WO2021020008A1 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及びガス供給システム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及びガス供給システム Download PDF

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佳将 永冨
美香 うるし原
隆史 佐々木
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    • H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
    • H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H10P14/6339—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE or pulsed CVD

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing device, a method for manufacturing a semiconductor device, a program, and a gas supply system.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a substrate processing apparatus for forming a film on the surface of a substrate (wafer) arranged in a processing chamber.
  • the object of the present disclosure is to control the film thickness distribution of the film formed on the substrate.
  • a processing gas nozzle that supplies processing gas into the processing chamber, Two or more inert gas nozzles provided so as to sandwich the treated gas nozzle in the circumferential direction at the center, and an inert gas nozzle for supplying the inert gas into the processing chamber.
  • a processing gas supply unit that supplies processing gas to the processing gas nozzle, An inert gas supply unit that supplies the inert gas to each of the inert gas nozzles, Controlling the flow rate of the processing gas supplied from the processing gas supply unit to the processing gas nozzle and the flow rate of each inert gas supplied from the inert gas supply unit to each of the inert gas nozzles.
  • the control unit that is configured to enable Technology is provided.
  • FIG. 6A is a diagram showing a gas flow in the processing chamber in the first processing step of the film forming sequence of FIG.
  • B is a figure which shows the film thickness distribution of the film formed on the substrate by the film formation sequence of FIG.
  • FIG. 7A is a diagram showing a gas flow in the processing chamber in the first processing step of the film forming sequence of FIG. 7.
  • B is a figure which shows the film thickness distribution of the film formed on the substrate by the film formation sequence of FIG.
  • FIGS. 1 to 7 An example of the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the arrow H shown in the figure indicates the device vertical direction (vertical direction), the arrow W indicates the device width direction (horizontal direction), and the arrow D indicates the device depth direction (horizontal direction).
  • the substrate processing apparatus 10 includes a control unit 280 and a processing furnace 202 that control each unit, and the processing furnace 202 has a heater 207 that is a heating means.
  • the heater 207 has a cylindrical shape and is installed in the vertical direction of the device by being supported by a heater base (not shown).
  • the heater 207 also functions as an activation mechanism for activating the processing gas with heat.
  • the details of the control unit 280 will be described later.
  • a reaction tube 203 constituting a reaction vessel is arranged upright concentrically with the heater 207.
  • the reaction tube 203 is formed of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC).
  • the substrate processing device 10 is a so-called hot wall type.
  • the reaction tube 203 has a cylindrical inner tube 12 and a cylindrical outer tube 14 provided so as to surround the inner tube 12.
  • the inner pipe 12 is arranged concentrically with the outer pipe 14, and a gap S is formed between the inner pipe 12 and the outer pipe 14.
  • the inner pipe 12 is an example of a pipe member.
  • the inner pipe 12 is formed in a ceiling shape with the lower end open and the upper end closed by a flat wall body.
  • the outer pipe 14 is also formed in a ceiling shape in which the lower end is open and the upper end is closed by a flat wall body.
  • a plurality of nozzle chambers 222 are formed in the gap S formed between the inner pipe 12 and the outer pipe 14. The details of the nozzle chamber 222 will be described later.
  • a processing chamber 201 for processing the wafer 200 as a substrate is formed inside the inner tube 12. Further, the processing chamber 201 can accommodate a boat 217, which is an example of a substrate holder capable of holding wafers 200 in a horizontal posture and vertically arranged in multiple stages, and an inner tube 12 accommodates the accommodated wafer 200. Siege. The details of the inner pipe 12 will be described later.
  • the lower end of the reaction tube 203 is supported by a cylindrical manifold 226.
  • the manifold 226 is made of a metal such as nickel alloy or stainless steel, or is made of a heat resistant material such as quartz or SiC.
  • a flange is formed at the upper end of the manifold 226, and the lower end of the outer pipe 14 is installed on the flange.
  • An airtight member 220 such as an O-ring is arranged between the flange and the lower end of the outer pipe 14 to keep the inside of the reaction tube 203 airtight.
  • a seal cap 219 is airtightly attached to the opening at the lower end of the manifold 226 via an airtight member 220 such as an O-ring, and the opening side at the lower end of the reaction tube 203, that is, the opening of the manifold 226 is airtight. It is blocked.
  • the seal cap 219 is made of a metal such as nickel alloy or stainless steel, and is formed in a disk shape.
  • the seal cap 219 may be configured to cover the outside with a heat-resistant material such as quartz or SiC.
  • a boat support 218 that supports the boat 217 is provided on the seal cap 219.
  • the boat support 218 is made of a heat-resistant material such as quartz or SiC and functions as a heat insulating portion.
  • the boat 217 is erected on the boat support 218.
  • the boat 217 is made of a heat resistant material such as quartz or SiC.
  • the boat 217 has a bottom plate (not shown) fixed to the boat support 218 and a top plate arranged above the bottom plate, and a plurality of columns 217a (see FIG. 2) are erected between the bottom plate and the top plate. Has been done.
  • the boat 217 holds a plurality of wafers 200 to be processed in the processing chamber 201 in the inner pipe 12.
  • the plurality of wafers 200 are supported by the support columns 217a of the boat 217 in a state where they maintain a horizontal posture while being spaced apart from each other and are centered on each other, and the loading direction is the axial direction of the reaction tube 203. .. That is, the center of the wafer 200 is aligned with the central axis of the boat 217, and the central axis of the boat 217 coincides with the central axis of the reaction tube 203.
  • a rotation mechanism 267 for rotating the boat is provided under the seal cap 219.
  • the rotation shaft 265 of the rotation mechanism 267 is connected to the boat support 218 through the seal cap 219, and the rotation mechanism 267 rotates the boat 217 via the boat support 218 to rotate the wafer 200. ..
  • the seal cap 219 is vertically raised and lowered by an elevator 115 as an elevating mechanism provided outside the reaction tube 203, and the boat 217 can be carried in and out of the processing chamber 201.
  • Nozzle support portions 350a to 350e (see FIG. 3) that support gas nozzles 340a to 340e that supply gas to the inside of the processing chamber 201 are installed in the manifold 226 so as to penetrate the manifold 226 (FIG. 1). Only the gas nozzle 340a and the nozzle support portion 350a are shown in the above).
  • the nozzle support portions 350a to 350e are made of a material such as nickel alloy or stainless steel.
  • Gas supply pipes 310a to 310e for supplying gas to the inside of the processing chamber 201 are connected to one end of the nozzle support portions 350a to 350e, respectively. Further, gas nozzles 340a to 340e are connected to the other ends of the nozzle support portions 350a to 350e, respectively.
  • the gas nozzles 340a to 340e are made of a heat-resistant material such as quartz or SiC. The details of the gas nozzles 340a to 340e and the gas supply pipes 310a to 310e will be described later.
  • an exhaust port 230 is formed in the outer pipe 14 of the reaction pipe 203.
  • the exhaust port 230 is formed below the second exhaust port 237, which will be described later, and an exhaust pipe 231 is connected to the exhaust port 230.
  • a vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device is connected to the exhaust pipe 231 via a pressure sensor 245 that detects the pressure inside the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator. There is.
  • the exhaust pipe 231 on the downstream side of the vacuum pump 246 is connected to a waste gas treatment device (not shown) or the like.
  • vacuum exhaust can be performed so that the pressure inside the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure (vacuum degree).
  • a temperature sensor (not shown) as a temperature detector is installed inside the reaction tube 203, and processing is performed by adjusting the power supply to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor.
  • the temperature inside the chamber 201 is configured to have a desired temperature distribution.
  • the boat 217 for loading a plurality of wafers 200 to be batch-processed in multiple stages is carried into the processing chamber 201 by the boat support 218. Then, the wafer 200 carried into the processing chamber 201 is heated to a predetermined temperature by the heater 207.
  • An apparatus having such a processing furnace is called a vertical batch apparatus.
  • the discharge portion of the discharge portion faces the supply slits 235a, 235b, 235c, which are examples of the supply holes, and the supply slits 235a, 235b, 235c.
  • the first exhaust port 236, which is an example, is formed.
  • a second exhaust port 237 which is an example of a discharge portion having an opening area smaller than that of the first exhaust port 236, is formed on the peripheral wall of the inner pipe 12 below the first exhaust port 236. ing.
  • the supply slits 235a, 235b, 235c and the first exhaust port 236 and the second exhaust port 237 are formed at different positions in the circumferential direction of the inner pipe 12.
  • the first exhaust port 236 formed in the inner pipe 12 is a region from the lower end side to the upper end side in which the wafer 200 of the processing chamber 201 is accommodated (hereinafter referred to as “wafer region”). May be formed).
  • the first exhaust port 236 is formed so as to communicate the processing chamber 201 and the gap S, and the second exhaust port 237 is formed so as to exhaust the atmosphere below the processing chamber 201.
  • the first exhaust port 236 is a gas exhaust port that exhausts the atmosphere inside the processing chamber 201 into the gap S, and the gas exhausted from the first exhaust port 236 passes through the gap S and the exhaust port 230. It is exhausted from the exhaust pipe 231 to the outside of the reaction pipe 203. Similarly, the gas exhausted from the second exhaust port 237 is exhausted from the exhaust pipe 231 to the outside of the reaction pipe 203 via the lower side of the gap S and the exhaust port 230.
  • the gas after passing through the wafer 200 is exhausted via the outside of the cylinder portion, so that the difference between the pressure of the exhaust portion of the vacuum pump 246 or the like and the pressure of the wafer region is reduced to minimize the pressure loss. Can be. Then, by minimizing the pressure loss, the pressure in the wafer region can be lowered, the flow velocity in the wafer region can be increased, and the loading effect can be mitigated.
  • a plurality of supply slits 235a formed on the peripheral wall of the inner pipe 12 are formed in a horizontally long slit shape in the vertical direction, and communicate the first nozzle chamber 222a and the processing chamber 201.
  • the supply slits 235b are formed in a plurality of horizontally long slits in the vertical direction, and are arranged on the side of the supply slits 235a. Further, the supply slit 235b communicates the second nozzle chamber 222b with the processing chamber 201.
  • a plurality of supply slits 235c are formed in a horizontally long slit shape in the vertical direction, and are arranged on the opposite side of the supply slit 235a with the supply slit 235b interposed therebetween. Further, the supply slit 235c communicates the third nozzle chamber 222c with the processing chamber 201.
  • the gas supply efficiency can be improved by making the length of the inner pipes 12 of the supply slits 235a to 235c in the circumferential direction the same as the length of the nozzle chambers 222a to 222c in the circumferential direction.
  • the supply slits 235a to 235c are smoothly formed so that the edge portions as the four corners draw a curved surface.
  • R cliffs By performing R cliffs on the edge portion to form a curved surface, it is possible to suppress the stagnation of gas on the periphery of the edge portion, suppress the formation of a film on the edge portion, and further, the edge portion. It is possible to suppress the peeling of the film formed on the surface.
  • openings for installing gas nozzles 340a to 340e in the corresponding nozzle chambers 222a to 222c of the nozzle chamber 222 (not shown). Is formed.
  • the supply slits 235a to 235c are formed by adjoining wafers 200 and wafers 200 placed in a plurality of stages on a boat 217 (see FIG. 1) housed in the processing chamber 201 in the vertical direction. It is formed so that it is arranged between the two.
  • the supply slits 235a to 235c extend from between the bottom wafer 200 and the bottom plate of the boat 217 that can be placed on the boat 217 to between the top wafer 200 and the top plate of the boat 217, respectively, the wafer 200, the bottom plate, and the top. It is desirable to form it so that it is located between the plates.
  • the first exhaust port 236 is formed in the wafer region of the inner pipe 12, and the processing chamber 201 and the gap S communicate with each other.
  • the second exhaust port 237 is formed from a position higher than the upper end of the exhaust port 230 to a position higher than the lower end of the exhaust port 230.
  • the nozzle chamber 222 is formed in the gap S between the outer peripheral surface 12c of the inner tube 12 and the inner peripheral surface 14a of the outer tube 14.
  • the nozzle chamber 222 includes a first nozzle chamber 222a extending in the vertical direction, a second nozzle chamber 222b extending in the vertical direction, and a third nozzle chamber 222c extending in the vertical direction. Further, the first nozzle chamber 222a, the second nozzle chamber 222b, and the third nozzle chamber 222c are formed side by side in the circumferential direction of the processing chamber 201 in this order.
  • first partition 18a extending from the outer peripheral surface 12c of the inner pipe 12 toward the outer pipe 14 and the second partition 18b extending from the outer peripheral surface 12c of the inner pipe 12 toward the outer pipe 14
  • a nozzle chamber 222 is formed between the arc-shaped top plate 20 and the inner tube 12 that connect the tip of the first partition 18a and the tip of the second partition 18b.
  • a third partition 18c extending from the outer peripheral surface 12c of the inner tube 12 toward the top plate 20 side and a fourth partition 18d are formed, and the third partition 18c and the third partition 18c are formed.
  • the fourth partition 18d is arranged in this order from the first partition 18a to the second partition 18b side.
  • the top plate 20 is separated from the outer pipe 14. Further, the tip of the third partition 18c and the tip of the fourth partition 18d reach the top plate 20.
  • the partitions 18a to 18d and the top plate 20 are examples of partition members.
  • partitions 18a to 18d and the top plate 20 are formed from the ceiling portion of the nozzle chamber 222 to the lower end portion of the reaction tube 203.
  • the first nozzle chamber 222a is formed by being surrounded by the inner pipe 12, the first partition 18a, the third partition 18c, and the top plate 20, and the second nozzle chamber 222b is formed.
  • the third nozzle chamber 222c is formed by being surrounded by the inner tube 12, the fourth partition 18d, the second partition 18b, and the top plate 20.
  • each of the nozzle chambers 222a to 222c has a ceiling shape in which the lower end is opened and the upper end is closed by the wall body forming the top surface of the inner pipe 12, and extends in the vertical direction.
  • the supply slits 235a that communicate the first nozzle chamber 222a and the processing chamber 201 are arranged in the vertical direction and formed on the peripheral wall of the inner pipe 12. Further, the supply slits 235b that communicate the second nozzle chamber 222b and the processing chamber 201 are arranged in the vertical direction and formed on the peripheral wall of the inner pipe 12, and the supply slits that communicate the third nozzle chamber 222c and the processing chamber 201. 235c are formed on the peripheral wall of the inner pipe 12 side by side in the vertical direction.
