TWI591747B - A substrate processing apparatus, a method of manufacturing the semiconductor apparatus, and a substrate processing method - Google Patents

A substrate processing apparatus, a method of manufacturing the semiconductor apparatus, and a substrate processing method Download PDF

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TWI591747B
TWI591747B TW104123070A TW104123070A TWI591747B TW I591747 B TWI591747 B TW I591747B TW 104123070 A TW104123070 A TW 104123070A TW 104123070 A TW104123070 A TW 104123070A TW I591747 B TWI591747 B TW I591747B
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Tetsuaki Inada
Yuichi Wada
Mitsunori Ishisaka
Mitsuhiro Hirano
Sadayoshi Horii
Hideharu Itatani
Satoshi Takano
Motonari Takebayashi
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Hitachi Int Electric Inc
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Description

基板處理裝置，半導體裝置之製造方法及基板處理方法
本發明係關於基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及基板處理方法。
於半導體裝置之製造步驟中，對晶圓等之基板進行各種之製程處理。製程處理之一，例如具有藉由交互供給法進行之薄膜形成處理。交互供給法係將原料氣體及與此原料氣體反應之反應氣體之至少二種類之處理氣體相對於作為處理對象之基板而交互地供給，使該等氣體於基板表面發生反應而一層層地形成膜，且使該一層層的膜層積而形成所希望膜厚之膜之方法。
作為執行藉由交互供給法進行之薄膜形成處理之基板處理裝置之一種態樣，具有以下之構成者。亦即，該態樣之基板處理裝置係將處理室內區隔為作為第1處理氣體環境之第1處理區域、作為第2處理氣體環境之第2處理區域、及介設於該等兩區域之間而將兩區域之氣體環境分離之沖洗(purge)區域。並且構成為，藉由使基板載置台於處理室內移動，使該基板載置台上之基板依序通過各區域，而對該基板進行薄膜形成處理(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2011-222960號公報
然而，於上述習知構成之基板處理裝置中，未必能以高曝露量均勻地對作為處理對象之基板進行氣體供給。例如，於自各區域之一端側進行氣體供給且自另一端側進行氣體排氣之情況，可能會產生下述現象，即於基板之面內，該一端側之氣體曝露量充分，但另一端側之氣體曝露量並不充分。此外，若要充分確保對基板之氣體曝露量，恐有造成成膜處理之生產量降低之虞。例如，於各區域中基板之上部空間寬廣之情況，因空間較廣而使得氣體擴散以致無法確保高速之氣體流速，進而有產生使氣體遍及於基板之表面上需要時間，或對該區域之氣體供給或氣體排氣等需要時間之可能。
因此，本發明之目的在於提供一種可對基板均勻地供給高曝露量之氣體，而且可以高生產量進行處理之技術。
根據本發明之態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：處理室，其具有作為第1處理氣體環境之第1處理區域、及作為第2處理氣體環境之第2處理區域；基板載置台，其可旋轉自如地設於上述處理室內，而載置作為處理對象之基板；及旋轉機構，其使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域、上述第2處理區域；並且，於上述第1處理區域及上述第2處理區域中的至少一個區域設置有線狀氣體供給部及間隙保持構件，該線狀氣體供給部具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑 向之線狀之開口部，以進行自上述開口部朝上述至少一個區域內之氣體供給，該間隙保持構件係於上述開口部之周圍自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出，以使作為藉由上述線狀氣體供給部所供給之氣體的流路之上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙。
根據本發明，可對基板均勻地供給高曝露量之氣體，而且可以高生產量進行處理。
10‧‧‧基板處理裝置
100‧‧‧晶圓盒
100a‧‧‧盒蓋
101‧‧‧框體
103‧‧‧第1搬送室
105‧‧‧裝載埠(IO台)
106‧‧‧凹口對齊裝置
108‧‧‧開盒器
112‧‧‧第1晶圓移載機
115‧‧‧第1晶圓移載機昇降器
121‧‧‧第2搬送室
122、123‧‧‧預備室
124‧‧‧第2晶圓移載機
125‧‧‧框體
126、127‧‧‧閘閥
128、129‧‧‧閘閥
131‧‧‧第2晶圓移載機昇降器
132‧‧‧線性致動器
134‧‧‧基板搬入搬出口
136‧‧‧驅動機構
140‧‧‧基板支撐台
141‧‧‧隔壁板(中間板)
142‧‧‧封閉器
150、151、152、153‧‧‧閘閥
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
201a‧‧‧第1處理區域
201b‧‧‧第2處理區域
202‧‧‧處理腔
202a‧‧‧第1處理腔
202b‧‧‧第2處理腔
202c‧‧‧第3處理腔
202d‧‧‧第4處理腔
203‧‧‧反應容器
204a‧‧‧第1沖洗區域
204b‧‧‧第2沖洗區域
205‧‧‧分隔板
206‧‧‧電漿生成部
206a‧‧‧罩體
217‧‧‧基座(基板載置台)
217a‧‧‧貫通孔
217b‧‧‧晶圓載置部
218‧‧‧加熱器
222‧‧‧電力供給線
223‧‧‧溫度調整器
224‧‧‧電力調整器
225‧‧‧加熱器電源
230‧‧‧排氣口
231‧‧‧排氣管
232a‧‧‧第1處理氣體供給管
232b‧‧‧第1處理氣體供給源
232c‧‧‧MFC
232d‧‧‧閥
233a‧‧‧第2處理氣體供給管
233b‧‧‧第2處理氣體供給源
233c‧‧‧MFC
233d‧‧‧閥
233e‧‧‧第2處理氣體分歧管
233f‧‧‧閥
234a‧‧‧第1惰性氣體供給管
234b‧‧‧惰性氣體供給源
234c‧‧‧MFC
234d‧‧‧閥
234e‧‧‧第1惰性氣體分歧管
234f‧‧‧閥
235a‧‧‧第2惰性氣體供給管
235b‧‧‧惰性氣體供給源
235c‧‧‧MFC
235d‧‧‧閥
236a‧‧‧第3惰性氣體供給管
236b‧‧‧惰性氣體供給源
236c‧‧‧MFC
236d‧‧‧閥
237a‧‧‧清潔氣體供給管
237b‧‧‧清潔氣體供給源
237c‧‧‧MFC
237d‧‧‧閥
237e‧‧‧電漿生成單元
243‧‧‧APC閥
245‧‧‧閥
246‧‧‧真空泵
248‧‧‧壓力感測器
249‧‧‧溫度感測器
250‧‧‧氣體導入部
252‧‧‧第2處理氣體導入部
253‧‧‧惰性氣體導入部
254‧‧‧惰性氣體噴出口
255‧‧‧第2處理氣體噴出口
256‧‧‧惰性氣體噴出口
257‧‧‧惰性氣體噴出口
258‧‧‧清潔氣體導入部
259‧‧‧清潔氣體供給孔
260‧‧‧電漿生成部側氣體導入部
266‧‧‧晶圓頂起銷
267‧‧‧旋轉機構
267a‧‧‧聯結部
268‧‧‧昇降機構
271‧‧‧電極
272‧‧‧整合器
273‧‧‧高頻電源
274‧‧‧溫度感測器
281、281a、281b、281c‧‧‧線狀氣體供給部
282‧‧‧第1處理氣體導入部
283‧‧‧開口部
284‧‧‧氣體緩衝區域
285‧‧‧氣體供給連接管
286‧‧‧間隙保持構件
287‧‧‧氣體排出區域
300‧‧‧控制器(控制部)
301a‧‧‧CPU
301b‧‧‧RAM
301c‧‧‧記憶裝置
301d‧‧‧I/O埠
301e‧‧‧內部匯流排
302‧‧‧輸入輸出裝置
303‧‧‧外部記憶裝置
f1、f2、f3、f4、f5‧‧‧箭頭
X1‧‧‧右方
X2‧‧‧左方
Y1‧‧‧前方
Y2‧‧‧後方
圖1為本發明之一實施形態之集結型之基板處理裝置之橫剖面概略圖。
圖2為本發明之一實施形態之集結型之基板處理裝置之縱剖面概略圖。
圖3為本發明之一實施形態之基板處理裝置所具備之處理腔之橫剖面概略圖。
圖4為本發明之一實施形態之基板處理裝置所具備之處理腔之縱剖面概略圖，且為沿圖3所示之處理腔之A-A’線所作之剖面圖。
圖5為本發明之一實施形態之基板處理裝置中設置有線狀氣體供給部之一個區域內之縱剖面概略圖，且為沿圖3所示之處理腔之B-B’線所作之剖面圖。
圖6為本發明之一實施形態之基板處理裝置中設置有線狀氣體供給部之一個區域內之橫剖面概略圖。
圖7為適宜於本發明之一實施形態中使用之基板處理裝置之控 制器之概略構成圖。
圖8為顯示本發明之一實施形態之基板處理步驟之流程圖。
圖9為顯示本發明之一實施形態之薄膜形成步驟之流程圖。
圖10為顯示自本發明之一實施形態之基板處理裝置所具備之線狀氣體供給部進行氣體供給之情況之氣體的流動之縱剖面概略示意圖。
圖11為顯示自本發明之一實施形態之基板處理裝置所具備之線狀氣體供給部進行氣體供給之情況之氣體流動之橫剖面概略示意圖(其之一)。
圖12為顯示自本發明之一實施形態之基板處理裝置所具備之線狀氣體供給部進行氣體供給之情況之氣體流動之橫剖面概略示意圖(其之二)。
<本發明之一實施形態>
以下，參照圖式對本發明之一實施形態進行說明。
(1)基板處理裝置之構成
首先，使用圖1及圖2對本實施形態之基板處理裝置10之概要進行說明。圖1為本實施形態之集結型之基板處理裝置10之橫剖面圖。圖2為本實施形態之集結型之基板處理裝置10之縱剖面概略圖。再者，以下之說明中，前後左右係以圖1作為基準。具體而言，設圖1所示之X1之方向為右方，X2之方向為左方，Y1之方向為前方，Y2之方向為後方。
本實施形態之基板處理裝置10，係藉由交互供給法對作為處理對象之基板進行薄膜形成處理者。作為處理對象之基板，例如，可列舉製入有半導體裝置(半導體元件)之半導體晶圓基板(以下，簡稱為「晶圓」)200。本實施形態之基板處理裝置10中，作為搬送晶圓200之載體，係使用FOUP(Front-Opening Unified Pod：以下簡稱為「晶圓盒」)100。
