられたガス供給口２２５ｄとウエハ２００の表面との距離を距離Ｐ３とする。
さらに、カートリッジ部２３０ｄは、ガス排気部２４０ｄとガス供給部２３４ｄとの間に、それぞれ第３不活性ガス排気部２３９ｄ（以下、「ガス排気部２３９ｄ」という。）を有している。ガス排気部２３９ｄは不活性ガスを排気するように構成されている。ガス排気部２３９ｄは、不活性ガスの貫通孔である第３不活性ガス排気孔２３７ｄ（以下、「ガス排気孔２３７ｄ」という。）を有している。
ガス排気部２３９ｄは不活性ガスを排気するためのものである。ガス排気部２３９ｄは、カートリッジ基体２３１ｄに、不活性ガスの貫通孔である第３不活性ガス排気孔２３７ｄ（以下、「ガス排気孔２３７ｄ」という。）が設けられて構成されている。
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも大きくなっている。また、図２（ａ）に示すように、距離Ｐ１は、距離Ｄ１よりも小さくなっている。また、図２（ｂ）に示すように、距離Ｐ２は、距離Ｄ２よりも小さくなっている。図３に示すように、距離Ｐ３は、距離Ｄ３よりも小さくなっている。
（ガス供給系）
続いて、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄに接続されるガス供給系の構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、ガス供給部２３２ｂのガス供給孔２３３ｂには、吸着阻害ガス供給管２４１ｂ（以下、「ガス供給管２４１ｂ」という。）が接続されている。ガス供給管２４１ｂには、上流方向から順に、吸着阻害ガス供給源２４２ｂ（以下、「ガス供給源２４２ｂ」という。）、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）２４３ｂ、および開閉弁であるバルブ２４４ｂが設けられている。主に、ガス供給管２４１ｂ、ＭＦＣ２４３ｂ、バルブ２４４ｂにより、吸着阻害ガス供給系が構成される。吸着阻害ガス供給系に、ガス供給源２４２ｂを含めてもよい。このような構成により、吸着阻害ガス供給系は、ガス供給孔２３３ｂを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に吸着阻害ガスを供給する。吸着阻害ガスは、原料ガスのウエハ２００への吸着を阻害するガスである。吸着阻害ガスとしては、例えば、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスを用いることができる。
また、各ガス供給部２３４ｂのガス供給孔２３５ｂのそれぞれには、第１不活性ガス供給管２５１ｂ（以下、「ガス供給管２５１ｂ」という。）の下流側が分岐して接続されている。ガス供給管２５１ｂには、上流方向から順に、不活性ガス供給源２５２（以下、「ガス供給源２５２」という。）、ＭＦＣ２５３およびバルブ２５４が設けられている。ガス供給管２５１ｂ、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第１不活性ガス供給系が構成される。第１不活性ガス供給系に、ガス供給源２５２を含めてもよい。このような構成により、第１不活性ガス供給系は、ガス供給孔２３５ｂを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給する。
図２（ｂ）に示すように、ガス供給部２３２ｃのガス供給孔２３３ｃには、原料ガス供給管２４１ｃ（以下、「ガス供給管２４１ｃ」という。）が接続されている。ガス供給管２４１ｃには、上流方向から順に、原料ガス供給源２４２ｃ（以下、「ガス供給源２４２ｃ」という。）、ＭＦＣ２４３ｃ、およびバルブ２４４ｃが設けられている。主に、ガス供給管２４１ｃ、ＭＦＣ２４３ｃ、バルブ２４４ｃにより、原料ガス供給系が構成される。なお、原料ガス供給系に、ガス供給源２４２ｃを含めてもよい。このような構成により、原料ガス供給系は、ガス供給孔２３３ｃを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に原料ガスを供給する。原料ガスとしては、例えばジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガスを用いることができる。
また、各ガス供給部２３４ｃのガス供給孔２３５ｃのそれぞれには、第２不活性ガス供給管２５１ｃ（以下、「ガス供給管２５１ｃ」という。）の下流側が分岐して接続されている。ガス供給管２５１ｃには、上流方向から順に、ガス供給源２５２、ＭＦＣ２５３およびバルブ２５４が設けられている。ガス供給管２５１ｃ、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第２不活性ガス供給系が構成される。なお、第２不活性ガス供給系に、ガス供給源２５２を含めてもよい。このような構成により、第２不活性ガス供給系は、ガス供給孔２３５ｃを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給する。
図３に示すように、ガス供給部２３２ｄのガス供給孔２３３ｄには、反応ガス供給管２４１ｄ（以下、「ガス供給管２４１ｄ」という。）が接続されている。ガス供給管２４１ｄには、上流方向から順に、反応ガス供給源２４２ｄ（以下、「ガス供給源２４２ｄ」という。）、ＭＦＣ２４３ｄ、およびバルブ２４４ｄが設けられている。主に、ガス供給管２４１ｄ、ＭＦＣ２４３ｄ、バルブ２４４ｄにより、反応ガス供給系が構成される。なお、反応ガス供給系に、ガス供給源２４２ｄを含めてもよい。このような構成により、反応ガス供給系は、ガス供給孔２３３ｄを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に反応ガスを供給する。反応ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。
また、各ガス供給部２３４ｄのガス供給孔２３５ｄのそれぞれには、第３不活性ガス供給管２５１ｄ（以下、「ガス供給管２５１ｄ」という。）の下流側が分岐して接続されている。ガス供給管２５１ｄには、上流方向から順に、ガス供給源２５２、ＭＦＣ２５３およびバルブ２５４が設けられている。ガス供給管２５１ｄ、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４により、第３不活性ガス供給系が構成される。なお、第３不活性ガス供給系に、ガス供給源２５２を含めてもよい。このような構成により、第３不活性ガス供給系は、ガス供給孔２３５ｄを通じて、基板載置台２１０の上方側からウエハ２００の面上に不活性ガスを供給する。
（ガス排気系）