  • the third partition 18c and the fourth partition 18d do not have to be provided.
  • the gas nozzles 340a to 340e are arranged in one nozzle chamber 222.
  • the third partition 18c and the fourth partition 18d are not provided, the directivity of the N 2 gas flow is lowered and the controllability of the film thickness distribution is lowered. Therefore, it is necessary to increase the flow rate of the N 2 gas. is there.
  • the third partition 18c and the fourth partition 18d are provided, the controllability of the film thickness distribution is improved and the flow rate of the N 2 gas can be reduced.
  • the gas nozzles 340a to 340e extend in the vertical direction, and are installed in the nozzle chambers 222a to 222c, respectively, as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the gas nozzles 340b and 340c are used as processing gas nozzles for supplying the raw material gas or the reaction gas, which are the processing gases, into the processing chamber 201, respectively.
  • the gas nozzles 340a to 340e are used as inert gas nozzles for supplying the inert gas into the processing chamber 201, respectively.
  • a gas nozzle 340a communicating with the gas supply pipe 310a and a gas nozzle 340b communicating with the gas supply pipe 310b are arranged in the first nozzle chamber 222a. Further, the gas nozzle 340c communicating with the gas supply pipe 310c is arranged in the second nozzle chamber 222b. Further, the gas nozzle 340d communicating with the gas supply pipe 310d and the gas nozzle 340e communicating with the gas supply pipe 310e are arranged in the third nozzle chamber 222c.
  • the gas nozzle 340c is provided between the gas nozzles 340a and 340b and the gas nozzles 340d and 340e in the circumferential direction of the processing chamber 201.
  • two gas nozzles 340a and 340b and gas nozzles 340e and 340d are provided so as to sandwich the gas nozzle 340c in the circumferential direction. That is, two or more gas nozzles 340a and 340b as inert gas nozzles and gas nozzles 340e and 340d are provided on both sides of a straight line L passing through the gas nozzles 340c as processing gas nozzles and the first exhaust port 236 in a plan view.
  • the gas nozzles 340a and 340b and the gas nozzles 340e and 340d as the inert gas nozzles are arranged line-symmetrically with the straight line L as the axis of symmetry, respectively.
  • the gas nozzles 340a and 340b and the gas nozzles 340e and 340d as the inert gas nozzles do not necessarily have to be arranged line-symmetrically.
  • the gas nozzles 340a and 340b and the gas nozzle 340c are partitioned by a third partition 18c, and the gas nozzle 340c and the gas nozzles 340d and 340e are partitioned by a fourth partition 18d.
  • the gas nozzle 340c, the gas nozzles 340a and 340b, and the gas nozzles 340d and 340e are arranged in the partitioned spaces, respectively. As a result, it is possible to prevent the gas from being mixed between the nozzle chambers 222.
  • the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e are each configured as an I-shaped (I-shaped) long nozzle.
  • Injection holes 234a and 234e for injecting gas so as to face the supply slits 235a and 235c are formed on the peripheral surfaces of the gas nozzles 340a and 340e, respectively.
  • the injection holes 234a and 234e of the gas nozzles 340a and 340e may be formed in the central portion of the vertical width of the supply slits 235a and 235c so as to correspond to the supply slits 235a and 235c one by one.
  • 25 injection holes 234a and 234e are formed, respectively.
  • the supply slits 235a and 235c and the injection holes 234a and 234e may be formed by the number of wafers 200 to be mounted + 1.
  • the range in which the injection holes 234a and 234e are formed in the vertical direction covers the range in which the wafer 200 is arranged in the vertical direction.
  • injection holes 234b and 234d for injecting gas so as to face each of the supply slits 235a and 235c are formed on the peripheral surfaces of the gas nozzles 340b and 340d, respectively.
  • the injection holes 234b and 234d of the gas nozzles 340b and 340d may be formed in the central portion of the vertical width of the supply slits 235a and 235c so as to correspond to the supply slits 235a and 235c one by one.
  • a plurality of injection holes 234b and 234d are formed side by side in the vertical direction in the upper and lower portions of the gas nozzles 340b and 340d in the vertical direction.
  • the injection holes 234b and 234d formed in the upper portions of the gas nozzles 340b and 340d cover the range in which the uppermost wafer 200 is arranged in the vertical direction. Further, the injection holes 234b and 234d formed in the lower portion of the gas nozzles 340b and 340d cover the range in which the lowermost wafer 200 is arranged in the vertical direction.
  • the injection holes 234a, 234b, 234d, and 234e are pinhole-shaped. Further, the injection direction in which the gas is injected from the injection holes 234a, 234b, 234d, 234e is directed to the center of the processing chamber 201 when viewed from above, and is as shown in FIG. 4 when viewed from the side. Between the wafers 200 and the wafer 200, it faces the upper portion of the upper surface of the uppermost wafer 200 or the lower portion of the lower surface of the lowermost wafer 200. Further, the injection directions in which the gas is injected from the respective injection holes 234a, 234b, 234d, and 234e are the same.
  • the gas nozzle 340c is configured as a U-shaped (U-shaped) gas nozzle folded back at the upper end. Further, the gas nozzle 340c is formed with a pair of slit-shaped injection holes 234c-1 and 234c-2 extending in the vertical direction. Specifically, the injection holes 234c-1 and 234c-2 are formed in the portions extending in the vertical direction of the gas nozzle 340c, respectively. Further, the range in which the injection holes 234c-1 and 234c-2 are formed in the vertical direction covers the range in which the wafer 200 is arranged in the vertical direction in the vertical direction. Further, the pair of injection holes 234c-1 and 234c-2 are formed so as to face each of the supply slits 235b.
  • the gas injected from the injection holes 234a, 234b, 234c-1,234c-2, 234d, 234e of the gas nozzles 340a to 340e is supplied to the inner pipe 12 forming the front wall of each nozzle chamber 222a to 222c. It is supplied to the processing chamber 201 through the slits 235a to 235c. Then, the gas supplied to the processing chamber 201 flows along the upper surface and the lower surface of each wafer 200 (see the arrow in FIG. 4).
  • the gas supply pipe 310a communicates with the gas nozzle 340a via the nozzle support portion 350a
  • the gas supply pipe 310b communicates with the gas nozzle 340b via the nozzle support portion 350b.
  • the gas supply pipe 310c communicates with the gas nozzle 340c via the nozzle support portion 350c
  • the gas supply pipe 310d communicates with the gas nozzle 340d via the nozzle support portion 350d
  • the gas supply pipe 310e communicates with the gas nozzle 340e via the nozzle support portion 350e.
  • the gas supply pipe 310a includes an inert gas supply source 360a that supplies an inert gas as a processing gas in order from the upstream side in the gas flow direction, a mass flow controller (MFC) 320a that is an example of a flow rate controller, and an opening / closing.
  • MFC mass flow controller
  • a valve 330a which is a valve, is provided respectively.
  • the first inert gas supply unit is composed of the inert gas supply source 360a, the MFC320a, and the valve 330a.
  • the gas supply pipe 310b is provided with a first raw material gas supply source 360b, an MFC320b, and a valve 330b that supply a first raw material gas (also called a reaction gas or a reactor) as a processing gas in order from the upstream side in the gas flow direction.
  • a first raw material gas also called a reaction gas or a reactor
  • the first processing gas supply unit is composed of the first raw material gas supply source 360b, the MFC320b, and the valve 330b.
  • the second raw material gas supply source 360c, MFC320c, and valve 330c that supply the second raw material gas (also referred to as raw material gas or source gas) as the processing gas to the gas supply pipe 310c in order from the upstream direction in the gas flow direction.
  • the second raw material gas supply source 360c, the MFC 320c, and the valve 330c form a second processing gas supply unit.
  • the processing gas supply system is configured by the second processing gas supply unit.
  • the gas supply pipe 310d is provided with an inert gas supply source 360d, an MFC320d, and a valve 330d, which supply an inert gas as a processing gas, in order from the upstream direction in the gas flow direction.
  • the second inert gas supply unit is composed of the inert gas supply source 360d, MFC320d, and valve 330d.
  • the gas supply pipe 310e is provided with an inert gas supply source 360e, an MFC320e, and a valve 330e, which supply an inert gas as a processing gas, in order from the upstream direction in the gas flow direction.
  • the inert gas supply source 360e, MFC320e, and valve 330e constitute a third inert gas supply unit.
  • a gas supply pipe 310f for supplying an inert gas as a processing gas is connected downstream of the valve 330b of the gas supply pipe 310b in the gas flow direction.
  • the gas supply pipe 310f is provided with an inert gas supply source 360f, an MFC320f, and a valve 330f, which supply an inert gas as a processing gas, in order from the upstream direction in the gas flow direction.
  • the inert gas supply source 360f, MFC320f, and valve 330f form a fourth inert gas supply unit.
  • a gas supply pipe 310 g for supplying an inert gas as a processing gas is connected to the downstream side in the gas flow direction with respect to the valve 330c of the gas supply pipe 310c.
  • the gas supply pipe 310 g is provided with an inert gas supply source 360 g, an MFC 320 g, and a valve 330 g, which supply an inert gas as a processing gas, in order from the upstream direction in the gas flow direction.
  • the fifth inert gas supply unit is composed of the inert gas supply source 360 g, the MFC 320 g, and the valve 330 g.
  • the inert gas supply sources 360a, 360d, 360e, 360f, 360g for supplying the inert gas are connected to a common supply source. Further, the inert gas supply system is configured by the above-mentioned first to fourth inert gas supply units. Further, the gas supply system is composed of the above-mentioned treated gas supply system and the inert gas supply system.
  • examples of the first raw material gas supplied from the first raw material gas supply source 360b include ozone (O 3 ) gas and the like.
  • examples of the second raw material gas supplied from the second raw material gas supply source 360c include a hafnium (Hf) -containing gas (hereinafter, simply referred to as Hf gas) and the like.
  • the raw material of Hf gas is a gas containing at least an Hf element and an amino group (NR-).
  • R is hydrogen (H), an alkyl group, or the like.
  • Such raw materials include tetrakis (ethylmethylamide) hafnium (TEMAHf).
  • the raw material of Hf gas may be a material further containing a cyclopentane group (Cp).
  • examples of the inert gas supplied from the respective inert gas supply sources 360a, 360d, 360e, 360f, 360g include nitrogen (N 2 ) gas and the like.
  • the circumferential length of the processing chamber 201 As for the circumferential length of the processing chamber 201, the circumferential length of the first nozzle chamber 222a, the circumferential length of the second nozzle chamber 222b, and the circumferential length of the third nozzle chamber 222c. However, it is said to have the same length.
  • the first nozzle chamber 222a, the second nozzle chamber 222b, and the third nozzle chamber 222c are examples of supply chambers.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a control configuration of the substrate processing apparatus 10, and the control unit 280 (so-called controller) of the substrate processing apparatus 10 is configured as a computer.
  • This computer includes a CPU (Central Processing Unit) 121a, a RAM (Random Access Memory) 121b, a storage device 121c, and an I / O port 121d.
  • CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • the RAM 121b, the storage device 121c, and the I / O port 121d are configured so that data can be exchanged with the CPU 121a via the internal bus 121e.
  • An input / output device 122 configured as a touch panel or the like is connected to the control unit 280.
  • the storage device 121c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like.
  • a control program for controlling the operation of the substrate processing device, a process recipe in which the procedures and conditions for substrate processing described later are described, and the like are readablely stored.
  • the process recipe is a combination of the process recipes so that the control unit 280 executes each procedure in the substrate processing process described later so that a predetermined result can be obtained, and functions as a program.
  • process recipes, control programs, etc. are collectively referred to simply as programs.
  • 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 held.
  • the I / O port 121d is connected to the above-mentioned MFC 320a to 320g, valves 330a to 330g, pressure sensor 245, APC valve 244, vacuum pump 246, heater 207, temperature sensor, rotation mechanism 267, elevator 115 and the like.
  • the CPU 121a is configured to read and execute a control program from the storage device 121c and read a process recipe from the storage device 121c in response to an input of an operation command from the input / output device 122 or the like.
  • the CPU 121a is configured to control the flow rate adjusting operation of various gases by the MFC 320a to 320g, the opening / closing operation of the valves 330a to 330g, and the opening / closing operation of the APC valve 244 according to the contents of the read process recipe. Further, the CPU 121a is configured to control the pressure adjusting operation by the APC valve 244 based on the pressure sensor 245, the start and stop of the vacuum pump 246, and the temperature adjusting operation of the heater 207 based on the temperature sensor. Further, the CPU 121a is configured to control the rotation and rotation speed adjustment operation of the boat 217 by the rotation mechanism 267, the ascending / descending operation of the boat 217 by the elevator 115, and the like.
  • the control unit 280 is not limited to the case where it is configured as a dedicated computer, and may be configured as a general-purpose computer.
  • the control unit 280 of the present embodiment can be configured by preparing an external storage device 123 in which the above-mentioned program is stored and installing the program on a general-purpose computer using the external storage device 123.
  • the external storage device include a magnetic disk such as a hard disk, an optical disk such as a CD, a magneto-optical disk such as MO, and a semiconductor memory such as a USB memory.
  • FIG. 6 shows an example of a film forming sequence when a film is formed on the wafer 200 under the condition of strengthening the convexity.
  • FIG. 7 shows an example of a film forming sequence when a film is formed on the wafer 200 under the condition of weakening the convexity.
  • a boat 217 on which a predetermined number of wafers 200 are placed is carried into the reaction tube 203 in advance, and the reaction tube 203 is airtightly closed by the seal cap 219.
  • control unit 280 When the control by the control unit 280 is started, the control unit 280 operates the vacuum pump 246 and the APC valve 244 shown in FIG. 1 to exhaust the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230. Further, the control unit 280 controls the rotation mechanism 267 and starts the rotation of the boat 217 and the wafer 200. It should be noted that this rotation is continuously performed at least until the processing on the wafer 200 is completed.
  • the first processing step, the first purging step, the first discharging step, the second treating step, the second purging step and the second discharging step are performed in one cycle. Then, this one cycle is repeated a predetermined number of times to complete the film formation on the wafer 200. Then, when this film formation is completed, the boat 217 is carried out from the inside of the reaction tube 203 by the reverse procedure of the above-mentioned operation. Further, the wafer 200 is transferred from the boat 217 to the pod of the transfer shelf by a wafer transfer machine (not shown), and the pod is transferred from the transfer shelf to the pod stage by the pod transfer machine and by an external transfer device. , Is carried out of the housing.