此外，本實施形態之基板處理裝置10，係具備搬送裝置及配置於其周圍之複數個處理腔之所謂集結(cluster)型者。集結型之基板處理裝置10之搬送裝置，大致上可分為真空側之構成及大氣側之構成。
(真空側之構成)
如圖1及圖2所示，基板處理裝置10具備能承受真空狀態等之未滿大氣壓之壓力(負壓)之第1搬送室103。第1搬送室103之框體101，俯視為例如五角形，且形成為上下兩端封閉之箱形。再者，以下所稱之「俯視」，係指自基板處理裝置10之鉛垂上側觀察鉛垂下側之狀態。
於第1搬送室103內設置有可於負壓下同時移載2片晶圓200之第1晶圓移載機112。第1晶圓移載機112係構成為藉由第1晶圓移載機昇降器115而可一面維持第1搬送室103之氣密性一面進行昇降。
於框體101之5片側壁中的位於前側之側壁，分別經由閘閥126、127連結有預備室(預載室：Load Lock Chamber)122、123。預備室122、123係構成為可兼用搬入晶圓200之功能及搬出 晶圓200之功能，且分別由能承受負壓之構造構成。
並且，於預備室122、123內可藉由基板支撐台140以重疊積層之方式放置2片晶圓200。於預備室122、123內設置有配置於晶圓200之間的隔壁板(中間板)141。
於第1搬送室103之框體101之5片側壁中的位於後側(背面側)之4片側壁，分別經由閘閥150、151、152、153相鄰地連結有對基板進行所希望之處理之第1處理腔202a、第2處理腔202b、第3處理腔202c、第4處理腔202d。關於該等處理腔(第1處理腔202a等)，容待後續詳述。
(大氣側之構成)
於預備室122、123之前側經由閘閥128、129連結有可以真空下及大氣壓下之狀態搬送晶圓200之第2搬送室121。於第2搬送室121設置有移載晶圓200之第2晶圓移載機124。第2晶圓移載機124係構成為藉由配置於第2搬送室121內之第2晶圓移載機昇降器131而進行昇降，並藉由線性致動器132而朝左右方向往返移動。
於第2搬送室121之左側設置有凹口對齊裝置106。再者，凹口對齊裝置106也可為定向平面對齊裝置。此外，於第2搬送室121之上部設置有供給清潔空氣之清潔單元118。
於第2搬送室121之框體125之前側設置有用以將晶圓200相對於第2搬送室121搬入搬出之基板搬入搬出口134、及開盒器108。於隔著基板搬入搬出口134而與開盒器108為相反側即框體125之外側設置有裝載埠(IO台)105。開盒器108具備可開 閉晶圓盒100之盒蓋100a並可封閉基板搬入搬出口134之封閉器142、及驅動封閉器142之驅動機構136。開盒器108藉由開閉載置於裝載埠105之晶圓盒100之盒蓋100a，可使晶圓200相對於晶圓盒100出入。此外，晶圓盒100係構成為藉由未圖示之步驟內搬送裝置(OHT等)，而可對裝載埠105進行供給及排出。
(2)處理腔之構成
接著，主要使用圖3及圖4，對本實施形態之基板處理裝置10所具備之作為處理爐之處理腔之構成進行說明。圖3為本實施形態之基板處理裝置10所具備之處理腔之橫剖面概略圖。圖4為本實施形態之基板處理裝置10所具備之處理腔之縱剖面概略圖，且為沿圖3所示之處理腔之A-A’線所作之剖面圖。
本實施形態中，例如，第1處理腔202a、第2處理腔202b、第3處理腔202c、及第4處理腔202d分別大致相同地構成。以下，將第1處理腔202a、第2處理腔202b、第3處理腔202c、及第4處理腔202d統稱為「處理腔202」。本實施形態之處理腔202，如以下所詳述，係作為基板公轉型之多片式裝置而構成。
(處理室)
如圖3及圖4所示，作為處理爐之處理腔202，具備圓筒狀之氣密容器即反應容器203。於反應容器203內形成有對晶圓200進行處理之處理室201。
處理室201被區隔為複數個區域，例如具有第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區 域204b。第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b，係介設於第1處理區域201a與第2處理區域201b之間而配置。如後述，第1處理區域201a內供給有第1處理氣體即原料氣體，而成為原料氣體環境。第2處理區域201b內產生有第2處理氣體即反應氣體之電漿，而成為被電漿激發之反應氣體環境。此外，第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b內供給有惰性氣體，而成為惰性氣體環境。藉此，根據供給於各區域內之氣體，對晶圓200施行規定之處理。
於反應容器203內之例如上側，作為用以將處理室201內區隔為複數個區域之區隔部，設置有自中心部呈放射狀延伸之4片分隔板205。4片分隔板205係構成為，於藉由後述之基座217之旋轉而可使晶圓200通過之狀態下，將處理室201區隔為第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b。具體而言，處理室201係於複數個分隔板205之下方具有可供晶圓200通過之間隙。此外，複數之分隔板205係以遮蔽自處理室201內之頂部至基座217之正上方之空間之方式設置。分隔板205之下端，係以分隔板205不干涉晶圓200之程度靠近基座217而配置。藉此，通過分隔板205與基座217之間之氣體變少，從而可抑制氣體於處理室201內之各區域之間發生混合之情況。
於藉由分隔板205區隔之第1處理區域201a、第2處理區域201b、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b中的至少一個區域、具體而言為本實施形態中之第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域，設置有用以進行氣體供給之線狀氣體供給部281a、281b、281c。再者，關於線狀氣體供給部281a、281b、281c之詳細內容，容待後述。此外，本實施 形態中，於第2處理區域201b設置有電漿生成部206之至少一部分。再者，關於電漿生成部206之詳細內容，也容待後述。
此外，於反應容器203內，也可於分隔板205之水平方向之端部與反應容器203之側壁之間設置規定寬度之間隙。於設置有此種間隙之情況下，藉由將第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之氣體壓力設定為較第1處理區域201a內及第2處理區域201b內之氣體壓力高，而可使惰性氣體經由該間隙噴出。藉此，可抑制第1處理氣體或第2處理氣體朝第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之侵入，而可抑制處理氣體之在第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之反應。
規定之晶圓200通過第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b之各區域之時間、即晶圓200在各區域之處理時間，於後述之基座217之旋轉速度為一定時，係依存於各區域之寬度(容積)。此外，晶圓200在各區域之處理時間，於後述之基座217之旋轉速度為一定時，係依存於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b之各區域的俯視面積。換言之，晶圓200在各區域之處理時間，係依存於相鄰之分隔板205所夾之角度。本實施形態中，4片分隔板205係配置為使晶圓200在各區域之處理時間大致相等。
(基座)
於分隔板205之下側即反應容器203內之底側中央設置有作為基板載置台之基座217，基座217例如於反應容器203之中心具有 旋轉軸且可旋轉自如地構成。基座217係由例如氮化鋁(AlN)、陶瓷、石英等之非金屬材料形成，而可減少晶圓200之金屬汙染。再者，基座217係與反應容器203電性絕緣。
基座217係構成為，於反應容器203內將複數片(例如5片)之晶圓200支撐於相同面上且沿旋轉方向排列於相同圓周上。在此所謂之「相同面」，不限完全相同之面，只要於自上面觀察基座217時，將複數片之晶圓200排列成不相互重疊即可。
於基座217表面之晶圓200之支撐位置設置有與處理之晶圓200的片數相同數量之晶圓載置部217b。晶圓載置部217b係彼此以等間隔(例如，72°之間隔)配置於自基座217之中心為同心圓上之位置。
各晶圓載置部217b例如自基座217之上面觀察為圓形，自側面觀察為凹形。晶圓載置部217b之直徑，較佳構成為較晶圓200之直徑略大。藉由將晶圓200載置於該晶圓載置部217b內，而可容易地進行晶圓200之定位，並且可抑制因伴隨基座217之旋轉之離心力而產生晶圓200自基座217飛出等之晶圓200之位置偏移之情形。
於基座217設置有使基座217昇降之昇降機構268。於基座217之各晶圓載置部217b之位置設置有複數個貫通孔217a。於上述反應容器203之底面設置有複數個晶圓頂起銷266，該晶圓頂起銷266係於晶圓200之朝反應容器203內之搬入搬出時，頂起晶圓200以支撐晶圓200之背面。貫通孔217a及晶圓頂起銷266係相互配置為，於晶圓頂起銷266上昇時、或者藉由昇降機構268使基座217下降時，晶圓頂起銷266以與基座217非接觸 之狀態穿過貫通孔217a。
於昇降機構268設置有使基座217旋轉之旋轉機構267，以使複數之晶圓200依序通過第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b。旋轉機構267之旋轉軸(未圖示)係連接於基座217，且構成為藉由使基座217旋轉，以使複數之晶圓載置部217b一併旋轉。
旋轉機構267經由聯結部267a連接有後述之控制器300。聯結部267a例如作為藉由金屬刷等電性連接旋轉側與固定側之間之集電環機構而構成。藉此，其構成為不會妨礙基座217之旋轉。
(加熱部)
於基座217之內部一體埋入有作為加熱部之加熱器218，且構成為可加熱晶圓200。加熱器218係構成為可將晶圓200之表面加熱至規定溫度(例如，室溫~1000℃左右)。再者，加熱器218也可構成為分別對載置於基座217之各晶圓200進行加熱。
於基座217設置有溫度感測器249。電力調整器224、加熱器電源225及溫度調整器223，經由電力供給線222電性連接於加熱器218及溫度感測器249。
(氣體導入部)
於反應容器203之頂部中央部設置有例如形成為筒狀之氣體導入部250。氣體導入部250之上端側氣密性地連接於開設在反應容器203之頂部之開口。
氣體導入部250之筒狀內部，被區隔為第2處理氣體導入部252、惰性氣體導入部253及清潔氣體導入部258。具體而言，於氣體導入部250內之第2處理區域201b側設置有第2處理氣體導入部252。此外，於氣體導入部250內之第1處理區域201a側、第1沖洗區域204a側及第2沖洗區域204b側設置有惰性氣體導入部253。並且，於氣體導入部250之中央設置有清潔氣體導入部258。
於第2處理氣體導入部252之第2處理區域201b側之側壁設置有開口於第2處理區域201b之第2處理氣體噴出口255。
