WO2024053140A1 - 基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理装置 - Google Patents

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

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WO2024053140A1
WO2024053140A1 PCT/JP2023/011918 JP2023011918W WO2024053140A1 WO 2024053140 A1 WO2024053140 A1 WO 2024053140A1 JP 2023011918 W JP2023011918 W JP 2023011918W WO 2024053140 A1 WO2024053140 A1 WO 2024053140A1
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WO
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processing
substrate
gas
processing container
heating
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Application number
PCT/JP2023/011918
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English (en)
French (fr)
Inventor
康寿 坪田
宗樹 岸本
Original Assignee
株式会社Kokusai Electric
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing method, a semiconductor device manufacturing method, a program, and a substrate processing apparatus.
  • a process of preheating a processing container may be performed before a substrate processing process is performed (for example, see Patent Document 1).
  • the present disclosure provides a technique that can suppress the generation of particles within a processing container.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the principle of plasma generation in a substrate processing apparatus preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a controller 221 of a substrate processing apparatus suitably used in one aspect of the present disclosure, and is a block diagram showing a control system of the controller 221.
  • FIG. 4 is a flow diagram illustrating processing steps preferably used in one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flow diagram showing the first step (pre-processing step) in the processing steps preferably used in one aspect of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flow diagram showing the second step (substrate processing step) in the processing steps preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus suitably used in another aspect of the present disclosure.
  • FIGS. 1 to 6 One aspect of the present disclosure will be described below, mainly with reference to FIGS. 1 to 6. Note that the drawings used in the following explanation are all schematic, and the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, etc. shown in the drawings do not necessarily match the reality. Moreover, the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, etc. do not necessarily match between a plurality of drawings.
  • a substrate processing apparatus 100 according to one embodiment of the present disclosure will be described below using FIG. 1.
  • a substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure is configured to perform nitriding treatment mainly on a film and a base formed on a substrate surface.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a reaction furnace 202 that accommodates a wafer 200 as a processing substrate and performs plasma processing.
  • the reactor 202 includes a processing container 203 that constitutes a processing chamber 201 .
  • the processing container 203 includes a dome-shaped upper container 210 that is a first container, and a bowl-shaped lower container 211 that is a second container.
  • a processing chamber 201 is formed by placing the upper container 210 over the lower container 211.
  • the upper container 210 is made of a non-metallic material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or quartz (SiO 2 ), and the lower container 211 is made of aluminum (Al), for example.
  • a gate valve 244 as a carry-in/out port is provided on the lower side wall of the lower container 211. By opening the gate valve 244, the wafer 200 can be carried in and out of the processing chamber 201 via the carry-in/out port 245. By closing the gate valve 244, the airtightness within the processing chamber 201 can be maintained.
  • the processing chamber 201 has a plasma generation space 201a and a substrate processing space 201b that communicates with the plasma generation space 201a and in which the wafer 200 is processed.
  • the plasma generation space 201a is a space where plasma is generated, and is a space in the processing chamber 201, for example, above the lower end of the resonance coil 212 (dotted chain line in FIG. 1).
  • the substrate processing space 201b is a space where a substrate is processed with plasma, and is a space below the lower end of the resonance coil 212.
  • a susceptor 217 serving as a substrate mounting table on which the wafer 200 is placed is arranged.
  • the susceptor 217 is made of a non-metallic material such as aluminum nitride (AlN), ceramics, or quartz.
  • a heater 217b serving as a heating mechanism is integrally embedded inside the susceptor 217.
  • the heater 217b is configured to be able to heat the surface of the wafer 200 to, for example, about 25° C. to 750° C. by being supplied with electric power.
  • the susceptor 217 is electrically insulated from the lower container 211.
  • An impedance adjustment electrode 217c is provided inside the susceptor 217.
  • the impedance adjustment electrode 217c is grounded via an impedance variable mechanism 275 serving as an impedance adjustment section.
  • a susceptor raising/lowering mechanism 268 for raising and lowering the susceptor is provided below the susceptor 217.
  • the susceptor 217 is provided with a through hole 217a.
  • a support pin 266 serving as a support for supporting the wafer 200 is provided on the bottom surface of the lower container 211.
  • the through holes 217a and the support pins 266 are provided in at least three positions each facing each other. When the susceptor 217 is lowered by the susceptor elevating mechanism 268, the support pin 266 passes through the through hole 217a without contacting the susceptor 217. This makes it possible to hold the wafer 200 from below.
  • a gas supply head 236 is provided above the processing chamber 201, that is, above the upper container 210.
  • the gas supply head 236 includes a cap-shaped lid 233, a gas inlet 234, a buffer chamber 237, an opening 238, a shielding plate 240, and a gas outlet 239, and supplies gas into the processing chamber 201. is configured to do so.
  • the buffer chamber 237 functions as a dispersion space that disperses the gas introduced from the gas introduction port 234.
  • the gas inlet 234 includes a downstream end of a gas supply pipe 232a that supplies a first gas, a downstream end of a gas supply pipe 232b that supplies a helium (He)-containing gas, and a gas supply pipe that supplies a second gas. 232c are connected so as to merge.
  • the first gas is, for example, a nitrogen-containing gas, such as N 2 gas.
  • the second gas is, for example, a hydrogen-containing gas, such as H 2 gas.
  • the gas supply pipe 232a is provided with, in order from the upstream side, a first gas supply source 250a, a mass flow controller (MFC) 252a as a flow rate control device, and a valve 253a as an on-off valve.
  • MFC mass flow controller
  • the gas supply pipe 232b is provided with a He-containing gas supply source 250b, an MFC 252b, and a valve 253b in this order from the upstream side.
  • the gas supply pipe 232c is provided with a second gas supply source 250c, an MFC 252c, and a valve 253c in this order from the upstream side.
  • a valve 243a is provided on the downstream side where the gas supply pipes 232a to 232c join, and is connected to the upstream end of the gas introduction port 234. By opening and closing the valves 253a to 253c and 243a, the flow rate of each gas is adjusted by the MFCs 252a to 252c, and the first gas, second gas, He-containing gas, etc. are processed through the gas supply pipes 232a to 232c. It is configured so that gas can be supplied into the processing chamber 201.
  • the first gas is A supply system is configured. Further, a He-containing gas supply system is mainly constituted by the gas supply head 236, the gas supply pipe 232b, the MFC 252b, and the valves 253b and 243a. Further, a second gas supply system is mainly composed of the gas supply head 236, the gas supply pipe 232c, the MFC 252c, and the valves 253c and 243a.
  • An exhaust port 235 for exhausting the inside of the processing chamber 201 is provided in the side wall of the lower container 211.
  • the upstream end of the exhaust pipe 231 is connected to the exhaust port 235 .
  • the exhaust pipe 231 is provided with, in order from the upstream side, an APC (Auto Pressure Controller) valve 242 as a pressure regulator (pressure regulator), a valve 243b, and a vacuum pump 246 as an evacuation device.
  • the exhaust section is mainly composed of the exhaust port 235, the exhaust pipe 231, the APC valve 242, and the valve 243b.
  • a vacuum pump 246 may be included in the exhaust section.
  • a spiral resonance coil 212 is provided on the outer periphery of the processing chamber 201, that is, on the outside of the side wall of the upper container 210, so as to surround the processing container 203.
  • An RF (Radio Frequency) sensor 272, a high frequency power supply 273, and a frequency matcher (frequency control unit) 274 are connected to the resonant coil 212.
  • a shielding plate 223 is provided on the outer peripheral side of the resonant coil 212.
  • the high frequency power supply 273 is configured to supply high frequency power (RF power) to the resonant coil 212.
  • RF sensor 272 is provided on the output side of high frequency power supply 273.
  • the RF sensor 272 is configured to monitor information about traveling waves and reflected waves of high-frequency power supplied from a high-frequency power source 273.
  • the frequency matcher 274 is configured to match the frequency of the high-frequency power output from the high-frequency power supply 273 based on information on the reflected waves monitored by the RF sensor 272 so that the reflected waves are minimized.
  • Both ends of the resonant coil 212 are electrically grounded.
  • One end of the resonant coil 212 is grounded via a movable tap 213.
  • the other end of the resonant coil 212 is grounded via a fixed ground 214.
  • a movable tap 215 is provided between both ends of the resonant coil 212 so that the position where power is supplied from the high frequency power source 273 can be arbitrarily set.
  • the shielding plate 223 is configured to shield electromagnetic waves from leaking to the outside of the resonant coil 212 and to form a capacitance component between it and the resonant coil 212 necessary to configure a resonant circuit.
