WO2005088692A1 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

基板処理装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Masanori Sakai
Tomohiro Yoshimura
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Hitachi Kokusai Electric Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a substrate processing apparatus for processing a semiconductor substrate using a gas and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • a reaction gas is allowed to flow for a certain time to form a film on a substrate.
  • the substrate may be rotated to eliminate the influence of the distance of the gas supply location and to improve the uniformity of the film thickness within the substrate surface.
  • the film is rotated many times during film formation in order to supply a continuous gas in which the film formation time is generally longer than the rotation period, it is necessary to strictly consider the rotation period.
  • ALD Advanced Layer Deposition
  • gas A and B are alternately flowed, the gas A supply ⁇ purge (removal gas removal) ⁇ gas B supply ⁇ purge (remaining gas removal) t ⁇ ⁇ cycle is repeated.
  • the membrane advances.
  • the time required for this one cycle is defined as a gas supply cycle T (second), and the rotation cycle of the substrate is defined as P (second Z rotation). If the gas supply cycle and the rotation of the substrate are synchronized, that is, if the integer multiple of T and the integer multiple of P match, and the matched number is L (seconds), then the gas will It is supplied to the same point with the same force (see Fig. 1), and contrary to the intention to eliminate the influence of the distance from the gas supply port by rotation, there is a situation where uniformity cannot be improved.
  • a main object of the present invention is to prevent or suppress the synchronization of the reaction gas supply cycle and the rotation cycle of the substrate, and to reduce the uniformity of the thickness of the formed film in the substrate surface. Prevent dangling It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device which can be mounted.
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • a substrate processing apparatus that alternately supplies at least two types of gases A and B multiple times to form a desired film on the substrate
  • the gas supply cycle which is defined by the time from the flow of gas A to the next flow of gas A, and the rotation cycle of the substrate are synchronized at least as long as the gas is alternately supplied a predetermined number of times.
  • a substrate processing apparatus provided with a control unit for controlling a rotation cycle or a gas supply cycle of a substrate.
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • a substrate processing apparatus that alternately supplies at least two types of gases A and B multiple times to form a desired film on the substrate
  • the substrate After the gas A is supplied to an arbitrary portion of the substrate and before the gas A is supplied to the arbitrary portion, the substrate is supplied so that the alternate supply number of the gases A and B is executed a predetermined number of times.
  • a substrate processing apparatus provided with a control unit for controlling the rotation cycle or the gas supply time of the substrate.
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • a substrate processing apparatus that alternately supplies at least two types of gases A and B multiple times to form a desired film on the substrate
  • a gas supply cycle T defined by the time between the flow of gas A and the next flow of gas A;
  • the plate rotation cycle P is
  • a substrate processing apparatus provided with a control unit for controlling the rotation cycle P or the gas supply cycle ⁇ so as to satisfy the following equation (1).
  • a rotation mechanism for holding and rotating the substrate in the reaction chamber
  • a controller configured to control the rotation mechanism and the gas supply system such that the supply cycle of the reaction gas and the rotation cycle of the substrate are not synchronized for a predetermined time or more when the reaction gas is periodically supplied into the reaction chamber.
  • a substrate processing apparatus comprising:
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • a substrate processing apparatus that alternately supplies at least two types of gases A and B multiple times to form a desired film on the substrate
  • the gas supply cycle which is defined by the time from the flow of gas A to the next flow of gas A, and the rotation cycle of the substrate are synchronized at least as long as the gas is alternately supplied a predetermined number of times.
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • At least two gases A and B are alternately supplied multiple times to form a desired film on the substrate A substrate processing apparatus
  • a method of manufacturing a semiconductor device comprising the step of processing the substrate using a substrate processing apparatus having a control unit for controlling the rotation cycle or the gas supply time.
  • a processing chamber for processing substrates for processing substrates
  • a substrate rotating mechanism for rotating the substrate for rotating the substrate
  • a gas supply unit that supplies gas to the substrate
  • a substrate processing apparatus that alternately supplies at least two types of gases A and B multiple times to form a desired film on the substrate
  • the gas supply cycle T which is defined by the time from the flow of the gas A to the next flow of the gas A, and the rotation cycle P of the substrate,
  • a method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of processing the substrate using a substrate processing apparatus having a control unit for controlling the rotation period P or the gas supply period T so as to satisfy the following equation (1). Is done.
  • FIG. 1 is a view for explaining a gas supply state when a rotation cycle of a substrate to be processed is synchronized with a gas supply cycle.
  • FIG. 2 is a view for explaining a gas supply state when the rotation cycle of the substrate to be processed and the gas supply cycle are not synchronized.
  • FIG. 3A is a view showing a film thickness distribution when a substrate to be processed is not rotated.
  • FIG. 3B is a diagram showing a film thickness distribution when the substrate to be processed is rotated and the rotation period of the substrate to be processed and the gas supply period are synchronized.
  • FIG. 3C is a diagram showing a film thickness distribution when the substrate to be processed is rotated and the rotation period of the substrate to be processed is not synchronized with the gas supply period.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a vertical substrate processing furnace of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a vertical substrate processing furnace of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining a substrate processing apparatus main body according to one embodiment of the present invention.
  • the rotation period P and the gas supply period T are finely adjusted so as to satisfy the following expression (1).
  • DCS SiH CI, dichlorosilane
  • NH ammonia
  • SiN silicon nitride
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a vertical substrate processing furnace according to the present embodiment.
  • FIG. 5 shows a vertical section of the processing furnace, and
  • FIG. 5 shows a vertical substrate processing furnace according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a furnace, showing a processing furnace portion in a cross section.
  • a reaction tube 203 is provided inside a heater 207 as a heating means as a reaction container for processing a wafer 200 as a substrate, and the lower end opening of the reaction tube 203 is sealed with a seal cap 219 as a lid to provide an airtight member O.
  • the heater 207, the reaction tube 203, and the seal cap 219 form at least a processing furnace 202, and the reaction tube 203 and the seal cap 219 form a reaction chamber 201.