続いて、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄに接続されるガス排気系の構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、各ガス排気部２４０ｂのガス排気孔２３８ｂのそれぞれには、吸着阻害ガス排気管２６１ｂ（以下、「ガス排気管２６１ｂ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２６１ｂには、バルブ２６２が設けられている。また、バルブ２６２の下流側には、ガス供給部２３２ｂの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２６３が設けられている。圧力制御器２６３の下流側には、真空ポンプ２６４が設けられている。主に、ガス排気管２６１ｂ、バルブ２６２、圧力制御器２６３により、吸着阻害ガス排気系が構成される。なお、吸着阻害ガス排気系に、真空ポンプ２６４を含めてもよい。このような構成により、吸着阻害ガス排気系は、ガス排気孔２３８ｂを通じてウエハ２００の面上に供給された吸着阻害ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
また、各ガス排気部２３９ｂのガス排気孔２３７ｂのそれぞれには、第１不活性ガス排気管２７１ｂ（以下、「ガス排気管２７１ｂ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２７１ｂには、バルブ２７２が設けられている。また、バルブ２７２の下流側には、ガス供給部２３４ｂの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２７３が設けられている。さらに、圧力制御器２７３の下流側には、真空ポンプ２７４が設けられている。主に、ガス排気管２７１ｂ、バルブ２７２、圧力制御器２７３により、第１不活性ガス排気系が構成される。なお、第１不活性ガス排気系に、真空ポンプ２７４を含めてもよい。このような構成により、第１不活性ガス排気系は、ガス排気孔２３７ｂを通じて、ウエハ２００の面上に供給された不活性ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
図２（ｂ）に示すように、各ガス排気部２４０ｃのガス排気孔２３８ｃのそれぞれには、原料ガス排気管２６１ｃ（以下、「ガス排気管２６１ｃ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２６１ｃには、バルブ２６２が設けられている。また、バルブ２６２の下流側には、ガス供給部２３２ｃの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２６３が設けられている。圧力制御器２６３の下流側には、真空ポンプ２６４が設けられている。主に、ガス排気管２６１ｃ、バルブ２６２、圧力制御器２６３により、原料ガス排気系が構成される。なお、原料ガス排気系に、真空ポンプ２７４を含めてもよい。このような構成により、原料ガス排気系は、ガス排気孔２３８ｃを通じてウエハ２００の面上に供給された原料ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
また、各ガス排気部２３９ｃのガス排気孔２３７ｃのそれぞれには、第２不活性ガス排気管２７１ｃ（以下、「ガス排気管２７１ｃ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２７１ｃには、バルブ２７２が設けられている。また、バルブ２７２の下流側には、ガス供給部２３４ｃの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２７３が設けられている。さらに、圧力制御器２７３の下流側には、真空ポンプ２７４が設けられている。主に、ガス排気管２７１ｃ、バルブ２７２、圧力制御器２７３により、第２不活性ガス排気系が構成される。なお、第２不活性ガス排気系に、真空ポンプ２７４を含めてもよい。このような構成により、第２不活性ガス排気系は、ガス排気孔２３７ｃを通じて、ウエハ２００の面上に供給された不活性ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
図３に示すように、各ガス排気部２３９ｄのガス排気孔２３８ｄのそれぞれには、反応ガス排気管２６１ｄ（以下、「ガス排気管２６１ｄ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２６１ｄには、バルブ２６２が設けられている。また、バルブ２６２の下流側には、ガス供給部２３２ｄの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２６３が設けられている。圧力制御器２６３の下流側には、真空ポンプ２６４が設けられている。主に、ガス排気管２６１ｄ、バルブ２６２、圧力制御器２６３により、反応ガス排気系が構成される。なお、反応ガス排気系に、真空ポンプ２７４を含めてもよい。このような構成により、反応ガス排気系は、ガス排気孔２３８ｄを通じてウエハ２００の面上に供給された反応ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
また、各ガス排気部２３９ｄのガス排気孔２３７ｄのそれぞれには、第３不活性ガス排気管２７１ｄ（以下、「ガス排気管２７１ｄ」という。）の上流側が分岐して接続されている。ガス排気管２７１ｄには、バルブ２７２が設けられている。また、バルブ２７２の下流側には、ガス供給部２３４ｄの下方空間を所定圧力に制御する圧力制御器２７３が設けられている。さらに、圧力制御器２７３の下流側には、真空ポンプ２７４が設けられている。主に、ガス排気管２７１ｄ、バルブ２７２、圧力制御器２７３により、第３不活性ガス排気系が構成される。なお、第３不活性ガス排気系に、真空ポンプ２７４を含めてもよい。このような構成により、第３不活性ガス排気系は、ガス排気孔２３７ｄを通じて、ウエハ２００の面上に供給された不活性ガスをウエハ２００の上方側へ排気する。
（コントローラ）
また図１に示すように、基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、演算部２８１および記憶部２８２を少なくとも有する。コントローラ２８０は、上述した各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部２８２からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。具体的には、コントローラ２８０は、回転機構、ヒータ、高周波電源、整合器、ＭＦＣ２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２５３、バルブ２４４ｂ，２４４ｃ，２４４ｄ，２５４，２６２，２７２、真空ポンプ２６４，２７４、昇降機構５００等の動作を制御する。
