WO2016098183A1 - 半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体 - Google Patents

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    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67383—Closed carriers characterised by substrate supports

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a substrate processing apparatus, and a recording medium.
  • a substrate process performed by supplying a processing gas to a substrate in a processing chamber for example, a film forming process or an etching process may be performed.
  • An object of the present invention is to provide a novel technique that can be applied to substrate processing performed by supplying a processing gas to a substrate in a processing chamber.
  • the flow of the processing gas is suppressed from being hindered by the pillars of the substrate support, the in-plane uniformity of the substrate processing using the processing gas can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a processing furnace of a substrate processing apparatus preferably used in an embodiment of the present invention, and is a view showing a processing furnace part in a longitudinal sectional view.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a controller included in the substrate processing apparatus shown in FIG. 4A is a schematic side view showing an example of a boat supporting wafers
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion surrounded by a dotted line in FIG.
  • FIG. 5A shows an example of the processing gas supply sequence (for one cycle), and FIG.
  • FIG. 5B shows the relationship between the processing gas supply timing and the rotational position in the film forming process of the first embodiment. It is a timing chart which shows.
  • FIGS. 6A and 6B are schematic views showing the supply ranges of TiCl 4 gas and NH 3 gas on the wafer in the first embodiment, respectively.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the flow of TiCl 4 gas in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the third embodiment.
  • FIG. 10A is a schematic diagram showing the supply range of TiCl 4 gas on the wafer in the comparative embodiment
  • FIG. 10B is a schematic diagram showing the flow of TiCl 4 gas in the comparative embodiment
  • FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the
  • FIG. 15 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the eighth embodiment.
  • FIG. 16 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the ninth embodiment.
  • FIG. 17 is a timing chart showing the relationship between the processing gas supply timing and the rotational direction position in the film forming process of the tenth embodiment.
  • FIG. 18A is a graph showing the film thickness distribution in the wafer surface for the example and the comparative example
  • FIG. 18B is a graph showing the film thickness distribution in the wafer surface for the example and the comparative example. It is a graph which shows the film thickness ratio around a boat pillar part.
  • the substrate processing apparatus 10 is configured as an example of an apparatus used in a substrate processing process, which is a process of manufacturing a semiconductor device (device).
  • the processing furnace 202 is provided with a heater 207 as a heating means (heating mechanism, heating system).
  • the heater 207 is configured in a cylindrical shape whose upper side is closed.
  • reaction tube 203 constituting a reaction vessel (processing vessel) concentrically with the heater 207 is disposed.
  • the reaction tube 203 is made of a heat-resistant material or the like (for example, quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC)), and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened.
  • a manifold 209 made of a metal material such as stainless steel is attached to the lower end of the reaction tube 203.
  • the manifold 209 is formed in a cylindrical shape, and its lower end opening is airtightly closed by a seal cap 219 serving as a lid.
  • O-rings 220 are provided between the reaction tube 203 and the manifold 209 and between the manifold 209 and the seal cap 219, respectively.
  • a processing container is mainly constituted by the reaction tube 203, the manifold 209, and the seal cap 219, and a processing chamber 201 is formed inside the processing container.
  • the wafers 200 as the substrates are supported by the boat 217 accommodated in the processing chamber 201 in a horizontal posture and aligned in multiple stages in the vertical direction, whereby the wafers 200 can be accommodated in the processing chamber 201.
  • a rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 is provided on the side of the seal cap 219 opposite to the processing chamber 201.
  • a rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217.
  • the rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217.
  • the boat elevator 115 is configured so that the boat 217 can be carried in and out of the processing chamber 201 by moving the seal cap 219 up and down. That is, the boat elevator 115 is configured as a transfer device (transfer mechanism) that transfers the boat 217, that is, the wafers 200 into and out of the processing chamber 201.
  • the boat 217 as the substrate support is configured to support a plurality of, for example, 25 to 200 wafers 200 in a horizontal posture and in a multi-stage by aligning them in the vertical direction with their centers aligned. Are arranged so as to be spaced apart.
  • the boat 217 is made of a heat resistant material or the like (for example, quartz or SiC).
  • heat insulating plates 218 made of a heat-resistant material or the like (for example, quartz or SiC) are supported in multiple stages in a horizontal posture. With this configuration, heat from the heater 207 is not easily transmitted to the seal cap 219 side.
  • this embodiment is not limited to the above-mentioned form.
  • a heat insulating cylinder configured as a cylindrical member made of a heat resistant material such as quartz or SiC may be provided.
  • the heater 207 can heat the wafer 200 accommodated in the processing chamber 201 to a predetermined temperature.
  • nozzles 410 and 420 are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209.
  • Gas supply pipes 310 and 320 as gas supply lines are connected to the nozzles 410 and 420, respectively.
  • the reaction tube 203 is provided with the two nozzles 410 and 420 and the two gas supply pipes 310 and 320, and a plurality of types, two types of gas (processing) in the processing chamber 201 are provided. Gas) can be supplied through dedicated lines.
  • the gas supply pipes 310 and 320 are provided with mass flow controllers (MFC) 312 and 322 as flow rate controllers (flow rate control units) and valves 314 and 324 as opening / closing valves in order from the upstream side.
  • Nozzles 410 and 420 are connected to the distal ends of the gas supply pipes 310 and 320, respectively.
  • the nozzles 410 and 420 are configured as L-shaped long nozzles, and the horizontal portion thereof is provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209.
  • the vertical portions of the nozzles 410 and 420 are in an annular space formed between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200, and upward (upward in the stacking direction of the wafer 200) along the inner wall of the reaction tube 203.
  • the nozzles 410 and 420 are provided on the side of the wafer arrangement area where the wafers 200 are arranged, and in the area horizontally surrounding the wafer arrangement area, along the wafer arrangement area (in the stacking direction of the wafers 200). Extended).
  • Gas supply holes 410a and 420a for supplying (spouting) gas are provided on the side surfaces of the nozzles 410 and 420, respectively.
  • the gas supply holes 410 a and 420 a are opened to face the center of the reaction tube 203.
  • a plurality of gas supply holes 410a and 420a are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203, have the same opening area, and are provided at the same opening pitch.
  • the gas supply method according to the present embodiment is an annular vertically long space defined by the inner wall of the reaction tube 203 and the ends of the stacked wafers 200, that is, a cylindrical shape.
  • Gas is conveyed through nozzles 410 and 420 disposed in the space, and gas is first ejected into the reaction tube 203 from the gas supply holes 410a and 420a opened in the nozzles 410 and 420, respectively, in the vicinity of the wafer 200.
  • the main flow of gas in the reaction tube 203 is set to a direction parallel to the surface (substrate surface) of the wafer 200, that is, a horizontal direction.
  • a gas flowing on the surface of each wafer 200 that is, a gas remaining after the reaction (residual gas) flows toward an exhaust port, that is, an exhaust pipe 231 to be described later.
  • the direction is appropriately specified depending on the position of the exhaust port, and is not limited to the vertical direction.
  • carrier gas supply pipes 510 and 520 for supplying a carrier gas are connected to the gas supply pipes 310 and 320, respectively.
  • Carrier gas supply pipes 510 and 520 are provided with MFCs 512 and 522 and valves 514 and 524.
  • a raw material gas containing a metal element is supplied from the gas supply pipe 310 into the processing chamber 201 through the MFC 312, the valve 314, and the nozzle 410 as a processing gas.
  • the raw material include titanium (Ti) as a metal element, and titanium tetrachloride (TiCl 4 ) as a halogen-based raw material (also referred to as a halide or a halogen-based titanium raw material).
  • Ti is classified as a transition metal element.
  • the halogen-based material is a material containing a halogen group.
  • the halogen group includes chloro group, fluoro group, bromo group, iodo group and the like. That is, the halogen group includes halogen elements such as chlorine (Cl), fluorine (F), bromine (Br), iodine (I) and the like.
  • N-containing gas as a reaction gas containing nitrogen (N) is supplied into the processing chamber 201 through the MFC 322, the valve 324, and the nozzle 420 as the processing gas.
  • N-containing gas a metal element-free N-containing gas such as ammonia (NH 3 ) gas can be used as the N-containing gas.
  • NH 3 acts as a nitriding / reducing agent (nitriding / reducing gas).
  • an inert gas for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied into the processing chamber 201 through the MFCs 512 and 522, the valves 514 and 524, and the nozzles 410 and 420, respectively.
  • N 2 gas nitrogen
  • the inert gas a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas is used in addition to the N 2 gas. May be.
  • the raw material gas is a gaseous raw material, for example, a gas obtained by vaporizing or sublimating a raw material in a liquid state or a solid state under normal temperature and normal pressure, or a gaseous state under normal temperature and normal pressure. It is the raw material etc. which are.
  • raw material when used, it means “liquid raw material in a liquid state”, “solid raw material in a solid state”, “source gas in a gaseous state”, or a combination thereof. There is.
  • the liquid raw material or solid raw material is vaporized, bubbler or It is vaporized or sublimated by a system such as a sublimator and supplied as a source gas (TiCl 4 gas, AlCl 3 gas, etc.).
  • the processing gas supply system is mainly configured by the gas supply pipes 310 and 320, the MFCs 312 and 322, and the valves 314 and 324.
  • the nozzles 410 and 420 may be included in the processing gas supply system.
  • the processing gas supply system can be simply referred to as a gas supply system.
  • the metal-containing gas supply system as the raw material gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 310, the MFC 312 and the valve 314.
  • the nozzle 410 may be included in the source gas supply system.
  • the source gas supply system can also be referred to as a source supply system.
  • a halogen-based source gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 310, the MFC 312 and the valve 314.
  • the nozzle 410 may be included in the halogen-based source gas supply system.
  • the halogen-based source gas supply system can also be referred to as a halogen-based source supply system.
  • the titanium-containing gas is allowed to flow from the gas supply pipe 310
  • the halogen-based source gas supply system can also be referred to as a titanium-containing gas supply system.
  • the titanium-containing gas supply system can also be referred to as a TiCl 4 gas supply system.
  • the TiCl 4 gas supply system can also be referred to as a TiCl 4 supply system.
  • an N-containing gas supply system is mainly configured by the gas supply pipe 320, the MFC 322, and the valve 324.
  • the nozzle 420 may be included in the N-containing gas supply system.
  • flowing the NH 3 gas from the gas supply pipe 320 can also be referred to a reaction gas supply system and the NH 3 gas supply system.
  • the reaction gas supply system can also be referred to as an NH 3 supply system.
  • a carrier gas supply system is mainly configured by the carrier gas supply pipes 510 and 520, the MFCs 512 and 522, and the valves 514 and 524.
  • the carrier gas supply system can also be referred to as an inert gas supply system. Since this inert gas also acts as a purge gas, the inert gas supply system can also be referred to as a purge gas supply system.
  • the manifold 209 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201.
  • the exhaust pipe 231 is provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209.
  • the exhaust pipe 231 is provided at a position facing the nozzles 410 and 420 across the wafer 200 in plan view.
  • a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the processing chamber 201
  • APC Auto Pressure Controller
  • the APC valve 243 is an exhaust valve and functions as a pressure adjustment unit.
  • the exhaust pipe 231 has a trap device that captures reaction by-products and unreacted source gas in the exhaust gas, and a detoxification device that removes corrosive components and toxic components contained in the exhaust gas. May be connected.
  • An exhaust system that is, an exhaust line, is mainly configured by the exhaust pipe 231, the APC valve 243, and the pressure sensor 245.
  • the vacuum pump 246 may be included in the exhaust system.
  • a trap device or a detoxifying device may be included in the exhaust system.
  • the APC valve 243 can open and close the vacuum pump 246 in a state where the vacuum pump 246 is operated to perform vacuum exhaust and stop the vacuum exhaust in the processing chamber 201, and further, a state where the vacuum pump 246 is operated.
  • the pressure in the processing chamber 201 can be adjusted by adjusting the valve opening.
  • the APC valve 243 constitutes a part of the exhaust flow path of the exhaust system, and not only functions as a pressure adjusting unit, but also closes or further seals the exhaust flow path of the exhaust system. It also functions as a possible exhaust flow path opening / closing part, that is, an exhaust valve.
  • a temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203, and the temperature in the processing chamber 201 is adjusted by adjusting the energization amount to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. It is configured to have a desired temperature distribution.
  • the temperature sensor 263 is configured in an L shape like the nozzles 410 and 420, and is provided along the inner wall of the reaction tube 203.
  • the controller 121 which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d.
  • the RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured to exchange data with the CPU 121a via an internal bus.
  • an input / output device 122 configured as a touch panel or the like is connected to the controller 121.
  • the storage device 121c includes, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), and the like.
  • a control program that controls the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe that describes the procedure and conditions of the substrate processing described later, and the like are stored in a readable manner.
  • the process recipe is a combination of instructions so that the controller 121 can execute each procedure in the substrate processing process described later and obtain a predetermined result, and functions as a program.
  • the process recipe, the control program, and the like are collectively referred to as simply a program.
  • program When the term “program” is used in this specification, it may include only a process recipe alone, only a control program alone, or both.
  • the RAM 121b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 121a are temporarily stored.
  • the I / O port 121d includes the above-described MFC 312, 322, 512, 522, valve 314, 324, 514, 524, APC valve 243, pressure sensor 245, vacuum pump 246, heater 207, temperature sensor 263, rotating mechanism 267, boat It is connected to the elevator 115 and the like.
  • the CPU 121a is configured to read and execute a control program from the storage device 121c, and to read a process recipe from the storage device 121c in response to an operation command input from the input / output device 122 or the like.
  • the CPU 121a adjusts the flow rates of various gases by the MFCs 312, 322, 512, and 522, opens and closes the valves 314, 324, 514, and 524, opens and closes the APC valve 243, and the pressure sensor 245 by the APC valve 243.
  • Pressure adjustment operation based on the temperature sensor, the temperature adjustment operation of the heater 207 based on the temperature sensor 263, the start and stop of the vacuum pump 246, the rotation and rotation speed adjustment operation of the boat 217 by the rotation mechanism 267, the lifting and lowering operation of the boat 217 by the boat elevator 115, etc. Is configured to control.
  • the controller 121 is not limited to being configured as a dedicated computer, and may be configured as a general-purpose computer.
  • an external storage device such as a magnetic tape, a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, a semiconductor memory such as a USB memory or a memory card
  • the controller 121 according to the present embodiment can be configured.
  • the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 123.
  • the program may be supplied without using the external storage device 123 by using communication means such as the Internet or a dedicated line.
  • the storage device 121c and the external storage device 123 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium.
  • recording medium When the term “recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 121c alone, may include only the external storage device 123 alone, or may include both.
  • the boat 217 includes a plurality of (preferably three or more) boat pillars BR provided along the circumferential direction of the wafer 200 supported by the boat 217 and extending in the vertical direction.
  • the boat column BR may be simply referred to as a column BR.
  • a boat 217 having three pillars BR1, BR2, and BR3 is illustrated.
  • a plurality of support grooves 217a are provided in the vertical direction on the inner peripheral side of each pillar BR, and the wafer 200 can be locked in each support groove 217a. In this way, the wafer 200 is supported on the boat 217 by the pillar BR.
  • the interval between the adjacent pillars BR or the width of the opening formed between the adjacent pillars BR can be represented by a fan-shaped central angle formed by these pillars and the center of the wafer 200.
  • the wafer 200 can be attached to and detached from the boat 217 through the widest opening.
  • the pillar BR1 and the pillar BR2 are separated by 180 °, and the widest opening is formed between the pillar BR1 and the pillar BR2.