  • a plasma generation section (plasma generation unit) is mainly composed of the resonance coil 212, the RF sensor 272, and the frequency matcher 274.
  • the high frequency power source 273 and the shielding plate 223 may be included in the plasma generation section.
  • Resonant coil 212 is configured to function as an inductively coupled plasma (ICP) electrode.
  • the resonant coil 212 forms a standing wave of a predetermined wavelength, and its winding diameter, winding pitch, number of turns, etc. are set so that it resonates in all wavelength modes.
  • the electrical length of the resonant coil 212 that is, the length of the electrodes between the earths is adjusted to be an integral multiple of the wavelength of the high frequency power supplied from the high frequency power source 273.
  • These configurations, the power supplied to the resonant coil 212, the strength of the magnetic field generated by the resonant coil 212, and the like are appropriately determined in consideration of the external shape of the substrate processing apparatus 100, the processing content, and the like.
  • the effective cross-sectional area of the resonant coil 212 is 50 to 300 mm 2
  • the coil diameter is 200 to 500 mm
  • the number of turns of the coil is 2 to 60.
  • the high frequency power supply 273 includes a power supply control means and an amplifier.
  • the power supply control means is configured to output a predetermined high frequency signal (control signal) to the amplifier based on output conditions related to power and frequency that are set in advance through the operation panel.
  • the amplifier is configured to output high frequency power obtained by amplifying the control signal received from the power supply control means to the resonant coil 212 via the transmission line.
  • the RF sensor 272 is provided on the output side of the amplifier to detect the reflected wave power on the transmission line and feed back the voltage signal to the frequency matcher 274.
  • the frequency matcher 274 receives a voltage signal related to the reflected wave power from the RF sensor 272, and increases or decreases the frequency (oscillation frequency) of the high frequency power output by the high frequency power supply 273 so that the reflected wave power is minimized. Performs appropriate correction control.
  • the induced plasma excited in the plasma generation space 201a is of high quality with almost no capacitive coupling with the inner wall of the processing chamber 201, the susceptor 217, etc.
  • plasma generation space 201a plasma having an extremely low electric potential and having a donut shape in plan view is generated.
  • the controller 221 as a control unit is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 221a, a RAM (Random Access Memory) 221b, a storage device 221c, and an I/O port 221d.
  • the RAM 221b, storage device 221c, and I/O port 221d are configured to be able to exchange data with the CPU 221a via an internal bus 221e.
  • the controller 221 may be connected to an input/output device 225 such as a touch panel, a mouse, a keyboard, an operating terminal, or the like.
  • a display or the like may be connected to the controller 221 as a display unit.
  • the storage device 221c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), a CD-ROM, or the like.
  • a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus 100, a process recipe in which substrate processing procedures and conditions, etc. are described, and the like are readably recorded and stored.
  • a process recipe is a combination of steps in a substrate processing process described below so that the controller 221 configured as a computer can cause the substrate processing apparatus 100 to execute it and obtain a predetermined result, and functions as a program. do.
  • this process recipe, control program, etc. will be collectively referred to as simply a program.
  • the RAM 221b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, etc. read by the CPU 221a are temporarily held.
  • the I/O port 221d includes the above-mentioned MFCs 252a to 252c, valves 253a to 253c, 243a, 243b, gate valve 244, APC valve 242, vacuum pump 246, heater 217b, RF sensor 272, high frequency power supply 273, frequency matcher 274, It is connected to the susceptor elevating mechanism 268, variable impedance mechanism 275, and the like.
  • the CPU 221a is configured to read and execute a control program from the storage device 221c, and read a process recipe from the storage device 221c in response to input of an operation command from the input/output device 225.
  • the CPU 221a controls the opening degree adjustment operation of the APC valve 242, the opening/closing operation of the valve 243b, and the vacuum pump 246 through the I/O port 221d and the signal line A in accordance with the contents of the read process recipe.
  • the signal line B controls the raising and lowering of the susceptor lifting mechanism 268, and the signal line C allows the heater power adjustment mechanism 276 to adjust the amount of power supplied to the heater 217b based on the temperature sensor (temperature adjustment operation) and to vary the impedance.
  • the impedance value adjustment operation is performed by the mechanism 275, the opening/closing operation of the gate valve 244 is performed through the signal line D, the operation of the RF sensor 272, frequency matching device 274, and high frequency power supply 273 is performed through the signal line E, and various operations are performed by the MFCs 252a to 252c through the signal line F. It is configured to control the gas flow rate adjustment operation and the opening/closing operation of the valves 253a to 253c and 243a, respectively.
  • the controller 221 is not limited to being configured as a dedicated computer, but may be configured as a general-purpose computer.
  • an external storage device for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or DVD, a magneto-optical disk such as an MO, a USB memory or a memory card, etc.
  • the controller 221 according to the present embodiment can be configured by preparing a semiconductor memory 226 and installing a program into a general-purpose computer using the external storage device 226.
  • the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 226.
  • the program may be supplied without going through the external storage device 226 using communication means such as the Internet or a dedicated line.
  • the storage device 221c and the external storage device 226 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these will be collectively referred to as simply recording media. Note that when the term "recording medium" is used in this specification, it may include only the storage device 221c alone, only the external storage device 226 alone, or both.
  • FIGS. Processing process An example of a processing sequence in which a film formed on the surface of a wafer 200 is modified as a step in the manufacturing process of a semiconductor device using the substrate processing apparatus 100 described above is mainly shown in FIGS. This will be explained using FIG. 6. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus 100 is controlled by the controller 221.
  • the first gas is supplied into the processing chamber 203, and first power is input (supplied) to the resonance coil 212 as an electrode to excite the first gas into a plasma state, and the processing An example of heating the container 203 will be explained.
  • a second gas is supplied into the processing chamber 203, second power is applied to the resonance coil 212, the second gas is excited to a plasma state, and the wafer 200 is processed. explain.
  • the processing steps according to this embodiment mainly include a first step (pre-processing step) S400 in which the processing container 203 is heated, and a second step (substrate processing step) in which the wafer 200 is processed. S500.
  • pre-processing step pre-processing step
  • substrate processing step substrate processing step
  • Idling process substrate processing instruction standby process
  • the substrate processing apparatus 100 enters an instruction waiting state (idling state) in which it waits for an instruction to process the wafer 200 (an instruction to execute the second process).
  • the idling state is a state in which the susceptor 217 is maintained at a predetermined temperature and is waiting for the relevant instruction. This may occur during the process, or between the end of processing of the previous lot (group of substrates) and the start of processing of the next lot.
  • the duration of the idling state that is, the length of the idling step (idling time) varies depending on the timing at which the instruction is given.
  • this step it is determined whether or not the instruction has been input, and if the instruction has not been input, the determination is performed again at regular intervals, and if the instruction has been input, the process advances to the next step.
  • an instruction for the number of wafers 200 to be processed in the second step ie, the number of times the second step is executed is also input.
  • First gas supply step S420 In this step, the first gas is excited into a plasma state and supplied into the processing container 203 .
  • the valve 253a is opened and the first gas is allowed to flow into the gas supply pipe 232a.
  • the first gas has a flow rate adjusted by the MFC 252a, is supplied into the processing chamber 201 via the buffer chamber 237, and is exhausted from the exhaust port 235. As a result, the first gas is supplied into the processing container 203 (first gas supply).
  • high frequency (RF) power is supplied to the resonant coil 212 from the high frequency power supply 273.
  • the first gas is discharged in a concentrated manner in the plasma generation space 201a, particularly at the height positions of the upper end, middle point, and lower end of the resonant coil 212, and a plasma discharge is generated.
  • the generated plasma discharge can heat the processing container 203 from the inside.
  • the portion of the processing chamber 203 corresponding to the above-mentioned height position where plasma discharge occurs intensively and its vicinity are intensively heated.
  • the resonant coil 212 is also referred to as a heating section. Note that power is continued to be supplied to the resonant coil 212 until the second step is completed.
  • the temperature inside the processing container 203 can be raised to a predetermined temperature.
  • the heating conditions in this step are set according to the time of the idling process.
  • the RF power is set higher than the predetermined power.
  • the RF power is set to be relatively small.
  • the rate of temperature increase in the processing container 203 per unit time can be varied depending on the time of the idling process. Specifically, when the idling process time is relatively short, the thermal gradient is set to be relatively steep, and when the idling process time is relatively long, the thermal gradient is set to be relatively gentle ( Hereinafter, these may be referred to as "predetermined thermal gradients"). That is, when the idling step is shorter than a predetermined time, heating is performed using a first thermal gradient, and when the idling step is longer than a predetermined time, heating is performed using a second thermal gradient that is smaller than the first thermal gradient.