なお、コントローラ２８０は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２８３を用意し、外部記憶装置２８３を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることにより、本態様に係るコントローラ２８０を構成することができる。
また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８３を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶部２８２や外部記憶装置２８３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部２８２単体のみを含む場合、外部記憶装置２８３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）基板処理工程
次に、半導体製造工程の一工程として、上述した構成の基板処理装置１００を用いて、ウエハ２００に対する処理を行う基板処理工程について説明する。
ここでは、基板処理工程として、ウエハ２００上に薄膜を形成する場合を例に挙げる。特に、本態様においては、吸着阻害ガスとしてＣＦ４ガスを用い、原料ガスとしてＤＣＳガスを用い、反応ガスとしてＮＨ３ガスを用いる。ＤＣＳガスとＮＨ３ガスとを交互に供給してウエハ２００上にシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する例について説明する。
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。なお、本態様では、ウエハ２００としてシリコン（Ｓｉ）ウエハを使用し、ウエハ２００の表面には、トレンチやホール等の凹部が形成されている。
（基板搬入工程：Ｓ１０１）
基板処理装置１００では、先ず、基板搬入工程（Ｓ１０１）として、処理容器の基板搬入出口を開いて、図示しないウエハ移載機を用いて処理容器内に複数枚（例えば５枚）のウエハ２００を搬入して、基板載置台２１０上に並べて載置する。そして、ウエハ移載機を処理容器の外へ退避させ、基板搬入出口を閉じて処理容器内を密閉する。
（圧力温度調整工程：Ｓ１０２）
基板搬入工程（Ｓ１０１）の後は、圧力温度調整工程（Ｓ１０２）を行う。圧力温度調整工程（Ｓ１０２）では、基板搬入工程（Ｓ１０１）で処理容器内を密閉した後に、処理容器に接続されているガス排気系を作動させて、処理容器内が所定圧力となるように制御する。所定圧力は、後述する成膜工程（Ｓ１０３）においてＳｉＮ膜を形成可能な処理圧力であり、例えばウエハ２００に対して供給する原料ガスが自己分解しない程度の処理圧力である。具体的には、１０～９０００Ｐａとする。この処理圧力は、後述する成膜工程（Ｓ１０３）においても維持される。
また、圧力温度調整工程（Ｓ１０２）では、基板載置台２１０の内部に埋め込まれたヒータに電力を供給し、ウエハ２００の表面が所定温度になるように制御する。この際、ヒータの温度は、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への通電具合を制御することにより調整される。所定温度は、後述する成膜工程（Ｓ１０３）において、ＳｉＮ膜を形成可能な処理温度であり、例えばウエハ２００に対して供給する原料ガスが自己分解しない程度の処理温度である。具体的には、室温以上７５０℃以下、好ましくは室温以上６５０℃以下とする。この処理温度は、後述する成膜工程（Ｓ１０３）においても維持される。
（成膜工程：Ｓ１０３）
圧力温度調整工程（Ｓ１０２）の後は、成膜工程（Ｓ１０３）を行う。成膜工程（Ｓ１０３）で行う基板処理装置１００の処理動作は、大別すると、相対位置移動処理動作と、ガス供給排気処理動作とがある。これらの動作は同時並行的に行われる。
先ず、相対位置移動処理動作について説明する。
この動作では、図示しない回転機構によって基板載置台２１０を回転駆動することで、基板載置台２１０と、カートリッジヘッド２３０における各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄとの相対位置移動を開始する。これにより、基板載置台２１０に載置された各ウエハ２００は、カートリッジヘッド２３０における各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの下を順に通過することになる。
次に、ガス供給排気処理動作について説明する。
この動作では、カートリッジ部２３０ｂのガス供給口２２２ｂからは吸着阻害ガス（ＣＦ４ガス）が供給され、カートリッジ部２３０ｃのガス供給口２２２ｃからは原料ガス（ＤＣＳガス）が供給され、カートリッジ部２３０ｄのガス供給口２２２ｄからは反応ガス（ＮＨ３ガス）が供給される。供給されたこれらのガスは、真空ポンプ２６４を作動させつつバルブ２６２を開状態とすることで、ガス排気孔２３８ｂ，２３８ｃ，２３８ｄを介してウエハ２００の上方へ排気される。またこの際、カートリッジ部２３０ｂのガス供給口２２５ｂ、カートリッジ部２３０ｃのガス供給口２２５ｃ、およびカートリッジ部２３０ｄのガス供給口２２５ｄのそれぞれから不活性ガス（Ｎ２ガス）が供給される。供給されたこれらの不活性ガスは、真空ポンプ２７４を作動させつつバルブ２７２を開状態とすることで、ガス排気孔２３７ｂ，２３７ｃ，２３７ｄを介してウエハ２００の上方へ排気される。
以上、相対位置移動処理動作とガス供給排気処理動作の２つの動作を同時並行的に行うことにより、ある一つのウエハ２００に着目すると、ウエハ２００に対して吸着阻害ガスを供給する工程（ステップＡ）、原料ガスを供給する工程（ステップＢ）、反応ガスを供給する工程（ステップＣ）を、それらの工程のウエハ２００の表面をパージするステップを挟んでこの順に行うサイクルが、所定回数行われることになる。
ステップＡでは、ウエハ２００の面上に対して、ＣＦ４ガスが供給される。ＣＦ４ガスが供給されると、ウエハ２００の表面に露出したＳｉとＣＦ４ガスとが反応することにより、ウエハ２００表面にはＦ終端（ＳｉＦ終端）された吸着阻害層が形成される。上述したように、距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも大きくなっているので、ステップＡでは、ＣＦ４ガスが、ウエハ２００に対して比較的低圧、例えば、後述するステップＢで供給されるＤＣＳガスの圧力よりも低い圧力で供給される。従って、ＣＦ４ガスは、ウエハ２００の凹部の底部側まで到達せず、ウエハ２００の凹部の開口部側にのみ吸着する。その結果、吸着阻害層は、ウエハ２００の凹部の開口部側にのみ形成される（図４（ａ）参照）。なお、ウエハ２００の面上に対するカートリッジ部２３０ｂの通過時間、すなわち、ＣＦ４ガスの供給時間は、例えば、０．１～２０秒（好ましくは０．１～９秒以下）となるように調整されている。