  • the pillars BR2 and BR3 and the pillars BR3 and BR1 are 90 degrees apart from each other.
  • the processing gas is supplied to the wafer 200 from the gas supply holes 410a and 420a arranged outside in the direction parallel to the substrate surface, that is, outside in the horizontal direction of the wafer 200.
  • the processing gas is supplied while rotating (spinning) the boat 217 supporting the wafers 200 by the rotating mechanism 267 shown in FIG.
  • the positions of the gas supply holes 410a and 420a in the processing chamber 201 are fixed.
  • the positions of the gas supply holes 410 a and 420 a with respect to the wafer 200 that is, the rotational positions of the gas supply holes 410 a and 420 a as viewed from the center of the wafer 200 change with the rotation of the wafer 200.
  • the positions of the pillars BR1 to BR3 with respect to the wafer 200 that is, the rotational positions of the pillars BR1 to BR3 viewed from the center of the wafer 200 do not change by rotation.
  • the rotational direction position of the gas supply holes 410a and 420a viewed from the center of the wafer 200 may be simply referred to as “the rotational direction position of the gas supply holes”.
  • the rotational direction position of the gas supply hole 410a is equal to the rotational direction position of the gas supply hole 420a.
  • the rotational position of the pillar BR viewed from the center of the wafer 200 may be simply referred to as “the rotational position of the pillar BR”.
  • Substrate processing process film formation process
  • a process for manufacturing a semiconductor device device
  • a process for forming a metal film that forms a gate electrode on a substrate will be described with reference to FIGS.
  • the step of forming the metal film is performed using the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus 10 described above. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus 10 is controlled by the controller 121.
  • a process of rotating a boat 217 as a substrate support, which is accommodated in the processing chamber 201 and supported by the pillar BR, and a boat 217 is provided.
  • a process gas containing TiCl 4 gas as a first gas is supplied to the wafer 200 from the gas supply hole 410a located on the outer side in the horizontal direction of the wafer 200.
  • TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillar BR does not exist between the gas supply hole 410 a and the wafer 200.
  • wafer when the term “wafer” is used, it means “wafer itself” or “a laminate (aggregate) of a wafer and a predetermined layer or film formed on the surface thereof”. "(That is, a wafer including a predetermined layer or film formed on the surface).
  • wafer surface when the term “wafer surface” is used in this specification, it means “the surface of the wafer itself (exposed surface)” or “the surface of a predetermined layer or film formed on the wafer”. That is, it may mean “the outermost surface of the wafer as a laminated body”.
  • the phrase “supplying a predetermined gas to the wafer” means “supplying a predetermined gas directly to the surface (exposed surface) of the wafer itself”. , It may mean that “a predetermined gas is supplied to a layer, a film, or the like formed on the wafer, that is, to the outermost surface of the wafer as a laminated body”. Further, in this specification, when “describe a predetermined layer (or film) on the wafer” is described, “determine a predetermined layer (or film) directly on the surface (exposed surface) of the wafer itself”. This means that a predetermined layer (or film) is formed on a layer or film formed on the wafer, that is, on the outermost surface of the wafer as a laminate. There is a case.
  • substrate in this specification is the same as the term “wafer”. In that case, in the above description, “wafer” is replaced with “substrate”. Good.
  • metal film means a film made of a conductive substance containing a metal atom, which includes a conductive metal nitride film (metal nitride film), a conductive metal.
  • Oxide film metal oxide film
  • conductive metal oxynitride film metal oxynitride film
  • conductive metal composite film conductive metal alloy film
  • conductive metal silicide film metal silicide film
  • conductive A conductive metal carbide film metal carbide film
  • a conductive metal carbonitride film metal carbonitride film
  • the titanium film (Ti film) is a conductive metal film
  • the titanium nitride film (TiN film) is a conductive metal nitride film.
  • time division means that the time division (separation) is performed.
  • performing each process in a time-sharing manner means that each process is performed asynchronously (not performed simultaneously), that is, performed without being synchronized (not performed simultaneously). Yes.
  • each process is performed intermittently (pulse-like) and alternately. That is, it means that the processing gases supplied in each process are supplied so as not to mix with each other.
  • the process gases supplied in each process are alternately supplied so as not to mix with each other.
  • the processing chamber 201 is evacuated by a vacuum pump 246 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 243 is feedback-controlled based on the measured pressure information (pressure adjustment). The vacuum pump 246 keeps operating at least until the processing on the wafer 200 is completed. Further, the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired temperature. At this time, the energization amount to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment). The heating of the processing chamber 201 by the heater 207 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.
  • the rotation mechanism 267 starts the rotation of the boat 217 and the wafer 200.
  • the rotation of the boat 217 and the wafer 200 by the rotation mechanism 267 is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.
  • the description will be continued assuming that the rotation speed is, for example, 2.5 rpm, that is, the rotation cycle is, for example, 24 seconds.
  • TiN film formation step a step of forming a TiN film, which is a metal nitride film, for example, is performed as the metal film.
  • the TiN film forming step includes a TiCl 4 gas (source gas) supply step, a residual gas removal step, an NH 3 gas (reactive gas) supply step, and a residual gas removal step, which will be described below.
  • FIG. 5A shows an example of a processing gas supply sequence that defines a procedure within one cycle of supplying a processing gas for forming a TiN film.
  • the start timing and stop timing of the supply of TiCl 4 gas as the first gas in the cycle are defined.
  • TiCl 4 gas as the first gas and NH 3 gas as the second gas are time-divisionally (alternately).
  • the supply start timing and stop timing of the NH 3 gas as the second gas are defined so as to be supplied.
  • the total length (cycle time) is 30 seconds.
  • 3 seconds from 0 seconds (sequence start timing) to 3 seconds is a TiCl 4 gas supply period, that is, a period during which the TiCl 4 gas supply step is performed.
  • 6 seconds from 3 seconds to 9 seconds is a purge period, that is, a period during which the residual gas removal step is performed.
  • 15 seconds from 9 seconds to 24 seconds is an NH 3 gas supply period, that is, an NH 3 gas supply step is performed.
  • 6 seconds from 24 seconds to 30 seconds is a purge period, that is, a period during which the residual gas removal step is performed.
  • the process gas is supplied by repeating such a sequence.
  • the process gas is supplied while the boat 217 and the wafer 200 are rotating.
  • the rotation period of the boat 217 and the wafer 200 is selected as, for example, 24 seconds, and the length (cycle time) of the processing gas supply sequence for one cycle is selected as, for example, 30 seconds. Since the rotation period is not equal to the length of the process gas supply sequence, for example, the position of the gas supply hole in the rotation direction at the start timing of each sequence shifts every time the process gas supply sequence is repeated.
  • the rotation direction position of the gas supply hole (gas supply hole 410a) at the start timing of the first cycle (sequence executed for the first time) is 0 ° of the first rotation, and is used as a reference for the rotation direction position.
  • the rotational direction position of the gas supply hole at the start timing of the second cycle (sequence executed at the second time), the third cycle (sequence executed at the third time), and the fourth cycle (sequence executed at the fourth time) is , 90 ° for the second rotation, 180 ° for the third rotation, and 270 ° for the fourth rotation.
  • the rotational direction position of the gas supply hole at the start timing of the fifth cycle (sequence executed for the fifth time) is 360 ° for the fifth rotation, that is, 0 ° for the sixth rotation.
  • the rotation of the wafer 200 is completed for five times, and the rotational direction position of the gas supply holes at the start timing of the fifth cycle is It becomes equal to the rotational direction position of the gas supply hole at the start timing of the first cycle. That is, in this example, each time the processing gas supply sequence is repeated a certain number of times (specifically, four times), the processing gas supply sequence start timing is synchronized with the rotation timing of the boat 217 (wafer 200). The relationship between the length of the gas supply sequence and the rotation period (of the wafer 200) of the boat 217 is selected.
  • a period from the start timing of the process gas supply sequence and the rotation timing of the wafer 200 being synchronized at a certain timing to the next synchronization (in this example, from the start timing of the first cycle to the start timing of the fifth cycle) (Period) is called a synchronization unit period.
  • Such a relationship can be expressed as follows using mathematical formulas.
  • the length (cycle time) of the processing gas supply sequence for one cycle is T spl and the number of cycles is a.
  • the rotation cycle (of the wafer 200) of the boat 217 is T rot and the number of rotations is b.
  • the rotation direction positions of the gas supply holes 410a during the TiCl 4 gas supply period of the first cycle to the fourth cycle are 0 ° to 45 ° for the first rotation and 90 ° to the second rotation for the second rotation, respectively. 135 °, 180 ° to 225 ° of the third rotation, and 315 ° of the 270 ° to fourth rotation of the fourth rotation. That is, the supply range of the TiCl 4 gas in the first to fourth cycles is in the range of 0 ° to 45 °, 90 ° to 135 °, 180 ° to 225 °, and 270 ° to 315 °, respectively.
  • the width of the supply range of TiCl 4 gas for one cycle is 45 °.
  • FIG. 6A collectively shows the supply range of the first to fourth cycles of TiCl 4 gas on the wafer 200.
  • the rotation direction positions of the columns BR1 to BR3 of the boat 217 are set to 67.5 °, 247.5 °, and 337.5 °, respectively. None of the columns BR1 to BR3 is disposed in the supply range of the TiCl 4 gas in the first to fourth cycles. That is, during the TiCl 4 gas supply period, the columns BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 410a for supplying the TiCl 4 gas and the wafer 200 (the gas supply hole 410a and the columns BR1 to BR3 face each other). do not do). That is, the columns BR1 to BR3 do not exist at positions where the angle formed by the gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole 410a and the outer edge of the wafer 200 is a right angle.
  • the TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillars BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200.
  • Supply More specifically, preferably, in any of the processing gas supply sequences performed during the synchronization unit period, the gas supply holes 410a and the wafers 200 are arranged during the TiCl 4 gas supply period defined in the processing gas supply sequence. TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at such a timing that the pillars BR1 to BR3 do not exist between them. It can also be said that the supply of TiCl 4 gas is stopped at the timing when the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200.
  • the rotation direction positions of the gas supply holes 420a during the NH 3 gas supply period of the first cycle to the fourth cycle are 135 ° to 360 ° for the first rotation (0 ° for the second rotation) and 2 rotations, respectively. It moves within the range of 225 ° to 90 ° of the third rotation, 315 ° to 180 ° of the third rotation, 180 ° of the fourth rotation, and 270 ° of the 45th to fifth rotation. That is, the supply range of NH 3 gas in the first to fourth cycles is 135 ° to 360 ° (0 °), 225 ° to 90 °, 315 ° to 180 °, and 45 ° to 270 °, respectively. Become. The width of the NH 3 gas supply range for one cycle is 225 °.
  • FIG. 6B collectively shows the supply range of the NH 3 gas on the wafer 200 in the first to fourth cycles.
  • the width of the supply range for one cycle of NH 3 gas is 225 °, which is larger than the interval 180 ° between the columns BR1 and BR2 which are the most adjacent to each other. Therefore, in any one of the processing gas supply sequences performed during the synchronization unit period, the column BR1 is provided between the gas supply hole 420a and the wafer 200 during the NH 3 gas supply period specified in the processing gas supply sequence. The timing at which (any one of) to BR3 exists is included.
  • the columns BR1 to BR3 are provided between the gas supply hole 420a and the wafer 200, and the columns BR1 to BR3 are provided between the gas supply hole 420a and the wafer 200 together with the timing at which the columns BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200.
  • the processing gas is supplied even at the existing timing.
  • TiCl 4 gas supply step The valve 314 is opened and a TiCl 4 gas that is a raw material gas is caused to flow into the gas supply pipe 310.
  • the flow rate of the TiCl 4 gas that has flowed through the gas supply pipe 310 is adjusted by the MFC 312.
  • the flow-adjusted TiCl 4 gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 410 a of the nozzle 410 and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200. That is, the surface of the wafer 200 is exposed to TiCl 4 gas.
  • the valve 514 is opened, and an inert gas such as N 2 gas is allowed to flow into the carrier gas supply pipe 510.
  • the flow rate of the N 2 gas flowing through the carrier gas supply pipe 510 is adjusted by the MFC 512.
  • the N 2 gas whose flow rate has been adjusted is supplied into the processing chamber 201 together with the TiCl 4 gas, and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the valve 524 is opened and N 2 gas is allowed to flow into the carrier gas supply pipe 520.
  • the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the gas supply pipe 320 and the nozzle 420 and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the APC valve 243 is appropriately adjusted so that the pressure in the processing chamber 201 is, for example, in the range of 1 to 70000 Pa, preferably in the range of 1 to 1330 Pa, for example, 20 to 50 Pa.
  • the supply flow rate of TiCl 4 gas controlled by the MFC 312 is, for example, a flow rate in the range of 0.05 to 2 slm, preferably 0.15 to 1 slm, for example, 0.45 slm.
  • the supply flow rate of the N 2 gas controlled by the MFCs 512 and 522 is, for example, a flow rate in the range of 1 to 20 slm, preferably 5 to 15 slm, for example 7 slm.
  • the time for supplying the TiCl 4 gas to the wafer 200 is, for example, a time in the range of 0.1 to 60 seconds, preferably 1 to 30 seconds, for example 3 Seconds.
  • the temperature of the heater 207 is set to such a temperature that the temperature of the wafer 200 is in the range of 250 to 650 ° C., for example, preferably 300 to 550 ° C., for example, 380 ° C.
  • the gases flowing into the processing chamber 201 are only TiCl 4 gas and N 2 gas.
  • the Ti-containing layer rarely becomes a Ti layer containing only Ti single atoms, and actually contains other atoms derived from the respective raw materials in many cases. For this reason, the Ti-containing layer formed in the supply step of TiCl 4 gas, which is a halogen-based source gas, often contains Cl, which is a halogen-based element. That is, it can be said Ti-containing layer is TiCl 4 layer is substantially adsorbed layer of TiCl 4.
  • the TiCl 4 layer includes a continuous adsorption layer of TiCl 4 molecules as well as a discontinuous adsorption layer. That is, the TiCl 4 layer includes an adsorption layer having a thickness of less than one molecular layer composed of TiCl 4 molecules.
  • TiCl 4 molecules constituting the TiCl 4 layers, including those bonds between Ti and Cl is partially broken. That is, the TiCl 4 layer includes a physical adsorption layer and a chemical adsorption layer of TiCl 4 . However, under the above-described processing conditions, chemical adsorption is more dominant than physical adsorption of TiCl 4 on the wafer 200.
  • a layer having a thickness of less than one atomic layer means an atomic layer formed discontinuously, and a layer having a thickness of one atomic layer means an atomic layer formed continuously.
  • a layer having a thickness of less than one molecular layer means a molecular layer formed discontinuously, and a layer having a thickness of one molecular layer means a molecular layer formed continuously. ing. This also applies to the examples described later.
  • the valve 314 is closed and the supply of TiCl 4 gas is stopped.
  • the APC valve 243 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and TiCl 4 after contributing to the formation of unreacted or Ti-containing film remaining in the processing chamber 201.
  • the gas is removed from the processing chamber 201. That is, the unreacted or remaining TiCl 4 gas that contributes to the formation of the Ti-containing layer remaining in the space where the wafer 200 on which the Ti-containing layer is formed is removed.
  • the valves 514 and 524 are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained.
  • the N 2 gas acts as a purge gas, and can enhance the effect of removing the unreacted or residual TiCl 4 gas that has contributed to the formation of the Ti-containing film from the processing chamber 201.
  • the gas remaining in the processing chamber 201 may not be completely removed, and the inside of the processing chamber 201 may not be completely purged. If the amount of gas remaining in the processing chamber 201 is very small, no adverse effect will occur in the subsequent steps.