於惰性氣體導入部253之第1處理區域201a側之側壁設置有開口於第1處理區域201a之惰性氣體噴出口254。此外，於惰性氣體導入部253之第1沖洗區域204a側之側壁設置有開口於第1沖洗區域204a之惰性氣體噴出口256。並且，於惰性氣體導入部253之第2沖洗區域204b側之側壁設置有開口於第2沖洗區域204b之惰性氣體噴出口257。該等各惰性氣體噴出口254、256、257，皆對應於後述之線狀氣體供給部281a、281b、281c而設置，且為了沿隔著各線狀氣體供給部281a、281b、281c之兩分隔板205使惰性氣體噴出而由配置於兩分隔板205之各者附近之2個開口構成。
於氣體導入部250之底部設置有清潔氣體導入部258之端部即清潔氣體供給孔259。亦即，清潔氣體供給孔259係設於較第2處理氣體噴出口255、各惰性氣體噴出口254、256、257低之位置。
再者，本實施形態中還設置有氣體導入部，以對於後述之各線狀氣體供給部281a、281b、281c及電漿生成部206之各者供給氣體。
於反應容器203之第1處理區域201a之頂部設置有用以進行朝線狀氣體供給部281a之氣體供給之第1處理氣體導入部282。第1處理氣體導入部282之上端側氣密性地連接於開設在反應容器203之頂部之開口。第1處理氣體導入部282之下端側連接於線狀氣體供給部281a之上部。
於反應容器203之第1沖洗區域204a之頂部設置有用以進行朝線狀氣體供給部281b之氣體供給之第1惰性氣體導入部(但未圖示)。此外，於反應容器203之第2沖洗區域204b之頂部設置有用以進行朝線狀氣體供給部281c之氣體供給之第2惰性氣體導入部(但未圖示)。該等惰性氣體導入部之上端側，皆氣密性地連接於開設在反應容器203之頂部之開口。該等惰性氣體導入部之下端側連接於線狀氣體供給部281b或線狀氣體供給部281c之上部。
於反應容器203之第2處理區域201b之頂部設置有用以進行朝電漿生成部206之氣體供給之電漿生成部側氣體導入部260。電漿生成部側氣體導入部260之上端側氣密性地連接於開設在反應容器203之頂部之開口。電漿生成部側氣體導入部260之下端側連接於電漿生成部206之上部。
(第1處理氣體供給系統)
於用以進行朝線狀氣體供給部281a之氣體供給之第1處理氣 體導入部282的上端，連接有第1處理氣體供給管232a之下游端。於第1處理氣體供給管232a自上游方向起依序設置有第1處理氣體供給源232b、流量控制器(流量控制部)即質量流量控制器(MFC)232c、及開閉閥即閥232d。
自第1處理氣體供給管232a經由MFC232c、閥232d、第1處理氣體導入部282及線狀氣體供給部281a，對第1處理區域201a內供給有含第一元素之氣體即第1處理氣體。
於本實施形態中，將第1處理氣體作為原料氣體使用。其中所稱之「原料氣體」係處理氣體之一種，且為作為薄膜形成時之原料之氣體。原料氣體例如包含鈦(Ti)、鉭(Ta)、矽(Si)、鉿(Hf)、鋯(Zr)、釕(Ru)、鎳(Ni)、及鎢(W)之至少一種而作為構成薄膜之第一元素。
具體而言，本實施形態中，原料氣體例如為TiCl4氣體。於原料氣體之原料為如TiCl4般於常溫下為液體之情況下，MFC232c為液體用之質量流量控制器，且於MFC232c與閥232d之間設置有汽化器(但未圖示)。再者，於原料氣體之原料在常溫下為氣體之情況下，MFC232c為氣體用之質量流量控制器，且不需要汽化器。
原料氣體供給系統(第1處理氣體供給系統)，主要由第1處理氣體供給管232a、MFC232c、閥232d、第1處理氣體導入部282及線狀氣體供給部281a構成。再者，也可考慮於原料氣體供給系統內包含第1處理氣體供給源232b或汽化器之至少一者。
(第2處理氣體供給系統)
於氣體導入部250之第2處理氣體導入部252之上端，連接有第2處理氣體供給管233a之下游端。於第2處理氣體供給管233a自上游方向起依序設置有第2處理氣體供給源233b、流量控制器(流量控制部)即MFC233c、及開閉閥即閥233d。
並且，於較第2處理氣體供給管233a之閥233d下游側連接有第2處理氣體分歧管233e之上游端。第2處理氣體分歧管233e之下游端連接於電漿生成部側氣體導入部260之上端。於第2處理氣體分歧管233e設置有開閉閥即閥233f。
自第2處理氣體供給管233a經由MFC233c、閥233d、第2處理氣體導入部252及第2處理氣體噴出口255、或者經由第2處理氣體分歧管233e、閥233f、電漿生成部側氣體導入部260及電漿生成部206內之氣體導入流路與氣體噴出口，對第2處理區域201b內供給有含第二元素之氣體即第2處理氣體。此時，第2處理氣體係藉由電漿生成部206而成為電漿狀態。
於本實施形態中，使用第2處理氣體作為反應氣體。其中所稱之「反應氣體」，係處理氣體之一種，且為如後述成為電漿狀態，而與藉由原料氣體形成於晶圓200上之第一元素含有層進行反應之氣體。反應氣體含有與原料氣體含有之第一元素不同之第二元素。作為第二元素，例如，可列舉氧(O)、氮(N)、碳(C)、氫(H)之任一者或其之組合。
於本實施形態中，反應氣體例如為含氮氣體。具體而言，作為含氮氣體係使用氨(NH3)氣。再者，反應氣體係使用黏合度(黏度)較原料氣體低之材料。
反應氣體供給系統(第2處理氣體供給系統)，主要由 第2處理氣體供給管233a、MFC233c、閥233d、第2處理氣體導入部252、第2處理氣體噴出口255、第2處理氣體分歧管233e、閥233f構成。再者，也可考慮於反應氣體供給系統包含第2處理氣體供給源233b及電漿生成部206內之氣體導入流路及氣體噴出口。
(惰性氣體供給系統)
於用以進行朝線狀氣體供給部281b之氣體供給之第1惰性氣體導入部(但未圖示)、及用以進行朝線狀氣體供給部281c之氣體供給之第2惰性氣體導入部(但未圖示)，分別連接有第1惰性氣體供給管234a之下游端。於第1惰性氣體供給管234a自上游方向起依序設置有惰性氣體供給源234b、流量控制器(流量控制部)即MFC234c、及開閉閥即閥234d。
自第1惰性氣體供給管234a經由MFC234c、閥234d、第1惰性氣體導入部(但未圖示)、線狀氣體供給部281b、第2惰性氣體導入部(但未圖示)及線狀氣體供給部281c，對第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內分別供給有惰性氣體。供給於第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之惰性氣體，係作為沖洗氣體發揮作用。
並且，於較第1惰性氣體供給管234a之閥234d下游側連接有第1惰性氣體分歧管234e之上游端。第1惰性氣體分歧管234e之下游端連接於氣體導入部250之惰性氣體導入部253之上端。於第1惰性氣體分歧管234c設置有開閉閥即閥234f。
自第1惰性氣體分歧管234e經由第1惰性氣體供給 管234a、閥234f、惰性氣體導入部253及各惰性氣體噴出口254、256、257，分別對第1處理區域201a內、第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內供給有惰性氣體。自各惰性氣體噴出口254、256、257噴出之惰性氣體，如後述般形成沿分隔板205之氣流。
於本實施形態中，作為惰性氣體例如使用氮(N2)氣。再者，作為惰性氣體，除N2氣體外，還可使用例如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等之稀有氣體。
第1惰性氣體供給系統，主要由第1惰性氣體供給管234a、MFC234c、閥234d、第1惰性氣體導入部(但未圖示)、線狀氣體供給部281b、第2惰性氣體導入部(但未圖示)、線狀氣體供給部281c、第1惰性氣體分歧管234e、閥234f、惰性氣體導入部253及惰性氣體噴出口254、256、257構成。再者，也可考慮於第1惰性氣體供給系統包含惰性氣體供給源234b。
並且，於較第1處理氣體供給管232a之閥232d下游側連接有第2惰性氣體供給管235a之下游端。於第2惰性氣體供給管235a自上游方向起依序設置有惰性氣體供給源235b、流量控制器(流量控制部)即MFC235c、及開閉閥即閥235d。
自第2惰性氣體供給管235a經由MFC235c、閥235d、第1處理氣體供給管232a、第1處理氣體導入部282及線狀氣體供給部281a，對第1處理區域201a內供給有惰性氣體。自線狀氣體供給部281a朝第1處理區域201a內供給之惰性氣體，係作為運載氣體或稀釋氣體而發揮作用。作為惰性氣體，與第1惰性氣體供給系統之情況同樣，使用N2氣體等。
第2惰性氣體供給系統，主要由第2惰性氣體供給管 235a、MFC235c、閥235d構成。再者，也可考慮於第2惰性氣體供給系統包含惰性氣體供給源235b、第1處理氣體供給管232a、第1處理氣體導入部282及線狀氣體供給部281a。
並且，於較第2處理氣體供給管233a之閥233d下游側連接有第3惰性氣體供給管236a之下游端。於第3惰性氣體供給管236a自上游方向起依序設置有惰性氣體供給源236b、流量控制器(流量控制部)即MFC236c、及開閉閥即閥236d。
自第3惰性氣體供給管236a經由MFC236c、閥236d、第2處理氣體供給管233a、第2處理氣體導入部252及第2處理氣體噴出口255、或者經由第2處理氣體分歧管233e、閥233f、電漿生成部側氣體導入部260及電漿生成部206內之氣體導入流路及氣體噴出口，對第2處理區域201b內供給有惰性氣體。供給於第2處理區域201b內之惰性氣體，係與供給於第1處理區域201a內之惰性氣體同樣，作為運載氣體或稀釋氣體而發揮作用。作為惰性氣體，與第1惰性氣體供給系統之情況同樣，使用N2氣體等。
第3惰性氣體供給系統，主要由第3惰性氣體供給管236a、MFC236c、閥236d構成。再者，也可考慮於第3惰性氣體供給系統包含惰性氣體供給源236b、第2處理氣體供給管233a、第2處理氣體導入部252、第2處理氣體噴出口255、第2處理氣體分歧管233e、閥233f、電漿生成部206內之氣體導入流路及氣體噴出口。
(清潔氣體供給系統)
本實施形態之基板處理裝置10，也可具有清潔氣體供給系統。 於氣體導入部250之清潔氣體導入部258之上端，連接有清潔氣體供給管237a之下游端。於清潔氣體供給管237a自上游方向起依序設置有清潔氣體供給源237b、流量控制器(流量控制部)即MFC237c、開閉閥即閥237d及生成清潔氣體之電漿之電漿生成單元237e。
自清潔氣體供給管237a經由MFC237c、閥237d、遠距電漿生成單元237e、清潔氣體導入部258及清潔氣體供給孔259，對反應容器203內供給有清潔氣體。於反應容器203內，若供給有藉由遠距電漿生成單元237e而成為電漿狀態之清潔氣體，則副生成物等被清除。再者，清潔氣體例如為三氟化氮(NF3)氣體、氟化氫(HF)氣體、三氟化氯(ClF3)氣體、氟(F2)氣之至少任一者。
(排氣系統)
如圖4所示，於反應容器203之底部之基座217之外周端附近設置有對反應容器203內進行排氣之排氣口230。排氣口230例如為設置複數個，且分別對應於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b而設。