  • a boat 217 as a substrate holding means is erected on the seal cap 219 via a quartz cap 218, and the quartz cap 218 is a holder for holding the boat. Then, the boat 217 is inserted into the processing furnace 202.
  • a plurality of wafers 200 to be batch-processed are loaded on the boat 217 in a horizontal posture in multiple stages in the tube axis direction.
  • the heater 207 heats the wafer 200 inserted into the processing furnace 202 to a predetermined temperature.
  • two gas supply pipes 232a and 232b are provided to the processing furnace 202 as supply pipes for supplying a plurality of kinds, here two kinds of gases.
  • a first mass flow controller 241a as a flow rate control means and a first valve 243a as an on-off valve
  • the reaction gas is supplied to the processing furnace 202 via a second gas supply pipe 232b, a second mass flow controller 241b as flow control means, a second valve 243b as an on-off valve, and a gas reservoir.
  • the reaction gas is supplied to the processing furnace 202 via a gas supply unit 249, which will be described later, via a 247 and a third valve 243c which is an opening / closing valve.
  • the processing furnace 202 is connected to a vacuum pump 246 as exhaust means via a fourth knob 243d by a gas exhaust pipe 231 as an exhaust pipe for exhausting gas, and is evacuated to a vacuum.
  • the fourth valve 243d is an opening / closing valve that can open and close the valve to evacuate the processing furnace 202 and stop the evacuation, and can further adjust the valve opening to adjust the pressure.
  • the gas in the inner wall above the lower part of the reaction tube 203 along the loading direction of the wafer 200 A buffer chamber 237 that is a dispersion space is provided, and a first gas supply hole 248a that is a supply hole for supplying gas is provided at an end of a wall of the buffer chamber 237 adjacent to the wafer 200. .
  • the first gas supply hole 248a opens toward the center of the reaction tube 203.
  • the first gas supply holes 248a have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.
  • a nozzle 233 is also provided in the loading direction of the wafer 200 over the upper portion of the lower portion of the reaction tube 203. It is arranged along.
  • the nozzle 233 is provided with a second gas supply hole 248b which is a supply hole for supplying a plurality of gases.
  • the opening area of the second gas supply hole 248b may be the same from the upstream side to the downstream side and the same opening pitch, When the differential pressure is large, it is preferable that the upstream force also increases the opening area toward the downstream side and the opening pitch is reduced.
  • the opening area and the opening pitch of the second gas supply holes 248b is adjusted.
  • the difference is that the gas with the same flow rate is ejected.
  • the gas that also ejects the force of the second gas supply holes 248b is ejected into the buffer chamber 237 and introduced into the buffer chamber 237, so that the gas flow velocity difference is made uniform.
  • the gas ejected from each of the second gas supply holes 248b is supplied to the processing furnace from the first gas supply hole 248a after the particle velocity of each gas is reduced in the buffer chamber 237. It gushes at 202. During this time, the gas ejected from each second gas supply hole 248b When the gas was ejected from the first gas supply hole 248a, a gas having a uniform flow rate and flow rate could be obtained.
  • a first rod-shaped electrode 269 as a first electrode and a second rod-shaped electrode 270 as a second electrode having an elongated structure are provided in the buffer chamber 237 to protect the electrodes from the upper part to the lower part.
  • the first rod-shaped electrode 269 or the second rod-shaped electrode 270 is protected by an electrode protection tube 275 which is a tube, and one of the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 is connected to a high-frequency power source 273 via a matching device 272, and the other is connected to the other.
  • plasma is generated in the plasma generation region 224 between the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270.
  • the electrode protection tube 275 has a structure in which each of the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 can be inserted into the buffer chamber 237 while being isolated from the atmosphere of the buffer chamber 237.
  • the inside of the electrode protection tube 275 has the same atmosphere as the outside air (atmosphere)
  • the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 inserted into the electrode protection tube 275 respectively heat the heater 207. And it is realistic. Therefore, the inside of the electrode protection tube 275 is filled or purged with an inert gas such as nitrogen to suppress the oxygen concentration sufficiently low to prevent the first rod-shaped electrode 269 or the second rod-shaped electrode 270 from oxidizing.
  • Gas purge mechanism is provided for
  • a gas supply unit 249 is provided on an inner wall that is about 120 ° around the inner circumference of the reaction tube 203 from the position of the first gas supply hole 248a.
  • the gas supply unit 249 is a supply unit that shares the buffer chamber 237 and the gas supply type when a plurality of types of gases are alternately supplied to the wafer 200 one by one in the film formation by the ALD method.
  • the gas supply unit 249 also has a third gas supply hole 248c, which is a supply hole for supplying gas at the same pitch, at a position adjacent to the wafer. Tube 232b is connected.
  • the opening area of the third gas supply hole 248c is preferably the same from the upstream side to the downstream side with the same opening pitch and the same opening pitch. If the pressure is high, it is better to increase the opening area or decrease the opening pitch by moving from upstream to downstream.
  • a boat 217 for mounting a plurality of wafers 200 at the same interval in multiple stages is provided.
  • the boat 217 is provided by a boat elevator mechanism not shown in the drawing. You can get in and out of 203.
  • a boat rotating mechanism 267 is provided as rotating means for rotating the boat 217, and the boat held by the quartz cap 218 is rotated by rotating the boat rotating mechanism 267. It rotates 217.
  • the controller 121 which is a control means, includes first and second mass flow controllers 241a and 241b, first and fourth knobs 243a, 243b, 243c and 243d, a heater 207, a vacuum pump 246, and a boat. It is connected to a rotating mechanism 267, a boat elevating mechanism not shown in the figure, a high-frequency power supply 273, and a matching device 272, and adjusts the flow rates of the first and second mass flow controllers 241a and 241b, and the first and third knobs 243a.
  • a wafer 200 on which a film is to be formed is loaded into a boat 217 and carried into a processing furnace 202. After loading, perform the following three steps in order.