  • the flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 does not need to be large. For example, by supplying an amount similar to the volume of the reaction tube 203 (processing chamber 201), there is an adverse effect in subsequent steps. Purge that does not occur can be performed. Thus, by not completely purging the inside of the processing chamber 201, the purge time can be shortened and the throughput can be improved. In addition, consumption of N 2 gas can be minimized.
  • NH 3 gas supply step After the residual gas in the processing chamber 201 is removed, the valve 324 is opened, and NH 3 gas, which is N-containing gas, is caused to flow as a reaction gas into the gas supply pipe 320.
  • the flow rate of the NH 3 gas flowing through the gas supply pipe 320 is adjusted by the MFC 322.
  • the NH 3 gas whose flow rate has been adjusted is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 420 a of the nozzle 420.
  • the NH 3 gas supplied into the processing chamber 201 is activated by heat and then exhausted from the exhaust pipe 231. At this time, NH 3 gas activated by heat is supplied to the wafer 200. That is, the surface of the wafer 200 is exposed to heat activated NH 3 gas.
  • the valve 524 is opened, and N 2 gas is caused to flow into the carrier gas supply pipe 520.
  • the flow rate of the N 2 gas flowing through the carrier gas supply pipe 520 is adjusted by the MFC 522.
  • the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 together with the NH 3 gas, and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the valve 514 is opened, and N 2 gas is caused to flow into the carrier gas supply pipe 510.
  • the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the gas supply pipe 310 and the nozzle 410 and is exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the APC valve 243 When flowing NH 3 gas, the APC valve 243 is appropriately adjusted, and the pressure in the processing chamber 201 is, for example, a pressure within a range of 1 to 70000 Pa, preferably 1 to 1330 Pa, for example, 50 to 100 Pa.
  • the supply flow rate of NH 3 gas controlled by the MFC 322 is, for example, a flow rate in the range of 1 to 20 slm, preferably 1 to 10 slm, for example, 7.5 slm.
  • the supply flow rate of N 2 gas controlled by the MFCs 512 and 522 is, for example, a flow rate in the range of 1 to 20 slm, preferably 1 to 10 slm, for example, 7 slm.
  • the time for supplying the NH 3 gas activated by heat to the wafer 200 is, for example, in the range of 0.01 to 300 seconds, and preferably 1 to 60. For example, 15 seconds.
  • the temperature of the heater 207 at this time is set to the same temperature as in the TiCl 4 gas supply step.
  • the gases flowing into the processing chamber 201 are only NH 3 gas and N 2 gas.
  • the NH 3 gas undergoes a substitution reaction with at least a part of the Ti-containing layer formed on the wafer 200 in the TiCl 4 gas supply step.
  • Ti contained in the Ti-containing layer and N contained in the NH 3 gas are combined to form a TiN layer containing Ti and N on the wafer 200.
  • the valve 324 is closed and the supply of NH 3 gas is stopped.
  • the APC valve 243 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and NH 3 after contributing to the formation of the unreacted or TiN layer remaining in the processing chamber 201 Gases and reaction byproducts are removed from the processing chamber 201.
  • the valves 514 and 524 are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained.
  • the N 2 gas acts as a purge gas, and it is possible to enhance the effect of removing NH 3 gas and reaction by-products remaining in the processing chamber 201 and contributing to the formation of the TiN layer from the processing chamber 201. .
  • the gas remaining in the processing chamber 201 may not be completely removed, and the processing chamber 201 may not be completely purged.
  • TiCl 4 gas supply step the residual gas removal step, NH 3 gas supply step, by performing a residual gas supply sequentially time-division by the cycle performed once or more steps (a predetermined number of times (n a times)), the wafer 200 A TiN film having a predetermined thickness (for example, 0.1 to 10 nm) is formed thereon.
  • the above cycle is preferably repeated multiple times.
  • n a is (a multiple of i.e. n b 5) is a multiple of 4 is preferably it may not be a multiple of the n a 4 (multiple of n b 5).
  • the repeat count n a processing gas supply sequence (rotation number n b of and the boat 217), the period (synchronization unit period) in which the timing to synchronize the rotation of the processing gas supply sequence and the boat 217 is just an integer times completed It is preferred that it is selected as such, but this need not be the case.
  • the portion described as “supplying gas to the wafer 200” is “to the layer formed on the wafer 200, that is, This means that a predetermined gas is supplied to the outermost surface of the wafer 200 as a laminated body, and a portion that “forms a predetermined layer on the wafer 200” is “formed on the wafer 200. It means that a predetermined layer is formed on a certain layer, that is, on the outermost surface of the wafer 200 as a laminate. This also applies to the examples described later.
  • N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 from the gas supply pipes 510 and 520, and exhausted from the exhaust pipe 231.
  • the N 2 gas acts as a purge gas, whereby the inside of the processing chamber 201 is purged with an inert gas, and the gas and by-products remaining in the processing chamber 201 are removed from the processing chamber 201 (purge). Thereafter, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (inert gas replacement), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).
  • TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillars BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200.
  • the TiCl 4 gas supplied from the gas supply hole 410a flows toward the center of the wafer 200 without colliding with the pillars BR1 to BR3.
  • the TiCl 4 gas is easily supplied to the wafer portions around the pillars BR1 to BR3.
  • the schematic flow of TiCl 4 gas is indicated by arrows, and the amount of gas supply is schematically indicated by the thickness of the arrows.
  • TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at the timing when the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200. More specifically, in this comparative embodiment, the start timing of the processing gas supply sequence shown in FIG. 5A is shifted from the above embodiment, and the gas supply hole 410a and the wafer 200 are supplied during the TiCl 4 gas supply period. Columns BR1 to BR3 are present between them.
  • the TiCl 4 gas supplied from the gas supply hole 410a collides with the pillar BR such as the pillar BR3, diffuses in the lateral direction, and is supplied to the center of the wafer 200.
  • the amount of TiCl 4 gas to be reduced is reduced.
  • the supply amount of the TiCl 4 gas is significantly reduced as compared with the case where no collision occurs.
  • the collision with the pillar BR hinders the good supply of TiCl 4 gas to the wafer 200 and reduces the film formation rate in the portion where the supply of TiCl 4 gas is obstructed, resulting in film formation.
  • the in-plane uniformity is deteriorated.
  • the gas flow collides with the columns BR1 to BR3.
  • at least one kind of gas for example, TiCl 4 gas, among the plurality of kinds of gases contained in the processing gas while suppressing the collision of the gas flow to the pillars BR1 to BR3 as described above.
  • the partial reduction of the film formation rate is suppressed as described above. Uniformity can be improved.
  • the processing gas is supplied at a timing selected so that the pillars BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200, but for the NH 3 gas, An example in which the processing gas is supplied at the timing when the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200 as well as at the timing when the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200 will be described. did.
  • the NH 3 gas supply mode is different from that of the first embodiment.
  • the supply mode and the like of the TiCl 4 gas are the same as those in the first embodiment. Processing conditions such as pressure, supply flow rate, and temperature at the time of supplying each gas may be the same as those in the first embodiment, for example.
  • columns BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200 during the NH 3 gas supply period defined by the process gas supply sequence of each cycle.
  • the supply amount of NH 3 gas is compared with the other timings (before and after) (the timing at which the columns BR1 to BR3 do not exist between the gas supply holes 420a and the wafer 200). Reduce.
  • the valve 324 is closed to stop the NH 3 gas supply from the gas supply hole 420a. To do. In this way, NH 3 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillars BR 1 to BR 3 do not exist between the gas supply hole 420 a and the wafer 200.
  • the flow rate of the NH 3 gas by the MFC 322 does not stop the supply of the NH 3 gas by closing the valve 324 at the timing (and the vicinity thereof) where the pillars BR 1 to BR 3 exist between the gas supply hole 420 a and the wafer 200. May be reduced so that the influence of the collision of the gas flow on the pillars BR1 to BR3 is reduced (preferably to the extent that it is substantially eliminated). Thereby, it is possible to suppress the flow of the NH 3 gas from being inhibited by the pillars BR1 to BR3. Note that the case where the valve 324 is closed to stop the supply of NH 3 gas can be regarded as one mode of such a gas flow rate reduction.
  • the gas supply hole 410a and the gas supply hole 420a are simply described as being in the same rotational direction position. However, the rotation of the gas supply hole 420a with respect to the rotational direction position of the gas supply hole 410a is described.
  • the timing for closing the valve 324 and the timing for adjusting the flow rate by the MFC 322 can be adjusted in consideration of the time lag corresponding to the deviation.
  • the flow of TiCl 4 gas is suppressed from being blocked by the columns BR1 to BR3, and the flow of NH 3 gas is blocked by the columns BR1 to BR3. This is also suppressed. Thereby, the partial reduction of the film formation rate as described above is further suppressed, and the in-plane uniformity of film formation can be further improved.
  • TiCl 4 gas and NH 3 gas are continuously supplied, respectively.
  • the timing at which the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200 during the TiCl 4 gas supply period is included, and the gas supply hole 420a and the wafer 200 during the NH 3 gas supply period are included.
  • the timing at which the pillars BR1 to BR3 exist is included in between.
  • the other timing the other timing (the gas supply hole 410a). And the timing at which the pillars BR1 to BR3 do not exist between the wafer 200 and the wafer 200), the supply amount of the TiCl 4 gas is reduced.
  • the supply of NH 3 gas at the timing (and the vicinity thereof) where the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200, the other timing (the gas supply hole 420a and the wafer 200).
  • the supply amount of NH 3 gas is reduced compared to the timing when the columns BR1 to BR3 do not exist between the two.
  • the method of reducing the supply amount of TiCl 4 gas and NH 3 gas is the same as the method of reducing the supply amount applied to supply of NH 3 gas in the second embodiment.
  • the valve 314 is closed and the supply of TiCl 4 gas from the gas supply hole 410a is stopped.
  • TiCl 4 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillars BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200.
  • the valve 324 is closed to stop the NH 3 gas supply from the gas supply hole 420a. In such a case, NH 3 gas is supplied to the wafer 200 at a timing selected so that the pillars BR1 to BR3 do not exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200.
  • the flow rate of the TiCl 4 gas is reduced without stopping the supply of the TiCl 4 gas from the gas supply hole 410a at the timing (and the vicinity) where the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 410a and the wafer 200. By reducing this, the flow of the TiCl 4 gas may be inhibited from being inhibited by the columns BR1 to BR3. Further, at the timing (and the vicinity thereof) where the pillars BR1 to BR3 exist between the gas supply hole 420a and the wafer 200, the flow rate of the NH 3 gas can be reduced without stopping the NH 3 gas supply from the gas supply hole 420a. By reducing this, the flow of the NH 3 gas may be inhibited from being inhibited by the columns BR1 to BR3.
  • Processing conditions such as pressure, supply flow rate, and temperature when supplying the TiCl 4 gas and NH 3 gas can be the same as those in the first embodiment, for example.
  • the flow of TiCl 4 gas is suppressed from being inhibited by the columns BR1 to BR3, and the flow of NH 3 gas is also inhibited from being inhibited by the columns BR1 to BR3.
  • the partial reduction of the film formation rate as described above is suppressed, and the effect of improving the in-plane uniformity of the film formation can be obtained.
  • FIG. 11 shows an example in which a gas supply operation for supplying NH 3 gas simultaneously with TiCl 4 gas supply is added to the NH 3 gas supply sequence in the first embodiment as the fourth embodiment.
  • FIG. 12 shows an example in which a gas supply operation for supplying TiCl 4 gas simultaneously with NH 3 gas supply is added to the TiCl 4 gas supply sequence in the first embodiment as the fifth embodiment.
  • FIG. 13 as a sixth embodiment, a gas supply operation for supplying NH 3 gas simultaneously with TiCl 4 gas supply is added to the NH 3 gas supply sequence in the first embodiment, and the first embodiment An example is shown in which a gas supply operation for supplying TiCl 4 gas simultaneously with NH 3 gas supply is added to the TiCl 4 gas supply sequence in the embodiment.
  • one of NH 3 gas and TiCl 4 gas for example, NH 3 gas is continuously supplied, and the other of NH 3 gas and TiCl 4 gas, for example, TiCl 4 gas, is intermittently supplied.
  • An example of supply is shown below.
  • the TiCl 4 gas is supplied so as to avoid collision with the pillars BR1 to BR3 in any supply period.
  • FIG. 15 shows an example in which a gas supply operation for supplying NH 3 gas simultaneously with TiCl 4 gas supply is added to the NH 3 gas supply sequence in the second embodiment as an eighth embodiment.
  • FIG. 16 shows an example in which a gas supply operation for supplying TiCl 4 gas simultaneously with NH 3 gas supply is added to the TiCl 4 gas supply sequence in the second embodiment as the ninth embodiment.
  • FIG. 17 as the tenth embodiment, a gas supply operation for supplying NH 3 gas simultaneously with TiCl 4 gas supply is added to the NH 3 gas supply sequence in the second embodiment, and the first embodiment An example is shown in which a gas supply operation for supplying TiCl 4 gas simultaneously with NH 3 gas supply is added to the TiCl 4 gas supply sequence in the embodiment.
  • the TiCl 4 gas is supplied so as to avoid collision with the pillars BR1 to BR3 in any supply period, and the in-plane uniformity of the film formation is improved. Is planned.
  • the NH 3 gas is supplied so as to avoid collision with the pillars BR1 to BR3 in any supply period, and the in-plane uniformity of film formation is improved. ing.
  • a period in which TiCl 4 gas or NH 3 gas is supplied is provided so as to avoid collision with the pillars BR1 to BR3, and collision with the pillars BR1 to BR3 is always performed. Compared with the case where it cannot be avoided, the in-plane uniformity of film formation can be improved.
  • a period in which TiCl 4 gas and NH 3 gas are simultaneously supplied is provided. That is, there is a period in which TiCl 4 gas and NH 3 gas are simultaneously supplied.
  • the present invention is not limited to the application to the film forming process, and the horizontal direction of the substrate while rotating the substrate supported by the pillar.
  • the present invention can be widely applied to substrate processing performed by supplying a processing gas from the outside. Since the flow of the processing gas is suppressed from being hindered by the pillar of the substrate support, the in-plane uniformity of the substrate processing using the processing gas can be improved.
  • the present invention can be applied to an etching process in which etching is performed by supplying a processing gas, and in-plane uniformity of etching can be improved.
  • Applicable films include, for example, W film, WN film, TaN film, MoN film, ZnN film, WC film, TiC film, TaC film, MoC film, ZnC film, WCN film, TiCN film, TaCN film, MoCN film
  • Metal nitride films such as ZnCN films, metal carbide films, Cu films, Ru films, metal films such as Al films, HfO films, ZrO films, AlO films, HfSiO films, ZrSiO films, AlSiO films, etc. Examples thereof include a high dielectric constant film, a film combining these, a Si film, a SiN film, a SiO film, a SiCN film, a SiON film, a SiOC film, and a film combining these.
  • the process gas such as the raw material gas and the reaction gas used in film forming process
  • the process gas for example, tetrafluoride titanium (TiF 4), tungsten hexachloride (WCl 6), hexafluoride Tungsten (WF 6 ), tantalum pentachloride (TaCl 5 ), tantalum pentafluoride (TaF 5 ), molybdenum hexachloride (MoCl 6 ), molybdenum hexafluoride (MoF 6 ), zinc dichloride (ZnCl 2 ), Zinc bromide (ZnF 2 ), copper dichloride (CuCl 2 ), copper difluoride (CuF 2 ), ruthenium trichloride (RuCl 3 ), ruthenium trifluoride (RuF 3 ), ruthenium tribromide (RuBr 3 ), aluminum trichloride (AlCl 3), aluminum trifluor
  • these gases are supplied to gas supply holes (specifically, separate nozzles).