なお、吸着阻害ガスのガス濃度は、少なくとも原料ガスの濃度よりも低くすることが好ましい。本開示では、この様なガス濃度の関係を低ガス濃度と呼ぶ。ガス濃度は、ガスの流量と圧力の少なくともいずれかに依存する。即ち、ガスの流量を減少、圧力の低下のいずれか若しくはその両方により、ガス濃度を低くすることができる。吸着阻害ガスを低ガス濃度で、ウエハ２００に供給する。これにより、ウエハ２００の凹部の開口部側で吸着阻害ガスが消費され、凹部の底部側には、吸着阻害ガスが届かずに、ウエハ２００の凹部の開口部側のみに、吸着阻害層を形成することができる。ここで、吸着阻害ガスの消費とは、ウエハ２００への吸着、即ち、凹部の開口部側の表面に、吸着阻害ガスの分子が、吸着することを意味する。なお、凹部の底部側に吸着する吸着阻害ガスは、後述の原料ガスが、凹部の底部側に吸着する量よりも少なくなる様な低ガス濃度とする。なお、吸着する分子は、吸着阻害ガス分子そのものや、吸着阻害ガス分子が一部分解した分子も含む。
なお、ここでは、低ガス濃度とすることについて記したが、これに限るものでは無い。低ガス濃度の他に、ガスの流速を変化させることにより、低ガス濃度に類似の雰囲気としても良い。ガスの流速を低くすることで、凹部の底部側に到達する前に、開口部側でガスが消費される様になる。
ステップＢでは、ウエハ２００の面上に対して、ＤＣＳガスが供給される。供給されたＤＣＳガスは、ウエハ処理位置にあるウエハ２００の面上に到達し、これにより、吸着阻害層が形成されていないウエハ２００の表面に、塩素（Ｃｌ）を含むＳｉ含有層が形成される（図４（ｂ）参照）。上述したように、距離Ｄ２は、距離Ｄ１よりも小さくなっているので、ステップＢでは、ＤＣＳガスが、ウエハ２００に対して比較的高圧で、例えば、上述のステップＡで供給されるＣＦ４ガスの圧力よりも高い圧力で供給される。従って、ＤＣＳガスは、ウエハ２００の凹部の開口部側から底部側まで到達する。しかしながら、ウエハ２００の凹部の開口部側には吸着阻害層が形成されているので、ＤＣＳガスは、凹部の底部側にのみ吸着する。その結果、Ｓｉ含有層は、ウエハ２００の凹部の底部側にのみ形成される（図４（ｂ）参照）。このように、ステップＢでは、吸着阻害層を有するウエハ２００の表面（例えば凹部の開口部）へのＳｉ含有層の形成を抑制しつつ、吸着阻害層を有さないウエハ２００の表面（凹部内の底部）にＳｉ含有層を選択的に形成することが可能である。このようなＳｉ含有層の選択的な形成が可能となるのは、ウエハ２００の凹部の開口部側に存在するＦ終端された吸着阻害層が、ウエハ２００の凹部の開口部側へのＳｉ含有層の形成（Ｓｉの吸着）を阻害する要因、すなわち、インヒビタ（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）として作用するためである。なお、ウエハ２００の面上に対するカートリッジ部２３０ｃの通過時間、すなわち、ＤＣＳガスの供給時間は、例えば、０．１～２０秒（好ましくは０．１～９秒以下）となるように調整されている。
なお、原料ガスのガス濃度は、吸着阻害ガスの濃度よりも高くすることが好ましい。本開示では、この様なガス濃度の関係を高ガス濃度と呼ぶ。ガス濃度は、ガスの流量と圧力の少なくともいずれかに依存する。即ち、ガスの流量を増加、圧力の上昇のいずれか若しくは両方により、ガス濃度を高くすることができる。原料ガスを高ガス濃度で、ウエハ２００に供給する。これにより、ウエハ２００の凹部の開口部側で原料ガスの一部が消費されたとしても、凹部の底部側に到達する原料ガス分子を生じさせることが可能となる。なお、上述の様に、凹部の開口部側には、吸着阻害ガスが吸着した状態となっているので、凹部の開口部側で消費される原料ガスの量を低減でき、凹部の底部側に到達する原料ガスを増加させることが可能となる。
なお、ここでは、高ガス濃度とすることについて記したが、これに限るものでは無い。高ガス濃度の他に、ガスの流速を変化させることにより、高ガス濃度に類似の雰囲気としても良い。ガスの流速を高くすることで、凹部の開口部側でガスが消費される前に、凹部の底部側にガスを到達させることが可能となる。
ステップＣでは、ウエハ２００の面上に対して、ＮＨ３ガスが供給される。供給されたＮＨ３ガスは、ウエハ処理位置にあるウエハ２００の面上に到達し、これにより、ウエハ２００の表面に形成されたＳｉ含有層の少なくとも一部が窒化（改質）される。Ｓｉ含有層が改質されることで、ウエハ２００の表面に、ＳｉおよびＮを含む層、すなわちＳｉＮ層が形成される。上述したように、Ｓｉ含有層は、ウエハ２００の凹部の底部側にのみ形成されていることから、ＳｉＮ層もウエハ２００の凹部の底部側にのみ形成されることとなる（図４（ｃ）参照）。なお、ウエハ２００の面上に対するカートリッジ部２３０ｄの通過時間、すなわち、ＮＨ３ガスの供給時間は、例えば、０．１～２０秒（好ましくは、０．１～９秒）となるように調整されている。
相対位置移動処理動作と、ガス供給排気処理動作とを所定時間継続することにより、上述のサイクルを所定回数実施すると、ウエハ２００上には、上述のＳｉＮ層が積層されてなる所望膜厚のＳｉＮ膜が形成される。この際、ウエハ２００の表面に形成された凹部内は、底部から開口部に向けて徐々にＳｉＮ膜によって埋め込まれる（以下、本明細書において、このような埋め込み処理をボトムアップ成膜と呼ぶ場合がある。）。なお、サイクルの実施回数が増え、ウエハ２００の表面に形成された凹部内のＳｉＮ膜の埋め込みが進むと、凹部内へのＣＦ４ガスの供給によって、埋め込み処理の生産性が低下したり、埋め込み処理の進行が困難になったりする場合がある。それらの場合には、埋め込み処理の進行状況に応じて、ＣＦ４ガスの供給流量を減少させたり、ＣＦ４ガスの供給を停止したりするのが好ましい。ＣＦ４ガスの供給を停止する場合には、ガス供給部２３２ｂから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給させることが好ましい。
凹部内へのＳｉＮ膜の埋め込み処理が完了したら、ガス供給排気処理動作を終了する。その後、回転機構は、基板載置台２１０と、カートリッジヘッド２３０における各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄとの相対位置移動を停止する。これにより、相対位置移動処理動作が終了する。
（基板搬出工程：Ｓ１０４）
成膜工程（Ｓ１０３）の終了後、基板処理装置１００は、基板搬出工程（Ｓ１０４）を行う。基板搬出工程（Ｓ１０４）では、上述した基板搬入工程（Ｓ１０１）と逆の手順にて、処理済みのウエハ２００を処理容器外へ搬出する。