  • DCS is stored in the gas reservoir 247 in advance with a desired amount of 243b open and 243c closed (the raw material is released from the gas reservoir 247 in advance in the first cycle and in the second and subsequent cycles. It is preferable to store the raw material in the gas reservoir 247 at a time other than the event without wasting time.)
  • the gas is flowed in advance. This is because the DCS accumulated in the gas reservoir 247 at the next event flows into the reaction tube 203 at a stretch due to the pressure difference between the gas reservoir 247 and the reaction tube 203, and further flows from the gas supply port 248a of the buffer chamber 237 to the buffer. Backflow into room 237 This is to prevent that.
  • the DCS stored in the gas reservoir 247 passes through the buffer chamber (gas supply unit) 249 to the buffer chamber (gas supply unit) 249.
  • the gas is supplied onto a wafer 200 as a substrate to be processed from a gas supply port 248c provided for each substrate.
  • the pressure in the furnace (such as a valve 243d such as a butterfly valve provided in the middle of the exhaust pipe) should be set so as to increase the pressure so that the DCS partial pressure increases. At this time, it is preferable to keep the inert gas such as N flowing from the buffer chamber 237.
  • the wafer temperature at this time is 300-600 ° C.
  • the valve 243c is closed to stop the supply of DCS from the gas reservoir 247. After the valve 243c is closed, the time until the next supply starts can be used as the DCS storage time (that is, the DCS gas can be stored in the gas storage 247 during another event. You don't need to take extra time as a time-only event!).
  • the gas is supplied so as to be uniform, and is supplied onto a wafer 200 as a substrate to be processed through gas supply holes 248b provided in the buffer chamber 237 at intervals of one substrate.
  • NH can be similarly supplied onto a plurality of wafers 200 as substrates to be processed.
  • the temperature of the heater 207 at this time is set so that the temperature of the wafer 200 becomes 300 to 600 ° C. Since NH has a high reaction temperature, it does not react at the above-mentioned wafer temperature, so it is excited by plasma.
  • the active species are forced to flow, so that the wafer temperature can be maintained at the set low temperature range.
  • the exhaust is performed by the air means 243.
  • it is also effective to combine the extrusion with an inert gas with the vacuum bow.
  • the gas is adsorbed on the surface of the underlying film.
  • the amount of gas adsorbed is proportional to the gas pressure and the gas exposure time. Therefore, in order to adsorb a desired constant amount of gas in a short time, it is necessary to increase the gas pressure in a short time.
  • the DCS stored in the gas reservoir 247 is instantaneously supplied after the valve 243d is closed, so that the DCS pressure in the reaction tube 203 can be rapidly increased.
  • a desired constant amount of gas can be instantaneously adsorbed.
  • NH gas which is a necessary step in the ALD method, is plasma-excited to supply NH gas as active species and to supply the processing furnace 2
  • the supplied DCS can effectively react only with NH adsorbed on the wafer 200.
  • a cassette stage 105 is provided as a holder transfer member for transferring the cassette 100 as a substrate storage container to and from an external transfer device (not shown).
  • a cassette elevator 115 as a lifting / lowering means is provided on the rear side of 105, and a cassette transfer machine 114 as a transport means is attached to the cassette elevator 115.
  • a cassette shelf 109 as a mounting means for the cassette 100 is provided, and a spare cassette shelf 110 is provided above the cassette stage 105.
  • a clean unit 118 is provided above the spare cassette shelf 110 so that clean air can flow through the inside of the housing 101.
  • a processing furnace 202 is provided above the rear part of the housing 101, and a boat 217 as a substrate holding means for holding the wafers 200 as substrates in multiple stages in a horizontal posture is provided below the processing furnace 202.
  • a boat elevator 121 is provided as elevating means for elevating and lowering the processing furnace 202.
  • a seal cap 219 as a lid is attached to a tip of an elevating member 122 attached to the boat elevator 121, and the boat 217 is supported vertically.
  • a transfer elevator 113 as a lifting means is provided between the boat elevator 121 and the cassette shelf 109, and a wafer transfer machine 112 as a transfer means is attached to the transfer elevator 113.
  • a furnace mouth shirt 116 is provided as a shielding member having an opening / closing mechanism and closing the lower surface of the processing furnace 202!
  • the cassette 100 loaded with the wafers 200 is loaded into the cassette stage 105 with the force of an external transfer device (not shown) in an upward position, and rotated 90 ° by the force setting stage 105 so that the wafers 200 are in the horizontal position. Let me do. Further, the cassette 100 is conveyed from the cassette stage 105 to the cassette shelf 109 or the spare cassette shelf 110 by the cooperation of the raising / lowering operation, the traversing operation of the cassette elevator 115, the forward / backward operation of the cassette transfer device 114, and the rotation operation.
  • the cassette shelf 109 has a transfer shelf 123 in which a cassette 100 to be transferred by the wafer transfer machine 112 is stored.
  • the cassette 100 to which the wafer 200 is transferred is a cassette elevator 115, a cassette transfer. It is transferred to the transfer shelf 123 by the loading machine 114.
  • the boat 217 When a predetermined number of wafers 200 are transferred to the boat 217, the boat 217 is inserted into the processing furnace 202 by the boat elevator 121, and the processing furnace 202 is hermetically closed by the seal cap 219. In the hermetically closed processing furnace 202, the wafer 200 is heated and the processing gas is supplied into the processing furnace 202 to process the wafer 200.
  • the wafer 200 is transferred from the boat 217 to the cassette 100 of the transfer shelf 123 by the reverse procedure of the above-described operation, and the cassette 100 is transferred by the cassette transfer machine 114.
  • the sheet is transferred from the shelf 123 to the cassette stage 105, and is carried out of the housing 101 by an external transfer device (not shown).
  • the furnace locker 116 closes the lower surface of the processing furnace 202 when the boat 217 is in a descending state, thereby preventing outside air from being caught in the processing furnace 202.
  • the transfer operation of the cassette transfer device 114 and the like is controlled by the transfer control means 124.