  • gas supply holes specifically, separate nozzles.
  • the substrate processing apparatus is a batch type vertical apparatus that processes a plurality of substrates at a time, and a nozzle for supplying a processing gas is erected in one reaction tube.
  • a processing furnace having a structure in which an exhaust port is provided in the lower part has been described
  • the present invention can also be applied to a case where a film is formed using a processing furnace having another structure.
  • there are two reaction tubes having a concentric cross section the outer reaction tube is called an outer tube and the inner reaction tube is called an inner tube), and a side wall of the outer tube is provided from a nozzle standing in the inner tube.
  • the present invention can also be applied to a case where a film is formed using a processing furnace having a structure in which a processing gas flows to an exhaust port that opens to a position (axisymmetric position) facing the nozzle with the substrate interposed therebetween.
  • the processing gas may be supplied from a gas supply port that opens in a side wall of the inner tube, instead of being supplied from a nozzle standing in the inner tube.
  • the exhaust port opened to the outer tube may be opened according to the height at which there are a plurality of substrates stacked and accommodated in the processing chamber.
  • the shape of the exhaust port may be a hole shape or a slit shape.
  • the present invention is not limited to this, and a cold wall type processing furnace is provided.
  • the present invention can also be suitably applied when forming a thin film using a substrate processing apparatus. Even in these cases, the processing conditions can be the same processing conditions as in the above-described embodiment, for example.
  • film formation can be performed with the same sequence and processing conditions as in the above-described embodiment.
  • the process recipes are the contents of the substrate processing (film type, composition ratio, film quality, film thickness, processing procedure, processing of the thin film to be formed) It is preferable to prepare individually (multiple preparations) according to the conditions. And when starting a substrate processing, it is preferable to select a suitable process recipe suitably from several process recipes according to the content of a substrate processing.
  • the substrate processing apparatus includes a plurality of process recipes individually prepared according to the contents of the substrate processing via an electric communication line or a recording medium (external storage device 123) on which the process recipe is recorded. It is preferable to store (install) in the storage device 121c in advance.
  • the CPU 121a included in the substrate processing apparatus When starting the substrate processing, the CPU 121a included in the substrate processing apparatus appropriately selects an appropriate process recipe from a plurality of process recipes stored in the storage device 121c according to the content of the substrate processing. Is preferred. With this configuration, thin films with various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses can be formed for general use with good reproducibility using a single substrate processing apparatus. In addition, it is possible to reduce the operation burden on the operator (such as an input burden on the processing procedure and processing conditions), and to quickly start the substrate processing while avoiding an operation error.
  • the present invention can be realized by changing a process recipe of an existing substrate processing apparatus, for example.
  • the process recipe according to the present invention is installed in an existing substrate processing apparatus via a telecommunication line or a recording medium recording the process recipe, or input / output of the existing substrate processing apparatus It is also possible to operate the apparatus and change the process recipe itself to the process recipe according to the present invention.
  • the various embodiments described above can be used in appropriate combination.
  • the processing conditions at this time can be set to the same processing conditions as in the above-described embodiment, for example.
  • a film was formed by the same process gas supply process (see FIG. 6A) as the example described in the first embodiment.
  • a film was formed by the same process gas supply process (see FIG. 10A) as the example described in the comparative embodiment.
  • FIG. 18A is a graph showing the film thickness distribution in the wafer plane.
  • the horizontal axis indicates the distance from the wafer center in mm units
  • the vertical axis indicates the film thickness in arbitrary units.
  • FIG. 18B is a graph showing the film thickness ratio around each boat column with respect to the average film thickness in the wafer plane.
  • the average film thickness is plotted on the horizontal axis, and the results for each of the three boat column portions A to C are shown side by side.
  • the vertical axis represents the film thickness ratio with respect to the average film thickness.
  • the example is represented as “no column collision” and the comparative example is “with column collision”.
  • the film thickness at the center of the wafer can be increased, and the thinning around the boat column can be reduced. In this way, by suppressing the collision of the gas flow with the column, the film formation rate around the wafer center and the boat column can be increased, and the in-plane uniformity of the film formation can be improved.
  • (Appendix 1) Rotating the substrate support housed in the processing chamber and supporting the substrate by the pillar; Supplying a processing gas containing a first gas to the substrate from a first gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate while the substrate support is rotating; In the step of supplying the processing gas, the first gas is supplied to the substrate at a timing selected so that the column does not exist between the first gas supply hole and the substrate.
  • a method for manufacturing a semiconductor device or a substrate processing method is provided.
  • (Appendix 2) According to another aspect of the invention, Rotating the substrate support housed in the processing chamber and supporting the substrate by the pillar; Supplying a processing gas containing a first gas to the substrate from a first gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate while the substrate support is rotating; And in the step of supplying the processing gas, the column exists at a position where the angle formed by the gas flow of the processing gas ejected from the first gas supply hole and the outer edge of the substrate is at a right angle A semiconductor device manufacturing method or a substrate processing method for supplying the first gas to the substrate at a timing selected so as not to be provided is provided.
  • Appendix 3 The method according to appendix 1 or 2, preferably, In the step of rotating the substrate support, a plurality of substrates including the substrate are rotated by the substrate support supported by the pillars, In the step of supplying the processing gas, the processing gas is supplied through a nozzle that extends in the stacking direction of the plurality of substrates and is provided with a plurality of gas supply holes including the first gas supply holes.
  • Appendix 4 The method according to any one of appendices 1 to 3, preferably, In the step of supplying the processing gas, as the processing gas, in addition to the first gas, a second gas is supplied from a second gas supply hole located outside the substrate in the horizontal direction, and the first gas is supplied. And the second gas are time-divisionally (asynchronously, intermittently, pulsed) and supplied a predetermined number of times.
  • the second supply hole may be the same as or different from the first supply hole.
  • appendix 5 The method according to appendix 4, preferably, In the step of supplying the processing gas, the second gas is supplied to the substrate at a timing selected so that the column does not exist between the second gas supply hole and the substrate.
  • the first gas is selected according to a relationship between a cycle time for supplying the first gas and the second gas in a time-sharing manner and a rotation period of the substrate support.
  • the first gas is supplied to the substrate at a timing selected so that the pillar does not exist between the supply hole and the substrate, and the second gas supply hole and the substrate are provided with the first gas.
  • the second gas is supplied to the substrate at a timing selected so that the pillar does not exist.
  • the first gas is selected according to a relationship between a cycle time for supplying the first gas and the second gas in a time-sharing manner and a rotation period of the substrate support.
  • the first gas is ejected from the substrate.
  • 1 column is selected so that the column does not exist at a position where the angle formed by the gas flow of the second gas ejected from the second gas supply hole and the outer edge of the substrate is a right angle.
  • the second gas is supplied to the substrate.
  • Appendix 12 The method according to appendix 11, preferably, In the step of supplying the processing gas, As the processing gas, in addition to the first gas, a second gas is supplied from a second gas supply hole located outside the substrate in the horizontal direction, The sequence defines the start timing and stop timing of the supply of the first gas, and the first gas and the second gas are supplied in a time-sharing manner (asynchronously, intermittently, in pulses).
  • the supply period of the second gas in any one of the sequences performed during a period from when the start timing of the sequence and the rotation timing of the substrate support are synchronized at a certain timing to the next synchronization Includes a timing at which the column exists between the second gas supply hole and the substrate,
  • the column is provided between the second gas supply hole and the substrate during the supply period of the second gas including the timing at which the column exists between the second gas supply hole and the substrate.
  • the supply amount of the second gas is reduced as compared with the timing at which the column does not exist between the second gas supply hole and the substrate.
  • the second supply hole may be the same as or different from the first supply hole.
  • a processing chamber A substrate support housed in the processing chamber and having a column for supporting the substrate; A rotation mechanism for rotating the substrate support; A gas supply system for supplying a processing gas from a gas supply hole located on the outside in the horizontal direction of the substrate supported by the substrate support; The column is not present between the gas supply hole and the substrate from the gas supply hole when the substrate support tool supporting the substrate is rotated and the substrate support tool is rotating. And a control unit configured to control the rotation mechanism and the gas supply system so as to perform the process of supplying the processing gas to the substrate at a timing selected by Is provided.
  • a processing chamber A substrate support housed in the processing chamber and having a column for supporting the substrate; A rotation mechanism for rotating the substrate support; A gas supply system for supplying a processing gas from a gas supply hole located on the outside in the horizontal direction of the substrate supported by the substrate support; A process of rotating the substrate support supported by the substrate; and a gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole and the gas flow of the process gas while the substrate support is rotating And a process of supplying the processing gas to the substrate at a timing selected so that the pillar does not exist at a position where an angle formed by an outer edge is a right angle. And a control unit configured to control the gas supply system.
  • a processing chamber A substrate support housed in the processing chamber and having a column for supporting the substrate; A rotation mechanism for rotating the substrate support; A gas supply system for supplying a processing gas from a gas supply hole located on the outside in the horizontal direction of the substrate supported by the substrate support; A process of rotating the substrate support on which the substrate is supported; and the process gas is supplied from the gas supply hole to the substrate in a state in which the substrate support is rotating; And a process of reducing the supply amount of the processing gas at a timing when the pillar is present between the substrate and the timing when the pillar is not present between the gas supply hole and the substrate.
  • a control unit configured to control the rotation mechanism and the gas supply system.
  • a processing chamber A substrate support housed in the processing chamber and having a column for supporting the substrate; A rotation mechanism for rotating the substrate support; A gas supply system for supplying a processing gas from a gas supply hole located on the outside in the horizontal direction of the substrate supported by the substrate support; A process of rotating the substrate support supported by the substrate; and supplying the processing gas from the gas supply hole to the substrate while the substrate support is rotating, and ejecting from the gas supply hole
  • the gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole and the outer edge of the substrate are at a timing at which the column exists at a position where the angle formed by the gas flow of the processing gas and the outer edge of the substrate is at a right angle.
  • the rotation mechanism and the gas supply system are controlled so as to perform a process of reducing the supply amount of the process gas compared to a timing at which the column does not exist at a position where the formed angle is a right angle.
  • a substrate processing apparatus having a control unit configured.
  • the substrate processing apparatus according to any one of appendices 15 to 18, preferably:
  • the substrate support supports a plurality of substrates including the substrate by the pillars, the gas supply system extends in a stacking direction of the plurality of substrates supported by the substrate support, and the gas supply holes
  • the processing gas is supplied through a nozzle provided with a plurality of gas supply holes.
  • a procedure of rotating a substrate support housed in a processing chamber and supported by a pillar A procedure for supplying a processing gas to the substrate from a gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate in a state where the substrate support is rotating, And supplying the processing gas to the substrate at a timing selected so that the pillar does not exist between the gas supply hole and the substrate.
  • a program to be executed or a computer-readable recording medium on which the program is recorded is provided.
  • a procedure of rotating a substrate support housed in a processing chamber and supported by a pillar A procedure for supplying a processing gas to the substrate from a gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate in a state where the substrate support is rotating, In the procedure for supplying the processing gas, the column is selected so that the column does not exist at a position where an angle formed between the gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole and the outer edge of the substrate is at a right angle.
  • a program for performing a procedure for supplying the processing gas to the substrate at a given timing, or a computer-readable recording medium recording the program is provided.
  • a procedure of rotating a substrate support housed in a processing chamber and supported by a pillar A procedure for supplying a processing gas to the substrate from a gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate in a state where the substrate support is rotating, And in the procedure of supplying the processing gas, the timing at which the column is not present between the gas supply hole and the substrate at the timing at which the column is present between the gas supply hole and the substrate;
  • a program for performing a procedure for reducing the supply amount of the processing gas, or a computer-readable recording medium recording the program is provided.
  • a procedure of rotating a substrate support housed in a processing chamber and supported by a pillar A procedure for supplying a processing gas to the substrate from a gas supply hole located on the outer side in the horizontal direction of the substrate in a state where the substrate support is rotating, In the procedure of supplying the processing gas, at the timing when the column is present at a position where the angle formed between the gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole and the outer edge of the substrate is at a right angle, A procedure for reducing the supply amount of the processing gas compared to the timing at which the column does not exist at a position where the angle formed by the gas flow of the processing gas ejected from the gas supply hole and the outer edge of the substrate is at a right angle.