  • an N-containing gas can be used as the first gas.
  • the N-containing gas include, in addition to N 2 gas, hydrogen nitride gases such as ammonia (NH 3 ) gas, diazene (N 2 H 2 ) gas, hydrazine (N 2 H 4 ) gas, and N 3 H 8 gas.
  • NH 3 ammonia
  • N 2 H 2 diazene
  • N 2 H 4 hydrazine
  • N 3 H 8 gas nitrogen triflate
  • the N-containing gas one or more of these can be used.
  • a mixed gas of an N-containing gas and a H-containing gas can be used, such as a mixed gas of N 2 gas and hydrogen (H 2 ) gas.
  • Second process (substrate processing process) (S500)
  • a silicon (Si) film formed on the surface of the wafer 200 is subjected to nitriding plasma treatment as a modification treatment to form a silicon nitride film (SiN film).
  • nitriding plasma treatment as a modification treatment to form a silicon nitride film (SiN film).
  • SiN film silicon nitride film
  • the susceptor lifting mechanism 268 lowers the susceptor 217 so that the support pins 266 protrude from the surface of the susceptor 217 by a predetermined height. Subsequently, the wafer 200 is transferred from a vacuum transfer chamber adjacent to the processing chamber 201 onto the support pins 266 using a wafer transfer mechanism. Thereafter, the susceptor lifting mechanism 268 raises the susceptor 217 to a predetermined position between the lower end of the resonant coil 212 and the upper end 245a of the loading/unloading port 245, so that the wafer 200 is supported on the upper surface of the susceptor 217. Note that in this step, the power supplied to the resonant coil 212 may be changed to be greater than the first power.
  • Step S530 the first gas is excited by plasma and supplied to the wafer 200 in the processing chamber 201 .
  • the valve 253a is opened and the first gas is allowed to flow into the gas supply pipe 232a.
  • the first gas has a flow rate adjusted by the MFC 252a, is supplied into the processing chamber 201 via the buffer chamber 237, and is exhausted from the exhaust port 235.
  • the first gas is supplied to the wafer 200 from above the wafer 200 (first gas supply).
  • the valve 243c may be opened to supply the second gas into the processing chamber 201 via the buffer chamber 237.
  • high frequency (RF) power is applied to the resonant coil 212 from a high frequency power supply 273.
  • RF radio frequency
  • induced plasma having a donut shape in plan view is excited at height positions corresponding to the upper and lower grounding points and the electrical midpoint of the resonant coil 212 in the plasma generation space 201a.
  • N-containing gas is used as the first gas, for example, the N-containing gas is activated by the excitation of the induced plasma, and nitriding species are generated.
  • the nitriding species includes at least one of excited state N atoms (N * ) and ionized N atoms. Note that * means a radical. The same applies to the following explanation.
  • the nitriding species when a gas containing H is used as the N-containing gas or when a H-containing gas is supplied as the second gas, the nitriding species further contains excited NH groups (NH * ) and N and H. At least one of these ions is included. Furthermore, in this case, reactive species such as excited state H atoms (H * ) and ionized H atoms may also be generated. These reactive species can also be regarded as part of nitriding species.
  • nitriding species are supplied to the surface of the wafer 200. At least a portion of the Si film formed on the surface of the wafer 200 is modified into a SiN film by the supplied nitriding species.
  • the nitriding species is also supplied to the inner wall of the processing container 203, so if the processing container 203 is made of SiO2, for example, the inner wall surface of the processing container 203 may be modified to SiON. be.
  • the inner wall surface of the processing container 203 there are places in the processing container 203 where plasma discharge occurs intensively, and the inner wall surface of the processing container 203 corresponding to these places is more densely modified than the inner wall surface in other parts. will be done.
  • the stress on the inner wall surface of the processing container 203 also varies.
  • the inner wall of the processing container 203 may peel off and particles may be generated.
  • the first step of heating the processing container 203 to a predetermined temperature before performing this step, it is possible to avoid the inner wall of the processing container 203 from rapidly rising from a low temperature to a high temperature in this step. This makes it possible to prevent the generation of particles.
  • the output of power from the high frequency power source 273 is stopped, and plasma discharge in the processing chamber 201 is stopped.
  • the supply of the first gas into the processing chamber 201 is stopped.
  • the supply of the second gas is stopped.
  • the RF power is set relatively high, and when the idling process time is relatively long, the RF power is set relatively low.
  • the thermal gradient is set to be relatively steep, and when the idling process time is relatively long, the thermal gradient is set to be relatively steep. It is set to be relatively gentle. This makes it possible to reliably achieve the effects described above.
  • the temperature inside the processing container 203 which has been raised in the heater temperature raising process, may gradually decrease.
  • the inner wall of the processing chamber 203 is nitrided. Since there is variation in the stress on the inner wall surface of the processing container 203, there is also variation in the stress on the inner wall surface of the processing container 203. Therefore, in the first step, if the temperature of the inner wall of the processing container 203 suddenly rises from a low temperature to a high temperature, there is a risk that the inner wall will peel off and particles will be generated inside the processing container 203.
  • the thermal gradient is set to be relatively gentle, for example, by heating conditions determined based on temperature data in the processing container 203 corresponding to the time of the idling process created in advance. Therefore, the temperature inside the processing container 203 rises gradually. Thereby, generation of particles inside the processing container 203 can be prevented.
  • the inside of the processing container 203 maintains a relatively high temperature at the start of the first process.
  • the thermal gradient is set to be relatively steep according to the heating conditions determined based on the above-mentioned data created in advance, so the temperature inside the processing container 203 is rise rapidly. Even with such a thermal gradient, the temperature inside the processing container 203 is maintained at a relatively high temperature at the start of the first step, so the temperature of the inner wall of the processing container 203 does not rise rapidly from a low temperature to a high temperature. , there is little possibility that particles will be generated. By creating such a thermal gradient, throughput can also be improved.
  • the temperature inside the processing container 203 is adjusted to the desired substrate processing level in a short time by inputting a second power, which is larger than the first power input in the first step, to the resonant coil 212. Can be raised to temperature. This makes it possible to prevent the generation of particles within the processing container 203 and improve throughput.
  • the power input to the resonant coil 212 may be changed (increased) in stages in accordance with the rise in temperature within the processing container 203.
  • the temperature inside the processing container 203 rises rapidly, but this is because the temperature inside the processing container 203 has already been raised to a predetermined temperature. It is possible to prevent particles from being generated within the processing container 203.
  • throughput can also be improved. Note that the change in the power input to the resonant coil 212 is not limited to the two stages described above, but may include other multiple stages.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • He gas or H 2 gas may be used instead of the first gas.
  • the temperature inside the processing container 203 tends to increase more easily when He gas or H 2 gas is used. Therefore, for example, in the first step, if you want to rapidly increase the temperature inside the processing container 203, use He gas or H2 gas, and if you want to gradually increase the temperature inside the processing container 203, use N2 gas.
  • the gas used may be selected depending on the situation, such as using two gases. In this aspect as well, the same effects as in the above-mentioned aspect can be obtained.
  • each of He gas and H 2 gas is also referred to as heating medium gas.
  • a heating medium gas is used in the first step, a gas different from the main component of the heating medium gas, for example, an N-containing gas, may be used in the second step.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • a mixed gas of N 2 gas and He gas or a mixed gas of N 2 gas and H 2 gas may be used as the first gas.
  • the temperature inside the processing container 203 tends to rise more easily when the mixed gas is used. Therefore, for example, in the first step, when it is desired to heat quickly or when it is desired to heat efficiently with a small supply power, the mixed gas may be used. With such a configuration, generation of particles can be suppressed more reliably.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • He gas or H 2 gas may be used instead of the first gas.
  • various gases may be selected depending on the idling time. By doing so, it is possible to operate with a high degree of freedom by taking heating efficiency and heating time into consideration.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • He gas or H 2 gas may be used instead of the first gas.
  • the power to be supplied may be set for each gas type. Specifically, for gases with relatively strong excitation energy (e.g., He gas), power smaller than the predetermined power is supplied, and for gases with relatively weak excitation energy (e.g., H2 gas), power greater than the predetermined power is supplied. supply By doing so, it is possible to efficiently heat the processing container 203 while preventing it from being activated more than necessary and etching the inner wall of the processing container 203.
  • gases with relatively strong excitation energy e.g., He gas
  • gases with relatively weak excitation energy e.g., H2 gas
  • a predetermined thermal gradient is set under heating conditions depending on the time of the idling process, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the heating condition determination step (S300) of the first step the temperature inside the processing container 203 at the start of the first step is actually measured, and the heating conditions of the processing container 203 in the first step are determined according to the temperature. You may decide.