於各排氣口230連接有排氣管231之上游端。例如，連接於各排氣口230之排氣管231，係於下游側合流為一。於較排氣管231之合流部分下游側，經由壓力感測器248、作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller)閥243、及作為開閉閥之閥245，連接有作為真空排氣裝置之真空泵246。APC閥243係可對閥進行開閉而執行處理室201內之真空排氣或真空排氣停止，並且可對閥開度進行調節以調整處理室201內之壓力之開閉閥。
藉由該等構成，處理室201內係構成為成為規定之壓力(真空度)。排氣系統主要由排氣管231、APC閥243及閥245構成。再者，也可考慮於排氣系統內包含壓力感測器248及真空泵246。
(電漿生成部)
如圖3及圖4所示，於第2處理區域201b內之上方設置有電漿生成部206之至少一部分。電漿生成部206係構成為於第2處理區域201b內生成反應氣體之電漿。如此，藉由使用電漿，即使晶圓200之溫度為低溫，也可進行使反應氣體活化之晶圓200之處理。
於第2處理區域201b內設置有例如相互排列於水平方向之一對棒狀之電極271。一對電極271例如由石英製之罩體206a覆蓋。於電漿生成部206之罩體206a內設置有上述反應氣體之導入流路。
一對電極271經由對阻抗進行整合之整合器272連接有高頻電源273。藉由自高頻電源273對電極271施加高頻功率，於一對電極271之周邊生成電漿。再者，主要於一對電極271之正下方生成電漿。如此，電漿生成部206生成所謂之電容耦合型之電漿。
例如，電漿生成部206之一對電極271係於俯視時沿自反應容器203之中心朝外側之徑向而設置，並且與晶圓200之上面平行地設置。一對電極271配置於晶圓200通過之路徑上。一對電極271之長邊方向之長度，係較晶圓200之直徑長。藉此，依序對通過一對電極271之正下方之晶圓200之全面照射電漿。
電漿生成部206主要由一對電極271構成。再者，也可考慮於電漿生成部206包含整合器272及高頻電源273。
(3)具備線狀氣體供給部之區域內之構成
在此，對設置有線狀氣體供給部281a之第1處理區域201a內、設置有線狀氣體供給部281b之第1沖洗區域204a內、及設置有線狀氣體供給部281c之第2沖洗區域204b內之構成，更詳細地進行說明。
於本實施形態中，第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域內，分別大致相同地構成。以下，以設置有線狀氣體供給部281a之第1處理區域201a為例，主要使用圖5及圖6，對該第1處理區域201a內之構成進行說明，並省略對第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之說明。再者，於以下之說明中，將第1處理區域201a之線狀氣體供給部281a、第1沖洗區域204a之線狀氣體供給部281b、第2沖洗區域204b之線狀氣體供給部281c統稱為「線狀氣體供給部281」。圖5為本實施形態之基板處理裝置10中設置有線狀氣體供給部281a之第1處理區域201a內之縱剖面概略圖，且為沿圖3所示之處理腔之B-B’線所作之剖面圖。圖6為本實施形態之基板處理裝置10中設置有線狀氣體供給部281a之第1處理區域201a內之橫剖面概略圖。
(線狀氣體供給部)
如圖5及圖6所示，於第1處理區域201a內設置有線狀氣體供給部281，線狀氣體供給部281係自處理室201內之頂面朝基座 217上之晶圓200側突出。線狀氣體供給部281係構成為於其下面側(亦即，與基座217上之晶圓200對向之面側)具有延伸於基座217之旋轉徑向之形成為線狀之開口部283，且藉由自該開口部283噴出氣體而進行朝第1處理區域201a內之氣體供給。其中，「線狀」係指像線般之細長形狀。亦即，開口部283係藉由於俯視時之呈長條狀連續之開口而形成。
開口部283係將其長邊方向之大小形成為較基座217上之晶圓200之直徑大。開口部283之內周側(基座217之旋轉中心側)之端緣，係位於較基座217之旋轉時晶圓200之內周側端緣通過之位置更靠基座217之旋轉中心側。開口部283之外周側之端緣，係位於較基座217之旋轉時晶圓200之外周側端緣通過之位置更靠基座217之外周側。再者，也可根據自開口部283噴出之氣體之流量或壓力等，而例如使開口部283靠近基座217之旋轉中心側或外周側進行配置，以與上述態樣不同之方式設定開口部283之位置。
此外，線狀氣體供給部281係於較開口部283靠氣體噴出方向(亦即氣體供給方向)之上游側之位置，內包有作為氣體擴散空間之氣體緩衝區域284。氣體緩衝區域284係作為在來自開口部283之氣體噴出之前用以使此氣體擴散之空間而發揮功能者，因此，其與開口部283同樣形成為延伸於基座217之旋轉徑向。再者，為了作為氣體擴散空間而發揮功能，氣體緩衝區域284係將其平面形狀之大小(具體為例如面積)形成為較開口部283之平面形狀之大小更大。
氣體緩衝區域284連接有氣體供給連接管285之下游 端。氣體供給連接管285之上游端連接於第1處理氣體導入部282。藉此，第1處理氣體經由第1處理氣體供給管232a及第1處理氣體導入部282被供給於線狀氣體供給部281。並且，供給於線狀氣體供給部281之第1處理氣體，通過開口部283朝第1處理區域201a內噴出。
惟，此時，線狀氣體供給部281係內包氣體緩衝區域284。因此，來自該氣體供給連接管285之氣體，於氣體緩衝區域284內朝基座217之旋轉徑向之全域擴散之後，自開口部283朝第1處理區域201a內噴出。因此，對於通過開口部283而進行之氣體供給，可謀求在基座217之旋轉徑向之均勻化，且可抑制氣體被集中地供給於特定部位(例如，氣體供給連接管285之連接部位之附近)。
再者，只要能謀求朝第1處理區域201a內之氣體供給之均勻化，氣體供給連接管285不必一定要經由氣體緩衝區域284連接於開口部283。例如，只要可設置複數個氣體供給連接管285，也可考慮構成為於複數個部位連接各氣體供給連接管285及開口部283，該情況下也可使對第1處理區域201a內之氣體供給均勻化。
(間隙保持構件)
此外，於第1處理區域201a內圍繞線狀氣體供給部281之周圍而配置有作為間隙保持部之間隙保持構件286。間隙保持構件286係設置為自處理室201內之頂面朝基座217上之晶圓200側突出。藉此，間隙保持構件286將作為藉由線狀氣體供給部281供給之氣 體之流路的晶圓200之表面上方空間設為規定間隔之間隙。亦即，間隙保持構件286係朝晶圓200側突設以使線狀氣體供給部281之周圍之晶圓200之表面與間隙保持構件286下面之間成為規定間隔之間隙。
規定間隔之間隙之大小，無特別限制，只要考慮自線狀氣體供給部281供給之氣體之壓力及流量、第1處理區域201a之平面面積等而適宜設定即可。具體而言，例如，為了能使自線狀氣體供給部281供給之氣體有效率地擴散於第1處理區域201a之全域，且使基座217上之晶圓200之表面充分地曝露於所供給之氣體中，可考慮以間隙保持構件286之下面不干涉晶圓200之程度接近基座217而配置。
此外，例如，為了能使自線狀氣體供給部281供給之氣體有效率地擴散至第1處理區域201a之全域，間隙保持構件286可將其俯視時之形狀及大小與除設置有線狀氣體供給部281及後述之氣體排出區域287之部分以外之第1處理區域201a的形狀及大小對應而形成。藉此，間隙保持構件286係將至少一部分、較佳為全部，於基座217之旋轉圓周方向上形成為較線狀氣體供給部281之寬度為寬。
(氣體排出區域)
此外，於第1處理區域201a內，且於分隔板205之側面與間隙保持構件286之側面之間設置有氣體排出區域287。氣體排出區域287係由分隔板205與間隙保持構件286形成側面，由處理室201內之頂面形成上方，由基座217或晶圓200形成下方之空間。
氣體導入部250之惰性氣體噴出口254係位於氣體排出區域287之基座217之旋轉中心側。藉此，於氣體排出區域287內，若自惰性氣體噴出口254噴出惰性氣體，則此惰性氣體沿分隔板205之壁面朝基座217之外周側流動。
再者，本實施形態中，係列舉了分別沿區隔第1處理 區域201a之兩分隔板205而於第1處理區域201a內設置有2個氣體排出區域287之情況為例，但氣體排出區域287也可為至少配置於基座217之旋轉方向(參照圖6中之箭頭)之下游側，而不配置於上游側之構造。該情況下，可使來自上游側之氣體之曝露量增加，因此，可提高氣體之使用效率。另一方面，與分別配置於上游側及下游側之情況比較，由於氣體之排氣效率降低，因此可能產生不易對所產生之反應副生成物或殘留氣體等進行排氣之問題。尤其是，於以第1處理區域201a為代表之使氣體與晶圓200上之膜反應之區域中，若產生有反應副生成物，且此反應副生成物未被排出，則該等物質可能再度附著於晶圓200或者阻礙氣體之反應等。因此，於需要對反應副生成物或殘留氣體等提高排氣之效率之區域或處理之情況下，較佳為分別於上游側及下游側設置氣體排出區域287。
(4)控制部之構成
其次，使用圖7對本實施形態之控制部(控制手段)即控制器300進行說明。圖7為適宜於本實施形態中使用之基板處理裝置10之控制器之概略構成圖。
如圖7所示，控制部(控制手段)即控制器300係作為電腦而構成，該電腦具備CPU(Central Processing Unit)301a、 RAM(Random Access Memory)301b、記憶裝置301c、及I/O埠301d。RAM301b、記憶裝置301c、及I/O埠301d，係構成為經由內部匯流排301e而可與CPU301a進行資料交換。於控制器300係連接有例如作為觸控面板等而構成之輸入輸出裝置302。
記憶裝置301c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等構成。於記憶裝置301c內可讀出地儲存有製程配方，該製程配方記載有控制基板處理裝置10之動作之控制程式、及後述之成膜處理等之基板處理之順序及條件等。再者，製程配方係組合為使控制器300執行後述之基板處理步驟中之各順序而可獲得規定之結果者，其作為程式而發揮功能。以下，將該製程配方或控制程式等簡單地統稱為程式。再者，本說明書中使用有程式之詞彙之情況，具有僅包含製程配方單體之情況、僅包含控制程式單體之情況、或者包含其之雙方之情況。此外，RAM301b係作為暫時保持有藉由CPU301a而讀出之程式或資料等之記憶體區域(工件區)而構成。
I/O埠301d連接於上述之MFC232c、233c、234c、235c、236c、237c、閥232d、233d、233f、234d、234f、235d、236d、237d、壓力感測器248、APC閥243、真空泵246、加熱器218、溫度感測器274、整合器272、高頻電源273、旋轉機構267、昇降機構268等。再者，I/O埠301d也連接於未圖示之電力調整器224、加熱器電源225、及溫度調整器223。