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  • substrate processing apparatus 200 wafer 201 processing chamber 202 processing furnace 203 reaction tube 217 boat 217 support groove BR, BR1 to BR3 boat column 410, 420 nozzle 410a, 420a gas supply hole

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Abstract

　半導体装置の製造方法は、処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、基板支持具が回転している状態で、基板の水平方向外側に位置する第１のガス供給孔から、基板に対して第１のガスを含む処理ガスを供給する工程と、を有し、処理ガスを供給する工程では、第１のガス供給孔と基板との間に柱が存在しないように選択されたタイミングで、基板に対して第１のガスを供給する。

Description

半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体
　本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置および記録媒体に関する。
　半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、処理室内の基板に対して処理ガスを供給することで行われる基板処理、例えば成膜処理やエッチング処理等が行われることがある。
　処理室内の基板に対して処理ガスを供給することで行われる基板処理において、例えば、処理の面内均一性を高めること等が望まれる。
　本発明の一目的は、処理室内の基板に対して処理ガスを供給することで行われる基板処理に適用することができる新規な技術を提供することである。
　本発明の一態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置する第１のガス供給孔から、前記基板に対して第１のガスを含む処理ガスを供給する工程と、
　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給する半導体装置の製造方法が提供される。
　処理ガスの流れが基板支持具の柱で阻害されることが抑制されるので、処理ガスを用いた基板処理の面内均一性の向上を図ることができる。
図１は、本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線に沿った概略的な横断面図である。 図３は、図１に示す基板処理装置が有するコントローラの構成を示すブロック図である。 図４（ａ）は、ウエハを支持したボートの例を示す概略的な側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った概略的な横断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）において点線で囲った部分を拡大して示す概略的な断面図である。 図５（ａ）は、処理ガス供給シーケンス（１サイクル分）の一例を示し、図５（ｂ）は、第１の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、それぞれ、第１の実施形態におけるウエハ上のＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスの供給範囲を示す概略図である。 図７は、第１の実施形態におけるＴｉＣｌ４ガスの流れを示す概略図である。 図８は、第２の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図９は、第３の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１０（ａ）は、比較形態におけるウエハ上のＴｉＣｌ４ガスの供給範囲を示す概略図であり、図１０（ｂ）は、比較形態におけるＴｉＣｌ４ガスの流れを示す概略図である。 図１１は、第４の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１２は、第５の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１３は、第６の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１４は、第７の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１５は、第８の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１６は、第９の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１７は、第１０の実施形態の成膜工程における処理ガス供給のタイミングと回転方向位置との関係を示すタイミングチャートである。 図１８（ａ）は、実施例および比較例について、ウエハ面内での膜厚分布を示すグラフであり、図１８（ｂ）は、実施例および比較例について、ウエハ面内平均膜厚に対する各ボート柱部周辺の膜厚比を示すグラフである。
＜本発明の第１の実施形態＞
　以下、本発明の好適な第１の実施形態について図１～図７を用いて説明する。基板処理装置１０は、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程である基板処理工程において使用される装置の一例として構成されている。
（１）基板処理装置の構成
　図１～図４を用いて、基板処理装置の構成について説明する。図１に示すように、処理炉２０２には加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は上方が閉塞された円筒形状に構成されている。
　ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は耐熱性材料等（例えば石英（ＳｉＯ２）または炭化シリコン（ＳｉＣ））からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。
　反応管２０３の下端には、ステンレス等の金属材料からなるマニホールド２０９が取り付けられている。マニホールド２０９は筒状に形成され、その下端開口は蓋体としてのシールキャップ２１９により気密に閉塞される。反応管２０３とマニホールド２０９との間、および、マニホールド２０９とシールキャップ２１９との間には、それぞれＯリング２２０が設けられている。主に、反応管２０３、マニホールド２０９およびシールキャップ２１９により処理容器が構成され、この処理容器の内部に処理室２０１が形成される。処理室２０１に収容されたボート２１７により、基板としてのウエハ２００が水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で支持されることで、処理室２０１に、ウエハ２００を収容することができる。
　シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入および搬出することが可能なように構成されている。すなわち、ボートエレベータ１１５は、ボート２１７すなわちウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送機構）として構成されている。
　基板支持具としてのボート２１７は、複数、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に支持するように、すなわち、間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、耐熱性材料等（例えば石英やＳｉＣ）からなる。ボート２１７の下部には、耐熱性材料等（例えば石英やＳｉＣ）からなる断熱板２１８が水平姿勢で多段に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。ただし、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料からなる筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。ヒータ２０７は処理室２０１内に収容されたウエハ２００を所定の温度に加熱することができる。
　処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０がマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０には、ガス供給ラインとしてのガス供給管３１０，３２０が、それぞれ接続されている。このように、反応管２０３には２本のノズル４１０，４２０と、２本のガス供給管３１０，３２０とが設けられており、処理室２０１内へ複数種類、ここでは２種類のガス（処理ガス）をそれぞれ専用ラインで供給することができるように構成されている。
　ガス供給管３１０，３２０には上流側から順に流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１２，３２２および開閉弁であるバルブ３１４，３２４が設けられている。ガス供給管３１０，３２０の先端部には、それぞれノズル４１０，４２０が連結接続されている。ノズル４１０，４２０は、Ｌ字型のロングノズルとして構成されており、その水平部はマニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０の垂直部は、反応管２０３の内壁とウエハ２００との間に形成される円環状の空間に、反応管２０３の内壁に沿って上方（ウエハ２００の積載方向上方）に向かって立ち上がるように（つまりウエハ配列領域の一端側から他端側に向かって立ち上がるように）設けられている。すなわち、ノズル４１０，４２０は、ウエハ２００が配列されるウエハ配列領域の側方の、ウエハ配列領域を水平に取り囲む領域に、ウエハ配列領域に沿うように設けられている（ウエハ２００の積層方向に延在している）。
　ノズル４１０，４２０の側面には、ガスを供給する（噴出させる）ガス供給孔４１０ａ，４２０ａが、それぞれ設けられている。ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは反応管２０３の中心を向くように開口している。ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、反応管２０３の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有し、さらに同じ開口ピッチで設けられている。
　このように、本実施形態におけるガス供給の方法は、反応管２０３の内壁と、積載された複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円環状の縦長の空間内、すなわち、円筒状の空間内に配置したノズル４１０，４２０を経由してガスを搬送し、ノズル４１０，４２０にそれぞれ開口されたガス供給孔４１０ａ，４２０ａからウエハ２００の近傍で初めて反応管２０３内にガスを噴出させており、反応管２０３内におけるガスの主たる流れをウエハ２００の表面（基板面）と平行な方向、すなわち水平方向としている。このような構成とすることで、各ウエハ２００に均一にガスを供給でき、各ウエハ２００に形成される薄膜の膜厚を均一にできる効果がある。なお、各ウエハ２００の表面上を流れたガス、すなわち、反応後に残留するガス（残ガス）は、排気口、すなわち、後述する排気管２３１の方向に向かって流れるが、この残ガスの流れの方向は、排気口の位置によって適宜特定され、垂直方向に限ったものではない。
　また、ガス供給管３１０，３２０にはキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管５１０，５２０が、それぞれ接続されている。キャリアガス供給管５１０，５２０にはＭＦＣ５１２，５２２およびバルブ５１４，５２４が設けられている。
　上記構成における一例として、ガス供給管３１０からは、処理ガスとして、金属元素を含む原料ガス（金属含有ガス）が、ＭＦＣ３１２，バルブ３１４，ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給される。原料としては、例えば、金属元素としてのチタン（Ｔｉ）を含み、ハロゲン系原料（ハロゲン化物、ハロゲン系チタン原料とも称する）としての四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）が用いられる。なお、Ｔｉは遷移金属元素に分類される。また、ハロゲン系原料とはハロゲン基を含む原料である。ハロゲン基には、クロロ基、フルオロ基、ブロモ基、ヨード基等が含まれる。すなわち、ハロゲン基には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等のハロゲン元素が含まれる。
　ガス供給管３２０からは、処理ガスとして、窒素（Ｎ）を含む反応ガスとしてのＮ含有ガスが、ＭＦＣ３２２，バルブ３２４，ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給される。Ｎ含有ガスとしては、金属元素非含有のＮ含有ガス、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。ＮＨ３は窒化・還元剤（窒化・還元ガス）として作用する。
　キャリアガス供給管５１０，５２０からは、不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１４，５２４、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に供給される。なお、以下、不活性ガスとしてＮ２ガスを用いる例について説明するが、不活性ガスとしては、Ｎ２ガス以外に、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。
　ここで、本明細書において、原料ガスとは、気体状態の原料、例えば、常温常圧下で液体状態もしくは固体状態である原料を気化もしくは昇華することで得られるガスや、常温常圧下で気体状態である原料等のことである。本明細書において「原料」という言葉を用いた場合は、「液体状態である液体原料」、「固体状態である固体原料」、「気体状態である原料ガス」、または、その複合を意味する場合がある。ＴｉＣｌ４等のように、常温常圧下で液体状態である液体原料やＡｌＣｌ３等のように常温常圧下で固体状態である固体原料を用いる場合は、液体原料や固体原料を気化器、バブラもしくは昇華器等のシステムにより気化もしくは昇華して、原料ガス（ＴｉＣｌ４ガス、ＡｌＣｌ３ガス等）として供給することとなる。
　ガス供給管３１０，３２０から上述のような処理ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０，３２０、ＭＦＣ３１２，３２２、バルブ３１４，３２４により処理ガス供給系が構成される。ノズル４１０，４２０を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。処理ガス供給系を、単にガス供給系と称することもできる。
　ガス供給管３１０から上述のような原料ガスとしての金属含有ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４により原料ガス供給系としての金属含有ガス供給系が構成される。ノズル４１０を原料ガス供給系に含めて考えてもよい。原料ガス供給系を原料供給系と称することもできる。
　ガス供給管３１０から原料ガスとしてハロゲン系原料ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０，ＭＦＣ３１２，バルブ３１４によりハロゲン系原料ガス供給系が構成される。ノズル４１０をハロゲン系原料ガス供給系に含めて考えてもよい。ハロゲン系原料ガス供給系をハロゲン系原料供給系と称することもできる。ガス供給管３１０からチタン含有ガスを流す場合、ハロゲン系原料ガス供給系をチタン含有ガス供給系と称することもできる。ガス供給管３１０からＴｉＣｌ４ガスを流す場合、チタン含有ガス供給系をＴｉＣｌ４ガス供給系と称することもできる。ＴｉＣｌ４ガス供給系をＴｉＣｌ４供給系と称することもできる。
　ガス供給管３２０から反応ガスとしてＮ含有ガスを流す場合、主に、ガス供給管３２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４によりＮ含有ガス供給系が構成される。ノズル４２０をＮ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。ガス供給管３２０からＮＨ３ガスを流す場合、反応ガス供給系をＮＨ３ガス供給系と称することもできる。反応ガス供給系をＮＨ３供給系と称することもできる。
　また、主に、キャリアガス供給管５１０,５２０、ＭＦＣ５１２,５２２、バルブ５１４,５２４によりキャリアガス供給系が構成される。キャリアガスとして不活性ガスを流す場合、キャリアガス供給系を不活性ガス供給系と称することもできる。この不活性ガスは、パージガスとしても作用することから不活性ガス供給系をパージガス供給系と称することもできる。
　マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１は、ノズル４１０，４２０と同様に、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。排気管２３１は、図２に示すように、平面視において、ウエハ２００を挟んでノズル４１０，４２０と対向する位置に設けられている。この構成により、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向、すなわちウエハ２００の表面と平行な方向に向かって流れた後、下方に向かって流れ、排気管２３１より排気されることとなる。処理室２０１内におけるガスの主たる流れが水平方向へ向かう流れとなるのは上述の通りである。
　排気管２３１には、上流側から順に、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５，ＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３，真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４３は、排気バルブであり、圧力調整部として機能する。また、排気管２３１には、排気ガス中の反応副生成物や未反応の原料ガス等を捕捉するトラップ装置や排気ガス中に含まれる腐食性成分や有毒成分等を除害する除害装置が接続されている場合がある。主に、排気管２３１，ＡＰＣバルブ２４３，圧力センサ２４５により、排気系すなわち排気ラインが構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。さらには、トラップ装置や除害装置を排気系に含めて考えてもよい。
　なお、ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができるように構成されている。ＡＰＣバルブ２４３は、排気系の排気流路の一部を構成しており、圧力調整部として機能するだけではなく、排気系の排気流路を閉塞したり、さらには、密閉したりすることが可能な排気流路開閉部、すなわち、排気バルブとしても機能する。
　反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電量を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０と同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
　図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２１ａ，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バスを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置１２２が接続されている。
　記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，５１２，５２２、バルブ３１４，３２４，５１４，５２４、ＡＰＣバルブ２４３、圧力センサ２４５、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。
　ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したプロセスレシピに従って、ＭＦＣ３１２，３２２，５１２，５２２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１４，３２４，５１４，５２４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作およびＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
　コントローラ１２１は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（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等）１２３を用意し、係る外部記憶装置１２３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等により、本実施形態に係るコントローラ１２１を構成することができる。ただし、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１２３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１２３を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
　次に、図４（ａ）～図４（ｃ）を参照して、ボート２１７によるウエハ２００の支持態様と、ノズル４１０，４２０からウエハ２００への処理ガスの供給態様とについて、さらに詳しく例示する。
　ボート２１７は、ボート２１７に支持されるウエハ２００の周方向に沿って設けられ垂直方向に延在する複数本（好ましくは３本以上）のボート柱（ｂｏａｔ ｒａｉｌ）ＢＲを有する。以下、ボート柱ＢＲを単に柱ＢＲと呼ぶこともある。本例では、３本の柱ＢＲ１，ＢＲ２およびＢＲ３を有するボート２１７を例示している。各柱ＢＲの内周側に、垂直方向に並んで複数の支持溝２１７ａが設けられており、各支持溝２１７ａにウエハ２００を係止することができる。このようにして、ウエハ２００が柱ＢＲによってボート２１７に支持される。
　隣接する柱ＢＲ同士の間隔、あるいは、隣接する柱ＢＲ同士の間に形成される開口の広さは、これらの柱とウエハ２００の中心とで形成される扇形の中心角で表すことができる。最も広い開口を形成する柱同士の間隔を１８０°以上とすることにより、最も広い開口を介して、ボート２１７へのウエハ２００の着脱を行うことができる。本例では、柱ＢＲ１と柱ＢＲ２とが１８０°離れており、柱ＢＲ１と柱ＢＲ２との間に最も広い開口が形成されている。柱ＢＲ２と柱ＢＲ３、および柱ＢＲ３と柱ＢＲ１は、それぞれ９０°離れている。
　基板面と平行な方向外側、すなわちウエハ２００の水平方向外側に配置されたガス供給孔４１０ａおよび４２０ａから、ウエハ２００に対して処理ガスの供給を行う。このとき、回転方向の均一性を揃える目的で、図１に示した回転機構２６７により、ウエハ２００を支持しているボート２１７を回転（自転）させながら、処理ガスの供給を行う。ここで、処理室２０１内でのガス供給孔４１０ａ，４２０ａの位置は、固定されている。このため、ウエハ２００に対するガス供給孔４１０ａ，４２０ａの位置、つまりウエハ２００の中心から見たガス供給孔４１０ａ，４２０ａの回転方向位置は、ウエハ２００の回転によって変化する。