  • the control unit 280 opens the valves 330c and 330g and operates the injection holes 234c-1 of the gas nozzle 340c.
  • Hf gas as a second raw material gas and N 2 gas as a carrier gas are injected from 234c-2. That is, the control unit 280 ejects Hf gas and N 2 gas from the injection holes 234c-1,234c-2 of the gas nozzle 340c arranged in the second nozzle chamber 222b.
  • control unit 280 opens the valves 330a, 330d, 330e, 330f and injects N 2 gas as an inert gas from the injection holes 234a, 234b, 234d, 234e of the gas nozzles 340a, 340b, 340d, 340e. Let me.
  • control unit 280 operates the vacuum pump 246 and the APC valve 244 so that the pressure obtained from the pressure sensor 245 becomes constant, discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230, and discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230.
  • the inside of is a negative pressure.
  • the Hf gas flows in parallel on the wafer 200, then flows from the upper part to the lower part of the gap S through the first exhaust port 236 and the second exhaust port 237, and from the exhaust pipe 231 through the exhaust port 230. It is exhausted.
  • control unit 280 sets the flow rate of the Hf gas supplied into the processing chamber 201 by the MFC 320c, 320g and the flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 by the MFC 320a, 320d, 320e, 320f. Control each. Specifically, the control unit 280, the gas nozzle 340a, 340b, 340d, among 340e, and the flow rate of N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b close to the gas nozzle 340 c, and supplies the gas nozzle 340d close to the gas nozzle 340 c N 2 Make the flow rate of gas the same.
  • control unit 280 determines the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340a far from the gas nozzle 340c and the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340e far from the gas nozzle 340c among the gas nozzles 340a, 340b, 340d and 340e. Make it the same. Further, the control unit 280 supplies the total flow rate of N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340b provided on the right side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c and the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340d and 340e provided on the left side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c. Control so that the total flow rates of are equal.
  • control unit 280 controls so that the left and right flow rates of the gas nozzles 340a and 340b provided on both sides of the gas nozzle 340c and the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340d and 340e are the same (equal). That is, in the control unit 280, the flow rate of the N 2 gas supplied by the MFC 320a, 320d, 320e, 320f to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, 340e provided on both sides of the gas nozzle 340c is the gas nozzle 340c for supplying the Hf gas.
  • the flow rate of N 2 gas is symmetrical with respect to the center, that is, the left side and the right side are controlled to be the same centering on the gas nozzle 340c.
  • the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e has been described, the description is not limited to this, and the amount of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e, respectively.
  • the pressure and concentration distribution may be controlled so as to be symmetrical (same on the left side and the right side) about the gas nozzle 340c.
  • the control unit 280 makes the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b and 340d close to the gas nozzle 340c larger than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340e far from the gas nozzle 340c.
  • control unit 280 determines the ratio of the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b and 340d close to the gas nozzle 340c and the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340e far from the gas nozzle 340c. It is preferable that the flow rate is 4.5 or more and does not exceed the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c. Thereby, the flow of the N 2 gas supplied from the gas nozzles 340b and 340d close to the gas nozzle 340c for supplying the Hf gas can be assisted by the N 2 gas supplied from the gas nozzles 340a and 340e far from the gas nozzle 340c.
  • the processing conditions in this process include N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340e: 1 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340d: 4.5 slm Hf gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340c: 0.12 slm, N 2 gas supply flow rate: 26.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340b: 4.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340a: 1 slm Processing pressure: 1 to 1000 Pa, preferably 1 to 300 Pa, more preferably 100 to 250 Pa Treatment temperature: room temperature to 600 ° C., preferably 90 to 550 ° C., more preferably 450 to 550 ° C., still more preferably 200 to 300 ° C. Is exemplified.
  • the processing temperature is preferably set to a temperature lower than the temperature at which the raw material gas is decomposed.
  • the supply flow rate of the carrier gas (the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the gas nozzle 340c) is increased with respect to the supply flow rate of the Hf gas. That is, the control unit 280 controls the flow rate of the Hf gas supplied to the gas nozzle 340c to be smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c. Further, the control unit 280 controls the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c so as to be larger than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, 340e. As a result, the dilution of Hf gas is suppressed.
  • control unit 280 may make the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b and 340d close to the gas nozzle 340c smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340e far from the gas nozzle 340c. Good.
  • the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b and 340d close to the gas nozzle 340c is increased, the Hf gas as the second raw material gas may be diluted.
  • the control unit 280 closes the valve 330c and stops the supply of Hf gas from the gas nozzle 340c. Further, the control unit 280 supplies N 2 gas as a purge gas to the processing chamber 201 from the gas nozzles 340a to 340e by increasing the supply flow rate of the N 2 gas by the MFC 320f and 320g, respectively, as compared with the first processing step. , The gas staying inside the reaction tube 203 is purged out from the exhaust port 230.
  • the processing conditions in this process include N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340e: 1 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340d: 4.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340c: 10 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340b: 5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340a: 1 slm Is exemplified.
  • control unit 280 controls the vacuum pump 246 and the APC valve 244, increases the degree of negative pressure inside the reaction tube 203, and exhausts the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230.
  • the control unit 280 opens the valves 330b and 330f to operate the O 3 gas as the first raw material gas and the carrier gas from the injection hole 234b of the gas nozzle 340b. Inject N 2 gas. That is, the control unit 280 ejects O 3 gas and N 2 gas from the injection hole 234b of the gas nozzle 340b arranged in the first nozzle chamber 222a.
  • control unit 280 opens the valves 330a, 330d, 330e, 330g and uses the injection holes 234a, 234c-1,234c-2, 234d, 234e of the gas nozzles 340a, 340c, 340d, 340e as an inert gas. Inject N 2 gas.
  • control unit 280 operates the vacuum pump 246 and the APC valve 244 so that the pressure obtained from the pressure sensor 245 becomes constant, discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230, and discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230.
  • the inside of is a negative pressure.
  • the first raw material gas flows in parallel on the wafer 200, then flows from the upper part to the lower part of the gap S through the first exhaust port 236 and the second exhaust port 237, and flows through the exhaust port 230 through the exhaust pipe. It is exhausted from 231.
  • the processing conditions in this process include N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340e: 1 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340d: 4.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340c: 4.5 slm O 3 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340b: 22 slm, N 2 gas supply flow rate: 1.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340a: 1 slm Is exemplified.
  • the control unit 280 closes the valve 330b and stops the supply of O 3 gas from the gas nozzle 340b. Further, the control unit 280 increases the supply flow rate of the N 2 gas by the MFC 320f, supplies the N 2 gas as the purge gas from the gas nozzles 340a to 340e to the processing chamber 201, and the gas staying inside the reaction tube 203. Is purged out from the exhaust port 230.
  • the processing conditions in this process include N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340e: 1 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340d: 4.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340c: 4.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340b: 10 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340a: 1 slm Is exemplified.
  • control unit 280 closes the valves 330a to 330g and stops the supply of N 2 gas from the gas nozzles 340a to 340e.
  • control unit 280 controls the vacuum pump 246 and the APC valve 244, increases the degree of negative pressure inside the reaction tube 203, and exhausts the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230.
  • the first treatment step, the first purge step, the first discharge step, the second treatment step, the second purge step and the second discharge step are set as one cycle, and this is repeated a predetermined number of times.
  • an HfO film is formed on the wafer 200 so as to strengthen the convexity, and the process is completed.
  • the control unit 280 opens the valves 330c and 330g and operates the injection holes 234c-1 of the gas nozzle 340c.
  • Hf gas as a second raw material gas and N 2 gas as a carrier gas are injected from 234c-2. That is, the control unit 280 ejects Hf gas and N 2 gas from the injection holes 234c-1,234c-2 of the gas nozzle 340c arranged in the second nozzle chamber 222b.
  • control unit 280 opens the valves 330a, 330d, 330e, 330f to inject N 2 gas as an inert gas from the injection holes 234a, 234b, 234d, 234e of the gas nozzles 340a, 340b, 340d, 340e. ..
  • control unit 280 operates the vacuum pump 246 and the APC valve 244 so that the pressure obtained from the pressure sensor 245 becomes constant, discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230, and discharges the atmosphere inside the reaction tube 203 from the exhaust port 230.
  • the inside of is a negative pressure.
  • the Hf gas flows in parallel on the wafer 200, then flows from the upper part to the lower part of the gap S through the first exhaust port 236 and the second exhaust port 237, and from the exhaust pipe 231 through the exhaust port 230. It is exhausted.
  • control unit 280 sets the flow rate of the Hf gas supplied into the processing chamber 201 by the MFC 320c, 320g and the flow rate of the N 2 gas supplied into the processing chamber 201 by the MFC 320a, 320d, 320e, 320f. Control each. Specifically, the control unit 280 makes the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340d and the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340e the same among the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e.
  • control unit 280 makes the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340a and the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340b the same among the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e. That is, the control unit 280 supplies the flow rate of N 2 gas to the gas nozzles 340a and 340b arranged on the right side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c and the N 2 supplied to the gas nozzles 340d and 340e arranged on the left side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c. Make the flow rate of gas different.
  • the control unit 280 makes the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340b and 340a on the right side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340d and 340e on the left side in the circumferential direction of the gas nozzle 340c. To do. That is, the control unit 280 controls so that the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e is asymmetrical with respect to the gas nozzle 340c, that is, different from the left side and the right side with respect to the gas nozzle 340c.
  • the description is not limited to this, and the amount of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e, respectively.
  • the pressure and concentration distribution may be controlled so as to be asymmetrical (different between the left side and the right side) around the gas nozzle 340c.
  • the processing conditions in this process include N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340e: 12 to 19 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340d: 12 to 19 slm Hf gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340c: 0.12 slm, N 2 gas supply flow rate: 14 to 26.5 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340b: 1 slm N 2 gas supply flow rate supplied from the gas nozzle 340a: 1 slm Processing pressure: 1 to 1000 Pa, preferably 1 to 300 Pa, more preferably 100 to 250 Pa Treatment temperature: room temperature to 600 ° C., preferably 90 to 550 ° C., more preferably 450 to 550 ° C., still more preferably 200 to 300 ° C. Is exemplified.
  • the processing temperature is preferably set to a temperature lower than the temperature at which the raw material gas is decomposed.
  • the supply flow rate of the carrier gas (the supply flow rate of the N 2 gas supplied from the gas nozzle 340c) is increased with respect to the supply flow rate of the Hf gas. That is, the control unit 280 controls the flow rate of the Hf gas supplied to the gas nozzle 340c to be smaller than the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c. Further, the control unit 280 controls the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c so as to be smaller than the total flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340d and 340e.
  • control unit 280 controls the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzle 340c so as to be larger than the total flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340b. Further, the control unit 280 controls so that the total flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340b is smaller than the total flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340d and 340e.
  • the flow rate of the N 2 gas supplied to the gas nozzles 340a and 340b is a flow rate capable of suppressing the backflow in the gas nozzle, respectively.
  • the first processing step, the above-mentioned first purging step, the first discharging step, the second processing step, the second purging step and the second discharging step are set as one cycle, and this is repeated a predetermined number of times.
  • an HfO film is formed on the wafer 200 so as to weaken the convexity, and the process is completed.
  • gas nozzles 340a and 340b for supplying N 2 gas as an inert gas and gas nozzles 340d and 340e are provided on both sides of the gas nozzle 340c through which the Hf gas as the second raw material gas flows. Have been placed. Further, MFC320a, 320d, 320e, 320f are provided between the gas nozzles 340a, 340b, 340d, 340e and the inert gas supply sources 360a, 360d, 360e, 360f for supplying N 2 gas to these gas nozzles, respectively. And each is controlled independently.
  • MFC320c and 320g are provided between the gas nozzle 340c and the second raw material gas supply source 360c for supplying Hf gas, and between the gas nozzle 340c and the inert gas supply source 360g for supplying N 2 gas, respectively. ..
  • the supply amount of N 2 gas injected from the injection hole 234a of the nozzle 340a, the supply amount of N 2 gas injected from the injection hole 234b of the gas nozzle 340b, N 2 gas injected from the injection hole 234d of the gas nozzle 340d And the supply amount of N 2 gas injected from the injection hole 234e of the gas nozzle 340e can be controlled respectively. Further, the supply amount of Hf gas and the supply amount of N 2 gas injected from the injection holes 234c-1,234c-2 of the gas nozzle 340c can be controlled respectively.
  • a gas nozzle 340c supplies Hf gas as the second source gas
  • the gas nozzle 340a supplies N 2 gas as the inert gas
  • 340b the N 2 gas as an inert gas Is sandwiched between the gas nozzles 340d and 340e that supply the gas.
  • the control unit 280 is formed on the wafer 200 by controlling the flow rates of the inert gases supplied from the gas nozzles 340a, 340b, 340d, and 340e on both sides of the gas nozzle 340c, respectively.
  • the film thickness distribution of the film can be controlled.
  • control unit 280 controls the MFC 320c and 320 g to inject the supply amount of N 2 gas from the injection holes 234c-1,234-2 from the injection holes 234c-1,234-2. Increase each for the amount of supply to be made.
  • the N 2 gas prevents the diffusion of the Hf gas, and the Hf gas is the wafer 200. It reaches the center. Therefore, the variation in the film thickness of the film formed on the wafer 200 can be suppressed as compared with the case where the supply amount of N 2 gas is smaller than the supply amount of Hf gas.
  • the substrate processing apparatus 610 includes a nozzle chamber 622b corresponding to the second nozzle chamber 222b of the above-described embodiment, and does not include the first nozzle chamber 222a and the third nozzle chamber 222c of the above-described embodiment.
  • the nozzle chamber 622b is provided with a gas nozzle 640c corresponding to the gas nozzle 340c of the above-described embodiment.
  • the gas nozzle 640a corresponding to the gas nozzle 340a of the above-described embodiment and the gas nozzle 640b corresponding to the gas nozzle 340b are close to the right side in the circumferential direction of the gas nozzle 640c and are located between the inner peripheral surface 12a in the processing chamber 201 and the wafer 200. It is provided in the space. Further, the gas nozzle 640d corresponding to the gas nozzle 340d of the above-described embodiment and the gas nozzle 640e corresponding to the gas nozzle 340e are close to the left side in the circumferential direction of the gas nozzle 640c and are located between the inner peripheral surface 12a in the processing chamber 201 and the wafer 200. It is provided in the space of.