  • the present invention it is possible to prevent or suppress the synchronization of the reactant gas supply cycle and the rotation cycle of the substrate, so that the thickness of the formed film is uniform in the substrate surface.
  • a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device which can prevent deterioration in performance.
  • the present invention can be particularly suitably applied to a substrate processing apparatus for processing a semiconductor substrate such as a semiconductor Si wafer using a gas and a method for manufacturing a semiconductor device.

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Description

明 細 書
基板処理装置および半導体装置の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は基板処理装置および半導体装置の製造方法に関し、特にガスを使用し て半導体基板を処理する基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。 背景技術
[0002] 一般的な CVD装置では、反応ガスをある時間流しつづけることで基板上に成膜す る。その時、ガス供給ロカもの距離の遠近の影響をなくし、基板面内の膜厚均一性を 向上させるために、基板を回転させることがある。この場合は、一般的に回転周期に 比べ成膜時間が十分長ぐ連続ガス供給のため成膜時に多回数回転するので、回 転周期については厳密に考慮する必要がな力 た。
発明の開示
[0003] 他方、周期的にガス供給する場合は、ガス供給周期と回転周期の関係を考慮する 必要がある。例えば、 ALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法は、ある 成膜条件 (温度、時間等)の下で、成膜に用いる 2種類 (またはそれ以上)の原料とな るガスを 1種類ずつ交互に基板上に供給し、 1原子層単位で吸着させ、表面反応を 利用して成膜を行う手法である。この ALD法では、例えば、 2種類のガス A、 Bを交互 に流す場合、ガス A供給→パージ (残ガス除去)→ガス B供給→パージ (残ガス除去） t ヽぅサイクルを繰り返すことで成膜が進む。
[0004] この 1サイクルに力かる時間をガス供給周期 T (秒)とし、基板の回転周期を P (秒 Z 回転)とする。ガスの供給サイクルと基板の回転が同期する、つまり、 Tの整数倍と P の整数倍の数値が一致したとして、その一致した数字を L (秒)とすると、時間 L周期 でガスが基板の同一点に向力つて供給され（図 1参照）、回転によってガス供給口か らの距離の遠近の影響をなくそうという意図に反して、均一性向上が図れない事態が 生じる。
[0005] 従って、本発明の主な目的は、反応ガス供給周期と基板の回転周期が同期するこ とを防止または抑制して、成膜した膜の膜厚の基板面内均一性が悪ィ匕することを防 ぐことができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
[0006] 本発明の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期と、基 板の回転周期とが、少なくともガスの交互供給が所定の回数実行される間、同期しな Vヽように基板の回転周期またはガス供給周期を制御する制御部を備えた基板処理 装置が提供される。
[0007] 本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の箇所にガス Aが 供給されるまでの間に、ガス A、 Bの交互供給数が所定回数実行されるように基板の 回転周期またはガス供給時間を制御する制御部を備えた基板処理装置が提供され る。
[0008] 本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期 Tと、基 板の回転周期 Pとが、
次の数式（ 1)を満たすように前記回転周期 Pまたは前記ガス供給周期 τを制御する 制御部を備えた基板処理装置が提供される。
I mP— nT I >≠0 (n、 mは自然数） （1)
( >≠0は真に 0より大きいということを表し、 I Iは絶対値を表す。）
[0009] 本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する反応室と、
前記反応室内で前記基板を保持しかつ回転させる回転機構と、
反応ガスを前記反応室内に供給するガス供給系と、
前記反応ガスを周期的に前記反応室内に供給する際、前記反応ガスの供給周期 と前記基板の回転周期が、一定時間以上同期しないように前記回転機構と前記ガス 供給系とを制御する制御部と、を備える基板処理装置が提供される。
[0010] 本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期と、基 板の回転周期とが、少なくともガスの交互供給が所定の回数実行される間、同期しな Vヽように基板の回転周期またはガス供給周期を制御する制御部を備えた基板処理 装置を用いて前記基板を処理する工程を備える半導体装置の製造方法が提供 dさ れる。
[0011] 本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の箇所にガス Aが 供給されるまでの間に、ガス A、 Bの交互供給数が所定回数実行されるように基板の 回転周期またはガス供給時間を制御する制御部を備えた基板処理装置を用いて前 記基板を処理する工程を備える半導体装置の製造方法が提供される。
[0012] 本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期 Tと、基 板の回転周期 Pとが、
次の数式（ 1)を満たすように前記回転周期 Pまたは前記ガス供給周期 Tを制御する 制御部を備えた基板処理装置を用いて前記基板を処理する工程を備える半導体装 置の製造方法が提供される。
I mP— nT I >≠0 (n、 mは自然数） （1)
( >≠0は真に 0より大きいということを表し、 I Iは絶対値を表す。）
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]被処理基板の回転周期とガスの供給周期が同期したときのガス供給状態を説 明するための図である。