  • a predetermined thermal gradient may be set under heating conditions depending on the temperature. In this aspect as well, the same effects as in the above-mentioned aspect can be obtained.
  • the processing container 203 may be heated from the outside by a plurality of lamp heaters 461 as heating units arranged near the ceiling of the shielding plate 223.
  • Lamp heater 461 is connected to lamp control section 463 via wiring 462. The supply of electric power, turning on/off of the lamp heater 461, etc. are controlled by the lamp control section 463 based on instructions from the controller 221. Note that in FIG. 7, for convenience, it is shown that the lamp heater 461 is provided near the ceiling of the shielding plate 223.
  • the other configurations are similar to the substrate processing apparatus 100 shown in FIG. 1, but their description is omitted in FIG.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the inside of the processing chamber 203 may be heated by dielectric heating by supplying (inserting) a small amount of power that cannot excite the first gas into a plasma state to the resonance coil 212.
  • the same effects as in the above-mentioned aspect can be obtained.
  • the temperature inside the processing container 203 is adjusted to the above-described embodiment by heating the inside of the processing container 203 by dielectric heating. It can be raised even more slowly.
  • the first step is performed in a state where neither the wafer 200 nor the dummy substrate serving as a dummy product of the wafer 200 is placed on the susceptor 217, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the first step may be performed with the dummy substrate placed on the susceptor 217.
  • the same effects as in the above-mentioned aspect can be obtained. Further, in this embodiment, it may be possible to obtain effects superior to those of the above-mentioned embodiments.
  • the second step is performed with the wafer 200 placed on the susceptor 217.
  • the heater 217b and the inner wall of the processing chamber 203 are isolated by the wafer 200. Therefore, in the second step, the temperature of the inner wall of the processing container 203 may drop rapidly and particles may be generated. Therefore, in this embodiment, the first step is performed with the dummy substrate placed on the susceptor 217. In this way, also in the first step, the dummy substrate is placed between the heater 217b and the inner wall of the processing chamber 203, thereby reducing the influence of radiant heat from the heater 217b. By doing so, it is possible to prevent the temperature of the inner wall of the processing container 203 from rapidly decreasing in the second step, so that generation of particles can be reliably prevented.
  • a SiN film is formed by supplying N-containing gas onto the wafer 200 in the second step
  • a silicon oxide film may be formed by supplying oxygen (O)-containing gas onto the wafer 200.
  • O oxygen
  • the recipes used for each process be prepared individually according to the process content, and recorded and stored in the storage device 221c via a telecommunications line or the external storage device 226.
  • the CPU 221a appropriately selects an appropriate recipe from among the plurality of recipes recorded and stored in the storage device 221c according to the process content. This makes it possible to form films of various film types, composition ratios, film qualities, and film thicknesses with good reproducibility using one substrate processing apparatus. Furthermore, the burden on the operator can be reduced, and each process can be started quickly while avoiding operational errors.
  • the above-mentioned recipe is not limited to the case where it is newly created, but may be prepared by, for example, changing an existing recipe that has already been installed in the substrate processing apparatus.
  • the changed recipe may be installed in the substrate processing apparatus via a telecommunications line or a recording medium on which the recipe is recorded.
  • an existing recipe already installed in the substrate processing apparatus may be directly changed by operating the input/output device 225 provided in the existing substrate processing apparatus.
  • the above embodiments can be used in appropriate combinations.
  • the processing procedure and processing conditions at this time can be, for example, the same as the processing procedure and processing conditions of the above embodiment.

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Abstract

処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１工程と、前記第１工程の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２工程と、を有する。

Description

基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理装置
　本開示は、基板処理方法、半導体装置の製造方法、プログラム、および基板処理装置に関する。
　半導体装置の製造工程の一工程として、基板処理工程が行われる前に、処理容器を予め加熱する処理が行われることがある（例えば、特許文献１参照）。
国際公開２０１９／０５３８０６号
　本開示は、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能な技術を提供する。
　本開示の一態様によれば、
　処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１工程と、
　前記第１工程の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２工程と、
　を行う技術が提供される。
　本開示によれば、処理容器内におけるパーティクルの発生を抑制することが可能となる。
図１は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の概略断面図である。 図２は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置におけるプラズマ生成原理を説明する説明図である。 図３は、本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置のコントローラ２２１概略構成図であり、コントローラ２２１の制御系をブロック図で示す図である。 図４は、本開示の一態様で好適に用いられる処理工程を示すフロー図である。 図５は、本開示の一態様で好適に用いられる処理工程における第１工程（事前処理工程）を示すフロー図である。 図６は、本開示の一態様で好適に用いられる処理工程における第２工程（基板処理工程）を示すフロー図である。 図７は、本開示の他の態様で好適に用いられる基板処理装置の概略断面図である。