  • the gas nozzles 640a and 640b for supplying N 2 gas and the gas nozzles 640e and 640d are symmetrically provided around the gas nozzle 640c for supplying Hf gas. That is, two or more gas nozzles 640a and 640b as inert gas nozzles and gas nozzles 640e and 640d are provided on both sides of a straight line L passing through the gas nozzles 640c as processing gas nozzles and the first exhaust port 236 in a plan view.
  • the gas nozzles 640a and 640b and the gas nozzles 640e and 640d as the inert gas nozzles are arranged line-symmetrically with the straight line L as the axis of symmetry, respectively.
  • the gas nozzles 640a and 640b and the gas nozzles 640e and 640d as the inert gas nozzles do not necessarily have to be arranged line-symmetrically.
  • the substrate processing apparatus 610 it is possible to control the film thickness distribution of the HfO film formed on the wafer 200 by using the film formation sequences shown in FIGS. 6 and 7 described above.
  • the substrate processing apparatus 710 includes a gas nozzle 740b corresponding to the gas nozzle 340b of the above-described embodiment and a gas nozzle 740d corresponding to the gas nozzle 340d of the above-described embodiment.
  • the gas nozzles 740b and 740d are formed with a plurality of pinhole-shaped injection holes 734b and 734d arranged in the vertical direction.
  • the range in which the injection holes 734b and 734d are formed in the vertical direction covers the range in which the wafer 200 is arranged in the vertical direction.
  • the gas nozzles 340a and 740b for supplying N 2 gas and the gas nozzles 740d and 340e are symmetrically provided around the gas nozzle 340c for supplying Hf gas.
  • the substrate processing apparatus 710 it is possible to control the film thickness distribution of the HfO film formed on the wafer 200 by using the film formation sequences shown in FIGS. 6 and 7 described above.
  • the substrate processing apparatus 810 includes a gas nozzle 840b corresponding to the gas nozzle 340b of the above-described embodiment and a gas nozzle 840d corresponding to the gas nozzle 340d of the above-described embodiment.
  • a plurality of pinhole-shaped injection holes 834b are formed in the gas nozzle 840b in the upper portion in the vertical direction of the gas nozzle 840b side by side in the vertical direction, and are not formed in the lower portion. Further, in the gas nozzle 840d, a plurality of pinhole-shaped injection holes 834d are formed in the lower portion of the gas nozzle 840d in the vertical direction side by side in the vertical direction, and are not formed in the upper portion.
  • the injection hole 834b formed in the upper portion of the gas nozzle 840b covers the range in which the uppermost wafer 200 is arranged in the vertical direction.
  • the injection hole 834d formed in the lower portion of the gas nozzle 840d covers the range in which the lowermost wafer 200 is arranged in the vertical direction. Further, the injection holes 834b and 834d are formed so as to face the supply slits 235a and 235c, respectively.
  • gas nozzles 340a and 840b for supplying N 2 gas and gas nozzles 840d and 340e are provided symmetrically around the gas nozzle 340c for supplying Hf gas.
  • the substrate processing apparatus 810 it is possible to control the film thickness distribution of the HfO film formed on the wafer 200 by using the film formation sequences shown in FIGS. 6 and 7 described above. Further, according to the substrate processing apparatus 810, it is possible to independently control the film thickness of the film formed on the wafer 200 in the upper region and the lower region of the wafer 200 supported by the boat 217. It becomes.
  • the present invention is not limited to this, and even one gas nozzle for supplying the inert gas has the same effect.
  • controllability can be improved.
  • the configuration in which the U-shaped (U-shaped) gas nozzle is used as the gas nozzle 340c has been described, but the present invention is not limited to this, and the case where the I-shaped gas nozzle is used is also the same as in the present disclosure. It can be applied and the same effect can be obtained.
  • the configuration in which the gas nozzle 340c is provided with the slit-shaped injection holes 234c-1 and 234c-2 has been described, but the present invention is not limited to this, and the present disclosure also includes the case where a plurality of pinhole-shaped injection holes are provided in the vertical direction. It can be applied in the same way as, and the same effect can be obtained.
  • the first processing step, the first purging step, the first discharging step, the second treating step, the second purging step, and the second discharging step have been repeated.
  • the Hf gas supply step, the purge step and the discharge step as the first treatment step are repeated, and then the O 3 gas supply step, the purge step and the discharge step as the second treatment step are repeated.
  • the purging step and the discharging step are repeated, the same application as in the present disclosure can be applied, and the same effect can be obtained.
  • the present invention is not limited to this, and aluminum oxide (AlO) film, zirconium oxide (ZrO) film, silicon oxide (SiO) film, and the like. It can also be applied to supply a raw material gas in other film formations such as a silicon nitride (SiN) film, a titanium nitride (TiN) film, a tungsten (W) film, a molybdenum (Mo) film, and a molybdenum nitride (MoN) film. It can also be applied when forming a laminated film containing at least two or more of these materials.
  • TMA trimethylaluminum
  • TEMAZ tetrakisethylmethylaminozirconium
  • HCDS hexachlorodisilane
  • TiCl 4 titanium tetrachloride
  • TDMAT tungsten hexafluoride
  • MoCl 5 molybdenum pentachloride
  • MoO 2 Cl 2 molybdenum oxychloride
  • Example> A wafer having a diameter of 300 mm by changing the flow rate ratio of the N 2 gas supplied from each gas nozzle in the first processing step by using the film thickness sequence (condition for strengthening the convex distribution) in the substrate processing apparatus 10 and FIG. 6 described above. The film thickness of the HfO film formed on the film was measured.
  • FIG. 11A is a diagram schematically showing the gas flow in the processing chamber in the first processing step of the film forming sequence of FIG.
  • FIG. 11B is a diagram showing the film thickness distribution of the film formed on the wafer by the film formation sequence of FIG.
  • the flow rate of Hf gas supplied to the nozzle 340c is 0.12 slm
  • the flow rate of N 2 gas is 26.5 slm
  • the flow rate of N 2 gas supplied to the nozzles 340a and 340e is 1 slm
  • the nozzles 340b and 340d The flow rate of the N 2 gas supplied to the wafer was changed to 4.5 to 11 slm, and the thickness of the HfO film formed on the wafer was measured.
  • the thickness of the HfO film formed on the wafer when the N 2 gas was supplied at a symmetrical flow rate centered on the Hf gas was compared by changing the flow rate ratio of the N 2 gas supplied from each gas nozzle. ..
  • the flow rate of N 2 gas supplied to the N 2 gas flow rate / nozzle 340a supplies the flow rate of the nozzle 340b of the N 2 gas supplied to the flow rate / nozzle 340e of N 2 gas supplied to the nozzle 340 d, the flow rate ratio of 4.
  • the film thickness of the HfO film formed on the wafer was changed to 5, 8 and 11 and compared.
  • the HfO film was formed in a convex shape on the wafer. Further, in the case of the flow rate ratios 8 and 11, the convexity was stronger and the film was formed on the wafer than in the case of the flow rate ratio of 4.5. Further, the film thickness at the end of the wafer was formed thinner at the flow rate ratio 11 than at the flow rate ratios 4.5 and 8. That is, the flow rate of the N 2 gas supplied from both sides of the Hf gas is symmetrical and compared with the flow rate of the N 2 gas supplied from the gas nozzle far from the Hf gas supply side, from the gas nozzle closer to the Hf gas supply side.
  • an HfO film with strong convexity was formed on the wafer. That is, by increasing the flow rate of the N 2 gas on both sides of the Hf gas, the flow rate of the Hf gas to the center of the wafer could be increased and the convex distribution could be strengthened.
  • the HfO film could be formed convexly on the wafer by setting the flow rate of the N 2 gas to be supplied to the wafer.
  • the flow ratio of the N 2 gas supplied from each gas nozzle in the first processing step is changed to change the diameter.
  • the film thickness of the HfO film formed on the 300 mm wafer was measured.
  • FIG. 12A is a diagram schematically showing the gas flow in the processing chamber in the first processing step of the film forming sequence of FIG. 7.
  • FIG. 12B is a diagram showing the film thickness distribution of the film formed on the wafer by the film formation sequence of FIG. 7.
  • the flow rate of the Hf gas supplied to the nozzle 340c 0.12slm, 26.5slm the flow rate of N 2 gas, a nozzle 340a, the flow rate of N 2 gas supplied to 340b and 1 slm, the nozzle 340 d, to 340e
  • the flow rate of the supplied N 2 gas was changed to 12 to 19 slm, and the thickness of the HfO film formed on the wafer was measured.