（３）本態様の効果
本態様によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本態様においては、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも大きくなっている。従って、ステップＡでは、吸着阻害ガス（ＣＦ４ガス）が、ウエハ２００に対して比較的低圧で供給される。これにより、ＣＦ４ガスは、ウエハ２００の凹部の底部側まで到達せず、ウエハ２００の凹部の開口部側にのみ吸着する。その結果、吸着阻害層は、ウエハ２００の凹部の開口部側にのみ形成される（図４（ａ）参照）。
上述したように、距離Ｄ２は、距離Ｄ１よりも小さくなっている。従って、ステップＢでは、原料ガス（ＤＣＳガス）が、ウエハ２００に対して比較的高圧で供給される。これにより、ＤＣＳガスは、ウエハ２００の凹部の開口部側から底部側まで到達する。しかしながら、ウエハ２００の凹部の開口部側には吸着阻害層が形成されているので、ＤＣＳガスは、凹部の底部側にのみ吸着する。その結果、Ｓｉ含有層は、ウエハ２００の凹部の底部側にのみ形成される（図４（ｂ）参照）。また、ステップＣでは、反応ガス（ＮＨ３ガス）は、Ｓｉ含有層を窒化するので、ＳｉＮ層は、ウエハ２００の凹部の底部側にのみ形成される（図４（ｃ）参照）。
以上のように、上述のサイクルにおいて、ウエハ２００の凹部の底部から開口部に向けて徐々にＳｉＮ膜を埋め込み、ボトムアップ成膜を行わせることができる。その結果、ウエハ２００の表面に形成された凹部内におけるＳｉＮ膜の埋め込み特性を向上させることができる。
（ｂ）本態様においては、図２（ａ）に示すように、距離Ｐ１は、距離Ｄ１よりも小さくなっている。従って、不活性ガス（Ｎ２ガス）は、ＣＦ４ガスよりもウエハ２００に対して高圧で供給される。これにより、ガス供給部２３４ｂの下方空間の圧力は、ガス供給部２３２ｂの下方空間の圧力よりも高圧になる。結果として、Ｎ２ガスのエアシール効果が確実に発揮され、ＣＦ４ガスが、カートリッジ部２３０ｂの下方空間から外方に漏れ出てしまうのを確実に抑制することができる。
（ｃ）本態様においては、図２（ｂ）に示すように、距離Ｐ２は、距離Ｄ２よりも小さくなっている。従って、不活性ガス（Ｎ２ガス）は、ＤＣＳガスよりもウエハ２００に対して高圧で供給される。これにより、カートリッジ部２３０ｃにおけるガス供給部２３４ｃの下方空間の圧力は、ガス供給部２３２ｃの下方空間の圧力よりも高圧になる。結果として、Ｎ２ガスのエアシール効果が確実に発揮され、ＤＣＳガスが、カートリッジ部２３０ｃの下方空間から外方に漏れ出てしまうのを確実に抑制することができる。
（ｄ）本態様においては、図３に示すように、距離Ｐ３は、距離Ｄ３よりも小さくなっている。従って、不活性ガス（Ｎ２ガス）は、ＮＨ３ガスよりもウエハ２００に対して高圧で供給される。これにより、カートリッジ部２３０ｄにおけるガス供給部２３４ｃの下方空間の圧力は、ガス供給部２３２ｄの下方空間の圧力よりも高圧になる。結果として、Ｎ２ガスのエアシール効果が確実に発揮され、ＮＨ３ガスが、カートリッジ部２３０ｄの下方空間から外方に漏れ出てしまうのを確実に抑制することができる。
＜本開示の第２態様＞
以下、図５を用いて本開示の第２態様について説明する。
上述したように、上述のサイクルの実施回数が増え、ウエハ２００の表面に形成された凹部内のＳｉＮ膜の埋め込みが進むと、凹部内への吸着阻害ガス（ＣＦ４ガス）の供給によって、埋め込み処理の生産性が低下したり、埋め込み処理の進行が困難になったりする場合がある。本態様では、埋め込み処理の進行状況に応じて、ＣＦ４ガスの供給流量を減少させたり、ＣＦ４ガスの供給を停止したりするのではなく、距離Ｄ１の大きさを変化させることで、これらの課題を解決する。以下、本態様の詳細について説明する。
本態様の基板処理装置１００が上述の第１態様と異なる点は、図５に示すように、カートリッジ部２３０ｂにガス供給部２３２ｂを昇降させる昇降部としての昇降機構５００を設けた点である。以下、昇降機構５００を用いた成膜処理の手順について説明する。
ウエハ２００の凹部内におけるＳｉＮ膜の埋め込み処理を行うには、上述のサイクルの初期段階において、原料ガス（ＤＣＳガス）をウエハ２００の凹部の底部に吸着させる。そこで本態様では、サイクルの初期段階において、ＣＦ４ガスをウエハ２００の凹部の底部付近に吸着させるため、ウエハ２００に対しＣＦ４ガスを比較的高圧で供給する。具体的には、上述のサイクルの初期段階において、昇降機構５００を作動させガス供給部２３２ｂを低い位置に移動させ、距離Ｄ１を小さくする。ただし、距離Ｄ１の下限は、ＣＦ４ガスがウエハ２００の凹部の底部に吸着しない距離にする。
一方、上述のサイクルの中期段階や終期段階において、埋め込み処理が進んだ状態になっても、距離Ｄ１を小さいままにしておくと、凹部内埋め込むように形成されたＳｉＮ膜の表面にＣＦ４ガスが吸着してしまい、それ以降、埋め込み処理が進まなくなってしまう。そこで本態様では、サイクルの中期段階や終期段階において、ウエハ２００の凹部内のＳｉＮ膜の埋め込み処理の進行状況に応じて、ＣＦ４ガスを徐々にウエハ２００の凹部の浅い位置に吸着させる。具体的には、サイクルの中期段階や終期段階において、昇降機構５００を作動させ、ＳｉＮ膜の埋め込み処理の進行状況に応じてガス供給部２３２ｂを徐々に高い位置に移動させ、距離Ｄ１を大きくする。
このように、ウエハ２００の凹部内のＳｉＮ膜の埋め込み処理の進行状況に応じて距離Ｄ１の大きさを調整することにより、サイクルの初期段階では、ＣＦ４ガスをウエハ２００の凹部の底部付近に吸着させ、サイクルの中期段階や終期段階では、ＣＦ４ガスを徐々にウエハ２００の凹部の浅い位置に吸着させる。結果として、吸着阻害ガスの供給流量を減少させたり、吸着阻害ガスの供給を停止したりすることなく、埋め込み処理を進行させることができる。
また、昇降機構５００を作動させて距離Ｄ１の大きさを調整するその他の効果として、ウエハ２００の凹部の深さや開口の広さのうちのいずれかの条件に応じてウエハ２００ごとに距離Ｄ１の大きさを決定できることが挙げられる。本態様によれば、予め、ウエハ２００の凹部の深さや開口の広さに合わせて最適な距離Ｄ１を設定することにより、吸着阻害ガスの供給流量を減少させたり、吸着阻害ガスの供給を停止したりすることなく、埋め込み処理を進行させることができる。
なお、本態様において、埋め込み処理の進行状況に応じて、ＣＦ４ガスの供給流量を減少させたり、ＣＦ４ガスの供給を停止したりしてもよい。ＣＦ４ガスの供給を停止する場合には、ガス供給部２３２ｂから不活性ガス（Ｎ２ガス）を供給させることが好ましい。ガス供給部２３２ｂからＮ２ガスを供給させる場合には、距離Ｄ１を小さくすることが好ましい。
＜本開示の他の態様＞