CPU301a係構成為自記憶裝置301c讀出控制程式而執行，並根據來自輸入輸出裝置302之操作指令之輸入等自記憶裝置301c讀出製程配方。並且，CPU301a係構成為根據讀出之製程 配方之內容，控制MFC232c、233c、234c、235c、236c、237c之對各種氣體之流量調整動作、閥232d、233d、233f、234d、234f、235d、236d、237d之開閉動作、APC閥243之開閉動作及基於壓力感測器248之APC閥243之壓力調整動作、基於溫度感測器274之加熱器218之溫度調整動作、真空泵246之起動及停止、旋轉機構267之使基座217旋轉及旋轉速度調節動作、昇降機構268之對基座217之昇降動作、高頻電源273之電力供給及停止、整合器272之阻抗調整動作等。
再者，控制器300不限於作為專用之電腦而構成之情況，也可作為普通之電腦而構成。例如，準備儲存有上述程式之外部記憶裝置(例如，磁帶、軟碟或硬碟等之磁碟、CD或DVD等之光碟、MO等之光磁碟、USB記憶體或記憶卡等之半導體記憶體)303，藉由使用該外部記憶裝置303將程式安裝於普通之電腦等，而可構成本實施形態之控制器300。再者，用以將程式供給於電腦之手段，不限於經由外部記憶裝置303而供給之情況。例如，也可使用網路或專用線路等之通信手段，而不經由外部記憶裝置303地供給程式。再者，記憶裝置301c或外部記憶裝置303，係作為電腦可讀取之記錄媒體而構成。以下，將該等簡單地統稱為記錄媒體。再者，於本說明書中使用記錄媒體之詞彙之情況，具有僅包含記憶裝置301c單體之情況、僅包含外部記憶裝置303單體之情況、或包含其之雙方之情況。
(5)基板處理步驟
其次，作為半導體裝置之製造方法之一步驟，對使用上述構成 之基板處理裝置10而於晶圓200上形成薄膜之步驟進行說明。再者，於以下之說明中，藉由控制器300控制構成基板處理裝置10之處理腔202之各部分之動作。
在此，對使用TiCl4氣體作為原料氣體(第1處理氣體)，使用NH3氣體作為反應氣體(第2處理氣體)，且藉由交互供給法於晶圓200上形成TiN膜而作為薄膜之例子進行說明。
圖8為顯示本實施形態之基板處理步驟之流程圖。圖9為顯示本實施形態之薄膜形成步驟之流程圖。
(基板搬入．載置步驟：S110)
於朝晶圓200上形成薄膜時，於基板處理裝置10中，首先進行基板搬入．載置步驟(S110)。於基板搬入．載置步驟(S110)中，未圖示之步驟內搬送裝置，將收容有最多為25片之晶圓200之晶圓盒100載置於裝載埠105上。然後，藉由開盒器108將晶圓盒100之盒蓋100a開啟之後，第2晶圓移載機124自晶圓盒100拾起晶圓200而朝凹口對齊裝置106上載置，使凹口對齊裝置106進行晶圓200之位置調整。於晶圓200之位置調整之後，第2晶圓移載機124將晶圓200自凹口對齊裝置106搬入大氣壓狀態之預備室122內。將晶圓200搬入之後，預備室122內，於閘閥128關閉之狀態下，藉由未圖示之排氣裝置排氣而成為負壓。
然後，於處理腔202中，藉由使基座217下降至晶圓200之搬送位置，使晶圓頂起銷266貫通基座217之貫通孔217a。其結果，晶圓頂起銷266成為較基座217之表面突出規定之高度量之狀態。然後，將規定之閘閥126、127、150、151、152、153開 啟，使處理腔202與第1搬送室103內及預備室122內連通。
於此狀態下，第1晶圓移載機112將預備室122內之晶圓200搬入處理腔202之處理室201內，載置於自基座217表面突出之晶圓頂起銷266上。第1晶圓移載機112反復地對規定片數(例如5片)之晶圓200進行此種搬入動作。此時，旋轉機構267根據需要使基座217旋轉。藉此，於處理室201內，於自基座217之表面突出之晶圓頂起銷266上，以沿基座217之旋轉圓周方向相互不重疊之狀態載置複數片晶圓200。
將晶圓200搬入處理室201內之後，於處理腔202中，使第1晶圓移載機112退避之後，關閉規定之閘閥150、151、152、153，將反應容器203內封閉。然後，昇降機構268使基座217上昇。藉此，於基座217上，將晶圓200載置於各晶圓載置部217b。
再者，較佳為，於將晶圓200搬入處理室201內時，一面藉由排氣系統對處理室201內進行排氣，一面自惰性氣體供給系統朝處理室201內供給作為惰性氣體之N2氣體。亦即較佳為，於藉由使真空泵246動作將APC閥243開啟而對處理室201內進行排氣之狀態下，至少將第1惰性氣體供給系統之閥234d、234f開啟，藉以朝處理室201內供給N2氣體。藉此，可抑制粉塵朝處理室201內之侵入、或粉塵朝晶圓200上之附著。N2氣體之供給，也可由第2惰性氣體供給系統或第3惰性氣體供給系統之任一者、或者適宜地使該等與第1惰性氣體供給系統組合而進行。
真空泵246係設定為至少於自基板搬入．載置步驟(S110)至後述之基板搬出步驟(S160)結束之期間，常時為動作之狀態。此時，APC閥243係藉由調整排氣管231之流導，將處理室 201內維持於規定之壓力。
並且，於將晶圓200載置於基座217之晶圓載置部217b上時，將電力供給於埋在基座217之內部之加熱器218，將晶圓200之表面控制為規定之處理溫度。此時，加熱器218之溫度係基於藉由溫度感測器249檢測之溫度資訊，控制朝加熱器218之通電狀況，藉此而進行調整。
如此，於基板搬入．載置步驟(S110)中，將處理空間201內控制為規定之處理壓力，並將晶圓200之表面溫度控制為規定之處理溫度。其中，規定之處理溫度、處理壓力，係指於後述之薄膜形成步驟(S200)中，可形成TiN膜之處理溫度、處理壓力，例如原料氣體不自己分解之程度之處理溫度、處理壓力。具體而言，可考慮將處理溫度設為室溫以上且500℃以下，較佳為室溫以上且400℃以下，且將處理壓力設為50~5000Pa。該處理溫度、處理壓力，於後述之薄膜形成步驟(S200)中也被維持。
(基座旋轉開始：S120)
基板搬入．載置步驟(S110)之後，接著開始基座217之旋轉(S120)。具體而言，將晶圓200載置於各晶圓載置部217b之後，旋轉機構267使基座217旋轉。此時，基座217之旋轉速度，係由控制器300所控制。基座217之旋轉速度，例如為1轉/分以上且100轉/分以下。具體而言，旋轉速度例如為60轉/分。藉由使基座217旋轉，晶圓200依第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b、第2沖洗區域204b之順序開始移動。
(氣體供給開始：S130)
於基座217達到所希望之旋轉速度之後，接著開始對第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b、及第2沖洗區域204b之各區域之氣體供給(S130)。
藉由將閥232d設為開放狀態，對第1處理區域201a供給TiCl4氣體。此時，調整MFC232c以使TiCl4氣體之流量成為規定流量。TiCl4氣體之供給流量，例如為0.1g/min以上且2.0g/min以下。此外，也可與TiCl4氣體一併自第2惰性氣體供給系統流通N2氣體而作為運載氣體。藉此，自線狀氣體供給部281朝第1處理區域201a內供給TiCl4氣體。
藉由將閥233d及閥233f設為開放狀態，對第2處理區域201b供給NH3氣體。此時，調整MFC233c以使NH3氣體之流量成為規定流量。NH3氣體之供給流量，例如為100sccm以上且5000sccm以下。此外，也可與NH3氣體一併自第3惰性氣體供給系統流通N2氣體而作為運載氣體。藉此，與對第1處理區域201a內之TiCl4氣體之供給同步，自第2處理氣體噴出口255及電漿生成部206內之氣體噴出口朝第2處理區域201b內供給NH3氣體。待NH3氣體之供給流量穩定之後，電漿生成部206於第2處理區域201b內開始生成電漿。具體而言，自電漿生成部206之高頻電源273對電極271施加高頻功率，並藉由整合器272使阻抗整合。藉此，朝第2處理區域201b內供給有已為電漿激發之狀態之NH3氣體。
藉由將閥234d設為開放狀態，對第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各者供給N2氣體。此時，調整MFC234c 以使N2氣體之流量成為規定流量。N2氣體之供給流量，例如為1000sccm以上且10000sccm以下。藉此，與對第1處理區域201a內之TiCl4氣體之供給及對第2處理區域201b之NH3氣體之供給同步，分別自線狀氣體供給部281b及線狀氣體供給部281c朝第1沖洗區域204a內及第2沖洗區域204b內之各區域供給N2氣體。再者，對第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域之N2氣體之供給，也可自基板搬入．載置步驟(S110)之N2氣體供給接續而持續地進行。
(薄膜形成步驟：S200)
如此，第1處理區域201a成為TiCl4氣體環境，第2處理區域201b成為NH3氣體環境，第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b分別成為N2氣體環境，若進而各晶圓載置部217b上之晶圓200依序通過第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b、及第2沖洗區域204b，則於其後進行薄膜形成步驟(S200)。其中，參照圖9，對薄膜形成步驟(S200)詳細地進行說明。
(通過第1處理區域：S210)
於薄膜形成步驟(S200)中，晶圓200首先通過第1處理區域201a。於通過第1處理區域201a時，晶圓200曝露於TiCl4氣體環境中。此時，由於第1處理區域201a內之環境氣體僅為TiCl4氣體及惰性氣體，因此TiCl4氣體不與NH3氣體反應，而直接接觸於晶圓200。此外，第1處理區域201a內之處理溫度、處理壓力，係設定為TiCl4氣體不自己分解之程度之處理溫度、處理壓力。因此， 於晶圓200之表面形成有包含Ti之Ti含有層。
(通過第1沖洗區域：S220)
通過了第1處理區域201a之後，晶圓200藉由基座217之旋轉而進入第1沖洗區域204a。並且，於通過第1沖洗區域204a時，晶圓200曝露於N2氣體環境中。藉此，自晶圓200之表面上除去於第1處理區域201a內無法於晶圓200上形成牢固之結合之TiCl4氣體之成份。
(通過第2處理區域：S230)
通過了第1沖洗區域204a之後，晶圓200藉由基座217之旋轉而進入第2處理區域201b。並且，於通過第2處理區域201b時，晶圓200曝露於NH3氣體環境中。此時，於第2處理區域201b內，電漿狀態之NH3氣體與形成於晶圓200上之Ti含有層反應，生成氮化鈦(TiN)膜。
(通過第2沖洗區域：S240)
通過了第2處理區域201b之後，晶圓200藉由基座217之旋轉而進入第2沖洗區域204b。並且，於通過第2沖洗區域204b時，晶圓200曝露於N2氣體環境中。藉此，自晶圓200之表面上除去殘留於其表面上之反應副生成物等之剩餘物。
(判斷處理：S250)
將以上之通過第1處理區域(S210)、通過第1沖洗區域(S220)、 通過第2處理區域(S230)及通過第2沖洗區域(S240)之各處理作為一個循環，控制器300判斷是否有對該一個循環實施了規定次數(k次：k為1以上之整數)(S250)。具體而言，控制器300對基座217旋轉之次數進行計數，以此計數結果是否達到k次，進行上述判斷。若對該一個循環實施了規定次數(k次)，則於晶圓200上形成有所希望膜厚之TiN膜。並且，薄膜形成步驟(S200)藉由實施規定次數(k次)之循環而結束。