  • the convexity was weaker and the HfO film was formed on the wafer in the cases of the flow rate ratios 12, 15 and 19 than in the case of the flow rate ratio of 4.5. Further, as compared with the case of the flow rate ratio of 12, the convexity of the central portion of the wafer was weaker (concave) in the cases of the flow rate ratios of 15 and 19, and the HfO film was formed. That is, the N 2 gas flow rate supplied from one side of Hf gas, the larger the ratio between the flow rate of N 2 gas supplied from the other side increases, convex weakly on the wafer (concave) HfO film formation was done.
  • Substrate processing device 12 Inner tube 200 wafers (example of substrate) 201 Processing chamber 217 Boat (an example of substrate holder) 280 Control unit 310a-310g Gas supply pipe 320a-320g MFC (Example of flow rate controller) 340a-340e gas nozzle

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Abstract

基板上に形成される膜の膜厚分布を制御する。　基板処理装置は、処理ガスを処理室内に供給する処理ガスノズルと、処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた、不活性ガスを処理室内に供給する不活性ガスノズルと、処理ガスノズルに処理ガスを供給する処理ガス供給部と、不活性ガスノズルのそれぞれに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、処理ガス供給部から処理ガスノズルに供給される処理ガスの流量と、不活性ガス供給部から不活性ガスノズルのそれぞれに供給されるそれぞれの不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御することが可能なよう構成される制御部と、を有する。

Description

基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及びガス供給システム
　本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及びガス供給システムに関する。
　特許文献１及び特許文献２には、処理室に配置された基板（ウェハ）の表面に膜を形成させる基板処理装置が記載されている。
国際公開第２０１５／０４５１３７号パンフレット 国際公開第２０１６／１５７４０１号パンフレット
　本開示は、基板上に形成される膜の膜厚分布を制御することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、
　処理ガスを処理室内に供給する処理ガスノズルと、
　前記処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた、不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガスノズルと、
　前記処理ガスノズルに処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
　前記不活性ガスノズルのそれぞれに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
　前記処理ガス供給部から前記処理ガスノズルに供給される処理ガスの流量と、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスノズルのそれぞれに供給されるそれぞれの不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御することが可能なよう構成される制御部と、
　を有する技術が提供される。
　本開示によれば、基板上に形成される膜の膜厚分布を制御することができる。
本開示の一実施形態に係る基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面図で示す図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を横断面図で示す図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置のガス供給系周辺を縦断面図で示す図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置のガス供給を説明するための図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の制御部の制御系を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の成膜シーケンスを示す図である。 本開示の一実施形態に係る基板処理装置の成膜シーケンスの変形例を示す図である。 変形例に係る基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を横断面図で示す図である。 変形例に係る基板処理装置のガス供給系周辺を縦断面図で示す図である。 変形例に係る基板処理装置のガス供給系周辺を縦断面図で示す図である。 （Ａ）は、図６の成膜シーケンスの第１の処理工程における処理室内のガスの流れを示す図である。（Ｂ）は、図６の成膜シーケンスにより基板上に形成された膜の膜厚分布を示す図である。 （Ａ）は、図７の成膜シーケンスの第１の処理工程における処理室内のガスの流れを示す図である。（Ｂ）は、図７の成膜シーケンスにより基板上に形成された膜の膜厚分布を示す図である。
　＜実施形態＞
　本開示の実施形態に係る基板処理装置の一例について図１～図７に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。
　（基板処理装置１０の全体構成）
　基板処理装置１０は、図１に示されるように、各部を制御する制御部２８０及び処理炉２０２を備え、処理炉２０２は、加熱手段であるヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、図示しないヒータベースに支持されることにより装置上下方向に据え付けられている。ヒータ２０７は、処理ガスを熱で活性化させる活性化機構としても機能する。なお、制御部２８０については、詳細を後述する。
　ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器を構成する反応管２０３が立てて配置されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料により形成されている。基板処理装置１０は、いわゆるホットウォール型である。
　反応管２０３は、円筒状の内管１２と、内管１２を囲むように設けられた円筒状の外管１４とを有している。内管１２は、外管１４と同心円状に配置され、内管１２と外管１４との間には、間隙Ｓが形成されている。内管１２は、管部材の一例である。
　内管１２は、下端が開放され、上端が平坦状の壁体で閉塞された有天井形状で形成されている。また、外管１４も、下端が開放され、上端が平坦状の壁体で閉塞された有天井形状で形成されている。さらに、内管１２と外管１４との間に形成された間隙Ｓには、図２に示したように、複数（本実施形態では３個）のノズル室２２２が形成されている。なお、ノズル室２２２については、詳細を後述する。
　この内管１２の内部には、基板としてのウェハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。また、この処理室２０１は、ウェハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持可能な基板保持具の一例であるボート２１７を収容可能とし、内管１２は、収容されたウェハ２００を包囲する。なお、内管１２については、詳細を後述する。
　反応管２０３の下端は、円筒体状のマニホールド２２６によって支持されている。マニホールド２２６は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属で構成されるか、又は石英若しくはＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されている。マニホールド２２６の上端部にはフランジが形成されており、このフランジ上に外管１４の下端部が設置されている。このフランジと外管１４の下端部との間には、Ｏリング等の気密部材２２０が配置されており、反応管２０３内を気密状態にしている。
　マニホールド２２６の下端の開口部には、シールキャップ２１９がＯリング等の気密部材２２０を介して気密に取り付けられており、反応管２０３の下端の開口部側、すなわちマニホールド２２６の開口部が気密に塞がれている。シールキャップ２１９は、例えばニッケル合金やステンレス等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９は、石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料でその外側を覆うように構成してもよい。
　シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成され断熱部として機能する。
　ボート２１７は、ボート支持台２１８上に立設されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されている。ボート２１７はボート支持台２１８に固定された図示しない底板とその上方に配置された天板とを有しており、底板と天板との間に複数本の支柱２１７ａ（図２参照）が架設されている。
　ボート２１７には、内管１２内の処理室２０１で処理される複数枚のウェハ２００が保持されている。複数枚のウェハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢を保持し、かつ互いに中心を揃えた状態でボート２１７の支柱２１７ａに支持されており、積載方向が反応管２０３の軸方向となる。つまり、ウェハ２００の中心がボート２１７の中心軸にあわせられ、ボート２１７の中心軸は反応管２０３の中心軸に一致する。
　シールキャップ２１９の下側には、ボート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２６５は、シールキャップ２１９を貫通してボート支持台２１８に接続されており、回転機構２６７によって、ボート支持台２１８を介してボート２１７を回転させることでウェハ２００を回転させる。
　シールキャップ２１９は、反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのエレベータ１１５によって垂直方向に昇降され、ボート２１７を処理室２０１に対して搬入、及び搬出することができる。
　マニホールド２２６には、処理室２０１の内部にガスを供給するガスノズル３４０ａ～３４０ｅを支持するノズル支持部３５０ａ～３５０ｅ（図３参照）が、マニホールド２２６を貫通するようにして設置されている（図１においてガスノズル３４０ａ、ノズル支持部３５０ａのみ図示）。ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅは、例えばニッケル合金やステンレス等の材料により構成されている。
　ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅの一端には、処理室２０１の内部へガスを供給するガス供給管３１０ａ～３１０ｅが夫々接続されている。また、ノズル支持部３５０ａ～３５０ｅの他端には、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅが夫々接続されている。ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、例えば石英またはＳｉＣ等の耐熱性材料により構成されている。なお、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ、及びガス供給管３１０ａ～３１０ｅについては、詳細を後述する。
　一方、反応管２０３の外管１４には、排気口２３０が形成されている。排気口２３０は、後述する第二排気口２３７よりも下方に形成され、この排気口２３０には、排気管２３１が接続されている。
　排気管２３１には、処理室２０１の内部の圧力を検出する圧力センサ２４５、及び圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３１は、図示しない廃ガス処理装置等に接続されている。これにより、真空ポンプ２４６の出力及びＡＰＣバルブ２４４の開度を制御することで、処理室２０１の内部の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気できるように構成されている。
　また、反応管２０３の内部には、温度検出器としての図示しない温度センサが設置されており、温度センサにより検出された温度情報に基づいて、ヒータ２０７への供給電力を調整することで、処理室２０１の内部の温度が所望の温度分布となるように構成されている。
　この構成において、処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウェハ２００を多段に積載するボート２１７がボート支持台２１８によって処理室２０１の内部へ搬入される。そして、処理室２０１へ搬入されたウェハ２００を、ヒータ２０７によって所定の温度に加熱する。このような処理炉を有する装置は、縦型バッチ装置と呼ばれる。
　（要部構成）
　次に、内管１２、ノズル室２２２、ガス供給管３１０ａ～３１０ｅ、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ、及び制御部２８０について説明する。
　〔内管１２〕
　内管１２の周壁には、図２、図４に示されるように、供給孔の一例である供給スリット２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃと、供給スリット２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃと対向するように、排出部の一例である第一排気口２３６が形成されている。また、内管１２の周壁において第一排気口２３６の下方には、図１に示されるように、第一排気口２３６より開口面積が小さい排出部の一例である第二排気口２３７が形成されている。このように、供給スリット２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃと、第一排気口２３６、第二排気口２３７とは、内管１２の周方向において異なる位置に形成されている。
　内管１２に形成された第一排気口２３６は、図１に示されるように、処理室２０１のウェハ２００が収容される下端側から上端側に至るまでの領域（以下「ウェハ領域」と記載することがある）に形成されている。第一排気口２３６は、処理室２０１と間隙Ｓとを連通するように形成され、第二排気口２３７は、処理室２０１の下方の雰囲気を排気するよう形成されている。
　すなわち、第一排気口２３６は、処理室２０１の内部の雰囲気を間隙Ｓに排気するガス排気口であり、第一排気口２３６から排気されたガスは、間隙Ｓ及び排気口２３０を介して、排気管２３１から反応管２０３の外部へ排気される。同様に、第二排気口２３７から排気されたガスは、間隙Ｓの下側及び排気口２３０を介して、排気管２３１から反応管２０３の外部へ排気される。
　この構成において、ウェハ２００通過後のガスが筒部外側を経由して排気されることで、真空ポンプ２４６等の排気部の圧力とウェハ領域の圧力との差を小さくして圧力損失を最小限とすることができる。そして、圧力損失を最小限とすることにより、ウェハ領域の圧力を下げることができ、ウェハ領域の流速を上げ、ローディング効果を緩和することができる。
　一方、内管１２の周壁に形成された供給スリット２３５ａは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、第一ノズル室２２２ａと処理室２０１とを連通している。
　また、供給スリット２３５ｂは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、供給スリット２３５ａの側方に配置されている。さらに、供給スリット２３５ｂは、第二ノズル室２２２ｂと処理室２０１とを連通している。
　また、供給スリット２３５ｃは、横長のスリット状で上下方向に複数形成されており、供給スリット２３５ｂを挟んで供給スリット２３５ａの反対側に配置されている。さらに、供給スリット２３５ｃは、第三ノズル室２２２ｃと処理室２０１とを連通している。
　供給スリット２３５ａ～２３５ｃの内管１２の周方向の長さを、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃの周方向の長さと同じ構成とすることで、ガス供給効率を向上させることができる。
　また、供給スリット２３５ａ～２３５ｃは、四隅としてのエッジ部が曲面を描くように滑らかに形成されている。エッジ部にＲがけ等を行い、曲面状にすることにより、エッジ部周縁のガスのよどみを抑制することができ、エッジ部に膜が形成されるのを抑制することができ、さらに、エッジ部に形成される膜の膜剥がれを抑制することができる。
　また、内管１２の供給スリット２３５ａ～２３５ｃ側の内周面１２ａの下端には、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅをノズル室２２２の対応する各ノズル室２２２ａ～２２２ｃに設置するための開口部（不図示）が形成されている。
　供給スリット２３５ａ～２３５ｃは、上下方向において、図４に示されるように、処理室２０１に収容された状態のボート２１７（図１参照）に複数段載置された隣り合うウェハ２００とウェハ２００との間に夫々配置されるように形成されている。
　供給スリット２３５ａ～２３５ｃは、ボート２１７に載置可能な最下段のウェハ２００とボート２１７の底板の間から最上段のウェハ２００とボート２１７の天板の間に至るまで、各ウェハ２００、底板、及び天板の間に位置するよう形成することが望ましい。
　また、第一排気口２３６は、図１に示したように、内管１２のウェハ領域に形成され、処理室２０１と間隙Ｓが連通している。第二排気口２３７は、排気口２３０の上端よりも高い位置から排気口２３０の下端よりも高い位置まで形成されている。
　〔ノズル室２２２〕
　ノズル室２２２は、図２に示されるように、内管１２の外周面１２ｃと外管１４の内周面１４ａとの間の間隙Ｓに形成されている。ノズル室２２２は、上下方向に延びている第一ノズル室２２２ａと、上下方向に延びている第二ノズル室２２２ｂと、上下方向に延びている第三ノズル室２２２ｃとを備えている。また、第一ノズル室２２２ａと、第二ノズル室２２２ｂと、第三ノズル室２２２ｃとは、この順番で処理室２０１の周方向に並んで形成されている。
　具体的には、内管１２の外周面１２ｃから外管１４へ向けて延出した第一仕切１８ａと内管１２の外周面１２ｃから外管１４へ向けて延出した第二仕切１８ｂとの間で、かつ、第一仕切１８ａの先端と第二仕切１８ｂの先端とを繋ぐ円弧状の天板２０と内管１２との間に、ノズル室２２２が形成されている。
　さらに、ノズル室２２２の内部には、内管１２の外周面１２ｃから天板２０側へ向けて延出した第三仕切１８ｃと、第四仕切１８ｄとが形成されており、第三仕切１８ｃと第四仕切１８ｄとは、この順番で第一仕切１８ａから第二仕切１８ｂ側へ並んでいる。また、天板２０は、外管１４と離間している。さらに、第三仕切１８ｃの先端、及び第四仕切１８ｄの先端は、天板２０に達している。各仕切１８ａ～１８ｄ、及び天板２０は、区画部材の一例である。
　また、各仕切１８ａ～１８ｄ、及び天板２０は、ノズル室２２２の天井部から反応管２０３の下端部まで形成されている。
　そして、第一ノズル室２２２ａは、図２に示されるように、内管１２、第一仕切１８ａ、第三仕切１８ｃ、及び天板２０に囲まれて形成されており、第二ノズル室２２２ｂは、内管１２、第三仕切１８ｃ、第四仕切１８ｄ、及び天板２０に囲まれて形成されている。さらに、第三ノズル室２２２ｃは、内管１２、第四仕切１８ｄ、第二仕切１８ｂ、及び天板２０に囲まれて形成されている。これにより、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃは、下端部が開放されると共に上端が内管１２の天面を構成する壁体で閉塞された有天井形状で、上下方向に延びている。
　そして、前述したように、第一ノズル室２２２ａと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ａが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されている。また、第二ノズル室２２２ｂと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ｂが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されており、第三ノズル室２２２ｃと処理室２０１を連通する供給スリット２３５ｃが、上下方向に並んで、内管１２の周壁に形成されている。