以上、本開示の第１、第２態様を具体的に説明したが、本開示が上述の態様に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
上述の態様では、上述のサイクルを所定回数行うにあたり、吸着阻害ガス（ＣＦ４ガス）を同じ回数供給する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、上述のサイクルを複数回行うにつき、ＣＦ４ガスを１回供給するようにしてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
また、上述の態様では、基板載置台２１０が回転機構により回転駆動される場合を例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、基板載置台２１０とカートリッジヘッド２３０における各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの相対位置が移動されるのであれば、カートリッジヘッド２３０が回転機構により回転駆動されてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。カートリッジヘッド２３０が回転駆動される場合の方が、基板載置台２１０が回転駆動される上述の態様に比べて、ウエハ２００に作用する慣性モーメントを抑制できるので、回転速度を大きくすることができる点で好ましい。但し、基板載置台２１０が回転駆動される上述の態様の方が、ガス配管等の構成を簡素化できる点で好ましい。
また、上述の態様では、基板載置台２１０の中心位置を回転軸として回転駆動される基板載置台２１０を例に説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、各ウエハ２００が一列に配された基板載置台２１０を用いてもよい。すなわち、ウエハ２００が各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄの下を直線移動するように、一方向または往復して水平移動する基板載置台２１０を用いてもよい。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
また、上述の態様では、ガス供給部２３４ｂを有するカートリッジ部２３０ｂを例に挙げて説明したが、本開示はこれに限定されいない。すなわち、ガス供給部２３４ｂを有さないカートリッジ部２３０ｂを用いてもよい。カートリッジ部２３０ｃについても同様に、ガス供給部２３４ｃを有さないカートリッジ部２３０ｃを用いてもよい。また、カートリッジ部２３０ｄについても同様に、ガス供給部２３４ｄを有さないカートリッジ部２３０ｄを用いてもよい。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
なお、各カートリッジ部２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄのうちのカートリッジ部２３０ｄには、図示せぬ整合器および高周波電源が接続されていてもよい。その場合には、高周波電源、整合器でインピーダンスを調整することで、カートリッジ部２３０ｄの下方側空間にプラズマが生成される。この場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
また、上述の態様では、吸着阻害ガスとしてＣＦ４ガスを用いた例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ハロゲンを含むガスや、ハロゲンのラジカルを含むガス、炭素元素を複数含むガス等を用いることができる。具体的には、上述のＣＦ４、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス、Ｃｌ２ガスをプラズマ等で活性化したガスがある。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
また、上述の態様では、吸着阻害ガスとして、無機系ガスを用いたが、有機系ガスを用いても良い。有機系ガスとしては、自己組織化単分子膜（ｓｅｌｆ―ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ）を形成する材料が有る。このような材料としては、カルボン酸材料、ホスホン酸材料、チオール材料、シリルアミン材料、クロロシラン材料、オキシシラン材料がある。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
また、上述の態様では、ウエハ２００に形成する膜として、ＳｉＮ膜について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、Ａｌ、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の少なくとも１つ以上の元素を含む膜を形成しても良い。また、これら元素の少なくとも１つ以上を含む酸化膜、窒化膜、酸窒化膜、炭化膜、炭窒化膜、炭酸化膜、等を形成する処理装置にも適用することができる。これらの場合においても、上述の態様と同様の効果が得られる。
＜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、
基板が載置される基板載置台と、
前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
を備え、
前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている基板処理装置が提供される。
［付記２］
好ましくは、
前記吸着阻害ガス供給部の両側方にて前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給部を備え、
前記第１不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ１が、前記Ｄ１よりも小さくなっている付記１に記載の基板処理装置が提供される。
［付記３］
好ましくは、
前記原料ガス供給部の両側方にて前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給部を備え、
前記第２不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ２が、前記Ｄ２よりも小さくなっている付記１または２に記載の基板処理装置が提供される。
［付記４］
好ましくは、
前記吸着阻害ガス供給部を昇降させて前記距離Ｄ１を変化させる昇降部をさらに有する、付記１～３のいずれか１態様に記載の基板処理装置が提供される。
［付記５］
好ましくは、