　一方、ボート２１７はウエハ２００とともに回転するので、ウエハ２００に対する各柱ＢＲ１～ＢＲ３の位置、つまりウエハ２００の中心から見た各柱ＢＲ１～ＢＲ３の回転方向位置は、回転によって変化しない。
　以下、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａのウエハ２００の中心から見た回転方向位置を、単に「ガス供給孔の回転方向位置」と呼ぶこともある。なお、ここでは、説明の煩雑さを避けるために、ガス供給孔４１０ａの回転方向位置と、ガス供給孔４２０ａの回転方向位置とが等しいと単純化して、説明を続ける。また、柱ＢＲのウエハ２００の中心から見た回転方向位置を、単に「柱ＢＲの回転方向位置」と呼ぶこともある。
（２）基板処理工程（成膜工程）
　半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に、例えばゲート電極を構成する金属膜を形成する工程の一例について、図５および図６を用いて説明する。金属膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。
　本実施形態による基板処理工程（半導体装置の製造工程）では、処理室２０１に収容され、基板としてのウエハ２００が柱ＢＲによって支持された基板支持具としてのボート２１７を回転させる工程と、ボート２１７が回転している状態で、ウエハ２００の水平方向外側に位置するガス供給孔４１０ａから、ウエハ２００に対して第１のガスとしてのＴｉＣｌ４ガスを含む処理ガスを供給する工程と、を行う。処理ガスを供給する工程では、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲが存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスを供給する。
　なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。
　従って、本明細書において「ウエハに対して所定のガスを供給する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）に対して所定のガスを直接供給する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等に対して、すなわち、積層体としてのウエハの最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味する場合がある。また、本明細書において「ウエハ上に所定の層（又は膜）を形成する」と記載した場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）上に所定の層（又は膜）を直接形成する」ことを意味する場合や、「ウエハ上に形成されている層や膜等の上、すなわち、積層体としてのウエハの最表面の上に所定の層（又は膜）を形成する」ことを意味する場合がある。
　なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
　また、本明細書において金属膜という用語は、金属原子を含む導電性の物質で構成される膜を意味し、これには、導電性の金属窒化膜（メタルナイトライド膜）、導電性の金属酸化膜（メタルオキサイド膜）、導電性の金属酸窒化膜（メタルオキシナイトライド膜）、導電性の金属複合膜、導電性の金属合金膜、導電性の金属シリサイド膜（メタルシリサイド膜）、導電性の金属炭化膜（メタルカーバイド膜）、導電性の金属炭窒化膜（メタルカーボナイトライド膜）等が含まれる。なお、チタン膜（Ｔｉ膜）は導電性の金属膜であり、チタン窒化膜（ＴｉＮ膜）は導電性の金属窒化膜である。
　また、本明細書において「時分割」とは時間的に分割（セパレート）されていることを意味している。例えば、本明細書において、各処理を時分割して行うとは、各処理を非同期に行うこと（非同時に行うこと）、すなわち同期させることなく行うこと（同時には行わないこと）を意味している。言い換えると、各処理を間欠的（パルス的）かつ交互に行うことを意味している。つまり、各処理で供給される処理ガスは、互いに混合しないように供給されることを意味している。各処理を複数回行う場合は、各処理で供給される処理ガスは、互いに混合しないよう交互に供給される。
（ウエハチャージおよびボートロード）
　複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して反応管２０３の下端開口を閉塞した状態となる。
（圧力調整および温度調整）
　処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。
（ボート回転）
　続いて、回転機構２６７によりボート２１７およびウエハ２００の回転を開始する。回転機構２６７によるボート２１７およびウエハ２００の回転は、少なくとも、ウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われる。ここでは、例示として、回転速度を例えば２．５ｒｐｍとして、つまり、回転周期を例えば２４秒として、説明を続ける。
（ＴｉＮ膜形成ステップ）
　続いて、金属膜として例えば金属窒化膜であるＴｉＮ膜を形成するステップを実行する。ＴｉＮ膜形成ステップは、以下に説明するＴｉＣｌ４ガス（原料ガス）供給ステップ、残留ガス除去ステップ、ＮＨ３ガス（反応ガス）供給ステップ、残留ガス除去ステップを含む。
　図５（ａ）は、ＴｉＮ膜を形成するための処理ガスの供給の１サイクル内の手順を規定する処理ガス供給シーケンスの一例を示している。本シーケンスのように、当該サイクル内での、第１のガスとしてのＴｉＣｌ４ガスの供給の開始タイミングと停止タイミングとが規定されている。また、本シーケンスのように、第１のガスとしてのＴｉＣｌ４ガスと（第１のガスとは化学構造が異なる種類の）第２のガスとしてのＮＨ３ガスとが時分割で（交互に）供給されるように、第２のガスとしてのＮＨ３ガスの供給の開始タイミングと停止タイミングとが規定されている。
　ここでは、例示として、以下のような処理ガス供給シーケンスを挙げて、説明を続ける。処理ガス供給シーケンスでは、例えば、全体の長さ（サイクル時間）を３０秒とする。０秒（シーケンスの開始タイミング）から３秒までの３秒間が、ＴｉＣｌ４ガスの供給期間、すなわちＴｉＣｌ４ガス供給ステップが行われる期間である。３秒から９秒までの６秒間が、パージ期間、すなわち残留ガス除去ステップが行われる期間である。９秒から２４秒までの１５秒間が、ＮＨ３ガスの供給期間、すなわちＮＨ３ガス供給ステップが行われる期間である。２４秒から３０秒までの６秒間が、パージ期間、すなわち残留ガス除去ステップが行われる期間である。
　図５（ｂ）に示すように、処理ガスの供給は、このようなシーケンスを繰り返し実施することで行う。処理ガスの供給は、ボート２１７およびウエハ２００が回転している状態で行う。ボート２１７およびウエハ２００の回転周期は、例えば２４秒に選択されており、１サイクル分の処理ガス供給シーケンスの長さ（サイクル時間）は、例えば３０秒に選択されている。回転周期と処理ガス供給シーケンスの長さとが等しくないので、処理ガス供給シーケンスを繰り返すごとに、例えば各シーケンスの開始タイミングにおけるガス供給孔の回転方向位置は、ずれていくことになる。
　１サイクル目（１回目に実施されるシーケンス）の開始タイミングにおけるガス供給孔（ガス供給孔４１０ａ）の回転方向位置を、１回転目の０°として、回転方向位置の基準とする。２サイクル目（２回目に実施されるシーケンス）、３サイクル目（３回目に実施されるシーケンス）、４サイクル目（４回目に実施されるシーケンス）の開始タイミングにおけるガス供給孔の回転方向位置は、それぞれ、２回転目の９０°、３回転目の１８０°、４回転目の２７０°となる。そして、５サイクル目（５回目に実施されるシーケンス）の開始タイミングにおけるガス供給孔の回転方向位置は、５回転目の３６０°、すなわち、６回転目の０°となる。
　したがって、この例では、処理ガス供給シーケンスがちょうど４回分（４サイクル分）完了すると、ウエハ２００の回転がちょうど５回分完了して、５サイクル目の開始タイミングにおけるガス供給孔の回転方向位置が、１サイクル目の開始タイミングにおけるガス供給孔の回転方向位置と等しくなる。つまり、この例では、処理ガス供給シーケンスを一定回数（具体的には４回）繰り返すごとに、処理ガス供給シーケンスの開始タイミングがボート２１７の（ウエハ２００の）回転タイミングと同期するように、処理ガス供給シーケンスの長さと、ボート２１７の（ウエハ２００の）回転周期との関係が選択されている。
　５サイクル目以降は、１サイクル目～４サイクル目と同様なタイミングの関係が繰り返されることとなる。処理ガス供給シーケンスの開始タイミングとウエハ２００の回転タイミングとが、あるタイミングで同期してから次に同期するまでの期間（本例では、１サイクル目の開始タイミングから５サイクル目の開始タイミングまでの期間）を、同期単位期間と呼ぶこととする。
　このような関係は、数式を用いて以下のように表すことができる。１サイクル分の処理ガス供給シーケンスの長さ（サイクル時間）をＴｓｐｌとし、サイクル数をａとする。また、ボート２１７の（ウエハ２００の）回転周期をＴｒｏｔとし、回転回数をｂとする。処理ガス供給シーケンスがａ回分完了したときウエハの回転がｂ回分完了するという関係は、ａＴｓｐｌ＝ｂＴｒｏｔと表される。ここで例えば、Ｔｓｐｌ＝３０秒、Ｔｒｏｔ＝２４秒とすると、上式は３０ａ＝２４ｂとなる。このような関係を満たすａ，ｂの最小値は、ａ＝４，ｂ＝５である。すなわち、処理ガス供給シーケンスが４回分完了すると、ウエハ２００の回転が５回分完了することがわかる。
　１サイクル目～４サイクル目のＴｉＣｌ４ガス供給期間におけるガス供給孔４１０ａの回転方向位置は、それぞれ、１回転目の０°～１回転目の４５°、２回転目の９０°～２回転目の１３５°、３回転目の１８０°～３回転目の２２５°、および４回転目の２７０°～４回転目の３１５°の範囲内を移動する。つまり、１サイクル目～４サイクル目におけるＴｉＣｌ４ガスの供給範囲は、それぞれ、０°～４５°、９０°～１３５°、１８０°～２２５°、および２７０°～３１５°の範囲となる。１サイクル分のＴｉＣｌ４ガスの供給範囲の広さは、４５°となる。図６（ａ）に、ウエハ２００上におけるＴｉＣｌ４ガスの１サイクル目～４サイクル目の供給範囲をまとめて示す。
　ボート２１７の柱ＢＲ１～ＢＲ３の回転方向位置は、本例では、それぞれ、６７．５°、２４７．５°、３３７．５°に設定されている。１サイクル目～４サイクル目におけるＴｉＣｌ４ガスの供給範囲内には、いずれも、柱ＢＲ１～ＢＲ３が配置されていない。つまり、ＴｉＣｌ４ガスの供給期間中には、ＴｉＣｌ４ガスを供給するガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に、柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しない（ガス供給孔４１０ａと柱ＢＲ１～ＢＲ３とが対向しない）。すなわち、ガス供給孔４１０ａから噴出する処理ガスのガス流とウエハ２００の外縁とが成す角度が直角となるような位置には、柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しない。
　このように、本実施形態における処理ガスを供給する工程では、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスを供給する。より具体的に、好ましくは、同期単位期間中に実施される処理ガス供給シーケンスのいずれにおいても、処理ガス供給シーケンスで規定されたＴｉＣｌ４ガスの供給期間中に、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないようなタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスを供給する。なお、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００の間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングでは、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止しているということもできる。
　１サイクル目～４サイクル目のＮＨ３ガス供給期間におけるガス供給孔４２０ａの回転方向位置は、それぞれ、１回転目の１３５°～１回転目の３６０°（２回転目の０°）、２回転目の２２５°～３回転目の９０°、３回転目の３１５°～４回転目の１８０°、および５回転目の４５°～５回転目の２７０°の範囲内を移動する。つまり、１サイクル目～４サイクル目におけるＮＨ３ガスの供給範囲は、それぞれ、１３５°～３６０°（０°）、２２５°～９０°、３１５°～１８０°、４５°～２７０°の範囲となる。１サイクル分のＮＨ３ガスの供給範囲の広さは、２２５°となる。図６（ｂ）に、ウエハ２００上におけるＮＨ３ガスの１サイクル目～４サイクル目の供給範囲をまとめて示す。
　ＮＨ３ガスの１サイクル分の供給範囲の広さは２２５°であり、最も離れて隣接している柱ＢＲ１とＢＲ２との間隔１８０°より大きい。このため、同期単位期間中に実施される処理ガス供給シーケンスのいずれかにおいて、処理ガス供給シーケンスで規定されたＮＨ３ガスの供給期間中に、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３（のいずれか）が存在するタイミングが含まれることとなる。第１の実施形態は、ＮＨ３ガスについては、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないタイミングとともに、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングでも処理ガスが供給される例となっている。
　以下、ＴｉＣｌ４ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、ＮＨ３ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップの各々について、より詳細に説明する。
（ＴｉＣｌ４ガス供給ステップ）
　バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内に原料ガスであるＴｉＣｌ４ガスを流す。ガス供給管３１０内を流れたＴｉＣｌ４ガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整される。流量調整されたＴｉＣｌ４ガスは、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスが供給されることとなる。すなわちウエハ２００の表面はＴｉＣｌ４ガスに暴露されることとなる。このとき同時にバルブ５１４を開き、キャリアガス供給管５１０内にＮ２ガス等の不活性ガスを流す。キャリアガス供給管５１０内を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整される。流量調整されたＮ２ガスはＴｉＣｌ４ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、このとき、ノズル４２０内へのＴｉＣｌ４ガスの侵入を防止するために、バルブ５２４を開き、キャリアガス供給管５２０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管３２０、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。
　このときＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～７００００Ｐａの範囲内の圧力であって、好ましくは１～１３３０Ｐａであり、例えば２０～５０Ｐａとする。ＭＦＣ３１２で制御するＴｉＣｌ４ガスの供給流量は、例えば０．０５～２ｓｌｍの範囲内の流量であって、好ましくは０．１５～１ｓｌｍであり、例えば０．４５ｓｌｍとする。ＭＦＣ５１２，５２２で制御するＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～２０ｓｌｍの範囲内の流量であって、好ましくは５～１５ｓｌｍであり、例えば７ｓｌｍとする。ＴｉＣｌ４ガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわちガス供給時間（照射時間）は、例えば０．１～６０秒の範囲内の時間であって、好ましくは１～３０秒であり、例えば３秒とする。このときヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば２５０～６５０℃の範囲内の温度であって、好ましくは３００～５５０℃であり、例えば３８０℃となるような温度に設定する。処理室２０１内に流しているガスはＴｉＣｌ４ガスとＮ２ガスのみであり、ＴｉＣｌ４ガスの供給により、ウエハ２００（表面の下地膜）上に、例えば１原子層未満から数原子層程度の厚さのＴｉ含有層が形成される。
　Ｔｉ含有層はＴｉ単一原子のみを含むＴｉ層となることは少なく、実際には、各原料由来のその他の原子を含むことが多い。このため、ハロゲン系原料ガスであるＴｉＣｌ４ガスの供給ステップで形成されるＴｉ含有層は、ハロゲン系元素であるＣｌを含むことが多い。すなわち、Ｔｉ含有層はほぼＴｉＣｌ４の吸着層であるＴｉＣｌ４層であるといえる。ＴｉＣｌ４層は、ＴｉＣｌ４分子の連続的な吸着層の他、不連続な吸着層も含む。すなわち、ＴｉＣｌ４層は、ＴｉＣｌ４分子で構成される１分子層もしくは１分子層未満の厚さの吸着層を含む。ＴｉＣｌ４層を構成するＴｉＣｌ４分子は、ＴｉとＣｌとの結合が一部切れたものも含む。すなわち、ＴｉＣｌ４層は、ＴｉＣｌ４の物理吸着層や化学吸着層を含む。ただし、上述の処理条件下では、ウエハ２００上へのＴｉＣｌ４の物理吸着よりも化学吸着の方が優勢となる。
　ここで、１原子層未満の厚さの層とは不連続に形成される原子層のことを意味しており、１原子層の厚さの層とは連続的に形成される原子層のことを意味している。１分子層未満の厚さの層とは不連続に形成される分子層のことを意味しており、１分子層の厚さの層とは連続的に形成される分子層のことを意味している。この点は後述の例についても同様である。
（残留ガス除去ステップ）
　Ｔｉ含有膜が形成された後、バルブ３１４を閉じ、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＴｉ含有膜形成に寄与した後のＴｉＣｌ４ガスを処理室２０１内から排除する。すなわち、Ｔｉ含有層が形成されたウエハ２００が存在する空間に残留する未反応もしくはＴｉ含有層の形成に寄与した後のＴｉＣｌ４ガスを除去する。このときバルブ５１４，５２４は開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＴｉ含有膜形成に寄与した後のＴｉＣｌ４ガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
　このとき、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。処理室２０１内に残留するガスが微量であれば、その後に行われるステップにおいて悪影響が生じることはない。処理室２０１内に供給するＮ２ガスの流量も大流量とする必要はなく、例えば、反応管２０３（処理室２０１）の容積と同程度の量を供給することで、その後のステップにおいて悪影響が生じない程度のパージを行うことができる。このように、処理室２０１内を完全にパージしないことで、パージ時間を短縮し、スループットを向上させることができる。また、Ｎ２ガスの消費も必要最小限に抑えることが可能となる。
（ＮＨ３ガス供給ステップ）
　処理室２０１内の残留ガスを除去した後、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に、反応ガスとしてＮ含有ガスであるＮＨ３ガスを流す。ガス供給管３２０内を流れたＮＨ３ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整される。流量調整されたＮＨ３ガスは、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給される。処理室２０１内に供給されたＮＨ３ガスは熱で活性化された後、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、熱で活性化されたＮＨ３ガスが供給されることとなる。すなわちウエハ２００の表面は熱で活性化されたＮＨ３ガスに暴露されることとなる。このとき同時にバルブ５２４を開き、キャリアガス供給管５２０内にＮ２ガスを流す。キャリアガス供給管５２０内を流れたＮ２ガスは、ＭＦＣ５２２により流量調整される。Ｎ２ガスはＮＨ３ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４１０内へのＮＨ３ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４を開き、キャリアガス供給管５１０内にＮ２ガスを流す。Ｎ２ガスは、ガス供給管３１０、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。
　ＮＨ３ガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～７００００Ｐａの範囲内の圧力であって、好ましくは１～１３３０Ｐａであり、例えば５０～１００Ｐａとする。ＭＦＣ３２２で制御するＮＨ３ガスの供給流量は、例えば１～２０ｓｌｍの範囲内の流量であって、好ましくは１～１０ｓｌｍであり、例えば７．５ｓｌｍとする。ＭＦＣ５１２，５２２で制御するＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１～２０ｓｌｍの範囲内の流量であって、好ましくは１～１０ｓｌｍであり、例えば７ｓｌｍとする。熱で活性化させたＮＨ３ガスをウエハ２００に対して供給する時間、すなわちガス供給時間（照射時間）は、例えば０．０１～３００秒の範囲内の時間であって、好ましくは１～６０秒であり、例えば１５秒とする。このときのヒータ２０７の温度は、ＴｉＣｌ４ガス供給ステップと同様の温度に設定する。
　このとき処理室２０１内に流しているガスは、ＮＨ３ガスとＮ２ガスのみである。ＮＨ３ガスは、ＴｉＣｌ４ガス供給ステップでウエハ２００上に形成されたＴｉ含有層の少なくとも一部と置換反応する。置換反応の際には、Ｔｉ含有層に含まれるＴｉとＮＨ３ガスに含まれるＮとが結合して、ウエハ２００上にＴｉとＮとを含むＴｉＮ層が形成される。
（残留ガス除去ステップ）
　ＴｉＮ層を形成した後、バルブ３２４を閉じて、ＮＨ３ガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＴｉＮ層の形成に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。このときバルブ５１４，５２４は開いたままとして、Ｎ２ガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＴｉＮ層の形成に寄与した後のＮＨ３ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。
　このとき、ＴｉＣｌ４ガス供給ステップ後の残留ガス除去ステップと同様に、処理室２０１内に残留するガスを完全に排除しなくてもよく、処理室２０１内を完全にパージしなくてもよい。
（所定回数実施）