(停止氣體供給：S140)
當進行以上之各處理(S210~S250)之薄膜形成步驟(S200)結束之後，如圖8所示，至少停止對第1處理區域201a及第2處理區域201b之各區域之氣體供給(S140)。具體而言，於薄膜形成步驟(S200)之後，將閥232d、233d、233f設為關閉狀態，停止朝第1處理區域201a之TiCl4氣體之供給及朝第2處理區域201b之NH3氣體之供給。
(基座旋轉停止：S150)
於停止朝第1處理區域201a及第2處理區域201b之各區域之氣體供給之後，接著，停止基座217之旋轉(S150)。
(基板搬出步驟：S160)
然後，進行基板搬出步驟(S160)。於基板搬出步驟(S160)中，昇降機構268使基座217下降，使晶圓頂起銷266自基座217表面突出，以使該晶圓頂起銷266支撐晶圓200。然後，開啟規定之閘 閥126、127、150、151、152、153，使處理腔202與第1搬送室103內及預備室122內連通。然後，第1晶圓移載機112將晶圓頂起銷266上之晶圓200朝反應容器203外搬出。搬出之晶圓200藉由第2晶圓移載機124，被收容於裝載埠105上之晶圓盒100內。此外，將晶圓200朝反應容器203外搬出之後，停止惰性氣體供給系統之朝處理室201內之作為惰性氣體之N2氣體之供給。
藉由進行以上之操作順序之基板處理步驟，於晶圓200上形成TiN膜作為薄膜。再者，於基板處理步驟結束之後，也可根據需要自清潔氣體供給系統朝處理室201內供給NF3等之清潔氣體，進行對處理室201內之清潔處理。
(6)來自線狀氣體供給部之氣體供給
在此，於上述操作順序之基板處理步驟中，對以下情況之氣體之流動進行詳細說明，該情況係對設置有線狀氣體供給部281之各區域201a、204a、204b內進行氣體供給。
惟於本實施形態中，由於各區域201a、204a、204b內係大致相同地構成，因此，在此以第1處理區域201a為例，主要使用圖10、圖11及圖12對此區域內之氣體之流動進行說明。
圖10為顯示自本實施形態之線狀氣體供給部281進行氣體供給之情況之氣體的流動之縱剖面概略示意圖。圖11及圖12為顯示自本實施形態之線狀氣體供給部281進行氣體供給之情況之氣體的流動之橫剖面概略示意圖。
(來自開口部之氣體噴出)
於使用線狀氣體供給部281進行朝第1處理區域201a內之氣體供給之情況，如圖10所示，朝第1處理氣體導入部282供給之氣體，經過氣體供給連接管285及氣體緩衝區域284，自開口部283朝第1處理區域201a內噴出(參照箭頭f1)。
此時，自開口部283噴出之氣流經過氣體緩衝區域284。氣體緩衝區域284係將其平面形狀之大小形成為較開口部283之平面形狀之大小更大，藉此，作為氣體擴散空間發揮功能。因此，自開口部283噴出之氣流，於氣體緩衝區域284內朝基座217之旋轉徑向之全域擴散之後被噴出，因此關於噴出流量或壓力等，可謀求在基座217之旋轉徑向之均勻化。因此，可抑制自開口部283噴出之氣流集中於特定之部位(例如，氣體供給連接管285之連接部位附近)。
(於晶圓表面上之氣體之流動)
自開口部283噴出之氣流，然後如圖10及圖11所示，通過基座217上之晶圓200之表面與間隙保持構件286之下面之間的間隙，擴散至第1處理區域201a之全域(參照箭頭f2)。
此時，擴散於第1處理區域201a之全域之氣流，主要以朝與開口部283所延伸之長邊方向(即基座217之旋轉徑向)正交之方向(即基座217之旋轉圓周方向)流動者為中心。而且，以此為主之來自開口部283之氣流，如上述可謀求在基座217之旋轉徑向之均勻化。因此，擴散於第1處理區域201a之全域之氣流，於基座217之旋轉中心側與外周側之壓力差降低。
此外，由於供給於第1處理區域201a內之氣流，自 形成為狹窄寬度線狀之開口部283噴出，因此藉由在開口部283處之文土裡效應(Venturi Effect)而使流動加速。並且，由於開口部283在晶圓200之近距離噴出氣體，因此於開口部283之正下方，氣體於壓力高且流速快之狀態下到達晶圓200。到達晶圓200之氣體，如上述自開口部283之正下方主要朝基座217之旋轉圓周方向擴散。此時，於線狀氣體供給部281之周圍設置有間隙保持構件286，晶圓200之表面上方空間藉由間隙保持構件286而變窄，藉此，晶圓200之表面與間隙保持構件286之下面之間被保持為規定間隔之間隙。因此，自開口部283之正下方主要朝基座217之旋轉圓周方向擴散之氣流，通過藉由間隙保持構件286而變窄之氣體流路，以快速流動之狀態擴散至第1處理區域201a之全域。亦即，藉由間隙保持構件286而縮小氣體流路之截面積，供給於第1處理區域201a內之氣流，於維持自開口部283噴出之氣流之流速之狀態下，有效率地擴散至第1處理區域201a之全域。較佳為，間隙保持構件286係鄰接於線狀氣體供給部281之周圍而設置。
於氣流已擴散至第1處理區域201a之全域之第1處理區域201a內，基座217上之晶圓200於此區域內移動。此時，於第1處理區域201a中，由於在線狀氣體供給部281之周圍設置有間隙保持構件286，因此不會有例如像不存在間隙保持構件286之情況般之氣流朝處理室201內之頂面側擴散之情況。亦即，於第1處理區域201a內，氣流常時流動於晶圓200之表面附近。因此，於第1處理區域201a內，移動於該區域內之晶圓200充分地被曝露於氣流中。
較佳為，為了能確實達成以上之有效率之氣體擴散及 充分之氣體曝露，對於設於線狀氣體供給部281之周圍之間隙保持構件286，係將至少一部分、較佳為全部，於基座217之旋轉圓周方向上形成為較線狀氣體供給部281之寬度為寬，藉此於俯視時可將除線狀氣體供給部281及氣體排出區域287以外之第1處理區域201a之大部分覆蓋。
此外，關於間隙保持構件286，較佳為作為與構成處理室201之頂面之構件為另外之構件而形成。這是因為若為另外之構件，例如藉由準備複數種類之間隙保持構件286，則可實現對作為氣體流路之晶圓200之表面與間隙保持構件286之下面之間隙之大小進行調整。該情況下，間隙保持構件286可考慮利用例如以螺栓為代表之公知之鎖緊件，相對於處理室201之頂面可裝卸地裝設。此外，本實施形態中，將線狀氣體供給部281及間隙保持構件286作為不同構件而設置，但也可一體形成間隙保持構件286及線狀氣體供給部281。
(於氣體排出區域內之氣體之流動)
自開口部283噴出，且自其正下方主要朝基座217之旋轉圓周方向擴散之氣流，不久即到達氣體排出區域287。氣體排出區域287係由處理室201內之頂面形成其上方之空間，而發揮將晶圓200之表面上方空間較間隙保持構件286之正下方部分更擴展之作用。因此，到達氣體排出區域287之氣流，在氣體流入氣體排出區域287內時之流導變得較分隔板205下方之間隙之流導大。因此，如圖10所示，不會有氣體越過分隔板205而流入鄰接之其他區域之情形，而是於氣體排出區域287內擴散，暫時滯留於此氣體排出區域287 內(參照箭頭f3)。
此時，於第1處理區域201a內，自設於基座217之外周端附近之排氣口230排出氣體，藉此，形成自基座217之旋轉中心側朝外周側之氣流。惟，於第1處理區域201a內，因晶圓200之表面上方空間之擴散之差異而引起，氣體排出區域287內之流導變得較間隙保持構件286之正下方部分之流導大。因此，第1處理區域201a內之自基座217之旋轉中心側朝外周側之氣流，如圖11所示，主要形成於氣體排出區域287內(參照箭頭f4)。藉由此氣流，自間隙保持構件286之正下方部分流入而滯留於氣體排出區域287內之氣體，自基座217之旋轉中心側朝外周側流動，並自排氣口230朝處理室201外排出。
此外，由於形成於氣體排出區域287內之氣流，改變自間隙保持構件286之正下方部分流入之氣流之流向，因此亦有助於抑制自間隙保持構件286之正下方部分流入之氣流越過分隔板205而流入鄰接之其他區域之情形。因此，較佳為，氣體排出區域287係沿分隔板205之壁面配置。
再者，氣體排出區域287不一定要分別沿兩分隔板205而配置，只要至少配置於基座217之旋轉方向之下游側即可。於較線狀氣體供給部281之開口部283靠基座217之旋轉方向之上游側，流動於間隙保持構件286之正下方部分之氣流之方向與基座217旋轉時之晶圓200的移動方向，互為相反方向。因此，藉由晶圓200之移動而使氣流之流勢削減，例如即使於不在基座217之旋轉方向之上游側配置氣體排出區域287之情況，仍不會有氣流越過分隔板205而流入鄰接之其他區域之情形，這是因為有進行朝處理 室201外之排氣。此外，於較線狀氣體供給部281之開口部283靠基座217之旋轉方向之下游側，因與基座217之旋轉方向之關係，而有下游側較上游側具有更多之氣體流動之傾向。該情況也是因為只要至少於基座217之旋轉方向之下游側配置氣體排出區域287，即可將流來之多數氣體積極地朝處理室201外排出。
(惰性氣體氣流之利用)
於配置氣體排出區域287而進行來自第1處理區域201a內之氣體排氣之情況，也可考慮於氣體排出區域287內形成惰性氣體之氣流，利用該氣流而進行對來自第1處理區域201a內之氣體排氣之促進、及朝鄰接之其他區域之氣體流入之抑制。
具體而言，配合來自線狀氣體供給部281之氣體供給，將第1惰性氣體供給系統中之閥234f設為開放狀態，經由氣體導入部250之惰性氣體導入部253，使惰性氣體自惰性氣體噴出口254噴出。惰性氣體噴出口254係位於氣體排出區域287中之基座217之旋轉中心側。因此，若惰性氣體自惰性氣體噴出口254噴出，則該惰性氣體於氣體排出區域287內朝基座217之外周側流動。藉此，於氣體排出區域287內，如圖12所示，形成惰性氣體之強制性之氣流(參照箭頭f5)。
若於氣體排出區域287內形成有惰性氣體之強制性之氣流，則藉此會引發使滯留於氣體排出區域287內之氣體朝基座217之外周側流動之氣流(參照箭頭f4)。亦即，藉由於氣體排出區域287內形成惰性氣體之氣流，促進對於被供給於第1處理區域201a內之氣體之朝氣體處理室201外之排氣。因此，只要利用氣體 排出區域287內之惰性氣體之氣流，即可有效率且確實地進行來自第1處理區域201a內之氣體排氣。並且，只要利用氣體排出區域287內之惰性氣體之氣流，對抑制氣體朝鄰接之其他區域流入之抑制功效，也比不利用該氣流之情況，更可提高該功效。
再者，於在氣體排出區域287內形成惰性氣體之氣流之情況，可考慮藉由適宜設定惰性氣體噴出口254等之大小，而對該氣流之流量或壓力等予以適當地調整。惟，關於氣流之流量或壓力等之具體數值，只要與不利用該氣流之情況比較而可促進氣體排氣功效等，並無特別限制，只要於考慮第1處理區域201a或氣體排出區域287等之各區域尺寸而適宜設定即可。
(7)本實施形態之功效
根據本實施形態，可實現以下所示之一或複數之功效。