表面に凹部が形成された前記基板に対する吸着阻害ガスの供給と、前記基板に対する原料ガスの供給と、を含むサイクルを所定回数行う成膜処理を行わせるように前記吸着阻害ガス供給部および前記原料ガス供給部を制御するとともに、前記成膜処理の実施期間中に前記距離Ｄ１を変化させる（増加させる）ように前記昇降部を制御する制御部をさらに有する付記４に記載の基板処理装置が提供される。
［付記６］
好ましくは、
前記基板の表面に形成された凹部の深さ、および、開口広さのうちいずれかの条件に応じて、前記距離Ｄ１の大きさを決定するように前記昇降部を制御する制御部をさらに有する付記４に記載の基板処理装置が提供される。
［付記７］
好ましくは、
表面に凹部が形成された前記基板に対する吸着阻害ガスの供給と、前記基板に対する原料ガスの供給と、を含むサイクルを所定回数行わせ、前記凹部内の埋め込みが所定の条件まで進行すると、前記吸着阻害ガスの供給を停止させ、前記原料ガスの供給を継続させるように、前記吸着阻害ガス供給部および前記原料ガス供給部を制御する制御部を有する付記１～６のいずれか１態様に記載の基板処理装置が提供される。
［付記８］
好ましくは、
前記制御部は、前記吸着阻害ガスの供給を停止し、前記原料ガスの供給を継続する際に、前記吸着阻害ガス供給部から不活性ガスを供給させるように、前記吸着阻害ガス供給部を制御する付記７に記載の基板処理装置が提供される。
［付記９］
本開示の他の一態様によれば、
基板載置台上へ基板を載置する工程と、
前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する工程と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する工程と、を含む成膜工程と、を有し、
前記成膜工程を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態で実施する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記１０］
本開示のまたさらに他の一態様によれば、
基板処理装置の基板載置台上へ基板を載置する手順と、
前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する手順と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する手順と、を含む成膜手順を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態で、コンピュータにより前記基板処理装置に実施させるプログラムが提供される。
２００…ウエハ、２３２ｂ…吸着阻害ガス供給部、２３２ｃ…原料ガス供給部、２２２ｂ…吸着阻害ガス供給口、２２２ｂ…吸着阻害ガス供給口、２２２ｃ…原料ガス供給口

Claims (16)

  1. 基板が載置される基板載置台と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    前記吸着阻害ガス供給部の両側方にて前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給部と、
    を備え、
    前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きく構成され、前記第１不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ１が、前記Ｄ１よりも小さく構成されている基板処理装置。
  2. 基板が載置される基板載置台と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    前記原料ガス供給部の両側方にて前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給部と、
    を備え、
    前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きく構成され、前記第２不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ２が、前記Ｄ２よりも小さく構成されている基板処理装置。
  3. 基板が載置される基板載置台と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    前記吸着阻害ガス供給部を昇降させる昇降部と、
    を備え、
    前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなるように前記吸着阻害ガス供給部を昇降させる基板処理装置。
  4. 表面に凹部が形成された前記基板に対する前記吸着阻害ガスの供給と、前記基板に対する前記原料ガスの供給と、を含むサイクルを所定回数行う成膜処理を行わせるように前記吸着阻害ガス供給部および前記原料ガス供給部を制御するとともに、前記成膜処理の実施期間中に前記距離Ｄ１を変化させるように前記昇降部を制御可能な制御部をさらに有する請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 表面に凹部が形成された前記基板に対する前記吸着阻害ガスの供給と、前記基板に対する前記原料ガスの供給と、を含むサイクルを所定回数行う成膜処理を行わせるように前記吸着阻害ガス供給部および前記原料ガス供給部を制御するとともに、前記成膜処理の実施期間中に前記距離Ｄ１を増加させるように前記昇降部を制御可能な制御部をさらに有する請求項３に記載の基板処理装置。
  6. 前記基板の表面に形成された凹部の深さ、および、開口広さのうちいずれかの条件に応じて、前記距離Ｄ１の大きさを決定するように前記昇降部を制御可能な制御部をさらに有する請求項３に記載の基板処理装置。
  7. 基板が載置される基板載置台と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する吸着阻害ガス供給部と、
    前記基板載置台の上方側から前記基板の面上に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
    を備え、
    前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きく構成されており、
    表面に凹部が形成された前記基板に対する前記吸着阻害ガスの供給と、前記基板に対する前記原料ガスの供給と、を含むサイクルを所定回数行わせ、前記凹部内の埋め込みが所定の条件まで進行すると、前記吸着阻害ガスの供給を停止させ、前記原料ガスの供給を継続させるように、前記吸着阻害ガス供給部および前記原料ガス供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置。