＜本開示の一態様＞
　以下、本開示の一態様について、主に、図１～図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
（１）基板処理装置の構成
　本開示の一態様に係る基板処理装置１００について、図１を用いて以下に説明する。本開示の一態様に係る基板処理装置は、主に基板面上に形成された膜や下地に対して窒化処理を行うように構成されている。
（処理室）
　図１に示すように、基板処理装置１００は、処理基板としてのウエハ２００を収容してプラズマ処理する反応炉２０２を備えている。反応炉２０２は、処理室２０１を構成する処理容器２０３を備えている。処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１とを備えている。上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより、処理室２０１が形成されている。上側容器２１０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）または石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料により構成されており、下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）により構成されてい
る。
　下側容器２１１の下部側壁には、搬入出口（仕切弁）としてのゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４は、開くことにより、搬入出口２４５を介して、処理室２０１内外へウエハ２００を搬入出することができる。ゲートバルブ２４４を閉じることにより、処理室２０１内の気密性を保持することができる。
　図２に示すように、処理室２０１は、プラズマ生成空間２０１ａと、プラズマ生成空間２０１ａに連通し、ウエハ２００が処理される基板処理空間２０１ｂと、を有している。プラズマ生成空間２０１ａはプラズマが生成される空間であって、処理室２０１の内、例えば共振コイル２１２の下端（図１における一点鎖線）より上方の空間をいう。一方、基板処理空間２０１ｂは基板がプラズマで処理される空間であって、共振コイル２１２の下端より下方の空間をいう。
（サセプタ）
　処理室２０１の底側中央には、ウエハ２００を載置する基板載置台としてのサセプタ２１７が配置されている。サセプタ２１７は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料により構成されている。
　サセプタ２１７の内部には、加熱機構としてのヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｂは、電力が供給されることにより、ウエハ２００表面を例えば２５℃～７５０℃程度まで加熱することができるように構成されている。
　サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７の内部にはインピーダンス調整電極２１７ｃが装備されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、インピーダンス調整部としてのインピーダンス可変機構２７５を介して接地されている。インピーダンス可変機構２７５のインピーダンスを所定の範囲内で変化させることによって、インピーダンス調整電極２１７ｃおよびサセプタ２１７を介して、プラズマ処理中のウエハ２００の電位（バイアス電圧）を制御することが可能となる。
　サセプタ２１７の下方には、サセプタを昇降させるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。サセプタ２１７には、貫通孔２１７ａが設けられている。下側容器２１１の底面には、ウエハ２００を支持する支持体としての支持ピン２６６が設けられている。貫通孔２１７ａと支持ピン２６６とは互いに対向する位置に、少なくとも各３箇所ずつ設けられている。サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられたときには、支持ピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で、貫通孔２１７ａを突き抜けるようになっている。これにより、ウエハ２００を下方から保持することが可能となる。
（ガス供給部）
　処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上部には、ガス供給ヘッド２３６が設けられている。ガス供給ヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備え、処理室２０１内へガスを供給するように構成されている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入されるガスを分散する分散空間として機能する。
　ガス導入口２３４には、第１ガスを供給するガス供給管２３２ａの下流端と、例えばヘリウム（Ｈｅ）含有ガスを供給するガス供給管２３２ｂの下流端と、第２ガスを供給するガス供給管２３２ｃと、が合流するように接続されている。第１ガスは、例えば窒素含有ガスであり、Ｎ２ガスである。第２ガスは、例えば水素含有ガスであり、Ｈ２ガスである。ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、第１ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２５２ａ、開閉弁としてのバルブ２５３ａが設けられている。ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、Ｈｅ含有ガス供給源２５０ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂが設けられている。ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、第２ガス供給源２５０ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃが設けられている。ガス供給管２３２ａ～２３２ｃが合流した下流側には、バルブ２４３ａが設けられ、ガス導入口２３４の上流端に接続されている。バルブ２５３ａ～２５３ｃ，２４３ａを開閉させることによって、ＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃによりそれぞれのガスの流量を調整しつつ、ガス供給管２３２ａ～２３２ｃを介して、第１ガス、第２ガス、Ｈｅ含有ガス等の処理ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。
　主に、ガス供給ヘッド２３６（蓋体２３３、ガス導入口２３４、バッファ室２３７、開口２３８、遮蔽プレート２４０、ガス吹出口２３９）、ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２５２ａ、バルブ２５３ａ、２４３ａにより、第１ガス供給系が構成される。また、主に、ガス供給ヘッド２３６、ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂ、２４３ａにより、Ｈｅ含有ガス供給系が構成される。また、主に、ガス供給ヘッド２３６、ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃ、２４３ａにより、第２ガス供給系が構成される。
（排気部）
　下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内を排気する排気口２３５が設けられている。排気口２３５には、排気管２３１の上流端が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２、バルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。主に、排気口２３５、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４２、バルブ２４３ｂにより、排気部が構成されている。真空ポンプ２４６を排気部に含めてもよい。
（プラズマ生成部）
　処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側には、処理容器２０３を囲うように螺旋状の共振コイル２１２が設けられている。共振コイル２１２には、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）センサ２７２、高周波電源２７３および周波数整合器（周波数制御部）２７４が接続されている。共振コイル２１２の外周側には、遮蔽板２２３が設けられている。
　高周波電源２７３は、共振コイル２１２に対して高周波電力（ＲＦ電力）を供給するよう構成されている。ＲＦセンサ２７２は、高周波電源２７３の出力側に設けられている。ＲＦセンサ２７２は、高周波電源２７３から供給される高周波電力の進行波や反射波の情報をモニタするよう構成されている。周波数整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２でモニタされた反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるように、高周波電源２７３から出力される高周波電力の周波数を整合させるよう構成されている。
　共振コイル２１２の両端は、電気的に接地されている。共振コイル２１２の一端は、可動タップ２１３を介して接地されている。共振コイル２１２の他端は、固定グランド２１４を介して接地されている。共振コイル２１２のこれら両端の間には、高周波電源２７３から給電を受ける位置を任意に設定できる可動タップ２１５が設けられている。
　遮蔽板２２３は、共振コイル２１２の外側への電磁波の漏れを遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分を共振コイル２１２との間に形成するよう構成されている。
　主に、共振コイル２１２、ＲＦセンサ２７２、周波数整合器２７４により、プラズマ生成部（プラズマ生成ユニット）が構成されている。高周波電源２７３や遮蔽板２２３をプラズマ生成部に含めてもよい。
　以下、プラズマ生成部の動作や生成されるプラズマの性質について、図２を用いて補足する。
　共振コイル２１２は、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）電極として機能するよう構成されている。共振コイル２１２は、所定の波長の定在波を形成し、全波長モードで共振するように、その巻径、巻回ピッチ、巻数等が設定される。共振コイル２１２の電気的長さ、すなわち、アース間の電極長は、高周波電源２７３から供給される高周波電力の波長の整数倍の長さとなるように調整される。これらの構成や、共振コイル２１２に対して供給される電力、および、共振コイル２１２で発生させる磁界強度等は、基板処理装置１００の外形や処理内容などを勘案して適宜決定される。一例として、共振コイル２１２の有効断面積は５０～３００ｍｍ２とされ、コイル直径は２００～５００ｍｍとされ、コイルの巻回数は２～６０回とされる。
　高周波電源２７３は、電源制御手段と増幅器とを備えている。電源制御手段は、操作パネルを通じて予め設定された電力や周波数に関する出力条件に基づいて、所定の高周波信号（制御信号）を増幅器に対して出力するよう構成されている。増幅器は、電源制御手段から受信した制御信号を増幅することで得られた高周波電力を、伝送線路を介して共振コイル２１２に向けて出力するよう構成されている。増幅器の出力側には、上述したように、伝送線路における反射波電力を検出し、その電圧信号を、周波数整合器２７４に向けてフィードバックするＲＦセンサ２７２が設けられている。
　周波数整合器２７４は、反射波電力に関する電圧信号をＲＦセンサ２７２から受信し、反射波電力が最小となるように、高周波電源２７３が出力する高周波電力の周波数（発振周波数）を増加または減少させるような補正制御を行う。