(a)根據本實施形態，於作為基板公轉型之多片式裝置而構成之處理腔202內，於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域中，設置有進行自形成為線狀之開口部283朝區域內之氣體供給之線狀氣體供給部281、及配置於其周圍之間隙保持構件286。因此，於各區域內，高壓之氣體於在基座217之旋轉徑向無不勻之狀態下以高速之流速對晶圓200之表面進行噴吹，並且噴吹之氣體於維持高速流動之狀態下有效率地擴散於區域內之全域，使得移動於區域內之晶圓200被充分地曝露於氣流中。亦即，根據本實施形態，於各區域內，可對作為處理對象之晶圓200均勻地進行高曝露量之氣體供給。而且，於各區域中，供給之氣體有效率地擴散，因此，不會有使氣體遍及於晶圓200之面 上需要時間、或者對該區域之氣體供給或氣體排氣等需要時間之情況，從而可以高生產量於晶圓200之面上形成薄膜。亦即，根據本實施形態，於各區域內，可以高生產量對作為處理對象之晶圓200進行處理。
(b)此外，根據本實施形態，於基座217之旋轉圓周方向，將間隙保持構件286之至少一部分、較佳為全部，形成為較線狀氣體供給部281之寬度寬。亦即，若對線狀氣體供給部281與間隙保持構件286進行比較，則線狀氣體供給部281相對地形成為寬度較窄，而間隙保持構件286相對地形成為寬度較寬。藉此，線狀氣體供給部281之開口部283也相對地變得較窄，因此可以高壓進行來自開口部283之氣體噴出。並且，藉由間隙保持構件286相對地成為較寬，可使自開口部283噴出之氣體於維持高流速之狀態下以高壓進行擴散，而可將該氣體對晶圓200之表面附近集中地進行噴吹。作為該等之結果，本實施形態中，可以高曝露量對晶圓200之表面進行氣體供給。若能以高曝露量供給氣體，則亦可實現伴隨此而帶來之基座217之高速旋轉化，於以高生產量對晶圓200進行之處理上非常有效。
(c)此外，根據本實施形態，於具備線狀氣體供給部281之第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域，沿分隔板205設置有氣體排出區域287。因此，於各區域內，可將到達氣體排出區域287之氣體，通過該氣體排出區域287而迅速地朝區域外排出。而且，由於通過氣體排出區域287使氣體積極地朝基座217之外周側逃出，因而可抑制氣流越過分隔板205而流入鄰接之其他區域。這點對用以使基座217高速旋轉化上非常 有用，而有助於對晶圓200之處理之高生產量化。
(d)再者，如本實施形態所說明般，較佳為氣體排出區域287係於一個區域內分別沿兩分隔板205而配置，但只要至少配置於基座217之旋轉方向之下游側即可。這是因為若考慮到基座217之旋轉方向，處於基座217之旋轉方向之下游側之氣體排出區域287，其對朝區域外之氣體排氣之貢獻度更高。
(e)此外，根據本實施形態，線狀氣體供給部281係於較開口部283靠氣體供給方向上游側內包有氣體緩衝區域284。因此，即使開口部283形成為朝基座217之旋轉徑向延伸之線狀，對於自該開口部283噴出之氣流，仍可謀求噴出流量或壓力等在基座217之旋轉徑向上之均勻化，而可抑制氣流集中於特定之部位而噴出之情況。
(f)此外，根據本實施形態，於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域中，於基座217之外周端附近設置有排氣口230，另一方面，於位於基座217之旋轉中心側之氣體導入部250設置有連接於惰性氣體供給系統之惰性氣體噴出口254、256、257。因此，藉由使惰性氣體自惰性氣體噴出口254、256、257噴出，只要於氣體排出區域287內形成惰性氣體之強制性之氣流，即可有效率且確實地進行來自各區域內之排氣。並且，只要利用氣體排出區域287內之惰性氣體之氣流，對抑制氣體之朝鄰接之其他區域流入之抑制功效，也比不利用該氣流之情況，更可提高該功效。
<本發明之其他實施形態>
以上對本發明之一實施形態具體進行了說明，惟本發明不限上述一實施形態，只要於未超出其主旨之範圍內即可進行各種之變更。
(區域內之線狀氣體供給部之設置數量)
於上述實施形態中，以於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之各區域中，於一個區域內設置一個線狀氣體供給部281之情況為例進行了說明，但本發明不限於此，也可於一個區域內並排設置複數個線狀氣體供給部281。
於一個區域內並排設置複數個線狀氣體供給部281之情況下，由於進行自設於各線狀氣體供給部281之開口部283朝區域內之氣體供給，因此，與上述實施形態之情況比較，可謀求更進一層之氣體供給之效率化，其結果可實現對晶圓200之處理之更進一步之高生產量化。
再者，於一個區域內並排設置複數個線狀氣體供給部281之情況，較佳為，可以基座217之旋轉軸為中心呈放射狀配置設於各線狀氣體供給部281之開口部283。這是因為，例如，若以設於各線狀氣體供給部281之開口部283為平行之方式排列各線狀氣體供給部281，則於小型構成之處理腔202之情況，藉由與基座217之旋轉之關係，氣體之對晶圓200之曝露量有可能於內周側及外周側產生差異，然而，只要將設於各線狀氣體供給部281之開口部283呈放射狀配置，即可謀求氣體之對晶圓200之曝露量在內周側及外周側之均勻化。此外，如上述，除於一個區域內並排設置複數個線狀氣體供給部281之構成以外，也可構成為於一個線狀氣體 供給部281並排設置複數個形成為線狀之開口部。
(惰性氣體噴出口之設置位置)
此外，於上述實施形態中，以於氣體排出區域287內形成惰性氣體之氣流時，使惰性氣體自位於基座217之旋轉中心側之氣體導入部250之惰性氣體噴出口254、256、257噴出之情況為例進行了說明，但本發明不限於此。亦即，噴出惰性氣體之惰性氣體噴出口254、256、257，例如也可設於處理室201之頂部。惟，於此情況下，設為於俯視時之構成中，使晶圓200移動於惰性氣體噴出口254、256、257之設置部位與基座217之外周側之間。
(處理室內之區隔區域數)
此外，於上述實施形態中，以處理室201內係藉由4片分隔板205被區隔為第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b及第2沖洗區域204b之各區域的情況作為例子，但本發明不限於此。亦即，本發明只要為至少具備包括該等4個區域之處理室201之基板處理裝置10，即可應用。因此，本發明所應用之基板處理裝置10之處理室201內，除該等4個區域外，亦可區隔有一供給例如H2氣體等之改質氣體(Modification Gas)而用以對形成於晶圓200上之薄膜進行改質之區域。並且，於上述實施形態中，以將處理室201內之各區域等分區隔之情況作為例子，但本發明不限於此，也可將各區域區隔為不同大小。
(線狀氣體供給部之設置區域)
此外，於上述實施形態中，舉出了於第1處理區域201a設置有線狀氣體供給部281a，於第1沖洗區域204a設置有線狀氣體供給部281b，於第2沖洗區域204b設置有線狀氣體供給部281c之情況為例。如此，只要於第1處理區域201a設置有線狀氣體供給部281a，即可對晶圓200提供充分之原料氣體，因此即使為了縮短成膜時間而提高基座217之旋轉數，仍可進行適宜之成膜處理。此外，只要於第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b分別設置有線狀氣體供給部281b及線狀氣體供給部281c，即可對晶圓200提供充分之惰性氣體，因此可於晶圓200上迅速地除去未反應之氣體，即使提高基座217之旋轉數，仍可適宜地除去剩餘氣體。
惟，本發明不必一定要限於此，也可考慮於第1處理區域201a、第1沖洗區域204a及第2沖洗區域204b之至少一者設置線狀氣體供給部281。此外，如上述，於在處理室201內區隔有改質氣體供給區域之情況，也可於該改質氣體供給區域設置線狀氣體供給部281。
此外，上述實施形態中，由於對第2處理區域201b，設置有電漿生成部206之至少一部分，因而不設置線狀氣體供給部281。惟，也可考慮不利用電漿生成部206，例如只要為供給藉由遠距電漿生成單元也可進行充分之電漿激發之種類的反應氣體之情況，即可構成為於第2處理區域201b設置線狀氣體供給部281，且自該線狀氣體供給部281供給電漿狀態之反應氣體。亦即，本發明也可構成為於第2處理區域201b設置線狀氣體供給部281。
(氣體種類)
此外，例如於上述實施形態中，舉出了於基板處理裝置10進行之薄膜形成步驟中，使用TiCl4氣體作為原料氣體(第1處理氣體)，使用NH3氣體作為反應氣體(第2處理氣體)，藉由交互地供給該等氣體，於晶圓200上形成TiN膜之情況為例，但本發明不限於此。亦即，使用於成膜處理之處理氣體，不限於TiCl4氣體或NH3氣體等，也可使用其他種類之氣體來形成其他種類之薄膜。並且，即使於使用3種類以上之處理氣體之情況，只要交互地供給該等氣體而進行成膜處理，即可應用本發明。
(分隔板)
此外，例如於上述實施形態中，舉出了作為將處理室201區隔為第1處理區域201a、第1沖洗區域204a、第2處理區域201b、第2沖洗區域204b之區隔部，設置4片分隔板205之情況為例。惟，本發明不必限於此，作為區隔各區域之構成，也可設置塊狀之構件、氣體供給噴嘴、氣體排氣噴嘴等之構造體而作為區隔部。
(其他)
此外，例如於上述實施形態中，作為基板處理裝置10進行之處理舉出了成膜處理為例，但本發明不限於此。亦即，除成膜處理外，也可為形成氧化膜、氮化膜之處理、形成含金屬之膜之處理。此外，不論基板處理之具體內容，不僅可應用於成膜處理，還可適合應用於退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、微影處理等之其他之基板處理。並且，本發明還可適合應用於其他之基板處理裝置、例如退火處理裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝 置、塗佈裝置、乾燥裝置、加熱裝置、利用電漿之處理裝置等之其他基板處理裝置。並且，本發明也可將該等裝置混合。此外，既可將某實施形態之構成之一部分更換為其他實施形態之構成，並且，也可於某實施形態之構成加上其他實施形態之構成。此外，也可對各實施形態之構成之一部分，實施其他之構成之追加、去除、更換。
<本發明之較佳態樣>
以下，附上本發明之較佳態樣。
[附記1]
根據本發明之一態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：處理室，其具有作為第1處理氣體環境之第1處理區域、及作為第2處理氣體環境之第2處理區域；基板載置台，其可旋轉自如地設於上述處理室內，而載置作為處理對象之基板；及旋轉機構，其使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域、上述第2處理區域；且於上述第1處理區域及上述第2處理區域中的至少一個區域設置有線狀氣體供給部及間隙保持構件，該線狀氣體供給部具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向之線狀之開口部，以進行自上述開口部朝上述至少一個區域內之氣體供給，該間隙保持構件係於上述線狀氣體供給部或上述開口部之周圍自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出，以使作為藉由上述線狀氣體供給部供給之氣體的流路之上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙。