[図 2]被処理基板の回転周期とガスの供給周期が同期しないきのガス供給状態を説 明するための図である。
[図 3A]被処理基板を回転しないときの膜厚分布を示す図である。
[図 3B]被処理基板を回転したときであって、被処理基板の回転周期とガスの供給周 期が同期したときの膜厚分布を示す図である。
[図 3C]被処理基板を回転したときであって、被処理基板の回転周期とガスの供給周 期が同期しないときの膜厚分布を示す図である。 [図 4]本発明の一実施例の基板処理装置の縦型の基板処理炉を説明するための概 略縦断面図である。
[図 5]本発明の一実施例の基板処理装置の縦型の基板処理炉を説明するための概 略横断面図である。
[図 6]本発明の一実施例の基板処理装置本体を説明するための概略斜視図である。 発明を実施するための好ましい形態
[0014] 本発明の好ましい実施例では以下の数式（1)を満たすように回転周期 Pとガス供給 周期 Tを微調整する。
I mP— nT I >≠0 (n、 mは自然数） （1)
( >≠0は真に 0より大きいということを表し、 I Iは絶対値を表す。）
この式（1)を満たせば、例えばガス供給サイクル中のガス Aの供給開始タイミングが 、基板の回転位置と同期することを防ぐことができ（図 2参照）、均一性を改善すること が可能である。
[0015] なお、この式（1)が満たされるべき時間について考慮すると、もちろん成膜時間内 全てで満たされれば十分である力 条件は少し弱めてもよぐ例えば 10サイクル相当 時間（上の記号を使うと lOT(sec)まで）同期しなければ、ガス吹出しのタイミングは 十分分散されて均一性的には問題はないと考えられる。
実施例 1
[0016] DCS (SiH CI、ジクロルシラン）と NH (アンモニア）とを交互に複数回供給し、シリ
2 2 3
コンウェハ上に ALD法により SiN (窒化珪素)膜を形成する場合を例にとる。
[0017] ウェハの回転周期： P = 6. 6666sec、ガス供給周期： T= 20secの場合、 3 X 6. 66 66 = 20であるので、 3回転に要する時間 20secがガス供給周期 Tと等しくなり、ゥェ ノ、が 3回転するとウェハの回転位置とガス供給ノズルの相対位置が以前と同一になり 、再び同一の箇所にガスを供給してしまい、その毎回ガス上流になってしまうところが 厚くなつてしまう。図 3Bにその時の膜厚分布を示す。向カゝつて左側の膜厚が厚ぐ右 力も右下にかけて薄い分布になっている。本来ウェハを回転させた時は同心円状の 分布になつて均一性が向上するはずであるが、ウェハの回転周期とガス供給周期と が同期した場合はその効果が得られないことが分かる。回転無しでは面内均一性 12 % (図 3A参照）、同期した時の面内均一性は約 7% (図 3B参照）である。
[0018] なお、図 3Aと図 3Bとで厚い部分が一致していないが、これは、図 3Bはウェハを回 転させて!/、るために、厚くなつて 、る部分が DCSノズル付近に来た時に DCS供給さ れているからである。
[0019] 他方、ウェハの回転周期： P = 6. 6666sec、ガス供給周期： T= 21secとした場合、 1260secまで経過してはじめて DCSの吹出しタイミングが第 1回目の吹出しと同期す る。ここまでには 60サイクルも経過しており、 DCSの吹出しは十分分散されており、 図 3Cのように偏りのない同心円状の膜厚分布になっている。このように、ウェハの回 転周期とガス供給周期とがかなりのサイクルまで同期しない場合には、膜の面内均一 性は 3, 7%と改善されている（図 3C参照)。
[0020] 図 4は、本実施例に力かる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を 縦断面で示し、図 5は本実施例にカゝかる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処 理炉部分を横断面で示す。加熱手段であるヒータ 207の内側に、基板であるウェハ 2 00を処理する反応容器として反応管 203が設けられ、この反応管 203の下端開口は 蓋体であるシールキャップ 219により気密部材である Oリング 220を介して気密に閉 塞され、少なくとも、このヒータ 207、反応管 203、及びシールキャップ 219により処理 炉 202を形成し、反応管 203及びシールキャップ 219により反応室 201を形成してい る。シールキャップ 219には石英キャップ 218を介して基板保持手段であるボート 21 7が立設され、石英キャップ 218はボートを保持する保持体となっている。そして、ボ ート 217は処理炉 202に挿入される。ボート 217にはバッチ処理される複数のウェハ 200が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ 207は処理炉 202に挿入さ れたウェハ 200を所定の温度に加熱する。
[0021] そして、処理炉 202へは複数種類、ここでは 2種類のガスを供給する供給管として の 2本のガス供給管 232a、 232bが設けられる。ここでは第 1のガス供給管 232aから は流量制御手段である第 1のマスフローコントローラ 241a及び開閉弁である第 1のバ ルブ 243aを介し、更に後述する処理炉 202内に形成されたバッファ室 237を介して 処理炉 202に反応ガスが供給され、第 2のガス供給管 232bからは流量制御手段で ある第 2のマスフローコントローラ 241b、開閉弁である第 2のバルブ 243b、ガス溜め 247、及び開閉弁である第 3のバルブ 243cを介し、更に後述するガス供給部 249を 介して処理炉 202に反応ガスが供給されて 、る。
[0022] 処理炉 202はガスを排気する排気管であるガス排気管 231により第 4のノ レブ 243 dを介して排気手段である真空ポンプ 246に接続され、真空排気されるようになって いる。尚、この第 4のバルブ 243dは弁を開閉して処理炉 202の真空排気'真空排気 停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。
[0023] 処理炉 202を構成している反応管 203の内壁とウェハ 200との間における円弧状 の空間には、反応管 203の下部より上部の内壁にウェハ 200の積載方向に沿って、 ガス分散空間であるバッファ室 237が設けられており、そのバッファ室 237のウェハ 2 00と隣接する壁の端部にはガスを供給する供給孔である第 1のガス供給孔 248aが 設けられている。この第 1のガス供給孔 248aは反応管 203の中心へ向けて開口して いる。この第 1のガス供給孔 248aは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口 面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。