　以上の構成により、プラズマ生成空間２０１ａ内に励起される誘導プラズマは、処理室２０１の内壁やサセプタ２１７等との容量結合が殆どない良質なものとなる。プラズマ生成空間２０１ａ中には、電気的ポテンシャルの極めて低い、平面視がドーナツ状のプラズマが生成されることとなる。
　図３に示すように、制御部としてのコントローラ２２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、内部バス２２１ｅを介して、ＣＰＵ２２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２２１には、入出力装置２２５として、例えばタッチパネル、マウス、キーボード、操作端末等が接続されていてもよい。コントローラ２２１には、表示部として、例えばディスプレイ等が接続されていてもよい。
　記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ－ＲＯＭ等で構成されている。記憶装置２２１ｃ内には、基板処理装置１００の動作を制御する制御プログラム、基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に記録され、格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順を、コンピュータとして構成されたコントローラ２２１により基板処理装置１００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、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。ＲＡＭ２２１ｂは、ＣＰＵ２２１ａ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２２１ｄは、上述のＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃ、バルブ２５３ａ～２５３ｃ，２４３ａ，２４３ｂ、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ヒータ２１７ｂ、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、周波数整合器２７４、サセプタ昇降機構２６８、インピーダンス可変機構２７５等に接続されている。
　ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃ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２２５からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。図１に示すように、ＣＰＵ２２１ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、Ｉ／Ｏポート２２１ｄおよび信号線Ａを通じてＡＰＣバルブ２４２の開度調整動作、バルブ２４３ｂの開閉動作、および真空ポンプ２４６の起動および停止を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８の昇降動作を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６による温度センサに基づくヒータ２１７ｂへの供給電力量調整動作（温度調整動作）およびインピーダンス可変機構２７５によるインピーダンス値調整動作を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４の開閉動作を、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、周波数整合器２７４および高周波電源２７３の動作を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ～２５２ｃによる各種ガスの流量調整動作およびバルブ２５３ａ～２５３ｃ，２４３ａの開閉動作を、それぞれ制御するように構成されている。
　なお、コントローラ２２１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記録し、格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２６を用意し、かかる外部記憶装置２２６を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２２１を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２２６を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２２６を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置２２１ｃや外部記憶装置２２６は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２２６単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）処理工程
　上述の基板処理装置１００を用い、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００の表面に形成されている膜に改質処理を行う処理シーケンス例について、主に図４～図６を用いて説明する。以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作はコントローラ２２１により制御される。
　本態様の基板処理シーケンスでは、
　処理容器２０３内にウエハ２００が無い状態で、処理容器２０３を所定の熱勾配で加熱する第１工程と、
　第１工程の後、処理容器２０３内にウエハ２００がある状態で、ウエハ２００を処理する第２工程と、
　を実行する。
　本態様では、第１工程において、処理容器２０３内へ第１ガスを供給し、電極としての共振コイル２１２に第１電力を投入（供給）して、第１ガスをプラズマ状態に励起させ、処理容器２０３を加熱する例について説明する。
　本態様では、第２工程において、処理容器２０３内へ第２ガスを供給し、共振コイル２１２に第２電力を投入して、第２ガスをプラズマ状態に励起させ、ウエハ２００を処理する例について説明する。
　本態様に係る処理工程は、図４に示すように、主に、処理容器２０３の加熱処理を行う第１工程（事前処理工程）Ｓ４００と、ウエハ２００を処理する第２工程（基板処理工程）Ｓ５００とを有している。以下、本態様に係る処理工程について説明する。
（２－１）ヒータ昇温工程（Ｓ１００）
　最初に、ヒータ２１７ｂに電力を供給し、サセプタ２１７の加熱を開始する。ヒータ２１７ｂは、温度センサにより測定された温度が所定の温度となるように制御される。以降、全処理工程が終了するまでヒータ２１７ｂによる加熱は継続する。
（２－２）アイドリング工程（基板処理指示待機工程）（Ｓ２００）
　本ステップでは、基板処理装置１００は、ウエハ２００を処理する指示（第２工程を実行する指示）を待つ、指示待ち状態（アイドリング状態）となる。アイドリング状態は、サセプタ２１７を所定の温度に維持したまま当該指示を待っている状態であり、例えば、処理済のウエハ２００を処理容器２０３外へ搬出してから次のウエハ２００の処理開始までの間、または前のロット（基板群）の処理終了後から次のロットの処理開始までの間に生じ得る。当該指示がなされるタイミングにより、アイドリング状態の継続時間、すなわちアイドリング工程の時間（アイドリング時間）の長さが変動する。本ステップでは、当該指示の入力の有無を判定し、当該指示が入力されていない場合は一定間隔で当該判定を再度実行し、当該指示が入力された場合は、次のステップに進む。当該指示において、第２工程において処理されるウエハ２００の枚数の指示（即ち、第２工程の実行回数）も併せて入力される。
（２－３）第１工程の加熱条件決定工程（Ｓ３００）
　本ステップでは、アイドリング工程（Ｓ２００）の時間を確認し、当該時間に応じて、次のステップである第１工程（Ｓ４００）における処理容器２０３の加熱条件を決定する。
（２－４）第１工程（事前処理工程）（Ｓ４００）
　本ステップでは、次のステップである第２工程（Ｓ５００）の事前処理として、処理容器２０３を加熱する。以下、第１工程を構成する各工程を、主に図５を用いて説明する。なお、第１工程は、ダミー基板をサセプタ２１７上に載置した状態で行うこともできるが、ここではダミー基板を用いない例について説明する。
（真空排気工程Ｓ４１０）
　まず、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内の圧力を所定の値とする。真空ポンプ２４６は、少なくとも排気・調圧工程Ｓ４４０が終了するまで作動させておく。
（第１ガス供給工程Ｓ４２０）
　本ステップでは、処理容器２０３内へ第１ガスをプラズマ状態に励起させて供給する。
　具体的には、バルブ２５３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ第１ガスを流す。第１ガスは、ＭＦＣ２５２ａにより流量調整され、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３５より排気される。これにより、処理容器２０３内へ第１ガスが供給される（第１ガス供給）。
　このとき、共振コイル２１２に対して、高周波電源２７３から高周波（ＲＦ）電力を供給する。これにより、プラズマ生成空間２０１ａ内の、特に共振コイル２１２の上端、中点、及び下端のそれぞれの高さ位置に集中的して第１ガスが放電し、プラズマ放電が発生する。発生したプラズマ放電により、処理容器２０３を内側から加熱することができる。特に、集中的にプラズマ放電が発生する上述の高さ位置に対応する処理容器２０３の部分及びその近傍が集中的に加熱される。本態様では、共振コイル２１２を加熱部とも称する。なお、第２工程が終了するまで共振コイル２１２に対する電力の供給は継続される。
　所定の処理条件下で処理容器２０３を加熱することにより、処理容器２０３内の温度を所定の温度に上昇させることができる。
　本ステップにおける加熱条件は、アイドリング工程の時間に応じて設定される。アイドリング工程の時間が比較的短い場合、すなわち所定時間よりも短い場合は、ＲＦ電力を所定電力よりも大きくする。また、アイドリング工程の時間が比較的長い場合、すなわち所定時間よりも長い場合は、ＲＦ電力は比較的小さく設定される。
　このような加熱条件とすることにより、アイドリング工程の時間に応じて、単位時間あたりの処理容器２０３内の温度上昇率、すなわち熱勾配を異ならせることができる。具体的には、アイドリング工程の時間が比較的短い場合には、熱勾配が比較的急となるようにし、アイドリング工程の時間が比較的長い場合には、熱勾配が比較的緩やかとなるよう（以下、これらを「所定の熱勾配」と称することがある）にする。すなわち、アイドリング工程が所定時間よりも短い場合、第１の熱勾配で加熱し、所定時間よりも長い場合、第１の熱勾配よりも小さい第２の熱勾配で加熱される。
　第１ガスとしては、例えばＮ含有ガスを用いることができる。Ｎ含有ガスとしては、例えば、Ｎ２ガスの他、アンモニア（ＮＨ３）ガス、ジアゼン（Ｎ２Ｈ２）ガス、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）ガス、Ｎ３Ｈ８ガス等の窒化水素系ガスを用いることができる。Ｎ含有ガスとしては、これらのうち１以上を用いることができる。また、Ｎ含有ガスとして、Ｎ２ガスと水素（Ｈ２）ガスの混合ガス等のように、Ｎ含有ガスとＨ含有ガスの混合ガスを用いることができる。
　処理容器２０３内の温度が所望の温度となったら、処理容器２０３内への第１ガスの供給を停止する。
（排気・調圧工程Ｓ４３０）
　処理室２０１内のガスを処理室２０１外へと排気する。その後、ＡＰＣバルブ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を真空搬送室と同じ圧力とする。
（２－５）第２工程（基板処理工程）（Ｓ５００）
　本ステップでは、一例として、ウエハ２００の表面上に形成されたシリコン（Ｓｉ）膜に改質処理としての窒化プラズマ処理を施し、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する。以下、第２工程を構成する各工程を、主に図６を用いて説明する。