　なお、第三仕切１８ｃと第四仕切１８ｄは、設けなくてよい。この場合、１つのノズル室２２２内にガスノズル３４０ａ～３４０ｅが配置されることとなる。但し、第三仕切１８ｃと第四仕切１８ｄが無い場合には、Ｎ2ガスの流れの指向性が低下し、膜厚分布の制御性が低下するため、Ｎ2ガスの流量を多くする必要がある。第三仕切１８ｃと第四仕切１８ｄを設けた方が、膜厚分布の制御性が向上され、Ｎ2ガスの流量を少なくすることができる。
　〔ガスノズル３４０ａ～３４０ｅ〕
　ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、上下方向に延びており、図２及び図３に示したように、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃに夫々設置されている。ガスノズル３４０ｂ，３４０ｃは、それぞれ処理ガスである原料ガスまたは反応ガスを処理室２０１内に供給する処理ガスノズルとして用いられる。また、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅは、それぞれ不活性ガスを処理室２０１内に供給する不活性ガスノズルとして用いられる。また、ガス供給管３１０ａに連通するガスノズル３４０ａ、ガス供給管３１０ｂに連通するガスノズル３４０ｂは、第一ノズル室２２２ａに配置されている。また、ガス供給管３１０ｃに連通するガスノズル３４０ｃは、第二ノズル室２２２ｂに配置されている。また、ガス供給管３１０ｄに連通するガスノズル３４０ｄ、ガス供給管３１０ｅに連通するガスノズル３４０ｅは、第三ノズル室２２２ｃに配置されている。
　上方から見て、ガスノズル３４０ｃは、処理室２０１の周方向において、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂとガスノズル３４０ｄ，３４０ｅとの間に設けられている。言い換えれば、ガスノズル３４０ｃを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つのガスノズル３４０ａ，３４０ｂとガスノズル３４０ｅ，３４０ｄが設けられている。すなわち、不活性ガスノズルとしてのガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、ガスノズル３４０ｅ，３４０ｄは、平面視において処理ガスノズルとしてのガスノズル３４０ｃと第一排気口２３６とを通る直線Ｌの両側に、それぞれ２つ以上設けられる。なお、本実施形態では、不活性ガスノズルとしてのガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、ガスノズル３４０ｅ，３４０ｄは、それぞれ直線Ｌを対称軸として線対称に配置されている。なお、不活性ガスノズルとしてのガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、ガスノズル３４０ｅ，３４０ｄは、必ずしも線対称に配置されていなくてもよい。また、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、ガスノズル３４０ｃとは、第三仕切１８ｃによって仕切られており、ガスノズル３４０ｃと、ガスノズル３４０ｄ，３４０ｅとは、第四仕切１８ｄによって仕切られている。すなわち、ガスノズル３４０ｃと、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ及びガスノズル３４０ｄ，３４０ｅは、それぞれ区画された空間に配置される。これにより、各ノズル室２２２間で、ガスが混ざり合うことを抑制することができる。
　ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅは、Ｉ字型（Ｉ字状）のロングノズルとして夫々構成されている。
　ガスノズル３４０ａ，３４０ｅの周面には、供給スリット２３５ａ，２３５ｃと夫々対向するようにガスを噴射する噴射孔２３４ａ，２３４ｅが夫々形成されている。具体的には、ガスノズル３４０ａ，３４０ｅの噴射孔２３４ａ，２３４ｅは各供給スリット２３５ａ，２３５ｃに対し１個ずつ対応するように、各供給スリット２３５ａ，２３５ｃの縦幅の中央部分に形成すると良い。例えば、供給スリット２３５ａ，２３５ｃが２５個形成されている場合、夫々２５個の噴射孔２３４ａ，２３４ｅが形成されると良い。すなわち、供給スリット２３５ａ，２３５ｃと噴射孔２３４ａ，２３４ｅは、載置されるウェハ２００の枚数＋１個形成されると良い。このように、噴射孔２３４ａ，２３４ｅが上下方向で形成されている範囲は、ウェハ２００が上下方向で配置されている範囲を覆っている。
　また、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄの周面には、供給スリット２３５ａ，２３５ｃと夫々対向するようにガスを噴射する噴射孔２３４ｂ，２３４ｄが夫々形成されている。具体的には、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄの噴射孔２３４ｂ，２３４ｄは各供給スリット２３５ａ，２３５ｃに対し１個ずつ対応するように、各供給スリット２３５ａ，２３５ｃの縦幅の中央部分に形成すると良い。また、噴射孔２３４ｂ，２３４ｄは、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄの上下方向の上方部分及び下方部分に、上下方向に並んで複数形成されている。このように、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄの上方部分に形成されている噴射孔２３４ｂ，２３４ｄは、最上位のウェハ２００が配置されている範囲を上下方向で覆っている。さらに、ガスノズル３４０ｂ，３４０ｄの下方部分に形成されている噴射孔２３４ｂ，２３４ｄは、最下位のウェハ２００が配置されている範囲を上下方向で覆っている。
　本実施形態では、噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｄ，２３４ｅは、ピンホール状とされている。また、噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｄ，２３４ｅからガスが噴射される噴射方向は、上方から見て、処理室２０１の中心に向いており、側方から見て、図４に示されるように、ウェハ２００とウェハ２００との間、最上位のウェハ２００の上面の上側部分、又は最下位のウェハ２００の下面の下側部分を向いている。さらに、夫々の噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｄ，２３４ｅからガスが噴射される噴射方向は、同じ方向とされている。
　ガスノズル３４０ｃは、上端部で折り返したＵ字型（Ｕ字状）のガスノズルとして構成されている。さらに、ガスノズル３４０ｃには、上下方向に延びているスリット状の一対の噴射孔２３４ｃ－１、２３４ｃ－２が形成されている。具体的には、噴射孔２３４ｃ－１、２３４ｃ－２は、ガスノズル３４０ｃの上下方向に延びる部分に夫々形成されている。また、噴射孔２３４ｃ－１、２３４ｃ－２が上下方向で形成されている範囲は、ウェハ２００が上下方向で配置されている範囲を上下方向で覆っている。さらに、一対の噴射孔２３４ｃ－１、２３４ｃ－２は、供給スリット２３５ｂと夫々対向するように形成されている。
　各ガスノズル３４０ａ～３４０ｅの噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ－１，２３４ｃ－２，２３４ｄ，２３４ｅから噴射されたガスは、各ノズル室２２２ａ～２２２ｃの前壁を構成する内管１２に形成された供給スリット２３５ａ～２３５ｃを通って処理室２０１へ供給される。そして、処理室２０１へ供給されたガスは、夫々のウェハ２００の上面及び下面に沿って流れる（図４の矢印参照）。
　〔ガス供給管３１０ａ～３１０ｅ〕
　ガス供給管３１０ａは、図１，図３に示されるように、ノズル支持部３５０ａを介してガスノズル３４０ａと連通しており、ガス供給管３１０ｂは、ノズル支持部３５０ｂを介してガスノズル３４０ｂと連通している。また、ガス供給管３１０ｃは、ノズル支持部３５０ｃを介してガスノズル３４０ｃと連通しており、ガス供給管３１０ｄは、ノズル支持部３５０ｄを介してガスノズル３４０ｄと連通している。さらに、ガス供給管３１０ｅは、ノズル支持部３５０ｅを介してガスノズル３４０ｅと連通している。
　ガス供給管３１０ａには、ガスの流れ方向において上流側から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ａ、流量制御器の一例であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２０ａ、及び開閉弁であるバルブ３３０ａが夫々設けられている。不活性ガス供給源３６０ａ、ＭＦＣ３２０ａ、及びバルブ３３０ａにより第１の不活性ガス供給部が構成される。
　ガス供給管３１０ｂには、ガスの流れ方向において上流側から順に、処理ガスとしての第１原料ガス（反応ガス、リアクタントとも呼ぶ）を供給する第１原料ガス供給源３６０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂ、及びバルブ３３０ｂが夫々設けられている。第１原料ガス供給源３６０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂ、及びバルブ３３０ｂにより第１の処理ガス供給部が構成される。
　ガス供給管３１０ｃには、ガスの流れ方向において上流方向から順に、処理ガスとしての第２原料ガス（原料ガス、ソースガスとも呼ぶ）を供給する第２原料ガス供給源３６０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃ、及びバルブ３３０ｃが夫々設けられている。第２原料ガス供給源３６０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃ、及びバルブ３３０ｃにより第２の処理ガス供給部が構成される。また、第２の処理ガス供給部により処理ガス供給系が構成される。
　ガス供給管３１０ｄには、ガスの流れ方向において上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｄ、ＭＦＣ３２０ｄ、及びバルブ３３０ｄがそれぞれ設けられている。不活性ガス供給源３６０ｄ、ＭＦＣ３２０ｄ、及びバルブ３３０ｄにより第２の不活性ガス供給部が構成される。
　ガス供給管３１０ｅには、ガスの流れ方向において上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｅ、ＭＦＣ３２０ｅ、及びバルブ３３０ｅが夫々設けられている。不活性ガス供給源３６０ｅ、ＭＦＣ３２０ｅ、及びバルブ３３０ｅにより第３の不活性ガス供給部が構成される。
　ガス供給管３１０ｂのバルブ３３０ｂよりもガスの流れ方向において下流側には、処理ガスとしての不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｆが接続されている。ガス供給管３１０ｆには、ガスの流れ方向において上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｆ、ＭＦＣ３２０ｆ、及びバルブ３３０ｆが夫々設けられている。不活性ガス供給源３６０ｆ、ＭＦＣ３２０ｆ、及びバルブ３３０ｆにより第４の不活性ガス供給部が構成される。
　また、ガス供給管３１０ｃのバルブ３３０ｃよりもガスの流れ方向において下流側には、処理ガスとしての不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｇが接続されている。ガス供給管３１０ｇには、ガスの流れ方向において上流方向から順に、処理ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｇ、ＭＦＣ３２０ｇ、及びバルブ３３０ｇが夫々設けられている。不活性ガス供給源３６０ｇ、ＭＦＣ３２０ｇ、及びバルブ３３０ｇにより第５の不活性ガス供給部が構成される。
　なお、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ａ，３６０ｄ，３６０ｅ，３６０ｆ，３６０ｇは、共通の供給元に接続されている。また、上述した第１～第４の不活性ガス供給部により不活性ガス供給系が構成される。また、上述した処理ガス供給系と不活性ガス供給系とによりガス供給システムが構成される。
　また、第１原料ガス供給源３６０ｂから供給される第１原料ガスとしては、オゾン（Ｏ3）ガス等が挙げられる。また、第２原料ガス供給源３６０ｃから供給される第２原料ガスとしては、ハフニウム（Ｈｆ）含有ガス（以下単にＨｆガスと呼ぶ）等が挙げられる。Ｈｆガスの原料は、少なくともＨｆ元素と、アミノ基（ＮＲ－）を含むガスである。ここで、Ｒは、水素（Ｈ）、アルキル基等である。この様な原料としては、テトラキス（エチルメチルアミド）ハフニウム（ＴＥＭＡＨｆ）がある。Ｈｆガスの原料は、更にシクロペンタ基（Ｃｐ）を含む材料であっても良い。さらに、各不活性ガス供給源３６０ａ，３６０ｄ，３６０ｅ，３６０ｆ，３６０ｇから供給される不活性ガスとしては、窒素（Ｎ2）ガス等が挙げられる。
　そして、処理室２０１の周方向の長さについては、第一ノズル室２２２ａの周方向の長さ、第二ノズル室２２２ｂの周方向の長さ、及び第三ノズル室２２２ｃの周方向の長さが、同様の長さとされている。第一ノズル室２２２ａ、第二ノズル室２２２ｂ、及び第三ノズル室２２２ｃは、供給室の一例である。
　〔制御部２８０〕
　図５は、基板処理装置１０の制御構成を示すブロック図であり、基板処理装置１０の制御部２８０（所謂コントローラ）は、コンピュータとして構成されている。このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、及びＩ／Ｏポート１２１ｄを備えている。
　ＲＡＭ１２１ｂ、記憶装置１２１ｃ、Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バス１２１ｅを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。制御部２８０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等が記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。
　プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順を制御部２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、プロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。
　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、それらの両方を含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ３２０ａ～３２０ｇ、バルブ３３０ａ～３３０ｇ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４４、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ、回転機構２６７、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の内容に沿うように、ＭＦＣ３２０ａ～３２０ｇによる各種ガスの流量調整動作、バルブ３３０ａ～３３０ｇの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作を制御するように構成されている。また、ＣＰＵ１２１ａは、圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動及び停止、温度センサに基づくヒータ２０７の温度調整動作を制御するように構成されている。さらに、ＣＰＵ１２１ａは、回転機構２６７によるボート２１７の回転及び回転速度調節動作、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。
　制御部２８０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１２３を用意し、この外部記憶装置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、本実施形態の制御部２８０を構成することができる。外部記憶装置としては、例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ等が挙げられる。
　（作用）
　次に、本開示の一実施形態における基板処理装置の動作概要を、制御部２８０が行う制御手順に従って図６及び図７に示す成膜シーケンスを用いて説明する。図６には、ウェハ２００上に凸を強める条件で膜を形成する場合の成膜シーケンスの一例が示されている。図７には、ウェハ２００上に凸を弱める条件で膜を形成する場合の成膜シーケンスの一例が示されている。なお、反応管２０３には、予め所定枚数のウェハ２００が載置されたボート２１７が搬入されており、シールキャップ２１９によって反応管２０３が気密に閉塞されている。
　制御部２８０による制御が開始されると、制御部２８０は、図１に示す真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を作動して排気口２３０から反応管２０３の内部の雰囲気を排気する。さらに、制御部２８０は、回転機構２６７を制御し、ボート２１７及びウェハ２００の回転を開始する。なお、この回転については、少なくとも、ウェハ２００に対する処理が終了するまでの間は継続して行われる。
　図６及び図７に示す成膜シーケンスでは、第１の処理工程、第１のパージ工程、第１の排出工程、第２の処理工程、第２のパージ工程及び第２の排出工程を１サイクルとし、この１サイクルを所定回数繰り返してウェハ２００に対する成膜が完了する。そして、この成膜が完了すると、前述した動作の逆の手順により、ボート２１７が反応管２０３の内部から搬出される。さらに、ウェハ２００は、図示しないウェハ移載機により、ボート２１７から移載棚のポッドに移載され、ポッドは、ポッド搬送機により、移載棚からポッドステージに移載され、外部搬送装置により、筐体の外部に搬出される。
［凸を強める成膜シーケンス例］
　以下、ウェハ２００上に凸を強める条件で膜を形成する場合の成膜シーケンスの一例について図６を用いて説明する。なお、成膜シーケンスが実行される前の状態では、バルブ３３０ａ～３３０ｇは、閉じられている。
　－第１の処理工程－
　制御部２８０による各部の制御によって、排気口２３０から反応管２０３の内部の雰囲気が排気されると、制御部２８０は、バルブ３３０ｃ，３３０ｇを開作動して、ガスノズル３４０ｃの噴射孔２３４ｃ－１，２３４ｃ－２から第２原料ガスとしてのＨｆガスとキャリアガスとしてのＮ2ガスを噴射させる。つまり、制御部２８０は、第二ノズル室２２２ｂに配置されているガスノズル３４０ｃの噴射孔２３４ｃ－１，２３４ｃ－２からＨｆガスとＮ2ガスを噴出させる。
　また、制御部２８０は、バルブ３３０ａ，３３０ｄ，３３０ｅ，３３０ｆを開作動して、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｄ，２３４ｅから不活性ガスとしてのＮ2ガスを噴射させる。
　このとき、制御部２８０は、圧力センサ２４５から得られる圧力が一定になるように真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を作動して反応管２０３の内部の雰囲気を排気口２３０から排出し、反応管２０３の内部を負圧とする。これにより、Ｈｆガスは、ウェハ２００上を平行に流れた後、第一排気口２３６及び第二排気口２３７を通って間隙Ｓの上部から下部へ流れ、排気口２３０を介して排気管２３１から排気される。
　ここで、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ｃ，３２０ｇにより処理室２０１内に供給されるＨｆガスの流量と、ＭＦＣ３２０ａ，３２０ｄ，３２０ｅ，３２０ｆにより処理室２０１内に供給されるＮ2ガスの流量と、をそれぞれ制御する。具体的には、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの内、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量とを同じにする。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの内、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量とを同じにする。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃの周方向右側に設けられるガスノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの総流量と、ガスノズル３４０ｃの周方向左側に設けられるガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの総流量が等しくなるように制御する。すなわち、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃの両側に設けられるガスノズル３４０ａ，３４０ｂとガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの左右の流量が同じ（等しく）なるように制御する。すなわち、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ａ，３２０ｄ，３２０ｅ，３２０ｆにより、ガスノズル３４０ｃの両側に設けられるガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅにそれぞれ供給されるＮ2ガスの流量が、Ｈｆガスを供給するガスノズル３４０ｃを中心にＮ2ガスの流量が左右対称、すなわち、ガスノズル３４０ｃを中心に左側と右側とで同一となるように制御する。なお、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅにそれぞれ供給されるＮ2ガスの流量を用いて説明したが、これに限らず、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅにそれぞれ供給されるＮ2ガスの分圧や濃度分布が、ガスノズル３４０ｃを中心に左右対称（左側と右側とで同一）となるように制御するようにしてもよい。