　上記したＴｉＣｌ４ガス供給ステップ、残留ガス除去ステップ、ＮＨ３ガス供給ステップ、残留ガス供給ステップを順に時分割して行うサイクルを１回以上（所定回数（ｎａ回））行うことにより、ウエハ２００上に、所定の厚さ（例えば０．１～１０ｎｍ）のＴｉＮ膜を形成する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。
　処理ガス供給シーケンスを複数回（ｎａ回）繰り返すとき、（ボート２１７をｎｂ回回転させるとき）、ｎａは４の倍数である（すなわちｎｂは５の倍数である）ことが好ましいが、ｎａを４の倍数（ｎｂを５の倍数）としなくてもよい。つまり、処理ガス供給シーケンスの繰り返し回数ｎａ（およびボート２１７の回転回数ｎｂ）は、処理ガス供給シーケンスとボート２１７の回転のタイミングとが同期する周期（同期単位期間）がちょうど整数回分完了するように選択されていることが好ましいが、そうでなくてもよい。
　サイクルを複数回行う場合、少なくとも２サイクル目以降の各ステップにおいて、「ウエハ２００に対してガスを供給する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層に対して、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面に対して所定のガスを供給する」ことを意味し、「ウエハ２００上に所定の層を形成する」と記載した部分は、「ウエハ２００上に形成されている層の上、すなわち、積層体としてのウエハ２００の最表面の上に所定の層を形成する」ことを意味している。この点は、後述する例においても同様である。
（パージおよび大気圧復帰）
　バルブ５１４，５２４を開き、ガス供給管５１０，５２０のそれぞれからＮ２ガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ｎ２ガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや副生成物が処理室２０１内から除去される（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
（ボートアンロードおよびウエハディスチャージ）
　その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口される。そして、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持された状態で反応管２０３の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。
（３）本実施形態による効果
　本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を得ることができる。
　本実施形態においては、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスを供給する。これにより、本実施形態では、図７に示すように、ガス供給孔４１０ａから供給されたＴｉＣｌ４ガスは、柱ＢＲ１～ＢＲ３に衝突することなく、ウエハ２００の中心に向かって流れる。また、柱ＢＲ１～ＢＲ３周辺のウエハ部分にも、ＴｉＣｌ４ガスが供給され易い。図７において、ＴｉＣｌ４ガスの概略的な流れを矢印で示し、ガス供給量の多さを、概略的に、矢印の太さで示す。
　ここで、比較形態について説明する。比較形態では、図１０（ａ）に示すように、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスを供給する。より具体的に説明すると、本比較形態は、図５（ａ）に示した処理ガス供給シーケンスの開始タイミングを上記実施形態からずらして、ＴｉＣｌ４ガスの供給期間中にガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するようにしたものである。
　比較形態では、図１０（ｂ）に示すように、ガス供給孔４１０ａから供給されたＴｉＣｌ４ガスは、柱ＢＲ３等の柱ＢＲに衝突し、横方向に拡散して、ウエハ２００の中心に供給されるＴｉＣｌ４ガスの量が減少する。また少なくとも衝突した柱ＢＲ周辺のウエハ部分は、この柱ＢＲの影になっているため、ＴｉＣｌ４ガスの供給量は、衝突しない場合と比較し、著しく減少する。このように、柱ＢＲへの衝突により、ウエハ２００へのＴｉＣｌ４ガスの良好な供給が阻害され、ＴｉＣｌ４ガスの供給が阻害された部分での成膜レートが低減し、結果として、成膜の面内均一性が悪化する。
　一方、本実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることが抑制されるため、比較形態と比べ、上述のような部分的な成膜レートの低減が抑制されて、成膜の面内均一性を向上させることができる。
　なお、第１の実施形態では、ＮＨ３ガスの供給については、ガス流の柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突が生じることとなる。しかしながら、処理ガス中に含まれる複数種類のガスのうち、少なくとも１種類のガス、例えばＴｉＣｌ４ガスについて、上述のような柱ＢＲ１～ＢＲ３へのガス流の衝突を抑制した供給を行うことにより、いずれの種類のガスについても柱ＢＲ１～ＢＲ３へのガス流の衝突を抑制しない供給を行う場合に比べて、上述のような部分的な成膜レートの低減が抑制されて、成膜の面内均一性を向上させることができる。
＜本発明の第２の実施形態＞
　第１の実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスについては、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで処理ガスを供給するが、ＮＨ３ガスについては、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないタイミングとともに、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングでも処理ガスを供給する例について説明した。
　第２の実施形態では、以下に詳述するように、ＮＨ３ガスについて、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングでは、処理ガスの供給を抑制する例について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と、ＮＨ３ガスの供給態様が異なる。その他、ＴｉＣｌ４ガスの供給態様等は、第１の実施形態と同様である。各ガスの供給時の圧力や供給流量や温度等の処理条件は、例えば第１の実施形態と同様とすることができる。
　図８に示すように、第２の実施形態では、各サイクルの処理ガス供給シーケンスで規定されたＮＨ３ガス供給期間中において、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、それ以外の（その前後の）タイミング（ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないタイミング）と比べて、ＮＨ３ガスの供給量を低減させる。
　より具体的には、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、バルブ３２４を閉じて、ガス供給孔４２０ａからのＮＨ３ガス供給を停止する。このようにして、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＮＨ３ガスが供給されることとなる。
　なお、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）で、バルブ３２４を閉じてＮＨ３ガス供給を停止させずとも、ＭＦＣ３２２によりＮＨ３ガスの流量を、柱ＢＲ１～ＢＲ３へのガス流の衝突による影響が低下するように（好ましくは実質的になくなる程度に）、低減させるようにしてもよい。これにより、ＮＨ３ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることを抑制することができる。なお、バルブ３２４を閉じてＮＨ３ガス供給を停止させる場合を、このようなガス流量低減の一態様と捉えることもできる。
　なお、バルブ３２４を閉じてから実際にＮＨ３ガスの供給が止まるまでに、あるいは、ＭＦＣ３２２で流量調整されてから実際にＮＨ３ガスの流量が変化するまでに、タイムラグが生じる場合は、このタイムラグを考慮して、バルブ３２４を閉じるタイミングやＭＦＣ３２２で流量調整を行うタイミングを調整することができる。
　なお、本実施形態では、ガス供給孔４１０ａとガス供給孔４２０ａの回転方向位置が等しいと単純化して説明を行っているが、ガス供給孔４１０ａの回転方向位置に対してガス供給孔４２０ａの回転方向位置がずれている場合は、このずれに応じたタイムラグを考慮して、バルブ３２４を閉じるタイミングやＭＦＣ３２２で流量調整を行うタイミングを調整することができる。
　第２の実施形態では、第１の実施形態と同様にＴｉＣｌ４ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることが抑制されるとともに、ＮＨ３ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることも抑制される。これにより、上述のような部分的な成膜レートの低減がさらに抑制されて、成膜の面内均一性をさらに向上させることができる。
＜本発明の第３の実施形態＞
　第１、第２の実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを交互供給する例について説明した。第３の実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを同時供給する例について説明する。
　図９に示すように、第３の実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスを、それぞれ、連続的に供給する。このため、ＴｉＣｌ４ガスの供給期間中にガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングが含まれるとともに、ＮＨ３ガスの供給期間中にガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミングが含まれることになる。
　第３の実施形態においては、ＴｉＣｌ４ガスの供給について、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、それ以外のタイミング（ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないタイミング）と比べて、ＴｉＣｌ４ガスの供給量を低減させる。また、同様に、ＮＨ３ガスの供給について、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、それ以外のタイミング（ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないタイミング）と比べて、ＮＨ３ガスの供給量を低減させる。ＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスの供給量の低減方法は、第２の実施形態においてＮＨ３ガスの供給に適用した供給量の低減方法と同様である。
　例えば、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、バルブ３１４を閉じて、ガス供給孔４１０ａからのＴｉＣｌ４ガス供給を停止する。このような場合、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＴｉＣｌ４ガスが供給されることとなる。また例えば、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）では、バルブ３２４を閉じて、ガス供給孔４２０ａからのＮＨ３ガス供給を停止する。このような場合、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在しないように選択されたタイミングで、ウエハ２００に対してＮＨ３ガスが供給されることとなる。
　なお、ガス供給孔４１０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）で、ガス供給孔４１０ａからのＴｉＣｌ４ガス供給を停止させずとも、ＴｉＣｌ４ガスの流量を低減させることで、ＴｉＣｌ４ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることを抑制するようにしてもよい。また、ガス供給孔４２０ａとウエハ２００との間に柱ＢＲ１～ＢＲ３が存在するタイミング（およびその近傍）で、ガス供給孔４２０ａからのＮＨ３ガス供給を停止させずとも、ＮＨ３ガスの流量を低減させることで、ＮＨ３ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることを抑制するようにしてもよい。
　ＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスの供給時の圧力や供給流量や温度等の処理条件は、例えば第１の実施形態と同様とすることができる。
　第３の実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることが抑制されるとともに、ＮＨ３ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることも抑制される。これにより、上述のような部分的な成膜レートの低減が抑制されて、成膜の面内均一性を向上させる効果を得ることができる。
　なお、このような、処理ガスの流れが柱ＢＲ１～ＢＲ３で阻害されることを抑制するようなガス供給量の低減を、ＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスのうち少なくとも一方に適用することで、ＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガスのいずれもこのような供給量の低減を適用せずに同時供給を行う場合と比べて、上述のような効果を得ることができる。
＜本発明の第４～第１０の実施形態＞
　次に、第４～第１０の実施形態について説明する。図１１には、第４の実施形態として、第１の実施形態におけるＮＨ３ガス供給シーケンスに、ＴｉＣｌ４ガス供給と同時にＮＨ３ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　図１２には、第５の実施形態として、第１の実施形態におけるＴｉＣｌ４ガス供給シーケンスに、ＮＨ３ガス供給と同時にＴｉＣｌ４ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　図１３には、第６の実施形態として、第１の実施形態におけるＮＨ３ガス供給シーケンスに、ＴｉＣｌ４ガス供給と同時にＮＨ３ガスを供給するガス供給動作が追加されているとともに、第１の実施形態におけるＴｉＣｌ４ガス供給シーケンスに、ＮＨ３ガス供給と同時にＴｉＣｌ４ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　図１４には、第７の実施形態として、ＮＨ３ガスおよびＴｉＣｌ４ガスの一方、例えばＮＨ３ガスを連続的に供給し、ＮＨ３ガスおよびＴｉＣｌ４ガスの他方、例えばＴｉＣｌ４ガスを間欠的に供給する例を示す。ＴｉＣｌ４ガスは、いずれの供給期間においても、柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突を回避するように供給されている。
　図１５には、第８の実施形態として、第２の実施形態におけるＮＨ３ガス供給シーケンスに、ＴｉＣｌ４ガス供給と同時にＮＨ３ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　図１６には、第９の実施形態として、第２の実施形態におけるＴｉＣｌ４ガス供給シーケンスに、ＮＨ３ガス供給と同時にＴｉＣｌ４ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　図１７には、第１０の実施形態として、第２の実施形態におけるＮＨ３ガス供給シーケンスに、ＴｉＣｌ４ガス供給と同時にＮＨ３ガスを供給するガス供給動作が追加されているとともに、第１の実施形態におけるＴｉＣｌ４ガス供給シーケンスに、ＮＨ３ガス供給と同時にＴｉＣｌ４ガスを供給するガス供給動作が追加されている例を示す。
　第４、第７～第１０の実施形態においては、ＴｉＣｌ４ガスは、いずれの供給期間においても柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突を回避するように供給されており、成膜の面内均一性向上が図られている。第８～第１０の実施形態においては、ＮＨ３ガスは、いずれの供給期間においても柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突を回避するように供給されており、成膜の面内均一性向上が図られている。第５、第６の実施形態においては、柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突を回避するようにＴｉＣｌ４ガスまたはＮＨ３ガスが供給される期間が設けられており、常に柱ＢＲ１～ＢＲ３への衝突が回避されない場合と比べると、成膜の面内均一性を向上させることができる。
　なお、第４の実施形態等において、ＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを同時に供給する期間を設けたが、つまり、ＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとが同時に供給されている期間が存在するようにしたが、ＴｉＣｌ４ガスの供給開始タイミングとＮＨ３ガスの供給開始タイミングとを一致させることは必須ではなく、また、ＴｉＣｌ４ガスの供給停止タイミングとＮＨ３ガスの供給停止タイミングとを一致させることは必須ではない。
＜本発明の他の実施形態＞
　上述の各実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。さらに、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　上述の実施形態では、成膜処理を行う例について説明したが、本発明は、成膜処理への適用のみに限定されるわけではなく、柱により支持された基板を回転させつつ基板の水平方向外側から処理ガスを供給することで行われる基板処理に、広く適用することができる。処理ガスの流れが基板支持具の柱で阻害されることが抑制されるので、処理ガスを用いた基板処理の面内均一性の向上を図ることができる。成膜処理の他、例えば、処理ガス供給によりエッチングを行うエッチング処理に適用することができ、エッチングの面内均一性を高めることができる。
　成膜処理に適用する場合、上述の実施形態のように例えば金属膜等の導電膜を形成する場合に限らず、半導体膜や絶縁膜等を形成する場合に適用することができる。適用可能な膜としては、例えば、Ｗ膜、ＷＮ膜、ＴａＮ膜、ＭｏＮ膜、ＺｎＮ膜、ＷＣ膜、ＴｉＣ膜、ＴａＣ膜、ＭｏＣ膜、ＺｎＣ膜、ＷＣＮ膜、ＴｉＣＮ膜、ＴａＣＮ膜、ＭｏＣＮ膜、ＺｎＣＮ膜等のメタルナイトライド系の膜やメタルカーバイド系の膜、Ｃｕ膜、Ｒｕ膜、Ａｌ膜等のメタル膜、ＨｆＯ膜、ＺｒＯ膜、ＡｌＯ膜、ＨｆＳｉＯ膜、ＺｒＳｉＯ膜、ＡｌＳｉＯ膜等の高誘電率膜、およびこれらを組み合わせた膜、Ｓｉ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯＣ膜、およびこれらを組み合わせた膜等が挙げられる。
　なお、成膜処理に用いる原料ガスや反応ガス等の処理ガスに特に制限はないが、処理ガスとしては、例えば、四フッ化チタニウム（ＴｉＦ４）、六塩化タングステン（ＷＣｌ６）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ５）、五フッ化タンタル（ＴａＦ５）、六塩化モリブデン（ＭｏＣｌ６）、六フッ化モリブデン（ＭｏＦ６）、二塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、二フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）、二塩化銅（ＣｕＣｌ２）、二フッ化銅（ＣｕＦ２）、三塩化ルテニウム（ＲｕＣｌ３）、三フッ化ルテニウム（ＲｕＦ３）、三臭化ルテニウム（ＲｕＢｒ３）、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）、三フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ、略称：ＴＭＡ）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、テトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）］４、略称：ＴＥＭＡＨ）ガス、テトラキス（ジメチルアミノ）ハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：ＴＤＭＡＨ）ガス、テトラキス（ジエチルアミノ）ハフニウム（Ｈｆ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、略称：ＴＤＥＡＨ）ガス、四塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）、四フッ化ジルコニウム（ＺｒＦ４）、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）（ＣＨ３）］４、略称：ＴＥＭＡＺ）ガス、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：ＴＤＭＡＺ）ガス、テトラキス（ジエチルアミノ）ジルコニウム（Ｚｒ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］４、略称：ＴＤＥＡＺ）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）ガス、テトラクロロシランすなわちシリコンテトラクロライド（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２、略称：ＤＣＳ）ガス、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）ガス、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）ガス、テトラキス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）ガス、トリス（ジメチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）ガス、ビス（ジエチルアミノ）シラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：ＢＤＥＡＳ）ガス、ビス（ターシャリブチルアミノ）シラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）ガス等を挙げることができる。
　なお、上述の実施形態では、複数種類のガス（具体的にはＴｉＣｌ４ガスおよびＮＨ３ガス）を含む処理ガスを供給する例において、これらのガスを別々のノズルのガス供給孔（具体的にはノズル４１０，４２０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａ）から供給する例について説明したが、必要に応じて、複数種類のガスを含む処理ガスの各々のガスを、共通のノズルから供給する態様としてもよい。
　なお、上述の実施形態では、複数種類のガスを含む処理ガスを供給する例について説明したが、必要に応じて、処理ガスとして１種類のガスのみ含むものを用いてもよい。