（基板搬入工程Ｓ５１０）
　サセプタ昇降機構２６８がサセプタ２１７を下降させて、支持ピン２６６がサセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態とする。続いて、処理室２０１に隣接する真空搬送室から、ウエハ搬送機構を用いて支持ピン２６６上にウエハ２００を移載する。その後、サセプタ昇降機構２６８が、共振コイル２１２の下端と搬入出口２４５の上端２４５ａの間の所定の位置となるよう、サセプタ２１７を上昇させることにより、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に支持される。なお、本ステップにおいて、共振コイル２１２に供給する電力を、第１電力よりも大きい電力となるように変更してもよい。
（真空排気工程Ｓ５２０）
　本ステップでは、真空ポンプ２４６により排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内の圧力を所定の値とする。
（第２ガス供給工程Ｓ５３０）
　本ステップでは、処理室２０１内のウエハ２００に対して、第１ガスをプラズマで励起させて供給する。
　具体的には、バルブ２５３ａを開き、ガス供給管２３２ａ内へ第１ガスを流す。第１ガスは、ＭＦＣ２５２ａにより流量調整され、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ供給され、排気口２３５より排気される。このとき、ウエハ２００の上方から、ウエハ２００に対して第１ガスが供給される（第１ガス供給）。このとき、バルブ２４３ｃを開き、バッファ室２３７を介して処理室２０１内へ第２ガスを供給するようにしてもよい。
　ここでは、共振コイル２１２に対して、高周波電源２７３から高周波（ＲＦ）電力を印加する。これにより、プラズマ生成空間２０１ａ内における共振コイル２１２の上下の接地点及び電気的中点に相当する高さ位置にそれぞれ、平面視がドーナツ状である誘導プラズマが励起される。誘導プラズマの励起により、第１ガスとして、例えばＮ含有ガスを用いた場合には、Ｎ含有ガスが活性化され、窒化種が生成される。窒化種には、励起状態のＮ原子（Ｎ＊）、および、イオン化されたＮ原子のうち、少なくともいずれかが含まれる。なお、＊はラジカルを意味する。以下の説明でも同様である。また、Ｎ含有ガスとしてＨを含有するガスを用いた場合や第２ガスとしてＨ含有ガスを供給した場合、窒化種には更に、励起状態のＮＨ基（ＮＨ＊）、および、Ｎ及びＨを含むイオンのうち、少なくともいずれかが含まれる。さらに、この場合、励起状態のＨ原子（Ｈ＊）や、イオン化されたＨ原子等の反応種も生成されることがある。これらの反応種を窒化種の一部として捉えることもできる。
　所定の処理条件下でウエハ２００に対して、Ｎ含有ガスをプラズマで励起させて供給することにより、ウエハ２００の表面に対して窒化種が供給される。供給された窒化種により、ウエハ２００の表面に形成されているＳｉ膜の少なくとも一部がＳｉＮ膜に改質される。
　このとき、処理容器２０３の内壁にも窒化種が供給されるため、処理容器２０３が、例えばＳｉＯ２により構成されているときは、処理容器２０３の内壁表面は、ＳｉＯＮに改質される場合がある。上述したように、処理容器２０３内には、集中的にプラズマ放電が発生する箇所があり、当該箇所に対応する処理容器２０３の内壁表面は、それ以外の箇所における内壁表面に比べ緻密な改質がなされる。このように、処理容器２０３の内壁表面の窒化状況にはバラつきがあるため、処理容器２０３の内壁表面の応力にもバラつきが生じる。このため、例えば基板処理工程においてプラズマ放電を発生させることにより、処理容器２０３の内壁の温度が低温から急激に上昇した場合には、処理容器２０３の内壁が剥がれパーティクルが生じるおそれがある。本態様では、本ステップを行う前に処理容器２０３を所定の温度に加熱する第１工程を行うことにより、本ステップにおいて処理容器２０３の内壁が低温から高温に急激に上昇することを回避することができ、これによりパーティクルの発生を防止することができる。
　所定の処理時間が経過したら、高周波電源２７３からの電力の出力を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ放電を停止する。第１ガスの処理室２０１内への供給を停止する。第２ガスを供給する場合は第２ガスの供給を停止する。
（真空排気工程Ｓ５４０）
　排気管２３１を介して、処理室２０１内の反応ガス等を処理室２０１外へと排気する。その後、ＡＰＣバルブ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を処理室２０１に隣接する真空搬送室と同じ圧力に調整する。
（基板搬出工程Ｓ５５０）
　処理室２０１内が所定の圧力となったら、サセプタ２１７をウエハ２００の搬送位置まで下降させ、支持ピン２６６上のウエハ２００を、ウエハ搬送機構を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出する。以上により第２工程（Ｓ５００）を終了する。
（２－６）繰り返し回数判定（Ｓ６００）
　第２工程（Ｓ５００）の終了後、アイドリング工程（Ｓ２００）の際に入力された、ウエハ２００の処理枚数を参照し、指示された枚数の基板処理が完了したか否かを判定する。完了したと判定された場合、次のステップに進む。完了していないと判定された場合、再度、他のウエハ２００に対して第２工程を実行する。
（２－７）装置運用停止判定（Ｓ７００）
　繰り返し回数判定（Ｓ６００）の終了後、基板処理装置１００の運用を停止する指示が入力されていた場合、基板処理装置１００の運用を停止し処理を終了する。運用停止指示が入力されていない場合、再度、アイドリング工程（Ｓ２００）以降を実行する。
（３）本態様による効果
　本態様によれば、以下に示す１つ又は複数の効果が得られる。
（ａ）第２工程が開始される前に、第１工程を実行し処理容器２０３内を予熱することにより、第２工程において、処理容器２０３内の温度が急激に上昇することを回避し、パーティクルの発生を防止することができる。さらに、第１工程では、処理容器２０３を所定の熱勾配で加熱し、処理容器２０３の内壁が低温から高温に急激に上昇することを回避することにより、第１工程においてもパーティクルの発生を抑制することができる。
（ｂ）アイドリング工程の時間に応じた加熱条件で所定の熱勾配を設定することにより、第１工程において、処理容器２０３の内壁が低温から高温に急激に上昇することを確実に回避し、パーティクルの発生を確実に防止することができる。
　具体的には、例えば、アイドリング工程の時間が比較的短い場合には、ＲＦ電力は比較的大きく設定され、アイドリング工程の時間が比較的長い場合には、ＲＦ電力は比較的小さく設定される。このような加熱条件とすることにより、アイドリング工程の時間が比較的短い場合には、熱勾配が比較的急となるように設定され、アイドリング工程の時間が比較的長い場合には、熱勾配が比較的緩やかとなるように設定される。これにより、上述した効果を確実に実現できる。
　というのも、アイドリング工程の時間が長くなるに伴い、ヒータ昇温工程で昇温させた処理容器２０３内の温度は徐々に低下してしまうことがある。そして、第１工程において、処理室２０１内へ第１ガスとして例えばＮ含有ガスを供給した場合、処理容器２０３の内壁が窒化されるが、上述したように、処理容器２０３の内壁表面の窒化状況にはバラつきがあるため、処理容器２０３の内壁表面の応力にもバラつきが生じる。このため、第１工程において、処理容器２０３の内壁の温度が低温から高温に急激に上昇すると、内壁が剥がれて処理容器２０３内にパーティクルが生じるおそれがある。
　アイドリング工程の時間が比較的長時間の場合には、第１工程の開始時には、処理容器２０３内は比較的低温になっているため、処理容器２０３内の温度を急激に上昇させると、パーティクルが生じるおそれがある。本態様では、この場合において、例えば、予め作成されたアイドリング工程の時間に対応する処理容器２０３内の温度データを元に決定された加熱条件により、熱勾配は比較的緩やかとなるように設定されているので、処理容器２０３内の温度は緩やかに上昇する。これにより、処理容器２０３内にパーティクルが生じることを防止できる。
　一方、アイドリング工程の時間が比較的短時間の場合には、第１工程の開始時には、処理容器２０３内は比較的高温を維持している。本態様では、この場合において、例えば、予め作成された上述のデータを元に決定された加熱条件により、熱勾配は比較的急となるように設定されているので、処理容器２０３内の温度は急激に上昇する。このような熱勾配としても、第１工程の開始時に処理容器２０３内は比較的高温を維持しているため、処理容器２０３の内壁の温度が低温から高温に急激に上昇することにはならないので、パーティクルが生じるおそれは少ない。このような熱勾配とすることにより、スループットの向上も実現できる。
　このように、アイドリング工程の時間に応じて熱勾配を異ならせることにより、処理容器２０３内でのパーティクルの発生を確実に防止することができる。
（ｃ）第２工程では、第１工程で投入した第１電力よりも大きい電力である第２電力を共振コイル２１２に投入することにより、短時間で処理容器２０３内の温度を所望の基板処理温度に上昇させることができる。これにより、処理容器２０３内でのパーティクル発生の防止とスループットの向上とを実現できる。
（ｄ）第１工程において共振コイル２１２に電力を投入する電力投入状態を開始したら、第２工程の実行中においても、電力投入状態を維持することにより、電力を投入するステップと電力の投入を停止するステップとを繰り返すことを回避できるので、さらなるスループットの向上を実現できる。
＜本開示の他の態様＞
　以上、本開示の態様を具体的に説明した。しかしながら、本開示は上述の態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　上述の態様では、第１工程において、共振コイル２１２に対して一定の電力（第１電力）を供給（投入）する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理容器２０３内の温度上昇に応じて、共振コイル２１２に投入する電力を段階的に変化（上昇）させてもよい。共振コイル２１２に対し供給する電力を変化（上昇）させることにより、処理容器２０３内の温度は急上昇するが、既に、処理容器２０３内の温度を所定の温度にまで上昇させた後の急上昇なので、処理容器２０３内にパーティクルが発生することを防止することができる。また、共振コイル２１２に対し供給する電力を変化させることにより、スループットの向上も実現できる。なお、共振コイル２１２に投入する電力の変化は、上述した２段階に限定されるものではなく、その他の複数段階を含むものとする。
　上述の態様では、第１ガスとしてＮ含有ガスを用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１ガスに替えてＨｅガスやＨ２ガスを用いてもよい。例えば、Ｎ２ガスと、Ｈｅガス、Ｈ２ガスとでは、ＨｅガスまたはＨ２ガスを用いた方が、処理容器２０３内の温度が上昇しやすい傾向にある。このため、例えば、第１工程において、処理容器２０３内の温度を急激に上昇させたい場合は、ＨｅガスまたはＨ２ガスを用い、処理容器２０３内の温度を緩やかに上昇させたい場合は、Ｎ２ガスを用いるというように、状況に応じて用いるガスを選択してもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。なお、ＨｅガスまたはＨ２ガスを処理容器２０３の加熱に用いる場合、Ｈｅガス、Ｈ２ガスのそれぞれを加熱媒体ガスとも呼ぶ。なお、第１工程にて加熱媒体ガスを用いた場合、第２工程では加熱媒体ガスの主成分と異なるガス、例えばＮ含有ガスを用いてもよい。
　上述の態様では、第１ガスとしてＮ含有ガスを用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１ガスとして、Ｎ２ガスとＨｅガスとの混合ガスやＮ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスを用いてもよい。例えば、Ｎ２ガスと、Ｎ２ガスとＨｅガスとの混合ガスとでは、当該混合ガスを用いた方が、処理容器２０３内の温度が上昇しやすい傾向にある。このため、例えば、第１工程において、素早く加熱したい場合や、小さい供給電力で効率よく加熱したい場合には、当該混合ガスを用いるようにしてもよい。このような構成とすることで、より確実にパーティクルの発生を抑えることができる。