[0024] そしてバッファ室 237の第 1のガス供給孔 248aが設けられた端部と反対側の端部 には、ノズル 233が、やはり反応管 203の下部より上部にわたりウェハ 200の積載方 向に沿って配設されて 、る。そしてノズル 233には複数のガスを供給する供給孔であ る第 2のガス供給孔 248bが設けられている。この第 2のガス供給孔 248bの開口面積 は、ノ ッファ室 237と処理炉 202の差圧が小さい場合には、上流側から下流側まで 同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良いが、差圧が大きい場合には上流側 力も下流側に向かって開口面積を大きくする力、開口ピッチを小さくすると良い。
[0025] 本発明にお 、て、第 2のガス供給孔 248bの開口面積や開口ピッチを上流側から下 流にかけて調節することで、まず、第 2の各ガス供給孔 248bよりガスの流速の差はあ る力 流量はほぼ同量であるガスを噴出させる。そしてこの各第 2のガス供給孔 248b 力も噴出するガスをバッファ室 237に噴出させてー且導入し、ガスの流速差の均一化 を行うこととした。
[0026] すなわち、バッファ室 237において、各第 2のガス供給孔 248bより噴出したガスは ノ ッファ室 237で各ガスの粒子速度が緩和された後、第 1のガス供給孔 248aより処 理炉 202に噴出する。この間に、各第 2のガス供給孔 248bより噴出したガスは、各第 1のガス供給孔 248aより噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとするこ とができた。
[0027] さらに、バッファ室 237に、細長い構造を有する第 1の電極である第 1の棒状電極 2 69及び第 2の電極である第 2の棒状電極 270が上部より下部にわたって電極を保護 する保護管である電極保護管 275に保護されて配設され、この第 1の棒状電極 269 又は第 2の棒状電極 270のいずれか一方は整合器 272を介して高周波電源 273〖こ 接続され、他方は基準電位であるアースに接続されている。この結果、第 1の棒状電 極 269及び第 2の棒状電極 270間のプラズマ生成領域 224にプラズマが生成される
[0028] この電極保護管 275は、第 1の棒状電極 269及び第 2の棒状電極 270のそれぞれ をバッファ室 237の雰囲気と隔離した状態でバッファ室 237に挿入できる構造となつ ている。ここで、電極保護管 275の内部は外気 (大気）と同一雰囲気であると、電極保 護管 275にそれぞれ挿入された第 1の棒状電極 269及び第 2の棒状電極 270はヒー タ 207の加熱で酸ィ匕されてしまう。そこで、電極保護管 275の内部は窒素などの不活 性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて第 1の棒状電極 269又 は第 2の棒状電極 270の酸ィ匕を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられる
[0029] さらに、第 1のガス供給孔 248aの位置より、反応管 203の内周を 120° 程度回った 内壁に、ガス供給部 249が設けられている。このガス供給部 249は、 ALD法による成 膜においてウェハ 200へ、複数種類のガスを 1種類ずつ交互に供給する際に、バッ ファ室 237とガス供給種を分担する供給部である。
[0030] このガス供給部 249もバッファ室 237と同様にウェハと隣接する位置に同一ピッチ でガスを供給する供給孔である第 3のガス供給孔 248cを有し、下部では第 2のガス 供給管 232bが接続されている。
[0031] 第 3のガス供給孔 248cの開口面積はバッファ室 237と処理炉 202の差圧が小さい 場合には、上流側から下流側まで同一の開口面積で同一の開口ピッチとすると良い 力 差圧が大きい場合には上流側から下流側に向力つて開口面積を大きくするか開 口ピッチを小さくすると良い。 [0032] 反応管 203内の中央部には複数枚のウェハ 200を多段に同一間隔で載置するボ ート 217が設けられており、このボート 217は図中省略のボートエレベータ機構により 反応管 203に出入りできるようになって 、る。また処理の均一性を向上するためにボ ート 217を回転するための回転手段であるボート回転機構 267が設けてあり、ボート 回転機構 267を回転することにより、石英キャップ 218に保持されたボート 217を回 転するようになっている。
[0033] 制御手段であるコントローラ 121は、第 1、第 2のマスフローコントローラ 241a、 241 b、第 1一第 4のノ ノレブ 243a、 243b, 243c, 243d,ヒータ 207、真空ポンプ 246、ボ ート回転機構 267、図中省略のボート昇降機構、高周波電源 273、整合器 272に接 続されており、第 1、第 2のマスフローコントローラ 241a、 241bの流量調整、第 1一第 3のノ レブ 243a、 243b, 243cの開閉動作、第 4のバルブ 243dの開閉及び圧力調 整動作、ヒータ 207温度調節、真空ポンプ 246の起動'停止、ボート回転機構 267の 回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御、高周波電極 273の電力供給制御 、整合器 272によるインピーダンス制御が行われる。
[0034] 次に ALD法による成膜例について、 DCS (SiH CI、ジクロロシラン）及び NHガ
2 2 3 スを用いて窒化膜 (SiN膜)を成膜する例で説明する。
[0035] まず成膜しょうとするウェハ 200をボート 217に装填し、処理炉 202に搬入する。搬 入後、次の 3つのステップを順次実行する。
[0036] なお、下の例では DCSを先に炉内に流している力 NHを先に流す方法でもほぼ
3
同じである。
[0037] (1) DCSをガス溜め 247に 243b開、 243c閉の状態で所望の量、前もって留めてお く（1サイクル目は前もって、 2サイクル目以降はガス溜め 247からの原料を放出する イベント以外の時間に、ガス溜め 247に原料を溜めこんでおけば時間の無駄が無く 好ましい。 )
[0038] (2)ガス溜め 247に溜めた DCSを放出する前に、ノ ッファ室 237から N等の不活性
2
ガスを前もって流しておくことが好ましい。これは次のイベントでガス溜め 247に溜ま つた DCSがガス溜め 247と反応管 203との間の差圧で一気に反応管 203内に流れ 込み、さらにそれがバッファ室 237のガス供給口 248aからバッファ室 237内に逆流 することを防ぐためである。
[0039] (3)ガス溜め 247に溜めた DCSをガス溜め 247の下流にあるバルブ 243cを開けるこ とで、バッファ室 (ガス供給部） 249を通って、バッファ室 (ガス供給部） 249に基板間 隔 1枚毎に設けられたガス供給口 248cから被処理基板であるウェハ 200上に供給 する。原料の吸着を促進するために DCSの分圧が高くなるように炉内圧力の調整手 段 (排気配管途中に設けたバタフライ弁等のバルブ 243d等）は圧力が高くなるように 設定する。この時もバッファ室 237からは N等の不活性ガスを流しつづけることが好