　上述の実施の形態では、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型装置である基板処理装置であって、１つの反応管内に処理ガスを供給するノズルが立設され、反応管の下部に排気口が設けられた構造を有する処理炉を用いて成膜する例について説明したが、他の構造を有する処理炉を用いて成膜する場合にも本発明を適用可能である。例えば、同心円状の断面を有する２つの反応管（外側の反応管をアウタチューブ、内側の反応管をインナチューブと称する）を有し、インナチューブ内に立設されたノズルから、アウタチューブの側壁であって基板を挟んでノズルと対向する位置（線対称の位置）に開口する排気口へ処理ガスが流れる構造を有する処理炉を用いて成膜する場合にも本発明を適用可能である。また、処理ガスはインナチューブ内に立設されたノズルから供給されるのではなく、インナチューブの側壁に開口するガス供給口から供給されるようにしてもよい。このとき、アウタチューブに開口する排気口は、処理室内に積層して収容された複数枚の基板が存在する高さに応じて開口していてもよい。また、排気口の形状は穴形状であってもよいし、スリット形状であってもよい。
　また、上述の実施形態では、ホットウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて薄膜を成膜する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、コールドウォール型の処理炉を有する基板処理装置を用いて薄膜を成膜する場合にも、好適に適用できる。これらの場合においても、処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の実施形態と同様なシーケンス、処理条件にて成膜を行うことができる。
　これらの各種薄膜の形成に用いられるプロセスレシピ（処理手順や処理条件等が記載されたプログラム）は、基板処理の内容（形成する薄膜の膜種、組成比、膜質、膜厚、処理手順、処理条件等）に応じて、それぞれ個別に用意する（複数用意する）ことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、基板処理の内容に応じて、複数のプロセスレシピの中から、適正なプロセスレシピを適宜選択することが好ましい。具体的には、基板処理の内容に応じて個別に用意された複数のプロセスレシピを、電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体（外部記憶装置１２３）を介して、基板処理装置が備える記憶装置１２１ｃ内に予め格納（インストール）しておくことが好ましい。そして、基板処理を開始する際、基板処理装置が備えるＣＰＵ１２１ａが、記憶装置１２１ｃ内に格納された複数のプロセスレシピの中から、基板処理の内容に応じて、適正なプロセスレシピを適宜選択することが好ましい。このように構成することで、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の薄膜を汎用的に、かつ、再現性よく形成できるようになる。また、オペレータの操作負担（処理手順や処理条件等の入力負担等）を低減でき、操作ミスを回避しつつ、基板処理を迅速に開始できるようになる。
　また、本発明は、例えば、既存の基板処理装置のプロセスレシピを変更することでも実現できる。プロセスレシピを変更する場合は、本発明に係るプロセスレシピを電気通信回線や当該プロセスレシピを記録した記録媒体を介して既存の基板処理装置にインストールしたり、また、既存の基板処理装置の入出力装置を操作し、そのプロセスレシピ自体を本発明に係るプロセスレシピに変更したりすることも可能である。
　上述の各種実施形態は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理条件は、例えば上述の実施形態と同様な処理条件とすることができる。
　実施例として、上述の第１の実施形態で説明した例と同様な処理ガス供給工程（図６（ａ）参照）により、成膜を行った。また、比較例として、上述の比較形態で説明した例と同様な処理ガス供給工程（図１０（ａ）参照）により、成膜を行った。
　図１８（ａ）および図１８（ｂ）を参照して、実施例および比較例の結果について説明する。図１８（ａ）は、ウエハ面内における膜厚分布を示すグラフである。図１８（ａ）において、横軸はウエハ中心からの距離をｍｍ単位で示し、縦軸は膜厚を任意単位で示す。図１８（ｂ）は、ウエハ面内平均膜厚に対する、各ボート柱部周辺の膜厚比を示すグラフである。図１８（ｂ）において、横軸上に平均膜厚、３本のボート柱部Ａ～Ｃ周辺の各々おける結果を並べて示し、縦軸は平均膜厚に対する膜厚比を示す。なお、図１８（ａ）および図１８（ｂ）では、実施例を「柱衝突無し」、比較例を「柱衝突あり」と表している。
　実施例では、比較例と比べて、ウエハ中心部の膜厚を増加させることができるとともに、ボート柱部周辺の薄膜化を軽減させることができる。このように、ガス流の柱への衝突を抑制することで、ウエハ中心部およびボート柱部周辺の成膜レートを増加させることができ、成膜の面内均一性を向上させることができる。
＜本発明の好ましい態様＞
　以下、本発明の好ましい態様について付記する。
（付記１）
　本発明の一態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置する第１のガス供給孔から、前記基板に対して第１のガスを含む処理ガスを供給する工程と、
　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給する半導体装置の製造方法、または基板処理方法が提供される。
（付記２）
　本発明の他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置する第１のガス供給孔から、前記基板に対して第１のガスを含む処理ガスを供給する工程と、
　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給する半導体装置の製造方法、または基板処理方法が提供される。
（付記３）
　付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
　前記基板支持具を回転させる工程では、前記基板を含む複数の基板が前記柱によって支持された基板支持具を回転させ、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記複数の基板の積層方向に延在し、前記第１のガス供給孔を含む複数のガス供給孔が設けられたノズルを介して前記処理ガスを供給する。
（付記４）
　付記１～３のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記処理ガスとして、前記第１のガスに加え、第２のガスを、前記基板の水平方向外側に位置する第２のガス供給孔から供給し、前記第１のガスと前記第２のガスとを時分割して（非同期、間欠的、パルス的に）所定回数供給する。ここで、第２の供給孔は、第１の供給孔と同一であってもよいし、異なってもよい。
（付記５）
　付記４に記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する。
（付記６）
　付記４に記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記第２のガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する。
（付記７）
　付記４～６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガスと前記第２のガスとを時分割して供給するサイクル時間と前記基板支持具の回転周期との関係に応じて、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給し、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する。
（付記８）
　付記４～６のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガスと前記第２のガスとを時分割して供給するサイクル時間と前記基板支持具の回転周期との関係に応じて、前記第１のガス供給孔から噴出する前記第１のガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給し、前記第２のガス供給孔から噴出する前記第２のガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する。
（付記９）
　付記１～８のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングでは、前記第１のガスの供給を停止する。
（付記１０）
　付記１～９のいずれかに記載の方法であって、好ましくは、
　前記第１のガスは金属含有ガスである。
（付記１１）
　付記１または２に記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、
　前記処理ガスの供給の１サイクル内の手順を規定し、当該サイクル内での前記第１のガスの供給の開始タイミングと停止タイミングとを規定したシーケンスを繰り返すことで、前記処理ガスの供給を行い、
　前記シーケンスを一定回数繰り返すごとに、前記シーケンスの開始タイミングが、前記基板支持具の回転タイミングと同期するように、前記シーケンスの長さ（サイクル時間）と前記基板支持具の回転周期との関係が選択されており、
　前記シーケンスの開始タイミングと前記基板支持具の回転タイミングとが、あるタイミングで同期してから次に同期するまでの期間中に実施される前記シーケンスのいずれにおいても、前記第１のガスの供給期間中に、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないようなタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給する。
（付記１２）
　付記１１に記載の方法であって、好ましくは、
　前記処理ガスを供給する工程では、
　前記処理ガスとして、前記第１のガスに加え、第２のガスを、前記基板の水平方向外側に位置する第２のガス供給孔から供給し、
　前記シーケンスは、前記第１のガスの供給の開始タイミングと停止タイミングとを規定するとともに、前記第１のガスと前記第２のガスとが時分割で（非同期、間欠的、パルス的に）供給されるように、前記第２のガスの供給の開始タイミングと停止タイミングとを規定しており、
　前記シーケンスの開始タイミングと前記基板支持具の回転タイミングとが、あるタイミングで同期してから次に同期するまでの期間中に実施される前記シーケンスのいずれかにおいて、前記第２のガスの供給期間中に、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングが含まれ、
　前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングが含まれる前記第２のガスの供給期間中において、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングでは、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記第２のガスの供給量を低減させる。ここで、第２の供給孔は、第１の供給孔と同一であってもよいし、異なってもよい。
（付記１３）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する工程と、
　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる半導体装置の製造方法、または基板処理方法が提供される。
（付記１４）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する工程と、
　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁とが成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる半導体装置の製造方法、または基板処理方法が提供される。
（付記１５）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室と、
　前記処理室に収容され、基板を支持する柱を有する基板支持具と、
　前記基板支持具を回転させる回転機構と、
　前記基板支持具に支持された基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、処理ガスを供給するガス供給系と、
　基板が支持された前記基板支持具を回転させる処理と、前記基板支持具が回転している状態で、前記ガス供給孔から、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する処理と、を行わせるように、前記回転機構および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と
　を有する基板処理装置が提供される。
（付記１６）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室と、
　前記処理室に収容され、基板を支持する柱を有する基板支持具と、
　前記基板支持具を回転させる回転機構と、
　前記基板支持具に支持された基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、処理ガスを供給するガス供給系と、
　基板が支持された前記基板支持具を回転させる処理と、前記基板支持具が回転している状態で、前記ガス供給孔から、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する処理と、を行わせるように、前記回転機構および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と
　を有する基板処理装置が提供される。
（付記１７）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室と、
　前記処理室に収容され、基板を支持する柱を有する基板支持具と、
　前記基板支持具を回転させる回転機構と、
　前記基板支持具に支持された基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、処理ガスを供給するガス供給系と、
　基板が支持された前記基板支持具を回転させる処理と、前記基板支持具が回転している状態で、前記ガス供給孔から前記基板に対して前記処理ガスを供給し、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる処理と、を行わせるように、前記回転機構および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と
　を有する基板処理装置が提供される。
（付記１８）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室と、
　前記処理室に収容され、基板を支持する柱を有する基板支持具と、
　前記基板支持具を回転させる回転機構と、
　前記基板支持具に支持された基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、処理ガスを供給するガス供給系と、
　基板が支持された前記基板支持具を回転させる処理と、前記基板支持具が回転している状態で、前記ガス供給孔から前記基板に対して前記処理ガスを供給し、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる処理と、を行わせるように、前記回転機構および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と
　を有する基板処理装置が提供される。
（付記１９）
　付記１５～１８のいずれかに記載の基板処理装置であって、好ましくは、
　前記基板支持具は、前記基板を含む複数の基板を前記柱によって支持し、前記ガス供給系は、前記基板支持具に支持された複数の基板の積層方向に延在し、前記ガス供給孔を含む複数のガス供給孔が設けられたノズルを介して前記処理ガスを供給する。
（付記２０）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる手順と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する手順と、
　を有し、前記処理ガスを供給する手順では、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する手順を行うプログラム、または該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
（付記２１）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる手順と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する手順と、
　を有し、前記処理ガスを供給する手順では、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する手順を行うプログラム、または該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
（付記２２）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる手順と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する手順と、
　を有し、前記処理ガスを供給する手順では、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる手順を行うプログラム、または該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
（付記２３）
　本発明のさらに他の態様によれば、
　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる手順と、
　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する手順と、
　を有し、前記処理ガスを供給する手順では、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在するタイミングにおいて、前記ガス供給孔から噴出する前記処理ガスのガス流と前記基板の外縁が成す角度が直角となるような位置に前記柱が存在しないタイミングと比べて、前記処理ガスの供給量を低減させる手順を行うプログラム、または該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
１０　基板処理装置
２００　ウエハ
２０１　処理室
２０２　処理炉
２０３　反応管
２１７　ボート
２１７　支持溝
ＢＲ，ＢＲ１～ＢＲ３　ボート柱
４１０，４２０　ノズル
４１０ａ，４２０ａ　ガス供給孔

Claims (10)

  1. 　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる工程と、
    　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置する第１のガス供給孔から、前記基板に対して第１のガスを含む処理ガスを供給する工程と、
    　を有し、前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給する半導体装置の製造方法。
  2. 　前記基板支持具を回転させる工程では、前記基板を含む複数の基板が前記柱によって支持された基板支持具を回転させ、
    　前記処理ガスを供給する工程では、前記複数の基板の積層方向に延在し、前記第１のガス供給孔を含む複数のガス供給孔が設けられたノズルを介して前記処理ガスを供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 　前記処理ガスを供給する工程では、前記処理ガスとして、前記第１のガスに加え、第２のガスを、前記基板の水平方向外側に位置する第２のガス供給孔から供給し、前記第１のガスと前記第２のガスとを時分割して所定回数供給する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 　前記処理ガスを供給する工程では、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 　前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガスと前記第２のガスとを時分割して供給するサイクル時間と前記基板支持具の回転周期との関係に応じて、前記第１のガス供給孔と前記基板の間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第１のガスを供給し、前記第２のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記第２のガスを供給する請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 　前記処理ガスを供給する工程では、前記第１のガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在するタイミングでは、前記第１のガスの供給を停止する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 　前記第１のガスは金属含有ガスである請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 　処理室と、
    　前記処理室に収容され、基板を支持する柱を有する基板支持具と、
    　前記基板支持具を回転させる回転機構と、
    　前記基板支持具に支持された基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、処理ガスを供給するガス供給系と、
    　基板が支持された前記基板支持具を回転させる処理と、前記基板支持具が回転している状態で、前記ガス供給孔から、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する処理と、を行わせるように、前記回転機構および前記ガス供給系を制御するよう構成される制御部と
    　を有する基板処理装置。
  9. 　前記基板支持具は、前記基板を含む複数の基板を前記柱によって支持し、前記ガス供給系は、前記基板支持具に支持された複数の基板の積層方向に延在し、前記ガス供給孔を含む複数のガス供給孔が設けられたノズルを介して前記処理ガスを供給する請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 　処理室に収容され、基板が柱によって支持された基板支持具を回転させる手順と、
    　前記基板支持具が回転している状態で、前記基板の水平方向外側に位置するガス供給孔から、前記基板に対して処理ガスを供給する手順と、
    　を有し、前記処理ガスを供給する手順では、前記ガス供給孔と前記基板との間に前記柱が存在しないように選択されたタイミングで、前記基板に対して前記処理ガスを供給する手順を行うプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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