　また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの内、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量とを異ならせる。具体的には、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量よりも多くする。より具体的には、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量との比を４．５以上であってガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量を超えない範囲とすることが好ましい。これにより、Ｈｆガスを供給するガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄから供給されるＮ2ガスの流れを、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅから供給されるＮ2ガスでアシストできる。
　本工程における処理条件としては、
　ガスノズル３４０ｅから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｄから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｃから供給されるＨｆガス供給流量：０．１２ｓｌｍ、Ｎ2ガス供給流量：２６．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｂから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ａから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　処理圧力：１～１０００Ｐａ、好ましくは１～３００Ｐａ、より好ましくは１００～２５０Ｐａ
　処理温度：室温～６００℃、好ましくは９０～５５０℃、より好ましくは４５０～５５０℃、さらに好ましくは、２００～３００℃
　が例示される。なお、処理温度は、原料ガスが分解する温度よりも低い温度に設定することが好ましい。
　また、上述したように、本実施形態では、キャリアガスの供給流量（ガスノズル３４０ｃから供給されるＮ2ガスの供給流量）をＨｆガスの供給流量に対して多くする。すなわち、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに供給するＨｆガスの流量を、ガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量よりも少なくなるよう制御する。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量よりも多くなるように制御する。これにより、Ｈｆガスの希釈が抑制される。
　また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量よりも少なくするようにしてもよい。ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量を多くした場合に、第２原料ガスとしてのＨｆガスが薄まる可能性がある。ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量よりも少なくすることで、Ｈｆガスの希釈を抑制しつつ、Ｈｆガスの流れをアシストできる。よって、ウェハ２００上に形成される酸化ハフニウム（ＨｆＯ）膜の膜厚分布を凸にする効果を高めることができる。
　－第１のパージ工程－
　所定時間が経過して第１の処理工程が完了すると、制御部２８０は、バルブ３３０ｃを閉作動して、ガスノズル３４０ｃからのＨｆガスの供給を停止する。また、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ｆ，３２０ｇにより、Ｎ2ガスの供給流量をそれぞれ第１の処理工程時よりも多くして、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅからパージガスとしてのＮ2ガスを処理室２０１へ供給し、反応管２０３の内部に滞留しているガスを排気口２３０からパージアウトする。
　本工程における処理条件としては、
　ガスノズル３４０ｅから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｄから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｃから供給されるＮ2ガス供給流量：１０ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｂから供給されるＮ2ガス供給流量：５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ａから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　が例示される。
　－第１の排出工程－
　所定時間経過して第１のパージ工程が完了すると、制御部２８０は、バルブ３３０ａ～３３０ｇを閉作動して、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅからのＮ2ガスの供給を停止する。
　また、制御部２８０は、真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を制御し、反応管２０３の内部の負圧の度合を大きくする等して、反応管２０３の内部の雰囲気を排気口２３０から排気する。
　－第２の処理工程－
　所定時間経過して第１の排出工程が完了すると、制御部２８０は、バルブ３３０ｂ，３３０ｆを開作動して、ガスノズル３４０ｂの噴射孔２３４ｂから第１原料ガスとしてのＯ3ガスとキャリアガスとしてのＮ2ガスを噴射させる。つまり、制御部２８０は、第一ノズル室２２２ａに配置されているガスノズル３４０ｂの噴射孔２３４ｂからＯ3ガスとＮ2ガスを噴出させる。
　また、制御部２８０は、バルブ３３０ａ，３３０ｄ，３３０ｅ，３３０ｇを開作動して、ガスノズル３４０ａ，３４０ｃ，３４０ｄ，３４０ｅの噴射孔２３４ａ，２３４ｃ－１，２３４ｃ－２，２３４ｄ，２３４ｅから不活性ガスとしてＮ2ガスを噴射させる。
　このとき、制御部２８０は、圧力センサ２４５から得られる圧力が一定になるように真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を作動して反応管２０３の内部の雰囲気を排気口２３０から排出し、反応管２０３の内部を負圧とする。
　これにより、第１原料ガスは、ウェハ２００上を平行に流れた後、第一排気口２３６及び第二排気口２３７を通って間隙Ｓの上部から下部へ流れ、排気口２３０を介して排気管２３１から排気される。
　本工程における処理条件としては、
　ガスノズル３４０ｅから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｄから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｃから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｂから供給されるＯ3ガス供給流量：２２ｓｌｍ、Ｎ2ガス供給流量：１．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ａから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　が例示される。
　－第２のパージ工程－
　所定時間が経過して第２の処理工程が完了すると、制御部２８０は、バルブ３３０ｂを閉作動して、ガスノズル３４０ｂからのＯ3ガスの供給を停止する。また、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ｆによりＮ2ガスの供給流量を多くして、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅからパージガスとしてのＮ2ガスを処理室２０１へ供給し、反応管２０３の内部に滞留しているガスを排気口２３０からパージアウトする。
　本工程における処理条件としては、
　ガスノズル３４０ｅから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｄから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｃから供給されるＮ2ガス供給流量：４．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｂから供給されるＮ2ガス供給流量：１０ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ａから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　が例示される。
　－第２の排出工程－
　所定時間経過して第２のパージ工程が完了すると、制御部２８０は、バルブ３３０ａ～３３０ｇを閉作動して、ガスノズル３４０ａ～３４０ｅからのＮ2ガスの供給を停止する。
　また、制御部２８０は、真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を制御し、反応管２０３の内部の負圧の度合を大きくする等して、反応管２０３の内部の雰囲気を排気口２３０から排気する。
　前述したように、第１の処理工程、第１のパージ工程、第１の排出工程、第２の処理工程、第２のパージ工程及び第２の排出工程を１サイクルとし、これを所定回数繰り返すことにより、ウェハ２００上に凸を強めるようにＨｆＯ膜が形成され、処理が完了する。
［凸を弱める成膜シーケンス例］
　以下、ウェハ２００上に凸を弱める条件で膜を形成する場合の成膜シーケンスの一例について図７を用いて説明する。本シーケンス例は、上述した成膜シーケンスと第１の処理工程のみ異なり、異なる第１の処理工程のみ説明する。
　－第１の処理工程－
　制御部２８０による各部の制御によって、排気口２３０から反応管２０３の内部の雰囲気が排気されると、制御部２８０は、バルブ３３０ｃ，３３０ｇを開作動して、ガスノズル３４０ｃの噴射孔２３４ｃ－１，２３４ｃ－２から第２原料ガスとしてのＨｆガスとキャリアガスとしてのＮ2ガスを噴射させる。つまり、制御部２８０は、第二ノズル室２２２ｂに配置されているガスノズル３４０ｃの噴射孔２３４ｃ－１，２３４ｃ－２からＨｆガスとＮ2ガスを噴出させる。
　また、制御部２８０は、バルブ３３０ａ，３３０ｄ，３３０ｅ，３３０ｆを開作動して、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの噴射孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｄ，２３４ｅから不活性ガスとしてＮ2ガスを噴射させる。
　このとき、制御部２８０は、圧力センサ２４５から得られる圧力が一定になるように真空ポンプ２４６及びＡＰＣバルブ２４４を作動して反応管２０３の内部の雰囲気を排気口２３０から排出し、反応管２０３の内部を負圧とする。これにより、Ｈｆガスは、ウェハ２００上を平行に流れた後、第一排気口２３６及び第二排気口２３７を通って間隙Ｓの上部から下部へ流れ、排気口２３０を介して排気管２３１から排気される。
　ここで、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ｃ，３２０ｇにより処理室２０１内に供給されるＨｆガスの流量と、ＭＦＣ３２０ａ，３２０ｄ，３２０ｅ，３２０ｆにより処理室２０１内に供給されるＮ2ガスの流量と、をそれぞれ制御する。具体的には、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの内、ガスノズル３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量とを同じにする。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅの内、ガスノズル３４０ａに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量とを同じにする。すなわち、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃの周方向右側に配置されるガスノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃの周方向左側に配置されるガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量とを異ならせる。例えば、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃの周方向右側のガスノズル３４０ｂ，３４０ａに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ｃの周方向左側のガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量よりも少なくする。すなわち、制御部２８０は、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量が、ガスノズル３４０ｃを中心に非対称、すなわち、ガスノズル３４０ｃを中心に左側と右側とで異なるように制御する。なお、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅにそれぞれ供給されるＮ2ガスの流量を用いて説明したが、これに限らず、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅにそれぞれ供給されるＮ2ガスの分圧や濃度分布が、ガスノズル３４０ｃを中心に非対称となる（左側と右側とで異なる）ように制御するようにしてもよい。
　本工程における処理条件としては、
　ガスノズル３４０ｅから供給されるＮ2ガス供給流量：１２～１９ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｄから供給されるＮ2ガス供給流量：１２～１９ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｃから供給されるＨｆガス供給流量：０．１２ｓｌｍ、Ｎ2ガス供給流量：１４～２６．５ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ｂから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　ガスノズル３４０ａから供給されるＮ2ガス供給流量：１ｓｌｍ
　処理圧力：１～１０００Ｐａ、好ましくは１～３００Ｐａ、より好ましくは１００～２５０Ｐａ
　処理温度：室温～６００℃、好ましくは９０～５５０℃、より好ましくは４５０～５５０℃、さらに好ましくは、２００～３００℃
　が例示される。なお、処理温度は、原料ガスが分解する温度よりも低い温度に設定することが好ましい。
　また、上述したように、本実施形態では、キャリアガスの供給流量（ガスノズル３４０ｃから供給されるＮ2ガスの供給流量）をＨｆガスの供給流量に対して多くする。すなわち、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに供給するＨｆガスの流量を、ガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量よりも少なくなるよう制御する。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの総流量よりも少なくなるように制御する。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量を、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの総流量よりも多くなるように制御する。また、制御部２８０は、ガスノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの総流量よりも、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの総流量を少なくするように制御する。なお、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量は、それぞれガスノズル内の逆流を抑制可能な流量である。
　そして、第１の処理工程、上述した第１のパージ工程、第１の排出工程、第２の処理工程、第２のパージ工程及び第２の排出工程を１サイクルとし、これを所定回数繰り返すことにより、ウェハ２００上に凸を弱めるようにＨｆＯ膜が形成され、処理が完了する。
　（まとめ）
　以上説明したように、基板処理装置１０では、第２原料ガスとしてのＨｆガスが流れるガスノズル３４０ｃの両側に、不活性ガスとしてのＮ2ガスを供給するガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、ガスノズル３４０ｄ，３４０ｅが配置されている。さらに、ガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅと、これらのガスノズルにＮ2ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ａ，３６０ｄ，３６０ｅ，３６０ｆとの間には、夫々ＭＦＣ３２０ａ，３２０ｄ，３２０ｅ，３２０ｆが設けられ、それぞれ独立に制御されている。また、ガスノズル３４０ｃとＨｆガスを供給する第２原料ガス供給源３６０ｃとの間、ガスノズル３４０ｃとＮ2ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｇの間には、それぞれＭＦＣ３２０ｃ，３２０ｇが設けられている。
　このため、ガスノズル３４０ａの噴射孔２３４ａから噴射されるＮ2ガスの供給量、ガスノズル３４０ｂの噴射孔２３４ｂから噴射されるＮ2ガスの供給量、ガスノズル３４０ｄの噴射孔２３４ｄから噴射されるＮ2ガスの供給量、及びガスノズル３４０ｅの噴射孔２３４ｅから噴射されるＮ2ガスの供給量を、夫々管理することができる。また、ガスノズル３４０ｃの噴射孔２３４ｃ－１，２３４ｃ－２から噴射されるＨｆガスの供給量およびＮ2ガスの供給量を、夫々管理することができる。
　また、処理室２０１の周方向において、第２原料ガスとしてのＨｆガスを供給するガスノズル３４０ｃが、不活性ガスとしてのＮ2ガスを供給するガスノズル３４０ａ，３４０ｂと、不活性ガスとしてのＮ2ガスを供給するガスノズル３４０ｄ，３４０ｅとの間に挟まれている。そして、制御部２８０が、Ｈｆガスを供給する際に、ガスノズル３４０ｃの両側のガスノズル３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｄ，３４０ｅから供給される不活性ガスの流量をそれぞれ制御することにより、ウェハ２００上に形成される膜の膜厚分布を制御することができる。
　また、制御部２８０は、ＭＦＣ３２０ｃ，３２０ｇを制御することで、噴射孔２３４ｃ－１，２３４－２からＮ2ガスを噴射させる供給量を、噴射孔２３４ｃ－１，２３４－２からＨｆガスが噴射される供給量に対して、夫々多くする。このように、第二ノズル室２２２ｂから、Ｈｆガスと、Ｈｆガスに対して供給量が多いＮ2ガスとを流すことで、Ｎ2ガスがＨｆガスの拡散を防ぎ、Ｈｆガスがウェハ２００の中心まで届く。このため、Ｎ2ガスの供給量がＨｆガスの供給量に対して少ない場合と比して、ウェハ２００に形成される膜の膜厚のばらつきを抑制することができる。
＜変形例＞
　以下いくつかの変形例を説明する。なお、変形例については、最初に説明した実施形態と異なる部分を主に説明する。
　＜変形例１＞
　変形例に係る基板処理装置６１０の一例を図８に従って説明する。基板処理装置６１０は、上述した実施形態の第二ノズル室２２２ｂに対応するノズル室６２２ｂを備え、上述した実施形態の第一ノズル室２２２ａと第三ノズル室２２２ｃとを備えていない。ノズル室６２２ｂには、上述した実施形態のガスノズル３４０ｃに対応するガスノズル６４０ｃが設けられている。また、上述した実施形態のガスノズル３４０ａに対応するガスノズル６４０ａと、ガスノズル３４０ｂに対応するガスノズル６４０ｂが、ガスノズル６４０ｃの周方向右側に近接して処理室２０１内の内周面１２ａとウェハ２００の間の空間に設けられている。また、上述した実施形態のガスノズル３４０ｄに対応するガスノズル６４０ｄと、ガスノズル３４０ｅに対応するガスノズル６４０ｅが、ガスノズル６４０ｃの周方向左側に近接して、処理室２０１内の内周面１２ａとウェハ２００の間の空間に設けられている。