2
ましい。このときのウェハ温度は、 300— 600°Cである。
[0040] (4)バルブ 243cを閉じて DCSのガス溜め 247からの供給を止める。バルブ 243cを 閉じた後は、次の供給が始まるまでの時間を DCSの溜め時間に当てることができる（ つまり、他のイベント実施中に DCSガスをガス溜め 247に溜めることができるので、溜 め時間のみのイベントとして余分に時間をとる必要がな!、）。
[0041] (5)つぎに反応管 203内、ノ ッファ室 (ガス供給部） 249内力もの DCSの除去を行う 力 真空排気手段 243による排気で行う。この際、ノ ッファ室 (ガス供給部） 249とバ ルブ 243cの間に不活性ガスのラインを追加して、不活性ガスによる押しだしと真空 Iきを組み合わせるのもガス置換には効果的である。
[0042] (6)次にガス供給管 232aからバッファ室 237内に接続されたノズル 233を通してバッ ファ室 237内に NHを供給する。この時も上と同じ理由で、ノ ッファ室 (ガス供給部）
3
249からは不活性ガスを流しておくのが好ましい。
[0043] (7)ノズル 233からバッファ室 237に供給された NHは、バッファ室 237内の圧力が
3
均一になるように供給され、ノ ッファ室 237に基板間隔 1枚毎に設けられたガス供給 孔 248bから被処理基板としてのウェハ 200上に供給される。本実施例を用いれば、 複数枚の被処理基板としてのウェハ 200上に同じように NHを供給可能である。
3
このときのヒータ 207温度はウェハ 200が 300— 600°Cになるよう設定してある。 N Hは反応温度が高いため、上記ウェハ温度では反応しないので、プラズマ励起する
3
ことにより活性種として力 流すようにしており、このためウェハ温度は設定した低い 温度範囲のままで行える。
[0044] (8) NHを反応管 203内に流すことを止める。 [0045] (9)つぎに反応管 203内およびバッファ室 237内力も NHの除去を行うが、真空排
3
気手段 243による排気で行う。この際も上と同様に、不活性ガスによる押しだしと真空 弓 Iきを組み合わせるのも効果的である。
以上で lcycleとなり、これら（1)一（9)を繰り返すことにより、成膜を進行させる。
[0046] ALD装置では、ガスは下地膜表面に吸着する。このガスの吸着量は、ガスの圧力 、及びガスの暴露時間に比例する。よって、希望する一定量のガスを、短時間で吸着 させるためには、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。この点で、本実施例 では、バルブ 243dを閉めたうえで、ガス溜め 247内に溜めた DCSを瞬間的に供給し ているので、反応管 203内の DCSの圧力を急激に上げることができ、希望する一定 量のガスを瞬間的に吸着させることができる。
[0047] また、本実施例では、ガス溜め 247に DCSを溜めている間に、 ALD法で必要なス テツプである NHガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び処理炉 2
3
02の排気をしているので、 DCSを溜めるための特別なステップを必要としない。また 、処理炉 202内を排気して NHガスを除去してから DCSを流すことになるので、両者
3
はウェハ 200に向力う途中で反応しない。供給された DCSは、ウェハ 200に吸着し ている NHとのみ有効に反応させることができる。
3
[0048] 次に、図 6を参照して本発明が適用される基板処理装置の一例である半導体製造 装置についての概略を説明する。
[0049] 筐体 101内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器とし てのカセット 100の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ 105が設けら れ、カセットステージ 105の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ 115が設け られ、カセットエレベータ 115には搬送手段としてのカセット移載機 114が取りつけら れている。又、カセットエレベータ 115の後側には、カセット 100の載置手段としての カセット棚 109が設けられると共にカセットステージ 105の上方にも予備カセット棚 11 0が設けられて 、る。予備カセット棚 110の上方にはクリーンユニット 118が設けられ クリーンエアを筐体 101の内部を流通させるように構成されて 、る。
[0050] 筐体 101の後部上方には、処理炉 202が設けられ、処理炉 202の下方には基板と してのウェハ 200を水平姿勢で多段に保持する基板保持手段としてのボート 217を 処理炉 202に昇降させる昇降手段としてのボートエレベータ 121が設けられ、ボート エレベータ 121に取りつけられた昇降部材 122の先端部には蓋体としてのシールキ ヤップ 219が取りつけられボート 217を垂直に支持している。ボートエレベータ 121と カセット棚 109との間には昇降手段としての移載エレベータ 113が設けられ、移載ェ レベータ 113には搬送手段としてのウェハ移載機 112が取りつけられている。又、ボ ートエレベータ 121の横には、開閉機構を持ち処理炉 202の下面を塞ぐ遮蔽部材と しての炉口シャツタ 116が設けられて!/、る。
[0051] ウェハ 200が装填されたカセット 100は、図示しない外部搬送装置力もカセットステ ージ 105にウェハ 200が上向き姿勢で搬入され、ウェハ 200が水平姿勢となるよう力 セットステージ 105で 90° 回転させられる。更に、カセット 100は、カセットエレベータ 115の昇降動作、横行動作及びカセット移載機 114の進退動作、回転動作の協働 によりカセットステージ 105からカセット棚 109又は予備カセット棚 110に搬送される。
[0052] カセット棚 109にはウェハ移載機 112の搬送対象となるカセット 100が収納される 移載棚 123があり、ウェハ 200が移載に供されるカセット 100はカセットエレベータ 11 5、カセット移載機 114により移載棚 123に移載される。
[0053] カセット 100が移載棚 123に移載されると、ウェハ移載機 112の進退動作、回転動 作及び移載エレベータ 113の昇降動作の協働により移載棚 123から降下状態のボ 一卜 217【こウエノヽ 200を移載する。
[0054] ボート 217に所定枚数のウェハ 200が移載されるとボートエレベータ 121によりボー ト 217が処理炉 202に挿入され、シールキャップ 219により処理炉 202が気密に閉塞 される。気密に閉塞された処理炉 202内ではウェハ 200が加熱されると共に処理ガ スが処理炉 202内に供給され、ウェハ 200に処理がなされる。