  8. 前記制御部は、前記吸着阻害ガスの供給を停止し、前記原料ガスの供給を継続する際に、前記吸着阻害ガス供給部から不活性ガスを供給させるように、前記吸着阻害ガス供給部を制御する請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 基板載置台上へ基板を載置する工程と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する工程と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する工程と、前記吸着阻害ガス供給部の両側方で、前記基板載置台の上方側に設けられた第１不活性ガス供給部から前記基板の面上に不活性ガスを供給する工程と、を含む成膜工程と、を有し、
    前記成膜工程を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態かつ前記第１不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ１が、前記Ｄ１よりも小さくなっている状態で実施する半導体装置の製造方法。
  10. 基板載置台上へ基板を載置する工程と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する工程と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する工程と、前記原料ガス供給部の両側方で、前記基板載置台の上方側に設けられた第２不活性ガス供給部から前記基板の面上に不活性ガスを供給する工程と、
    を含む成膜工程と、を有し、
    前記成膜工程を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態かつ前記第２不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ２が、前記Ｄ２よりも小さくなっている状態で実施する半導体装置の製造方法。
  11. 基板載置台上へ基板を載置する工程と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する工程と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する工程と、を含む成膜工程と、を有し、
    前記成膜工程を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態となるように前記吸着阻害ガス供給部を昇降させて前記距離Ｄ１を変化させて実施する半導体装置の製造方法。
  12. 基板載置台上へ基板を載置する工程と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する工程と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する工程と、を含む成膜工程と、を有し、
    前記成膜工程を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態で実施し、前記基板の表面に形成された凹部内の埋め込みが所定の条件まで進行すると、前記吸着阻害ガスの供給を停止させ、前記原料ガスの供給を継続させるように実施する半導体装置の製造方法。
  13. 基板処理装置の基板載置台上へ基板を載置する手順と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する手順と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する手順と、前記吸着阻害ガス供給部の両側方で、前記基板載置台の上方側に設けられた第１不活性ガス供給部から前記基板の面上に不活性ガスを供給する手順と、を含む成膜手順を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態かつ前記第１不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ１が、前記Ｄ１よりも小さくなっている状態で、コンピュータにより前記基板処理装置に実施させるプログラム。
  14. 基板処理装置の基板載置台上へ基板を載置する手順と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する手順と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する手順と、前記原料ガス供給部の両側方で、前記基板載置台の上方側に設けられた第２不活性ガス供給部から前記基板の面上に不活性ガスを供給する手順と、を含む成膜手順を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態かつ前記第２不活性ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｐ２が、前記Ｄ２よりも小さくなっている状態で、コンピュータにより前記基板処理装置に実施させるプログラム。
  15. 基板処理装置の基板載置台上へ基板を載置する手順と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する手順と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する手順と、を含む成膜手順を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態となるように前記吸着阻害ガス供給部を昇降させて前記距離Ｄ１を変化させて、コンピュータにより前記基板処理装置に実施させるプログラム。
  16. 基板処理装置の基板載置台上へ基板を載置する手順と、
    前記基板載置台の上方側に設けられた吸着阻害ガス供給部から前記基板の面上に吸着阻害ガスを供給する手順と、前記基板載置台の上方側に設けられた原料ガス供給部から前記基板の面上に原料ガスを供給する手順と、を含む成膜手順を、前記吸着阻害ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ１が、前記原料ガス供給部に設けられたガス供給口と前記基板との距離Ｄ２よりも大きくなっている状態とし、前記基板の表面に形成された凹部内の埋め込みが所定の条件まで進行すると、前記吸着阻害ガスの供給を停止させ、前記原料ガスの供給を継続させる手順と、をコンピュータにより前記基板処理装置に実施させるプログラム。
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