　すなわち、図８に示されているように、Ｈｆガスを供給するガスノズル６４０ｃを中心に、Ｎ2ガスを供給するガスノズル６４０ａ，６４０ｂ及びガスノズル６４０ｅ，６４０ｄが左右対称に設けられている。すなわち、不活性ガスノズルとしてのガスノズル６４０ａ，６４０ｂと、ガスノズル６４０ｅ，６４０ｄは、平面視において処理ガスノズルとしてのガスノズル６４０ｃと第一排気口２３６とを通る直線Ｌの両側に、それぞれ２つ以上設けられる。なお、本実施形態では、不活性ガスノズルとしてのガスノズル６４０ａ，６４０ｂと、ガスノズル６４０ｅ，６４０ｄは、それぞれ直線Ｌを対称軸として線対称に配置されている。なお、不活性ガスノズルとしてのガスノズル６４０ａ，６４０ｂと、ガスノズル６４０ｅ，６４０ｄは、必ずしも線対称に配置されていなくてもよい。
　基板処理装置６１０においても、上述した図６及び図７に示す成膜シーケンスを用いることによりウェハ２００上に形成するＨｆＯ膜の膜厚分布を制御することが可能となる。
　＜変形例２＞
　次に、変形例に係る基板処理装置７１０の一例を図９に従って説明する。
　図９に示されるように、基板処理装置７１０は、上述した実施形態のガスノズル３４０ｂに対応するガスノズル７４０ｂと、上述した実施形態のガスノズル３４０ｄに対応するガスノズル７４０ｄと、を備えている。
　ガスノズル７４０ｂ，７４０ｄには、ガスノズル３４０ａ，３４０ｅと同様に、ピンホール状の噴射孔７３４ｂ，７３４ｄが上下方向に並んで複数形成されている。噴射孔７３４ｂ，７３４ｄが上下方向で形成されている範囲は、ウェハ２００が上下方向で配置されている範囲を覆っている。
　すなわち、図９に示されているように、Ｈｆガスを供給するガスノズル３４０ｃを中心に、Ｎ2ガスを供給するガスノズル３４０ａ，７４０ｂ及びガスノズル７４０ｄ，３４０ｅが左右対称に設けられている。
　基板処理装置７１０においても、上述した図６及び図７に示す成膜シーケンスを用いることによりウェハ２００上に形成するＨｆＯ膜の膜厚分布を制御することが可能となる。
　＜変形例３＞
　次に、変形例に係る基板処理装置８１０の一例を図１０に従って説明する。
　図１０に示されるように、基板処理装置８１０は、上述した実施形態のガスノズル３４０ｂに対応するガスノズル８４０ｂと、上述した実施形態のガスノズル３４０ｄに対応するガスノズル８４０ｄと、を備えている。
　ガスノズル８４０ｂには、ピンホール状の噴射孔８３４ｂが、ガスノズル８４０ｂの上下方向の上方部分に、上下方向に並んで複数形成されていて、下方部分には形成されていない。また、ガスノズル８４０ｄには、ピンホール状の噴射孔８３４ｄが、ガスノズル８４０ｄの上下方向の下方部分に、上下方向に並んで複数形成されていて、上方部分には形成されていない。ガスノズル８４０ｂの上方部分に形成されている噴射孔８３４ｂは、最上位のウェハ２００が配置されている範囲を上下方向で覆っている。また、ガスノズル８４０ｄの下方部分に形成されている噴射孔８３４ｄは、最下位のウェハ２００が配置されている範囲を上下方向で覆っている。また、噴射孔８３４ｂ，８３４ｄは、供給スリット２３５ａ，２３５ｃと夫々対向するように形成されている。
　すなわち、図１０に示されているように、Ｈｆガスを供給するガスノズル３４０ｃを中心に、Ｎ2ガスを供給するガスノズル３４０ａ，８４０ｂ及びガスノズル８４０ｄ，３４０ｅが左右対称に設けられている。
　基板処理装置８１０においても、上述した図６及び図７に示す成膜シーケンスを用いることによりウェハ２００上に形成するＨｆＯ膜の膜厚分布を制御することが可能となる。また、基板処理装置８１０によれば、ボート２１７に支持されているウェハ２００の上方領域と、下方領域とで、それぞれウェハ２００上に形成される膜の膜厚を独立して制御することが可能となる。
＜他の実施形態＞
　以上、本開示の実施形態を具体的に説明した。但し、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　また、上記実施形態では、ガスノズル３４０ｃの両側それぞれに不活性ガスを供給するガスノズルを２つ設ける構成について説明したが、これに限らず、不活性ガスを供給するガスノズルは、１つでも同様の効果が得られ、ガスノズル３４０ｃの両側それぞれに不活性ガスを供給するガスノズルを２つ以上設けることにより、制御性を向上させることが可能となる。また、１つのガスノズルに供給可能な不活性ガスの流量には上限があり、大流量を確保するには、複数本設ける必要がある。
　また、上記実施形態では、ガスノズル３４０ｃとしてＵ字型（Ｕ字状）のガスノズルを用いる構成について説明したが、これに限らず、Ｉ字型のガスノズルを用いた場合にも、本開示と同様に適用でき、同様の効果が得られる。また、ガスノズル３４０ｃにスリット状の噴射孔２３４ｃ－１、２３４ｃ－２を設けた構成について説明したが、これに限らず、ピンホール状の噴射孔を上下方向に複数設けた場合にも、本開示と同様に適用でき、同様の効果が得られる。
　また、上記実施形態では、第１の処理工程、第１のパージ工程、第１の排出工程、第２の処理工程、第２のパージ工程、第２の排出工程を繰り返し行う工程について説明したが、これに限らず、第１の処理工程としてのＨｆガス供給工程、パージ工程及び排出工程を繰り返し行い、その後、第２の処理工程としてのＯ3ガス供給工程、パージ工程及び排出工程を繰り返し行った後に、パージ工程と、排出工程と、を繰り返し行う場合にも、本開示と同様に適用でき、同様の効果が得られる。
　また、上記実施形態では、ウェハ２００上にＨｆＯ膜を形成する場合を用いて説明したが、これに限らず、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）膜、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）膜、酸化シリコン（ＳｉＯ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、タングステン（Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）膜等の他の成膜において原料ガスを供給する場合にも適用できる。また、これら材料の少なくとも２つ以上を含む積層膜を成膜する場合にも適用できる。また、これら材料の少なくとも２つ以上を含む複合膜を成膜する場合にも適用できる。これらの膜を形成する際には、各ガスノズルから供給される流量、処理圧力、処理温度等を適宜調整することにより、本開示を同様に適用でき、同様の効果が得られる。すなわち、原料ガスとして、Ｈｆガスの他に、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガス、テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺ）ガス、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤＳ）ガス、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）ガス、テトラキスジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）ガス、六フッ化タングステン（ＷＦ6）ガス、五塩化モリブデン（ＭｏＣｌ5）ガス、モリブデンオキシクロライド（ＭｏＯＣｌ4、ＭｏＯ2Ｃｌ2）ガス等を用いる場合に、各ガスノズルから供給される流量、処理圧力、処理温度等を適宜調整することにより、本開示を同様に適用でき、同様の効果が得られる。
　また、上記実施形態では、縦型処理炉を有する基板処理装置を用いて説明したが、これに限らず、一つの処理室で一つの基板（ウェハ２００）を処理する基板処理装置（枚葉装置とも呼ぶ）においても、本開示の技術を適用できる。例えば、基板の側方から処理ガスを供給する構成を有する基板処理装置に適用できる。
　以下、実施例について説明する。
＜実施例＞
　上述した基板処理装置１０及び図６における成膜シーケンス（凸分布を強める条件）を用いて、第１の処理工程における各ガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量比を変化させて直径３００ｍｍのウェハ上に形成されたＨｆＯ膜の膜厚を測定した。
　図１１（Ａ）は、図６の成膜シーケンスの第１の処理工程における処理室内のガスの流れを模式的に示す図である。図１１（Ｂ）は、図６の成膜シーケンスによりウェハ上に形成された膜の膜厚分布を示す図である。
　具体的には、ノズル３４０ｃに供給するＨｆガスの供給流量を０．１２ｓｌｍ、Ｎ2ガスの流量を２６．５ｓｌｍ、ノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量を１ｓｌｍとし、ノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量を４．５～１１ｓｌｍに変化させて、ウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を測定した。
　すなわち、Ｈｆガスを中心として左右対称の流量でＮ2ガスを供給した場合にウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を各ガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量比を変化させて比較した。ノズル３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量／ノズル３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量＝ノズル３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量／ノズル３４０ａに供給するＮ2ガスの流量とし、流量比を４．５、８、１１に変化させてウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を比較した。
　図１１（Ｂ）に示されているように、流量比４．５、８、１１のいずれの場合も、ウェハ上に凸状にＨｆＯ膜が形成された。また、流量比４．５の場合に比べて流量比８，１１の場合の方が、ウェハ上に凸が強く膜が形成された。また、流量比４．５、８の場合に比べて流量比１１の方が、ウェハ端部の膜厚が薄く形成された。すなわち、Ｈｆガスの両側から供給されるＮ2ガスの流量を、左右対称に、かつＨｆガス供給側から遠いガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量に比べて、Ｈｆガス供給側に近いガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量を多くすることで、ウェハ上に凸が強くＨｆＯ膜が形成された。つまり、Ｈｆガスの両側のＮ2ガスの流量を多くすることで、ウェハ中心部へのＨｆガスの流量を増加させて、凸分布を強めることができた。よって、ガスノズル３４０ｃに近接するガスノズル３４０ｂ，３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量と、ガスノズル３４０ｃから遠いガスノズル３４０ａ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量との比を４．５以上であってガスノズル３４０ｃに供給するＮ2ガスの流量を超えない範囲とすることで、ウェハ上に凸状にＨｆＯ膜が形成することができた。
　次に、上述した基板処理装置１０及び図７における成膜シーケンス（凸分布を弱める条件）を用いて、第１の処理工程における各ガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量比を変化させて直径３００ｍｍのウェハ上に形成されたＨｆＯ膜の膜厚を測定した。
　図１２（Ａ）は、図７の成膜シーケンスの第１の処理工程における処理室内のガスの流れを模式的に示す図である。図１２（Ｂ）は、図７の成膜シーケンスによりウェハ上に形成された膜の膜厚分布を示す図である。
　具体的には、ノズル３４０ｃに供給するＨｆガスの流量を０．１２ｓｌｍ、Ｎ2ガスの流量を２６．５ｓｌｍ、ノズル３４０ａ，３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量を１ｓｌｍとし、ノズル３４０ｄ，３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量を１２～１９ｓｌｍに変化させて、ウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を測定した。
　つまり、Ｈｆガスを中心として左右非対称の流量でＮ2ガスを供給した場合にウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を各ガスノズルから供給されるＮ2ガスの流量比を変化させて比較した。具体的には、ノズル３４０ｄに供給するＮ2ガスの流量／ノズル３４０ｂに供給するＮ2ガスの流量＝ノズル３４０ｅに供給するＮ2ガスの流量／ノズル３４０ａに供給するＮ2ガスの流量とし、流量比を４．５、１２、１５、１９に変化させてウェハ上に形成されるＨｆＯ膜の膜厚を比較した。
　図１２（Ｂ）に示されているように、流量比４．５の場合に比べて、流量比１２，１５，１９の場合の方が、ウェハ上に凸が弱くＨｆＯ膜が形成された。また、流量比１２の場合に比べて、流量比１５，１９の場合の方がウェハ中心部の凸が弱く（凹状に）ＨｆＯ膜が形成された。すなわち、Ｈｆガスの一方側から供給されるＮ2ガスの流量と、他方側から供給されるＮ2ガスの流量との比が高くなるほど、ウェハ上に凸が弱く（凹状に）ＨｆＯ膜が形成された。つまり、Ｈｆガスの一方側のＮ2ガスの流量を、Ｈｆガスの他方側のＮ2ガスの流量よりも多くすることで、ウェハ端部へのＨｆガスの流量を増加させて、凸分布を弱めることができた。
１０　　基板処理装置
１２　　内管
２００　ウェハ（基板の一例）
２０１　処理室
２１７　ボート（基板保持具の一例）
２８０　制御部
３１０ａ～３１０ｇ　ガス供給管
３２０ａ～３２０ｇ　ＭＦＣ（流量制御器の一例）
３４０ａ～３４０ｅ　ガスノズル

Claims (14)

  1. 　処理ガスを処理室内に供給する処理ガスノズルと、
    　前記処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた、不活性ガスを前記処理室内に供給する不活性ガスノズルと、
    　前記処理ガスノズルに処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
    　前記不活性ガスノズルのそれぞれに不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
    　前記処理ガス供給部から前記処理ガスノズルに供給される処理ガスの流量と、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスノズルのそれぞれに供給されるそれぞれの不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御することが可能なよう構成される制御部と、
    　を有する基板処理装置。
  2. 　前記制御部は、前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量が、前記処理ガスノズルを中心に対称又は非対称となるように制御することが可能なよう構成される請求項１記載の基板処理装置。
  3. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルの両側に設けられる前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量が左右等しくなるように制御することが可能なよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 　前記制御部は、前記不活性ガスノズルの内、前記処理ガスノズルに近接する前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量と、前記処理ガスノズルから遠い前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量と、を異ならせることが可能なよう構成される請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルに近接する前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量を、前記処理ガスノズルから遠い前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量よりも多くすることが可能なよう構成される請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルに近接する前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量を、前記処理ガスノズルから遠い前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量よりも少なくすることが可能なよう構成される請求項４に記載の基板処理装置。
  7. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルに近接する前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量と、前記処理ガスノズルから遠い前記不活性ガスノズルに供給する流量との比を４．５以上であって前記処理ガスノズルに供給するＮ2ガスの流量を超えない範囲とすることが可能なよう構成される請求項４に記載の基板処理装置。
  8. 　前記処理ガスノズルと、前記不活性ガスノズルは、それぞれ区画された空間に配置される請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 　前記処理ガスノズルに、処理ガスと不活性ガスを供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルに供給する処理ガスの流量が、前記処理ガスノズルに供給する不活性ガスの流量よりも少なくなるよう制御することが可能なよう構成される請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 　前記制御部は、前記処理ガスノズルに供給する不活性ガスの流量が、前記不活性ガスノズルに供給する不活性ガスの流量よりも多くなるよう制御することが可能なよう構成される請求項１０に記載の基板処理装置。
  12. 　処理ガス供給部から供給された処理ガスを処理ガスノズルから処理室内に供給する工程と、
    　不活性ガス供給部から供給された不活性ガスを、前記処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた不活性ガスノズルのそれぞれから前記処理室内に供給する工程と、
    　前記処理ガス供給部から前記処理ガスノズルに供給される処理ガスの流量と、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスノズルのそれぞれに供給されるそれぞれの不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御する工程と、
    　を有する半導体装置の製造方法。
  13. 　処理ガス供給部から供給された処理ガスを処理ガスノズルから基板処理装置の処理室内に供給する手順と、
    　不活性ガス供給部から供給された不活性ガスを、前記処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた不活性ガスノズルのそれぞれから前記処理室内に供給する手順と、
    　前記処理ガス供給部から前記処理ガスノズルに供給される処理ガスの流量と、前記不活性ガス供給部から前記不活性ガスノズルのそれぞれに供給されるそれぞれの不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御する手順と、
    　をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。
  14. 　基板に対して処理ガスノズルから処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
    　基板に対して前記処理ガスノズルを中心に周方向に挟むようにそれぞれ２つ以上設けられた不活性ガスノズルのそれぞれから不活性ガスを供給する不活性ガス供給系と、
    　基板に対して前記処理ガス供給系により前記処理ガスノズルに供給する前記処理ガスの流量と、前記基板に対して前記不活性ガス供給系により前記不活性ガスノズルのそれぞれに供給するそれぞれの前記不活性ガスの流量と、をそれぞれ制御して前記基板上に膜を形成するガス供給システム。

    　                                                                              
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