[附記2]
較佳為，提供附記1記載之基板處理裝置，其中，構成上述間隙保持部之間隙保持構件之至少一部分，係於上述基板載置台之旋轉圓周方向上形成為較上述線狀氣體供給部之寬度為寬。
[附記3]
較佳為，提供附記1或2記載之基板處理裝置，其中，於上述處理室內設置有區隔上述第1處理區域及上述第2處理區域之區隔部，於上述至少一個區域設置有氣體排出區域，該氣體排出區域係藉由上述基板之表面及上述處理室之頂面而形成於上述區隔部與上述間隙保持構件之間的空間。
[附記4]
較佳為，提供附記3記載之基板處理裝置，其中，上述氣體排出區域係相對於上述開口部而至少配置於上述基板載置台之旋轉方向之下游側。
[附記5]
較佳為，提供附記1至4中任一項記載之基板處理裝置，其中，於上述至少一個區域相互鄰接地設置有複數個上述線狀氣體供給部或上述開口部。
[附記6]
較佳為，提供附記5記載之基板處理裝置，其中，設置複數個 之上述線狀氣體供給部或上述開口部，係以上述基板載置台之旋轉軸為中心呈放射狀配置。
[附記7]
較佳為，提供附記1至6中任一項記載之基板處理裝置，其中，上述線狀氣體供給部係於較上述開口部靠氣體供給方向上游側具有延伸於上述基板載置台之旋轉徑向之作為氣體擴散空間之氣體緩衝區域。
[附記8]
較佳為，提供附記3或4記載之基板處理裝置，其中，於上述處理室連接有將上述處理室內之氣體朝上述基板載置台之外周側排氣之氣體排氣系統，並連接有供給自上述基板載置台之旋轉中心側朝外周側流動於上述氣體排出區域內之惰性氣體之惰性氣體供給系統。
[附記9]
根據本發明之另一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法或基板處理方法，其具備：基板載置步驟，其將基板載置於設在具有第1處理區域及第2處理區域之處理室內之基板載置台；及基板處理步驟，其於將上述第1處理區域設為第1處理氣體環境且將上述第2處理區域設為第2處理氣體環境之狀態下，使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域及上述第2處理區域；且於上述基板處理步驟中，於上述第1處理區域及上述第2處 理區域中的至少一個區域，構成具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向之線狀之開口部之線狀氣體供給部，並於上述線狀氣體供給部或上述開口部之周圍配置自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出之間隙保持構件，以使上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙，於將藉由上述間隙保持構件而形成之間隙作為自上述線狀氣體供給部之上述開口部供給之氣體之流路之狀態下，進行自上述開口部朝上述至少一個區域內之氣體供給。
[附記10]
根據本發明之另一態樣，提供一種半導體裝置之製造方法或基板處理方法，其具備：基板載置步驟，其將作為處理對象之基板載置於基板載置台，該基板載置台係設於具有第1處理區域、第2處理區域、及介設於上述第1處理區域與上述第2處理區域之間的沖洗區域之處理室內；及基板處理步驟，其將上述第1處理區域設為第1處理氣體環境，將上述第2處理區域設為第2處理氣體環境，且將上述沖洗區域設為惰性氣體環境，並使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域、上述沖洗區域、上述第2處理區域及上述沖洗區域；且於上述基板處理步驟中，於上述第1處理區域、上述第2處理區域及上述沖洗區域中的至少一個區域，進行自具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向之線狀之開口部之線狀氣體供給部朝上述至少一個區域內之氣體供給，並於上述線狀氣體供給部或上述開口部之周圍配置自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出之間隙保持構件，以使上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙，且將藉由上述間隙保持 構件而形成之間隙作為自上述線狀氣體供給部供給之氣體之流路。
200‧‧‧晶圓(基板)
201a‧‧‧第1處理區域
203‧‧‧反應容器
205‧‧‧分隔板
217‧‧‧基座(基板載置台)
281‧‧‧線狀氣體供給部
282‧‧‧第1處理氣體導入部
283‧‧‧開口部
284‧‧‧氣體緩衝區域
285‧‧‧氣體供給連接管
286‧‧‧間隙保持構件
287‧‧‧氣體排出區域

Claims (14)

  1. 一種基板處理裝置，其具備：處理室，其具有第1處理區域及第2處理區域；基板載置台，其可旋轉自如地設於上述處理室內，而載置作為處理對象之基板；及旋轉機構，其使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域、上述第2處理區域；且於上述第1處理區域及上述第2處理區域中的至少一個區域設置有氣體供給部及間隙保持構件，該氣體供給部具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且較上述基板之直徑長之1個帶狀之開口、及形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且在作為較上述開口更靠氣體噴出方向之上游側之位置與上述開口連通之氣體緩衝空間，進行經由上述氣體緩衝空間自上述開口朝上述至少一個區域內之氣體供給，該間隙保持構件係於上述開口之周圍自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出，以使作為藉由上述氣體供給部供給之氣體的流路之上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，於上述處理室內設置有區隔上述第1處理區域及上述第2處理區域之區隔部，於上述至少一個區域設置有氣體排出區域，該氣體排出區域係藉由上述基板之表面及上述處理室之頂面而形成於上述區隔部與上述間隙保持構件之間的空間。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述間隙保持構件之至少一部分，係於上述基板載置台之旋轉圓周方向上形成為較上述 氣體供給部之寬度為寬。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述氣體排出區域係相對於上述開口而至少配置於上述基板載置台之旋轉方向之下游側。
  5. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述氣體排出區域係相對於上述開口而配置於上述基板載置台之旋轉方向之下游側，且不配置於上游側。
  6. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，於上述至少一個區域相互鄰接地設置有複數個上述開口。
  7. 如請求項6之基板處理裝置，其中，設置複數個之上述開口，係以上述基板載置台之旋轉軸為中心呈放射狀配置。
  8. 如請求項2之基板處理裝置，其中，於上述處理室連接有將上述處理室內之氣體朝上述基板載置台之外周側排氣之氣體排氣系統，並連接有供給自上述基板載置台之旋轉中心側朝外周側流動於上述氣體排出區域內之惰性氣體之惰性氣體供給系統。
  9. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述間隙保持構件係與上述氣體供給部相鄰設置。
  10. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述間隙保持構件係由與構成上述處理室之頂面之構件不同之構件形成。
  11. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述氣體供給部與上述間隙保持構件係作為一體而形成。
  12. 一種半導體裝置之製造方法，其具備：基板載置步驟，其將基板載置於設在具有第1處理區域及第2處理區域之處理室內之基板載置台；及 基板處理步驟，其於將上述第1處理區域設為第1處理氣體環境且將上述第2處理區域設為第2處理氣體環境之狀態下，使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域及上述第2處理區域；且於上述基板處理步驟中，於上述第1處理區域及上述第2處理區域中的至少一個區域構成氣體供給部，上述氣體供給部係具有形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且較上述基板之直徑長之1個帶狀之開口、及形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且在作為較上述開口更靠氣體噴出方向之上游側之位置與上述開口連通之氣體緩衝空間，並於上述開口之周圍配置自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出之間隙保持構件，以使上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙，且於將藉由上述間隙保持構件而形成之間隙作為自上述開口供給之氣體之流路之狀態下，進行經由上述氣體緩衝空間自上述開口朝上述至少一個區域內之氣體供給。
  13. 一種基板處理方法，其具備：基板載置步驟，其將基板載置於設在具有第1處理區域及第2處理區域之處理室內之基板載置台；及基板處理步驟，其於將上述第1處理區域設為第1處理氣體環境且將上述第2處理區域設為第2處理氣體環境之狀態下，使上述基板載置台旋轉，以使上述基板依序通過上述第1處理區域及上述第2處理區域；且於上述基板處理步驟中，於上述第1處理區域及上述第2處理區域中的至少一個區域構成氣體供給部，上述氣體供給部係具有形成 為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且較上述基板之直徑長之1個帶狀之開口、及形成為延伸於上述基板載置台之旋轉徑向且在作為較上述開口更靠氣體噴出方向之上游側之位置與上述開口連通之氣體緩衝空間，並於上述開口之周圍配置自與上述基板對向之上述處理室之頂面朝上述基板側突出之間隙保持構件，以使上述基板之表面上方空間成為規定間隔之間隙，且於將藉由上述間隙保持構件而形成之間隙作為自上述開口供給之氣體之流路之狀態下，進行經由上述氣體緩衝空間自上述開口朝上述至少一個區域內之氣體供給。
  14. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述氣體緩衝空間之俯視形狀之面積係較上述開口之俯視形狀之面積大。
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