[0055] ウェハ 200への処理が完了すると、ウェハ 200は上記した作動の逆の手順により、 ボート 217から移載棚 123のカセット 100に移載され、カセット 100はカセット移載機 1 14により移載棚 123からカセットステージ 105に移載され、図示しない外部搬送装置 により筐体 101の外部に搬出される。尚、炉ロシャツタ 116は、ボート 217が降下状 態の際に処理炉 202の下面を塞ぎ、外気が処理炉 202内に巻き込まれるのを防止し ている。 カセット移載機 114等の搬送動作は、搬送制御手段 124により制御される。
[0056] 明細書、特許請求の範囲、図面および要約書を含む 2004年 3月 12日提出の日本 国特許出願 2004— 70136号の開示内容全体は、そのまま引用してここに組み込ま れる。
[0057] 種々の典型的な実施の形態を示しかつ説明してきたが、本発明はそれらの実施の 形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の請求の範囲によってのみ限定 されるちのである。
産業上の利用可能性
[0058] 以上説明したように、本発明の好ましい形態によれば、反応ガス供給周期と基板の 回転周期が同期することを防止または抑制して、成膜した膜の膜厚の基板面内均一 性が悪化することを防ぐことができる基板処理装置および半導体装置の製造方法が 提供される。
その結果、本発明は、ガスを使用して半導体 Siウェハ等の半導体基板を処理する 基板処理装置および半導体装置の製造方法に特に好適に利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期と、基 板の回転周期とが、少なくともガスの交互供給が所定の回数実行される間、同期しな Vヽように基板の回転周期またはガス供給周期を制御する制御部を備えた基板処理 装置。
[2] 前記制御部は、前記ガス供給周期と前記基板の回転周期とが、少なくともガスの交 互供給が所定の回数実行される間、同期しないように前記基板の回転周期を制御す る請求項 1記載の基板処理装置。
[3] 前記制御部は、前記ガス供給周期と前記基板の回転周期とが、少なくともガスの交 互供給が 10サイクル実行される間、同期しないように前記基板の回転周期または前 記ガス供給周期を制御する請求項 1記載の基板処理装置。
[4] 前記制御部は、前記ガス供給周期と前記基板の回転周期とが、少なくともガスの交 互供給が 60サイクル実行される間、同期しないように前記基板の回転周期または前 記ガス供給周期を制御する請求項 1記載の基板処理装置。
[5] 前記ガス供給部は、前記ガスを前記基板の周辺方向から基板中心方向へ供給し て前記ガスを前記基板上に供給する請求項 1記載の基板処理装置。
[6] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の箇所にガス Aが 供給されるまでの間に、ガス A、 Bの交互供給数が所定回数実行されるように基板の 回転周期またはガス供給時間を制御する制御部を備えた基板処理装置。
[7] 前記制御部は、ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の 箇所にガス Aが供給されるまでの間に、ガス A、 Bの交互供給数が所定回数実行され るように前記基板の回転周期を制御する請求項 6記載の基板処理装置。
[8] 前記制御部は、ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の 箇所にガス Aが供給されるまでの間に、少なくとも前記ガス A、 Bの交互供給が 10サ イタル実行されるように前記基板の回転周期またはガス供給時間を制御する請求項 6記載の基板処理装置。
[9] 前記制御部は、ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の 箇所にガス Aが供給されるまでの間に、少なくとも前記ガス A、 Bの交互供給が 60サ イタル実行されるように前記基板の回転周期またはガス供給時間を制御する請求項 6記載の基板処理装置。
[10] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期 Tと、基 板の回転周期 Pとが、
次の数式（ 1)を満たすように前記回転周期 Pまたは前記ガス供給周期 Tを制御する 制御部を備えた基板処理装置。
I mP— nT I >≠0 (n、 mは自然数） （1)
( >≠0は真に 0より大きいということを表し、 I Iは絶対値を表す。）
[11] 前記制御部は、少なくとも n≤ 10の時に、前記式（1)を満足させるように前記回転 周期 Pまたは前記ガス供給周期 Tを制御する請求項 10記載の基板処理装置。
[12] 前記制御部は、前記基板上への成膜のため前記ガスが供給される全ての時間に ぉ 、て、前記式（1)を満足させるように前記回転周期 Pまたは前記ガス供給周期 Tを 制御する請求項 10記載の基板処理装置。
[13] 基板を処理する反応室と、
前記反応室内で前記基板を保持しかつ回転させる回転機構と、
反応ガスを前記反応室内に供給するガス供給系と、
前記反応ガスを周期的に前記反応室内に供給する際、前記反応ガスの供給周期 と前記基板の回転周期が、一定時間以上同期しないように前記回転機構と前記ガス 供給系とを制御する制御部と、を備える基板処理装置。
[14] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期と、基 板の回転周期とが、少なくともガスの交互供給が所定の回数実行される間、同期しな Vヽように基板の回転周期またはガス供給周期を制御する制御部を備えた基板処理 装置を用いて前記基板を処理する工程を備える半導体装置の製造方法。
[15] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aが前記基板の任意の箇所に供給されてから、次に該任意の箇所にガス Aが 供給されるまでの間に、ガス A、 Bの交互供給数が所定回数実行されるように基板の 回転周期またはガス供給時間を制御する制御部を備えた基板処理装置を用いて前 記基板を処理する工程を備える半導体装置の製造方法。
[16] 基板を処理する処理室と、
前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給部と、を有し、
少なくとも 2種のガス A、 Bを交互に複数回供給し、前記基板上に所望の膜を形成 する基板処理装置であって、
ガス Aを流してカゝら次にガス Aを流すまでの時間で規定されるガス供給周期 Tと、基 板の回転周期 Pとが、
次の数式（ 1)を満たすように前記回転周期 Pまたは前記ガス供給周期 Tを制御する 制御部を備えた基板処理装置を用いて前記基板を処理する工程を備える半導体装 置の製造方法。
I mP— nT I >≠0 (n、 mは自然数） （1)
( >≠0は真に 0より大きいということを表し、 I Iは絶対値を表す。）
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