　上述の態様では、第１ガスとしてＮ含有ガスを用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１ガスに替えてＨｅガスやＨ２ガスを用いてもよい。この場合、例えば、アイドリング時間に応じて各種ガスを選択するようにしてもよい。このようにすることで、加熱効率と加熱時間を考慮した、自由度の高い運用が可能となる。
　上述の態様では、第１ガスとしてＮ含有ガスを用いる例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１ガスに替えてＨｅガスやＨ２ガス用いてもよい。この場合、例えば、ガス種ごとに供給する電力を設定しても良い。具体的には、比較的励起エネルギーの強いガス（例えばＨｅガス）では所定電力よりも小さい電力を供給し、比較的励起エネルギーの弱いガス（例えばＨ２ガス）については所定電力よりも大きい電力を供給する。このようにすることで、必要以上に活性化され、処理容器２０３の内壁をエッチングする等を防ぎつつ、効率よく加熱できる。
　上述の態様では、アイドリング工程の時間に応じた加熱条件で所定の熱勾配を設定する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１工程の加熱条件決定工程（Ｓ３００）において、第１工程開始時における処理容器２０３内の温度を実際に計測し、当該温度に応じて、第１工程における処理容器２０３の加熱条件を決定してもよい。当該温度に応じた加熱条件で所定の熱勾配を設定してもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。
　上述の態様では、第１工程において、第１ガスをプラズマ状態に励起させて処理容器２０３を内側から加熱する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、遮蔽板２２３の天井近傍に配置された複数の加熱部としてのランプヒータ４６１により、処理容器２０３を外側から加熱してもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。ランプヒータ４６１は、配線４６２を介してランプ制御部４６３に接続されている。電力の供給、ランプヒータ４６１のオン／オフ等は、コントローラ２２１の指示に基づいて、ランプ制御部４６３により制御される。なお、図７においては、便宜上、遮蔽板２２３の天井近傍にランプヒータ４６１が備えられていることを表示している。その他の構成は、図１に示す基板処理装置１００と同様に構成されているが、図７ではそれらの記載を省略している。
　上述の態様では、第１工程において、第１ガスをプラズマ状態に励起させて処理容器２０３を加熱する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、共振コイル２１２に対して、第１ガスをプラズマ状態に励起させることができない程度の小さい電力を供給（投入）し、処理容器２０３内を誘電加熱により加熱してもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。また、本態様においては、さらに、例えば、アイドリング工程の時間が長時間（例えば３５時間）の場合に、処理容器２０３内を誘電加熱により加熱することにより、処理容器２０３内の温度を上述の態様よりもさらに緩やかに上昇させることができる。
　上述の態様では、ウエハ２００およびウエハ２００のダミー品となるダミー基板のいずれもサセプタ２１７上に載置されていない状態で第１工程を行う例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ダミー基板をサセプタ２１７上に載置した状態で第１工程を行ってもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。また、本態様においては、上述の態様より優れた効果を得ることができる場合がある。
　というのも、上述の態様では、ウエハ２００等をサセプタ２１７上に載置しない状態で第１工程を行った後、ウエハ２００をサセプタ２１７上に載置した状態で第２工程を行うため、第２工程では、ヒータ２１７ｂと処理容器２０３の内壁とがウエハ２００で遮断される。このため、第２工程において、処理容器２０３の内壁の温度が急激に低下し、パーティクルが発生するおそれがある。そこで、本態様では、ダミー基板をサセプタ２１７上に載置した状態で第１工程を実行する。このようにして、第１工程においても、ヒータ２１７ｂと処理容器２０３の内壁との間にダミー基板を配置させ、ヒータ２１７ｂからの放射熱の影響を低減する。こうすることにより、第２工程において、処理容器２０３の内壁の急激な温度低下を防止することができるので、パーティクルの発生を確実に防止することができる。
　上述の態様では、第２工程において、ウエハ２００上にＮ含有ガスを供給しＳｉＮ膜を形成する例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ウエハ２００上に酸素（Ｏ）含有ガスを供給しシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）を形成してもよい。本態様においても上述の態様と同様の効果が得られる。
　各処理に用いられるレシピは、処理内容に応じて個別に用意し、電気通信回線や外部記憶装置２２６を介して記憶装置２２１ｃ内に記録し、格納しておくことが好ましい。そして、各処理を開始する際、ＣＰＵ２２１ａが、記憶装置２２１ｃ内に記録され、格納された複数のレシピの中から、処理内容に応じて適正なレシピを適宜選択することが好ましい。これにより、１台の基板処理装置で様々な膜種、組成比、膜質、膜厚の膜を、再現性よく形成することができるようになる。また、オペレータの負担を低減でき、操作ミスを回避しつつ、各処理を迅速に開始できるようになる。
　上述のレシピは、新たに作成する場合に限らず、例えば、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを変更することで用意してもよい。レシピを変更する場合は、変更後のレシピを、電気通信回線や当該レシピを記録した記録媒体を介して、基板処理装置にインストールしてもよい。また、既存の基板処理装置が備える入出力装置２２５を操作し、基板処理装置に既にインストールされていた既存のレシピを直接変更してもよい。
　上述の態様では、１枚ずつ基板を処理する枚葉式の装置を用いる例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の基板処理装置を用いる場合にも、好適に適用できる。
　これらの基板処理装置を用いる場合においても、上述の態様と同様な処理手順、処理条件にて各処理を行うことができ、上述の態様と同様の効果が得られる。
　上述の態様は、適宜組み合わせて用いることができる。このときの処理手順、処理条件は、例えば、上述の態様の処理手順、処理条件と同様とすることができる。
２００　　ウエハ（処理基板）
２０３　　処理容器

Claims (19)

  1. 　処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１工程と、
    　前記第１工程の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２工程と、
    　を有する基板処理方法。
  2. 　前記第１工程の前に、アイドリング工程を有し、
    　前記所定の熱勾配は、前記アイドリング工程の時間に応じた加熱条件で設定される、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記第１工程では、前記アイドリング工程が所定時間よりも短い場合、第１の熱勾配で加熱し、前記所定時間よりも長い場合、前記第１の熱勾配よりも小さい第２の熱勾配で加熱される、
    　請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記第１工程では、前記処理容器内へ第１ガスまたは加熱媒体ガスを供給し、前記処理容器の外部に設けられた電極に第１電力を投入して、前記第１ガスまたは前記加熱媒体ガスをプラズマ状態に励起させ、前記処理容器を加熱する、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  5. 　前記処理容器内に供給するガスの種類に応じて、前記電極に投入される電力を設定する、
    　請求項４に記載の基板処理方法。
  6. 　前記第２工程では、前記処理容器内へ前記第１ガスを供給し、前記電極に、前記第１電力よりも大きい電力である第２電力を投入して、前記第１ガスをプラズマ状態に励起させ、前記処理基板を処理する、
    　請求項５に記載の基板処理方法。
  7. 　前記第１工程では、前記アイドリング工程が所定時間よりも短い場合における電力は、前記所定時間よりも長い場合における電力よりも大きい、
    　請求項３に記載の基板処理方法。
  8. 　前記第１工程では、前記処理容器の外部に設けられたランプヒータに電力を投入し、前記処理容器を加熱する、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  9. 　前記第１工程は、前記処理容器内に設けられた基板載置台にダミー基板を載置した状態で行われる、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  10. 　前記ダミー基板は、前記基板載置台に内蔵されたヒータと前記処理容器の内壁との間に配置される、
    　請求項９に記載の基板処理方法。
  11. 　前記第１工程では、投入する電力の大きさを段階的に変化させる、
    　請求項３に記載の基板処理方法。
  12. 　前記第１工程では、前記処理容器内へ第１ガスを供給し、前記処理容器の外部に設けられた電極に、前記第１ガスをプラズマ状態に励起可能な電力よりも小さい電力を投入し、前記処理容器を加熱する、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  13. 　前記第１工程において前記電極に電力を投入する電力投入状態を開始したら、前記第２工程の実行中においても、前記電力投入状態を維持する、
    　請求項４に記載の基板処理方法。
  14. 　前記第１工程では、加熱媒体ガスを供給する、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  15. 　前記加熱媒体ガスは、水素含有ガスまたはヘリウム含有ガスである、
    　請求項１４に記載の基板処理方法。
  16. 　前記第２工程では、主成分が前記加熱媒体ガスと異なる前記第１ガスを供給する、
    　請求項１３に記載の基板処理方法。
  17. 　処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１工程と、
    　前記第１工程の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２工程と、
    　を有する半導体装置の製造方法。
  18. 　処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１手順と、
    　前記第１手順の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２手順と、
    　をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
  19. 　処理基板が処理される処理容器と、
    　前記処理容器を加熱する加熱部と、
    　前記処理容器内の処理基板に対してガスを供給するガス供給系と、
    　前記処理容器内に処理基板が無い状態で、前記処理容器を所定の熱勾配で加熱する第１処理と、前記第１処理の後、前記処理容器内に前記処理基板がある状態で、前記処理基板を処理する第２処理と、を行わせるように、前記加熱部および前記ガス供給系を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。
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